Home | History | Annotate | Line # | Download | only in libm
      1 /* $NetBSD: t_ldexp.c,v 1.17 2018/11/07 03:59:36 riastradh Exp $ */
      2 
      3 /*-
      4  * Copyright (c) 2011 The NetBSD Foundation, Inc.
      5  * All rights reserved.
      6  *
      7  * This code is derived from software contributed to The NetBSD Foundation
      8  * by Jukka Ruohonen.
      9  *
     10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
     11  * modification, are permitted provided that the following conditions
     12  * are met:
     13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
     14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
     15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
     16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
     17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
     18  *
     19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE NETBSD FOUNDATION, INC. AND CONTRIBUTORS
     20  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED
     21  * TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
     22  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE FOUNDATION OR CONTRIBUTORS
     23  * BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR
     24  * CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF
     25  * SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS
     26  * INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN
     27  * CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
     28  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
     29  * POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
     30  */
     31 #include <sys/cdefs.h>
     32 __RCSID("$NetBSD: t_ldexp.c,v 1.17 2018/11/07 03:59:36 riastradh Exp $");
     33 
     34 #include <sys/param.h>
     35 
     36 #include <atf-c.h>
     37 
     38 #include <float.h>
     39 #include <limits.h>
     40 #include <math.h>
     41 #include <stdio.h>
     42 #include <string.h>
     43 
     44 #define SKIP	9999
     45 #define FORMAT  "%23.23lg"
     46 
     47 static const int exps[] = { 0, 1, -1, 100, -100 };
     48 
     49 struct ldexp_test {
     50 	double	    x;
     51 	int	    exp1;
     52 	int	    exp2;
     53 	const char *result;
     54 };
     55 
     56 struct ldexp_test ldexp_basic[] = {
     57 	{ 1.0,	5,	SKIP,	"                     32" },
     58 	{ 1.0,	1022,	SKIP,	"4.4942328371557897693233e+307" },
     59 	{ 1.0,	1023,	-1,	"4.4942328371557897693233e+307" },
     60 	{ 1.0,	1023,	SKIP,	"8.9884656743115795386465e+307" },
     61 	{ 1.0,	1022,	1,	"8.9884656743115795386465e+307" },
     62 	{ 1.0,	-1022,	2045,	"8.9884656743115795386465e+307" },
     63 	{ 1.0,	-5,	SKIP,	"                0.03125" },
     64 	{ 1.0,	-1021,	SKIP,	"4.4501477170144027661805e-308" },
     65 	{ 1.0,	-1022,	1,	"4.4501477170144027661805e-308" },
     66 	{ 1.0,	-1022,	SKIP,	"2.2250738585072013830902e-308" },
     67 	{ 1.0,	-1021,	-1,	"2.2250738585072013830902e-308" },
     68 	{ 1.0,	1023,	-2045,	"2.2250738585072013830902e-308" },
     69 	{ 1.0,	1023,	-1023,	"                      1" },
     70 	{ 1.0,	-1022,	1022,	"                      1" },
     71 	{ 0,	0,	0,	NULL }
     72 };
     73 
     74 struct ldexp_test ldexp_zero[] = {
     75 	{ 0.0,	-1,	SKIP,	"                      0" },
     76 	{ 0.0,	0,	SKIP,	"                      0" },
     77 	{ 0.0,	1,	SKIP,	"                      0" },
     78 	{ 0.0,	1024,	SKIP,	"                      0" },
     79 	{ 0.0,	1025,	SKIP,	"                      0" },
     80 	{ 0.0,	-1023,	SKIP,	"                      0" },
     81 	{ 0.0,	-1024,	SKIP,	"                      0" },
     82 	{ 0,	0,	0,	NULL }
     83 };
     84 
     85 struct ldexp_test ldexp_infinity[] = {
     86 	{ 1.0,	1024,	-1,	"                    inf" },
     87 	{ 1.0,	1024,	0,	"                    inf" },
     88 	{ 1.0,	1024,	1,	"                    inf" },
     89 	{ -1.0,	1024,	-1,	"                   -inf" },
     90 	{ -1.0,	1024,	0,	"                   -inf" },
     91 	{ -1.0,	1024,	1,	"                   -inf" },
     92 	{ 0,	0,	0,	NULL }
     93 };
     94 
     95 struct ldexp_test ldexp_overflow[] = {
     96 	{ 1.0,	1024,	SKIP,	"                    inf" },
     97 	{ 1.0,	1023,	1,	"                    inf" },
     98 	{ 1.0,	-1022,	2046,	"                    inf" },
     99 	{ 1.0,	1025,	SKIP,	"                    inf" },
    100 	{ 2.0,	INT_MAX,SKIP,	"                    inf" },
    101 	{ -1.0,	1024,	SKIP,	"                   -inf" },
    102 	{ -1.0,	1023,	1,	"                   -inf" },
    103 	{ -1.0,	-1022,	2046,	"                   -inf" },
    104 	{ -1.0,	1025,	SKIP,	"                   -inf" },
    105 	{ -2.0, INT_MAX,SKIP,	"                   -inf" },
    106 	{ 0,	0,	0,	NULL }
    107 };
    108 
    109 struct ldexp_test ldexp_denormal[] = {
    110 	{ 1.0,	-1023,	SKIP,	"1.1125369292536006915451e-308" },
    111 	{ 1.0,	-1022,	-1,	"1.1125369292536006915451e-308" },
    112 	{ 1.0,	1023,	-2046,	"1.1125369292536006915451e-308" },
    113 	{ 1.0,	-1024,	SKIP,	"5.5626846462680034577256e-309" },
    114 	{ 1.0,	-1074,	SKIP,	"4.9406564584124654417657e-324" },
    115 	{ -1.0,	-1023,	SKIP,	"-1.1125369292536006915451e-308" },
    116 	{ -1.0,	-1022,	-1,	"-1.1125369292536006915451e-308" },
    117 	{ -1.0,	1023,	-2046,	"-1.1125369292536006915451e-308" },
    118 	{ -1.0,	-1024,	SKIP,	"-5.5626846462680034577256e-309" },
    119 	{ -1.0,	-1074,	SKIP,	"-4.9406564584124654417657e-324" },
    120 	{ 0,	0,	0,	NULL }
    121 };
    122 
    123 struct ldexp_test ldexp_underflow[] = {
    124 	{ 1.0,	-1075,	SKIP,	"                      0" },
    125 	{ 1.0,	-1074,	-1,	"                      0" },
    126 	{ 1.0,	1023,	-2098,	"                      0" },
    127 	{ 1.0,	-1076,	SKIP,	"                      0" },
    128 	{ -1.0,	-1075,	SKIP,	"                     -0" },
    129 	{ -1.0,	-1074,	-1,	"                     -0" },
    130 	{ -1.0,	1023,	-2098,	"                     -0" },
    131 	{ -1.0,	-1076,	SKIP,	"                     -0" },
    132 	{ 0,	0,	0,	NULL }
    133 };
    134 
    135 struct ldexp_test ldexp_denormal_large[] = {
    136 	{ 1.0,	-1028,	1024,	"                 0.0625" },
    137 	{ 1.0,	-1028,	1025,	"                  0.125" },
    138 	{ 1.0,	-1028,	1026,	"                   0.25" },
    139 	{ 1.0,	-1028,	1027,	"                    0.5" },
    140 	{ 1.0,	-1028,	1028,	"                      1" },
    141 	{ 1.0,	-1028,	1029,	"                      2" },
    142 	{ 1.0,	-1028,	1030,	"                      4" },
    143 	{ 1.0,	-1028,	1040,	"                   4096" },
    144 	{ 1.0,	-1028,	1050,	"                4194304" },
    145 	{ 1.0,	-1028,	1060,	"             4294967296" },
    146 	{ 1.0,	-1028,	1100,	" 4722366482869645213696" },
    147 	{ 1.0,	-1028,	1200,	"5.9863107065073783529623e+51" },
    148 	{ 1.0,	-1028,	1300,	"7.5885503602567541832791e+81" },
    149 	{ 1.0,	-1028,	1400,	"9.6196304190416209014353e+111" },
    150 	{ 1.0,	-1028,	1500,	"1.2194330274671844653834e+142" },
    151 	{ 1.0,	-1028,	1600,	"1.5458150092069033378781e+172" },
    152 	{ 1.0,	-1028,	1700,	"1.9595533242629369747791e+202" },
    153 	{ 1.0,	-1028,	1800,	"2.4840289476811342962384e+232" },
    154 	{ 1.0,	-1028,	1900,	"3.1488807865122869393369e+262" },
    155 	{ 1.0,	-1028,	2000,	"3.9916806190694396233127e+292" },
    156 	{ 1.0,	-1028,	2046,	"2.808895523222368605827e+306" },
    157 	{ 1.0,	-1028,	2047,	"5.6177910464447372116541e+306" },
    158 	{ 1.0,	-1028,	2048,	"1.1235582092889474423308e+307" },
    159 	{ 1.0,	-1028,	2049,	"2.2471164185778948846616e+307" },
    160 	{ 1.0,	-1028,	2050,	"4.4942328371557897693233e+307" },
    161 	{ 1.0,	-1028,	2051,	"8.9884656743115795386465e+307" },
    162 	{ 0,	0,	0,	NULL }
    163 };
    164 
    165 static void
    166 run_test(struct ldexp_test *table)
    167 {
    168 	char outbuf[64];
    169 	size_t i;
    170 	double v;
    171 
    172 	for (i = 0; table->result != NULL; table++, i++) {
    173 
    174 		v = ldexp(table->x, table->exp1);
    175 
    176 		if (table->exp2 != SKIP)
    177 			v = ldexp(v, table->exp2);
    178 
    179 		(void)snprintf(outbuf, sizeof(outbuf), FORMAT, v);
    180 
    181 		ATF_CHECK_STREQ_MSG(table->result, outbuf,
    182 			    "Entry %zu:\n\tExp: \"%s\"\n\tAct: \"%s\"",
    183 			    i, table->result, outbuf);
    184 	}
    185 }
    186 
    187 /*
    188  * ldexp(3)
    189  */
    190 ATF_TC(ldexp_exp2);
    191 ATF_TC_HEAD(ldexp_exp2, tc)
    192 {
    193 	atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test ldexp(x, n) == x * exp2(n)");
    194 }
    195 
    196 ATF_TC_BODY(ldexp_exp2, tc)
    197 {
    198 	const double n[] = { 1, 2, 3, 10, 50, 100 };
    199 	const double eps = DBL_EPSILON;
    200 	const double x = 12.0;
    201 	size_t i;
    202 
    203 	for (i = 0; i < __arraycount(n); i++) {
    204 		double y = ldexp(x, n[i]);
    205 
    206 		if (!(fabs((y - (x * exp2(n[i])))/y) <= eps)) {
    207 			atf_tc_fail_nonfatal("ldexp(%.17g, %.17g) = %.17g "
    208 			    "!= %.17g * exp2(%.17g) = %.17g",
    209 			    x, n[i], y, x, n[i], (x * exp2(n[i])));
    210 		}
    211 	}
    212 }
    213 
    214 ATF_TC(ldexp_nan);
    215 ATF_TC_HEAD(ldexp_nan, tc)
    216 {
    217 	atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test ldexp(NaN) == NaN");
    218 }
    219 
    220 ATF_TC_BODY(ldexp_nan, tc)
    221 {
    222 	const double x = 0.0L / 0.0L;
    223 	double y;
    224 	size_t i;
    225 
    226 	ATF_REQUIRE(isnan(x) != 0);
    227 
    228 	for (i = 0; i < __arraycount(exps); i++) {
    229 		y = ldexp(x, exps[i]);
    230 		ATF_CHECK(isnan(y) != 0);
    231 	}
    232 }
    233 
    234 ATF_TC(ldexp_inf_neg);
    235 ATF_TC_HEAD(ldexp_inf_neg, tc)
    236 {
    237 	atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test ldexp(-Inf) == -Inf");
    238 }
    239 
    240 ATF_TC_BODY(ldexp_inf_neg, tc)
    241 {
    242 	const double x = -1.0L / 0.0L;
    243 	size_t i;
    244 
    245 	for (i = 0; i < __arraycount(exps); i++)
    246 		ATF_CHECK(ldexp(x, exps[i]) == x);
    247 }
    248 
    249 ATF_TC(ldexp_inf_pos);
    250 ATF_TC_HEAD(ldexp_inf_pos, tc)
    251 {
    252 	atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test ldexp(+Inf) == +Inf");
    253 }
    254 
    255 ATF_TC_BODY(ldexp_inf_pos, tc)
    256 {
    257 	const double x = 1.0L / 0.0L;
    258 	size_t i;
    259 
    260 	for (i = 0; i < __arraycount(exps); i++)
    261 		ATF_CHECK(ldexp(x, exps[i]) == x);
    262 }
    263 
    264 ATF_TC(ldexp_zero_neg);
    265 ATF_TC_HEAD(ldexp_zero_neg, tc)
    266 {
    267 	atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test ldexp(-0.0) == -0.0");
    268 }
    269 
    270 ATF_TC_BODY(ldexp_zero_neg, tc)
    271 {
    272 	const double x = -0.0L;
    273 	double y;
    274 	size_t i;
    275 
    276 	ATF_REQUIRE(signbit(x) != 0);
    277 
    278 	for (i = 0; i < __arraycount(exps); i++) {
    279 		y = ldexp(x, exps[i]);
    280 		ATF_CHECK(x == y);
    281 		ATF_CHECK(signbit(y) != 0);
    282 	}
    283 }
    284 
    285 ATF_TC(ldexp_zero_pos);
    286 ATF_TC_HEAD(ldexp_zero_pos, tc)
    287 {
    288 	atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test ldexp(+0.0) == +0.0");
    289 }
    290 
    291 ATF_TC_BODY(ldexp_zero_pos, tc)
    292 {
    293 	const double x = 0.0L;
    294 	double y;
    295 	size_t i;
    296 
    297 	ATF_REQUIRE(signbit(x) == 0);
    298 
    299 	for (i = 0; i < __arraycount(exps); i++) {
    300 		y = ldexp(x, exps[i]);
    301 		ATF_CHECK(x == y);
    302 		ATF_CHECK(signbit(y) == 0);
    303 	}
    304 }
    305 
    306 /*
    307  * ldexpf(3)
    308  */
    309 
    310 ATF_TC(ldexpf_exp2f);
    311 ATF_TC_HEAD(ldexpf_exp2f, tc)
    312 {
    313 	atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test ldexpf(x, n) == x * exp2f(n)");
    314 }
    315 
    316 ATF_TC_BODY(ldexpf_exp2f, tc)
    317 {
    318 	const float n[] = { 1, 2, 3, 10, 50, 100 };
    319 	const float eps = FLT_EPSILON;
    320 	const float x = 12.0;
    321 	size_t i;
    322 
    323 	for (i = 0; i < __arraycount(n); i++) {
    324 		float y = ldexpf(x, n[i]);
    325 
    326 		if (!(fabsf((y - (x * exp2f(n[i])))/y) <= eps)) {
    327 			atf_tc_fail_nonfatal("ldexpf(%.17g, %.17g) = %.17g "
    328 			    "!= %.17g * exp2f(%.17g) = %.17g",
    329 			    x, n[i], y, x, n[i], (x * exp2f(n[i])));
    330 		}
    331 	}
    332 }
    333 
    334 ATF_TC(ldexpf_nan);
    335 ATF_TC_HEAD(ldexpf_nan, tc)
    336 {
    337 	atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test ldexpf(NaN) == NaN");
    338 }
    339 
    340 ATF_TC_BODY(ldexpf_nan, tc)
    341 {
    342 	const float x = 0.0L / 0.0L;
    343 	float y;
    344 	size_t i;
    345 
    346 	ATF_REQUIRE(isnan(x) != 0);
    347 
    348 	for (i = 0; i < __arraycount(exps); i++) {
    349 		y = ldexpf(x, exps[i]);
    350 		ATF_CHECK(isnan(y) != 0);
    351 	}
    352 }
    353 
    354 ATF_TC(ldexpf_inf_neg);
    355 ATF_TC_HEAD(ldexpf_inf_neg, tc)
    356 {
    357 	atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test ldexpf(-Inf) == -Inf");
    358 }
    359 
    360 ATF_TC_BODY(ldexpf_inf_neg, tc)
    361 {
    362 	const float x = -1.0L / 0.0L;
    363 	size_t i;
    364 
    365 	for (i = 0; i < __arraycount(exps); i++)
    366 		ATF_CHECK(ldexpf(x, exps[i]) == x);
    367 }
    368 
    369 ATF_TC(ldexpf_inf_pos);
    370 ATF_TC_HEAD(ldexpf_inf_pos, tc)
    371 {
    372 	atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test ldexpf(+Inf) == +Inf");
    373 }
    374 
    375 ATF_TC_BODY(ldexpf_inf_pos, tc)
    376 {
    377 	const float x = 1.0L / 0.0L;
    378 	size_t i;
    379 
    380 	for (i = 0; i < __arraycount(exps); i++)
    381 		ATF_CHECK(ldexpf(x, exps[i]) == x);
    382 }
    383 
    384 ATF_TC(ldexpf_zero_neg);
    385 ATF_TC_HEAD(ldexpf_zero_neg, tc)
    386 {
    387 	atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test ldexpf(-0.0) == -0.0");
    388 }
    389 
    390 ATF_TC_BODY(ldexpf_zero_neg, tc)
    391 {
    392 	const float x = -0.0L;
    393 	float y;
    394 	size_t i;
    395 
    396 	ATF_REQUIRE(signbit(x) != 0);
    397 
    398 	for (i = 0; i < __arraycount(exps); i++) {
    399 		y = ldexpf(x, exps[i]);
    400 		ATF_CHECK(x == y);
    401 		ATF_CHECK(signbit(y) != 0);
    402 	}
    403 }
    404 
    405 ATF_TC(ldexpf_zero_pos);
    406 ATF_TC_HEAD(ldexpf_zero_pos, tc)
    407 {
    408 	atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test ldexpf(+0.0) == +0.0");
    409 }
    410 
    411 ATF_TC_BODY(ldexpf_zero_pos, tc)
    412 {
    413 	const float x = 0.0L;
    414 	float y;
    415 	size_t i;
    416 
    417 	ATF_REQUIRE(signbit(x) == 0);
    418 
    419 	for (i = 0; i < __arraycount(exps); i++) {
    420 		y = ldexpf(x, exps[i]);
    421 		ATF_CHECK(x == y);
    422 		ATF_CHECK(signbit(y) == 0);
    423 	}
    424 }
    425 
    426 #define TEST(name, desc)						\
    427 	ATF_TC(name);							\
    428 	ATF_TC_HEAD(name, tc)						\
    429 	{								\
    430 									\
    431 		atf_tc_set_md_var(tc, "descr",				\
    432 		    "Test ldexp(3) for " ___STRING(desc));		\
    433 	}								\
    434 	ATF_TC_BODY(name, tc)						\
    435 	{								\
    436 		if (strcmp("vax", MACHINE_ARCH) == 0)			\
    437 			atf_tc_skip("Test not valid for " MACHINE_ARCH); \
    438 		run_test(name);						\
    439 	}
    440 
    441 TEST(ldexp_basic, basics)
    442 TEST(ldexp_zero, zero)
    443 TEST(ldexp_infinity, infinity)
    444 TEST(ldexp_overflow, overflow)
    445 TEST(ldexp_denormal, denormal)
    446 TEST(ldexp_denormal_large, large)
    447 TEST(ldexp_underflow, underflow)
    448 
    449 ATF_TP_ADD_TCS(tp)
    450 {
    451 
    452 	ATF_TP_ADD_TC(tp, ldexp_basic);
    453 	ATF_TP_ADD_TC(tp, ldexp_zero);
    454 	ATF_TP_ADD_TC(tp, ldexp_infinity);
    455 	ATF_TP_ADD_TC(tp, ldexp_overflow);
    456 	ATF_TP_ADD_TC(tp, ldexp_denormal);
    457 	ATF_TP_ADD_TC(tp, ldexp_underflow);
    458 	ATF_TP_ADD_TC(tp, ldexp_denormal_large);
    459 
    460 	ATF_TP_ADD_TC(tp, ldexp_exp2);
    461 	ATF_TP_ADD_TC(tp, ldexp_nan);
    462 	ATF_TP_ADD_TC(tp, ldexp_inf_neg);
    463 	ATF_TP_ADD_TC(tp, ldexp_inf_pos);
    464 	ATF_TP_ADD_TC(tp, ldexp_zero_neg);
    465 	ATF_TP_ADD_TC(tp, ldexp_zero_pos);
    466 
    467 	ATF_TP_ADD_TC(tp, ldexpf_exp2f);
    468 	ATF_TP_ADD_TC(tp, ldexpf_nan);
    469 	ATF_TP_ADD_TC(tp, ldexpf_inf_neg);
    470 	ATF_TP_ADD_TC(tp, ldexpf_inf_pos);
    471 	ATF_TP_ADD_TC(tp, ldexpf_zero_neg);
    472 	ATF_TP_ADD_TC(tp, ldexpf_zero_pos);
    473 
    474 	return atf_no_error();
    475 }
    476