Home | History | Annotate | Line # | Download | only in math
      1 /*							j0l.c
      2  *
      3  *	Bessel function of order zero
      4  *
      5  *
      6  *
      7  * SYNOPSIS:
      8  *
      9  * long double x, y, j0l();
     10  *
     11  * y = j0l( x );
     12  *
     13  *
     14  *
     15  * DESCRIPTION:
     16  *
     17  * Returns Bessel function of first kind, order zero of the argument.
     18  *
     19  * The domain is divided into two major intervals [0, 2] and
     20  * (2, infinity). In the first interval the rational approximation
     21  * is J0(x) = 1 - x^2 / 4 + x^4 R(x^2)
     22  * The second interval is further partitioned into eight equal segments
     23  * of 1/x.
     24  *
     25  * J0(x) = sqrt(2/(pi x)) (P0(x) cos(X) - Q0(x) sin(X)),
     26  * X = x - pi/4,
     27  *
     28  * and the auxiliary functions are given by
     29  *
     30  * J0(x)cos(X) + Y0(x)sin(X) = sqrt( 2/(pi x)) P0(x),
     31  * P0(x) = 1 + 1/x^2 R(1/x^2)
     32  *
     33  * Y0(x)cos(X) - J0(x)sin(X) = sqrt( 2/(pi x)) Q0(x),
     34  * Q0(x) = 1/x (-.125 + 1/x^2 R(1/x^2))
     35  *
     36  *
     37  *
     38  * ACCURACY:
     39  *
     40  *                      Absolute error:
     41  * arithmetic   domain      # trials      peak         rms
     42  *    IEEE      0, 30       100000      1.7e-34      2.4e-35
     43  *
     44  *
     45  */
     46 
     47 /*							y0l.c
     48  *
     49  *	Bessel function of the second kind, order zero
     50  *
     51  *
     52  *
     53  * SYNOPSIS:
     54  *
     55  * double x, y, y0l();
     56  *
     57  * y = y0l( x );
     58  *
     59  *
     60  *
     61  * DESCRIPTION:
     62  *
     63  * Returns Bessel function of the second kind, of order
     64  * zero, of the argument.
     65  *
     66  * The approximation is the same as for J0(x), and
     67  * Y0(x) = sqrt(2/(pi x)) (P0(x) sin(X) + Q0(x) cos(X)).
     68  *
     69  * ACCURACY:
     70  *
     71  *  Absolute error, when y0(x) < 1; else relative error:
     72  *
     73  * arithmetic   domain     # trials      peak         rms
     74  *    IEEE      0, 30       100000      3.0e-34     2.7e-35
     75  *
     76  */
     77 
     78 /* Copyright 2001 by Stephen L. Moshier (moshier (at) na-net.ornl.gov).
     79 
     80     This library is free software; you can redistribute it and/or
     81     modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
     82     License as published by the Free Software Foundation; either
     83     version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
     84 
     85     This library is distributed in the hope that it will be useful,
     86     but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
     87     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
     88     Lesser General Public License for more details.
     89 
     90     You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
     91     License along with this library; if not, see
     92     <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
     93 
     94 #include "quadmath-imp.h"
     95 
     96 /* 1 / sqrt(pi) */
     97 static const __float128 ONEOSQPI = 5.6418958354775628694807945156077258584405E-1Q;
     98 /* 2 / pi */
     99 static const __float128 TWOOPI = 6.3661977236758134307553505349005744813784E-1Q;
    100 static const __float128 zero = 0;
    101 
    102 /* J0(x) = 1 - x^2/4 + x^2 x^2 R(x^2)
    103    Peak relative error 3.4e-37
    104    0 <= x <= 2  */
    105 #define NJ0_2N 6
    106 static const __float128 J0_2N[NJ0_2N + 1] = {
    107   3.133239376997663645548490085151484674892E16Q,
    108  -5.479944965767990821079467311839107722107E14Q,
    109   6.290828903904724265980249871997551894090E12Q,
    110  -3.633750176832769659849028554429106299915E10Q,
    111   1.207743757532429576399485415069244807022E8Q,
    112  -2.107485999925074577174305650549367415465E5Q,
    113   1.562826808020631846245296572935547005859E2Q,
    114 };
    115 #define NJ0_2D 6
    116 static const __float128 J0_2D[NJ0_2D + 1] = {
    117   2.005273201278504733151033654496928968261E18Q,
    118   2.063038558793221244373123294054149790864E16Q,
    119   1.053350447931127971406896594022010524994E14Q,
    120   3.496556557558702583143527876385508882310E11Q,
    121   8.249114511878616075860654484367133976306E8Q,
    122   1.402965782449571800199759247964242790589E6Q,
    123   1.619910762853439600957801751815074787351E3Q,
    124  /* 1.000000000000000000000000000000000000000E0 */
    125 };
    126 
    127 /* J0(x)cosX + Y0(x)sinX = sqrt( 2/(pi x)) P0(x), P0(x) = 1 + 1/x^2 R(1/x^2),
    128    0 <= 1/x <= .0625
    129    Peak relative error 3.3e-36  */
    130 #define NP16_IN 9
    131 static const __float128 P16_IN[NP16_IN + 1] = {
    132   -1.901689868258117463979611259731176301065E-16Q,
    133   -1.798743043824071514483008340803573980931E-13Q,
    134   -6.481746687115262291873324132944647438959E-11Q,
    135   -1.150651553745409037257197798528294248012E-8Q,
    136   -1.088408467297401082271185599507222695995E-6Q,
    137   -5.551996725183495852661022587879817546508E-5Q,
    138   -1.477286941214245433866838787454880214736E-3Q,
    139   -1.882877976157714592017345347609200402472E-2Q,
    140   -9.620983176855405325086530374317855880515E-2Q,
    141   -1.271468546258855781530458854476627766233E-1Q,
    142 };
    143 #define NP16_ID 9
    144 static const __float128 P16_ID[NP16_ID + 1] = {
    145   2.704625590411544837659891569420764475007E-15Q,
    146   2.562526347676857624104306349421985403573E-12Q,
    147   9.259137589952741054108665570122085036246E-10Q,
    148   1.651044705794378365237454962653430805272E-7Q,
    149   1.573561544138733044977714063100859136660E-5Q,
    150   8.134482112334882274688298469629884804056E-4Q,
    151   2.219259239404080863919375103673593571689E-2Q,
    152   2.976990606226596289580242451096393862792E-1Q,
    153   1.713895630454693931742734911930937246254E0Q,
    154   3.231552290717904041465898249160757368855E0Q,
    155   /* 1.000000000000000000000000000000000000000E0 */
    156 };
    157 
    158 /* J0(x)cosX + Y0(x)sinX = sqrt( 2/(pi x)) P0(x), P0(x) = 1 + 1/x^2 R(1/x^2)
    159     0.0625 <= 1/x <= 0.125
    160     Peak relative error 2.4e-35  */
    161 #define NP8_16N 10
    162 static const __float128 P8_16N[NP8_16N + 1] = {
    163   -2.335166846111159458466553806683579003632E-15Q,
    164   -1.382763674252402720401020004169367089975E-12Q,
    165   -3.192160804534716696058987967592784857907E-10Q,
    166   -3.744199606283752333686144670572632116899E-8Q,
    167   -2.439161236879511162078619292571922772224E-6Q,
    168   -9.068436986859420951664151060267045346549E-5Q,
    169   -1.905407090637058116299757292660002697359E-3Q,
    170   -2.164456143936718388053842376884252978872E-2Q,
    171   -1.212178415116411222341491717748696499966E-1Q,
    172   -2.782433626588541494473277445959593334494E-1Q,
    173   -1.670703190068873186016102289227646035035E-1Q,
    174 };
    175 #define NP8_16D 10
    176 static const __float128 P8_16D[NP8_16D + 1] = {
    177   3.321126181135871232648331450082662856743E-14Q,
    178   1.971894594837650840586859228510007703641E-11Q,
    179   4.571144364787008285981633719513897281690E-9Q,
    180   5.396419143536287457142904742849052402103E-7Q,
    181   3.551548222385845912370226756036899901549E-5Q,
    182   1.342353874566932014705609788054598013516E-3Q,
    183   2.899133293006771317589357444614157734385E-2Q,
    184   3.455374978185770197704507681491574261545E-1Q,
    185   2.116616964297512311314454834712634820514E0Q,
    186   5.850768316827915470087758636881584174432E0Q,
    187   5.655273858938766830855753983631132928968E0Q,
    188   /* 1.000000000000000000000000000000000000000E0 */
    189 };
    190 
    191 /* J0(x)cosX + Y0(x)sinX = sqrt( 2/(pi x)) P0(x), P0(x) = 1 + 1/x^2 R(1/x^2)
    192   0.125 <= 1/x <= 0.1875
    193   Peak relative error 2.7e-35  */
    194 #define NP5_8N 10
    195 static const __float128 P5_8N[NP5_8N + 1] = {
    196   -1.270478335089770355749591358934012019596E-12Q,
    197   -4.007588712145412921057254992155810347245E-10Q,
    198   -4.815187822989597568124520080486652009281E-8Q,
    199   -2.867070063972764880024598300408284868021E-6Q,
    200   -9.218742195161302204046454768106063638006E-5Q,
    201   -1.635746821447052827526320629828043529997E-3Q,
    202   -1.570376886640308408247709616497261011707E-2Q,
    203   -7.656484795303305596941813361786219477807E-2Q,
    204   -1.659371030767513274944805479908858628053E-1Q,
    205   -1.185340550030955660015841796219919804915E-1Q,
    206   -8.920026499909994671248893388013790366712E-3Q,
    207 };
    208 #define NP5_8D 9
    209 static const __float128 P5_8D[NP5_8D + 1] = {
    210   1.806902521016705225778045904631543990314E-11Q,
    211   5.728502760243502431663549179135868966031E-9Q,
    212   6.938168504826004255287618819550667978450E-7Q,
    213   4.183769964807453250763325026573037785902E-5Q,
    214   1.372660678476925468014882230851637878587E-3Q,
    215   2.516452105242920335873286419212708961771E-2Q,
    216   2.550502712902647803796267951846557316182E-1Q,
    217   1.365861559418983216913629123778747617072E0Q,
    218   3.523825618308783966723472468855042541407E0Q,
    219   3.656365803506136165615111349150536282434E0Q,
    220   /* 1.000000000000000000000000000000000000000E0 */
    221 };
    222 
    223 /* J0(x)cosX + Y0(x)sinX = sqrt( 2/(pi x)) P0(x), P0(x) = 1 + 1/x^2 R(1/x^2)
    224    Peak relative error 3.5e-35
    225    0.1875 <= 1/x <= 0.25  */
    226 #define NP4_5N 9
    227 static const __float128 P4_5N[NP4_5N + 1] = {
    228   -9.791405771694098960254468859195175708252E-10Q,
    229   -1.917193059944531970421626610188102836352E-7Q,
    230   -1.393597539508855262243816152893982002084E-5Q,
    231   -4.881863490846771259880606911667479860077E-4Q,
    232   -8.946571245022470127331892085881699269853E-3Q,
    233   -8.707474232568097513415336886103899434251E-2Q,
    234   -4.362042697474650737898551272505525973766E-1Q,
    235   -1.032712171267523975431451359962375617386E0Q,
    236   -9.630502683169895107062182070514713702346E-1Q,
    237   -2.251804386252969656586810309252357233320E-1Q,
    238 };
    239 #define NP4_5D 9
    240 static const __float128 P4_5D[NP4_5D + 1] = {
    241   1.392555487577717669739688337895791213139E-8Q,
    242   2.748886559120659027172816051276451376854E-6Q,
    243   2.024717710644378047477189849678576659290E-4Q,
    244   7.244868609350416002930624752604670292469E-3Q,
    245   1.373631762292244371102989739300382152416E-1Q,
    246   1.412298581400224267910294815260613240668E0Q,
    247   7.742495637843445079276397723849017617210E0Q,
    248   2.138429269198406512028307045259503811861E1Q,
    249   2.651547684548423476506826951831712762610E1Q,
    250   1.167499382465291931571685222882909166935E1Q,
    251   /* 1.000000000000000000000000000000000000000E0 */
    252 };
    253 
    254 /* J0(x)cosX + Y0(x)sinX = sqrt( 2/(pi x)) P0(x), P0(x) = 1 + 1/x^2 R(1/x^2)
    255    Peak relative error 2.3e-36
    256    0.25 <= 1/x <= 0.3125  */
    257 #define NP3r2_4N 9
    258 static const __float128 P3r2_4N[NP3r2_4N + 1] = {
    259   -2.589155123706348361249809342508270121788E-8Q,
    260   -3.746254369796115441118148490849195516593E-6Q,
    261   -1.985595497390808544622893738135529701062E-4Q,
    262   -5.008253705202932091290132760394976551426E-3Q,
    263   -6.529469780539591572179155511840853077232E-2Q,
    264   -4.468736064761814602927408833818990271514E-1Q,
    265   -1.556391252586395038089729428444444823380E0Q,
    266   -2.533135309840530224072920725976994981638E0Q,
    267   -1.605509621731068453869408718565392869560E0Q,
    268   -2.518966692256192789269859830255724429375E-1Q,
    269 };
    270 #define NP3r2_4D 9
    271 static const __float128 P3r2_4D[NP3r2_4D + 1] = {
    272   3.682353957237979993646169732962573930237E-7Q,
    273   5.386741661883067824698973455566332102029E-5Q,
    274   2.906881154171822780345134853794241037053E-3Q,
    275   7.545832595801289519475806339863492074126E-2Q,
    276   1.029405357245594877344360389469584526654E0Q,
    277   7.565706120589873131187989560509757626725E0Q,
    278   2.951172890699569545357692207898667665796E1Q,
    279   5.785723537170311456298467310529815457536E1Q,
    280   5.095621464598267889126015412522773474467E1Q,
    281   1.602958484169953109437547474953308401442E1Q,
    282   /* 1.000000000000000000000000000000000000000E0 */
    283 };
    284 
    285 /* J0(x)cosX + Y0(x)sinX = sqrt( 2/(pi x)) P0(x), P0(x) = 1 + 1/x^2 R(1/x^2)
    286    Peak relative error 1.0e-35
    287    0.3125 <= 1/x <= 0.375  */
    288 #define NP2r7_3r2N 9
    289 static const __float128 P2r7_3r2N[NP2r7_3r2N + 1] = {
    290   -1.917322340814391131073820537027234322550E-7Q,
    291   -1.966595744473227183846019639723259011906E-5Q,
    292   -7.177081163619679403212623526632690465290E-4Q,
    293   -1.206467373860974695661544653741899755695E-2Q,
    294   -1.008656452188539812154551482286328107316E-1Q,
    295   -4.216016116408810856620947307438823892707E-1Q,
    296   -8.378631013025721741744285026537009814161E-1Q,
    297   -6.973895635309960850033762745957946272579E-1Q,
    298   -1.797864718878320770670740413285763554812E-1Q,
    299   -4.098025357743657347681137871388402849581E-3Q,
    300 };
    301 #define NP2r7_3r2D 8
    302 static const __float128 P2r7_3r2D[NP2r7_3r2D + 1] = {
    303   2.726858489303036441686496086962545034018E-6Q,
    304   2.840430827557109238386808968234848081424E-4Q,
    305   1.063826772041781947891481054529454088832E-2Q,
    306   1.864775537138364773178044431045514405468E-1Q,
    307   1.665660052857205170440952607701728254211E0Q,
    308   7.723745889544331153080842168958348568395E0Q,
    309   1.810726427571829798856428548102077799835E1Q,
    310   1.986460672157794440666187503833545388527E1Q,
    311   8.645503204552282306364296517220055815488E0Q,
    312   /* 1.000000000000000000000000000000000000000E0 */
    313 };
    314 
    315 /* J0(x)cosX + Y0(x)sinX = sqrt( 2/(pi x)) P0(x), P0(x) = 1 + 1/x^2 R(1/x^2)
    316    Peak relative error 1.3e-36
    317    0.3125 <= 1/x <= 0.4375  */
    318 #define NP2r3_2r7N 9
    319 static const __float128 P2r3_2r7N[NP2r3_2r7N + 1] = {
    320   -1.594642785584856746358609622003310312622E-6Q,
    321   -1.323238196302221554194031733595194539794E-4Q,
    322   -3.856087818696874802689922536987100372345E-3Q,
    323   -5.113241710697777193011470733601522047399E-2Q,
    324   -3.334229537209911914449990372942022350558E-1Q,
    325   -1.075703518198127096179198549659283422832E0Q,
    326   -1.634174803414062725476343124267110981807E0Q,
    327   -1.030133247434119595616826842367268304880E0Q,
    328   -1.989811539080358501229347481000707289391E-1Q,
    329   -3.246859189246653459359775001466924610236E-3Q,
    330 };
    331 #define NP2r3_2r7D 8
    332 static const __float128 P2r3_2r7D[NP2r3_2r7D + 1] = {
    333   2.267936634217251403663034189684284173018E-5Q,
    334   1.918112982168673386858072491437971732237E-3Q,
    335   5.771704085468423159125856786653868219522E-2Q,
    336   8.056124451167969333717642810661498890507E-1Q,
    337   5.687897967531010276788680634413789328776E0Q,
    338   2.072596760717695491085444438270778394421E1Q,
    339   3.801722099819929988585197088613160496684E1Q,
    340   3.254620235902912339534998592085115836829E1Q,
    341   1.104847772130720331801884344645060675036E1Q,
    342   /* 1.000000000000000000000000000000000000000E0 */
    343 };
    344 
    345 /* J0(x)cosX + Y0(x)sinX = sqrt( 2/(pi x)) P0(x), P0(x) = 1 + 1/x^2 R(1/x^2)
    346    Peak relative error 1.2e-35
    347    0.4375 <= 1/x <= 0.5  */
    348 #define NP2_2r3N 8
    349 static const __float128 P2_2r3N[NP2_2r3N + 1] = {
    350   -1.001042324337684297465071506097365389123E-4Q,
    351   -6.289034524673365824853547252689991418981E-3Q,
    352   -1.346527918018624234373664526930736205806E-1Q,
    353   -1.268808313614288355444506172560463315102E0Q,
    354   -5.654126123607146048354132115649177406163E0Q,
    355   -1.186649511267312652171775803270911971693E1Q,
    356   -1.094032424931998612551588246779200724257E1Q,
    357   -3.728792136814520055025256353193674625267E0Q,
    358   -3.000348318524471807839934764596331810608E-1Q,
    359 };
    360 #define NP2_2r3D 8
    361 static const __float128 P2_2r3D[NP2_2r3D + 1] = {
    362   1.423705538269770974803901422532055612980E-3Q,
    363   9.171476630091439978533535167485230575894E-2Q,
    364   2.049776318166637248868444600215942828537E0Q,
    365   2.068970329743769804547326701946144899583E1Q,
    366   1.025103500560831035592731539565060347709E2Q,
    367   2.528088049697570728252145557167066708284E2Q,
    368   2.992160327587558573740271294804830114205E2Q,
    369   1.540193761146551025832707739468679973036E2Q,
    370   2.779516701986912132637672140709452502650E1Q,
    371   /* 1.000000000000000000000000000000000000000E0 */
    372 };
    373 
    374 /* Y0(x)cosX - J0(x)sinX = sqrt( 2/(pi x)) Q0(x),
    375    Q0(x) = 1/x (-.125 + 1/x^2 R(1/x^2))
    376    Peak relative error 2.2e-35
    377    0 <= 1/x <= .0625  */
    378 #define NQ16_IN 10
    379 static const __float128 Q16_IN[NQ16_IN + 1] = {
    380   2.343640834407975740545326632205999437469E-18Q,
    381   2.667978112927811452221176781536278257448E-15Q,
    382   1.178415018484555397390098879501969116536E-12Q,
    383   2.622049767502719728905924701288614016597E-10Q,
    384   3.196908059607618864801313380896308968673E-8Q,
    385   2.179466154171673958770030655199434798494E-6Q,
    386   8.139959091628545225221976413795645177291E-5Q,
    387   1.563900725721039825236927137885747138654E-3Q,
    388   1.355172364265825167113562519307194840307E-2Q,
    389   3.928058355906967977269780046844768588532E-2Q,
    390   1.107891967702173292405380993183694932208E-2Q,
    391 };
    392 #define NQ16_ID 9
    393 static const __float128 Q16_ID[NQ16_ID + 1] = {
    394   3.199850952578356211091219295199301766718E-17Q,
    395   3.652601488020654842194486058637953363918E-14Q,
    396   1.620179741394865258354608590461839031281E-11Q,
    397   3.629359209474609630056463248923684371426E-9Q,
    398   4.473680923894354600193264347733477363305E-7Q,
    399   3.106368086644715743265603656011050476736E-5Q,
    400   1.198239259946770604954664925153424252622E-3Q,
    401   2.446041004004283102372887804475767568272E-2Q,
    402   2.403235525011860603014707768815113698768E-1Q,
    403   9.491006790682158612266270665136910927149E-1Q,
    404  /* 1.000000000000000000000000000000000000000E0 */
    405  };
    406 
    407 /* Y0(x)cosX - J0(x)sinX = sqrt( 2/(pi x)) Q0(x),
    408    Q0(x) = 1/x (-.125 + 1/x^2 R(1/x^2))
    409    Peak relative error 5.1e-36
    410    0.0625 <= 1/x <= 0.125  */
    411 #define NQ8_16N 11
    412 static const __float128 Q8_16N[NQ8_16N + 1] = {
    413   1.001954266485599464105669390693597125904E-17Q,
    414   7.545499865295034556206475956620160007849E-15Q,
    415   2.267838684785673931024792538193202559922E-12Q,
    416   3.561909705814420373609574999542459912419E-10Q,
    417   3.216201422768092505214730633842924944671E-8Q,
    418   1.731194793857907454569364622452058554314E-6Q,
    419   5.576944613034537050396518509871004586039E-5Q,
    420   1.051787760316848982655967052985391418146E-3Q,
    421   1.102852974036687441600678598019883746959E-2Q,
    422   5.834647019292460494254225988766702933571E-2Q,
    423   1.290281921604364618912425380717127576529E-1Q,
    424   7.598886310387075708640370806458926458301E-2Q,
    425 };
    426 #define NQ8_16D 11
    427 static const __float128 Q8_16D[NQ8_16D + 1] = {
    428   1.368001558508338469503329967729951830843E-16Q,
    429   1.034454121857542147020549303317348297289E-13Q,
    430   3.128109209247090744354764050629381674436E-11Q,
    431   4.957795214328501986562102573522064468671E-9Q,
    432   4.537872468606711261992676606899273588899E-7Q,
    433   2.493639207101727713192687060517509774182E-5Q,
    434   8.294957278145328349785532236663051405805E-4Q,
    435   1.646471258966713577374948205279380115839E-2Q,
    436   1.878910092770966718491814497982191447073E-1Q,
    437   1.152641605706170353727903052525652504075E0Q,
    438   3.383550240669773485412333679367792932235E0Q,
    439   3.823875252882035706910024716609908473970E0Q,
    440  /* 1.000000000000000000000000000000000000000E0 */
    441 };
    442 
    443 /* Y0(x)cosX - J0(x)sinX = sqrt( 2/(pi x)) Q0(x),
    444    Q0(x) = 1/x (-.125 + 1/x^2 R(1/x^2))
    445    Peak relative error 3.9e-35
    446    0.125 <= 1/x <= 0.1875  */
    447 #define NQ5_8N 10
    448 static const __float128 Q5_8N[NQ5_8N + 1] = {
    449   1.750399094021293722243426623211733898747E-13Q,
    450   6.483426211748008735242909236490115050294E-11Q,
    451   9.279430665656575457141747875716899958373E-9Q,
    452   6.696634968526907231258534757736576340266E-7Q,
    453   2.666560823798895649685231292142838188061E-5Q,
    454   6.025087697259436271271562769707550594540E-4Q,
    455   7.652807734168613251901945778921336353485E-3Q,
    456   5.226269002589406461622551452343519078905E-2Q,
    457   1.748390159751117658969324896330142895079E-1Q,
    458   2.378188719097006494782174902213083589660E-1Q,
    459   8.383984859679804095463699702165659216831E-2Q,
    460 };
    461 #define NQ5_8D 10
    462 static const __float128 Q5_8D[NQ5_8D + 1] = {
    463   2.389878229704327939008104855942987615715E-12Q,
    464   8.926142817142546018703814194987786425099E-10Q,
    465   1.294065862406745901206588525833274399038E-7Q,
    466   9.524139899457666250828752185212769682191E-6Q,
    467   3.908332488377770886091936221573123353489E-4Q,
    468   9.250427033957236609624199884089916836748E-3Q,
    469   1.263420066165922645975830877751588421451E-1Q,
    470   9.692527053860420229711317379861733180654E-1Q,
    471   3.937813834630430172221329298841520707954E0Q,
    472   7.603126427436356534498908111445191312181E0Q,
    473   5.670677653334105479259958485084550934305E0Q,
    474  /* 1.000000000000000000000000000000000000000E0 */
    475 };
    476 
    477 /* Y0(x)cosX - J0(x)sinX = sqrt( 2/(pi x)) Q0(x),
    478    Q0(x) = 1/x (-.125 + 1/x^2 R(1/x^2))
    479    Peak relative error 3.2e-35
    480    0.1875 <= 1/x <= 0.25  */
    481 #define NQ4_5N 10
    482 static const __float128 Q4_5N[NQ4_5N + 1] = {
    483   2.233870042925895644234072357400122854086E-11Q,
    484   5.146223225761993222808463878999151699792E-9Q,
    485   4.459114531468296461688753521109797474523E-7Q,
    486   1.891397692931537975547242165291668056276E-5Q,
    487   4.279519145911541776938964806470674565504E-4Q,
    488   5.275239415656560634702073291768904783989E-3Q,
    489   3.468698403240744801278238473898432608887E-2Q,
    490   1.138773146337708415188856882915457888274E-1Q,
    491   1.622717518946443013587108598334636458955E-1Q,
    492   7.249040006390586123760992346453034628227E-2Q,
    493   1.941595365256460232175236758506411486667E-3Q,
    494 };
    495 #define NQ4_5D 9
    496 static const __float128 Q4_5D[NQ4_5D + 1] = {
    497   3.049977232266999249626430127217988047453E-10Q,
    498   7.120883230531035857746096928889676144099E-8Q,
    499   6.301786064753734446784637919554359588859E-6Q,
    500   2.762010530095069598480766869426308077192E-4Q,
    501   6.572163250572867859316828886203406361251E-3Q,
    502   8.752566114841221958200215255461843397776E-2Q,
    503   6.487654992874805093499285311075289932664E-1Q,
    504   2.576550017826654579451615283022812801435E0Q,
    505   5.056392229924022835364779562707348096036E0Q,
    506   4.179770081068251464907531367859072157773E0Q,
    507  /* 1.000000000000000000000000000000000000000E0 */
    508 };
    509 
    510 /* Y0(x)cosX - J0(x)sinX = sqrt( 2/(pi x)) Q0(x),
    511    Q0(x) = 1/x (-.125 + 1/x^2 R(1/x^2))
    512    Peak relative error 1.4e-36
    513    0.25 <= 1/x <= 0.3125  */
    514 #define NQ3r2_4N 10
    515 static const __float128 Q3r2_4N[NQ3r2_4N + 1] = {
    516   6.126167301024815034423262653066023684411E-10Q,
    517   1.043969327113173261820028225053598975128E-7Q,
    518   6.592927270288697027757438170153763220190E-6Q,
    519   2.009103660938497963095652951912071336730E-4Q,
    520   3.220543385492643525985862356352195896964E-3Q,
    521   2.774405975730545157543417650436941650990E-2Q,
    522   1.258114008023826384487378016636555041129E-1Q,
    523   2.811724258266902502344701449984698323860E-1Q,
    524   2.691837665193548059322831687432415014067E-1Q,
    525   7.949087384900985370683770525312735605034E-2Q,
    526   1.229509543620976530030153018986910810747E-3Q,
    527 };
    528 #define NQ3r2_4D 9
    529 static const __float128 Q3r2_4D[NQ3r2_4D + 1] = {
    530   8.364260446128475461539941389210166156568E-9Q,
    531   1.451301850638956578622154585560759862764E-6Q,
    532   9.431830010924603664244578867057141839463E-5Q,
    533   3.004105101667433434196388593004526182741E-3Q,
    534   5.148157397848271739710011717102773780221E-2Q,
    535   4.901089301726939576055285374953887874895E-1Q,
    536   2.581760991981709901216967665934142240346E0Q,
    537   7.257105880775059281391729708630912791847E0Q,
    538   1.006014717326362868007913423810737369312E1Q,
    539   5.879416600465399514404064187445293212470E0Q,
    540  /* 1.000000000000000000000000000000000000000E0*/
    541 };
    542 
    543 /* Y0(x)cosX - J0(x)sinX = sqrt( 2/(pi x)) Q0(x),
    544    Q0(x) = 1/x (-.125 + 1/x^2 R(1/x^2))
    545    Peak relative error 3.8e-36
    546    0.3125 <= 1/x <= 0.375  */
    547 #define NQ2r7_3r2N 9
    548 static const __float128 Q2r7_3r2N[NQ2r7_3r2N + 1] = {
    549   7.584861620402450302063691901886141875454E-8Q,
    550   9.300939338814216296064659459966041794591E-6Q,
    551   4.112108906197521696032158235392604947895E-4Q,
    552   8.515168851578898791897038357239630654431E-3Q,
    553   8.971286321017307400142720556749573229058E-2Q,
    554   4.885856732902956303343015636331874194498E-1Q,
    555   1.334506268733103291656253500506406045846E0Q,
    556   1.681207956863028164179042145803851824654E0Q,
    557   8.165042692571721959157677701625853772271E-1Q,
    558   9.805848115375053300608712721986235900715E-2Q,
    559 };
    560 #define NQ2r7_3r2D 9
    561 static const __float128 Q2r7_3r2D[NQ2r7_3r2D + 1] = {
    562   1.035586492113036586458163971239438078160E-6Q,
    563   1.301999337731768381683593636500979713689E-4Q,
    564   5.993695702564527062553071126719088859654E-3Q,
    565   1.321184892887881883489141186815457808785E-1Q,
    566   1.528766555485015021144963194165165083312E0Q,
    567   9.561463309176490874525827051566494939295E0Q,
    568   3.203719484883967351729513662089163356911E1Q,
    569   5.497294687660930446641539152123568668447E1Q,
    570   4.391158169390578768508675452986948391118E1Q,
    571   1.347836630730048077907818943625789418378E1Q,
    572  /* 1.000000000000000000000000000000000000000E0 */
    573 };
    574 
    575 /* Y0(x)cosX - J0(x)sinX = sqrt( 2/(pi x)) Q0(x),
    576    Q0(x) = 1/x (-.125 + 1/x^2 R(1/x^2))
    577    Peak relative error 2.2e-35
    578    0.375 <= 1/x <= 0.4375  */
    579 #define NQ2r3_2r7N 9
    580 static const __float128 Q2r3_2r7N[NQ2r3_2r7N + 1] = {
    581   4.455027774980750211349941766420190722088E-7Q,
    582   4.031998274578520170631601850866780366466E-5Q,
    583   1.273987274325947007856695677491340636339E-3Q,
    584   1.818754543377448509897226554179659122873E-2Q,
    585   1.266748858326568264126353051352269875352E-1Q,
    586   4.327578594728723821137731555139472880414E-1Q,
    587   6.892532471436503074928194969154192615359E-1Q,
    588   4.490775818438716873422163588640262036506E-1Q,
    589   8.649615949297322440032000346117031581572E-2Q,
    590   7.261345286655345047417257611469066147561E-4Q,
    591 };
    592 #define NQ2r3_2r7D 8
    593 static const __float128 Q2r3_2r7D[NQ2r3_2r7D + 1] = {
    594   6.082600739680555266312417978064954793142E-6Q,
    595   5.693622538165494742945717226571441747567E-4Q,
    596   1.901625907009092204458328768129666975975E-2Q,
    597   2.958689532697857335456896889409923371570E-1Q,
    598   2.343124711045660081603809437993368799568E0Q,
    599   9.665894032187458293568704885528192804376E0Q,
    600   2.035273104990617136065743426322454881353E1Q,
    601   2.044102010478792896815088858740075165531E1Q,
    602   8.445937177863155827844146643468706599304E0Q,
    603  /* 1.000000000000000000000000000000000000000E0 */
    604 };
    605 
    606 /* Y0(x)cosX - J0(x)sinX = sqrt( 2/(pi x)) Q0(x),
    607    Q0(x) = 1/x (-.125 + 1/x^2 R(1/x^2))
    608    Peak relative error 3.1e-36
    609    0.4375 <= 1/x <= 0.5  */
    610 #define NQ2_2r3N 9
    611 static const __float128 Q2_2r3N[NQ2_2r3N + 1] = {
    612   2.817566786579768804844367382809101929314E-6Q,
    613   2.122772176396691634147024348373539744935E-4Q,
    614   5.501378031780457828919593905395747517585E-3Q,
    615   6.355374424341762686099147452020466524659E-2Q,
    616   3.539652320122661637429658698954748337223E-1Q,
    617   9.571721066119617436343740541777014319695E-1Q,
    618   1.196258777828426399432550698612171955305E0Q,
    619   6.069388659458926158392384709893753793967E-1Q,
    620   9.026746127269713176512359976978248763621E-2Q,
    621   5.317668723070450235320878117210807236375E-4Q,
    622 };
    623 #define NQ2_2r3D 8
    624 static const __float128 Q2_2r3D[NQ2_2r3D + 1] = {
    625   3.846924354014260866793741072933159380158E-5Q,
    626   3.017562820057704325510067178327449946763E-3Q,
    627   8.356305620686867949798885808540444210935E-2Q,
    628   1.068314930499906838814019619594424586273E0Q,
    629   6.900279623894821067017966573640732685233E0Q,
    630   2.307667390886377924509090271780839563141E1Q,
    631   3.921043465412723970791036825401273528513E1Q,
    632   3.167569478939719383241775717095729233436E1Q,
    633   1.051023841699200920276198346301543665909E1Q,
    634  /* 1.000000000000000000000000000000000000000E0*/
    635 };
    636 
    637 
    638 /* Evaluate P[n] x^n  +  P[n-1] x^(n-1)  +  ...  +  P[0] */
    639 
    640 static __float128
    641 neval (__float128 x, const __float128 *p, int n)
    642 {
    643   __float128 y;
    644 
    645   p += n;
    646   y = *p--;
    647   do
    648     {
    649       y = y * x + *p--;
    650     }
    651   while (--n > 0);
    652   return y;
    653 }
    654 
    655 
    656 /* Evaluate x^n+1  +  P[n] x^(n)  +  P[n-1] x^(n-1)  +  ...  +  P[0] */
    657 
    658 static __float128
    659 deval (__float128 x, const __float128 *p, int n)
    660 {
    661   __float128 y;
    662 
    663   p += n;
    664   y = x + *p--;
    665   do
    666     {
    667       y = y * x + *p--;
    668     }
    669   while (--n > 0);
    670   return y;
    671 }
    672 
    673 
    674 /* Bessel function of the first kind, order zero.  */
    675 
    676 __float128
    677 j0q (__float128 x)
    678 {
    679   __float128 xx, xinv, z, p, q, c, s, cc, ss;
    680 
    681   if (! finiteq (x))
    682     {
    683       if (x != x)
    684 	return x + x;
    685       else
    686 	return 0;
    687     }
    688   if (x == 0)
    689     return 1;
    690 
    691   xx = fabsq (x);
    692   if (xx <= 2)
    693     {
    694       if (xx < 0x1p-57Q)
    695 	return 1;
    696       /* 0 <= x <= 2 */
    697       z = xx * xx;
    698       p = z * z * neval (z, J0_2N, NJ0_2N) / deval (z, J0_2D, NJ0_2D);
    699       p -= 0.25Q * z;
    700       p += 1;
    701       return p;
    702     }
    703 
    704   /* X = x - pi/4
    705      cos(X) = cos(x) cos(pi/4) + sin(x) sin(pi/4)
    706      = 1/sqrt(2) * (cos(x) + sin(x))
    707      sin(X) = sin(x) cos(pi/4) - cos(x) sin(pi/4)
    708      = 1/sqrt(2) * (sin(x) - cos(x))
    709      sin(x) +- cos(x) = -cos(2x)/(sin(x) -+ cos(x))
    710      cf. Fdlibm.  */
    711   sincosq (xx, &s, &c);
    712   ss = s - c;
    713   cc = s + c;
    714   if (xx <= FLT128_MAX / 2)
    715     {
    716       z = -cosq (xx + xx);
    717       if ((s * c) < 0)
    718 	cc = z / ss;
    719       else
    720 	ss = z / cc;
    721     }
    722 
    723   if (xx > 0x1p256Q)
    724     return ONEOSQPI * cc / sqrtq (xx);
    725 
    726   xinv = 1 / xx;
    727   z = xinv * xinv;
    728   if (xinv <= 0.25)
    729     {
    730       if (xinv <= 0.125)
    731 	{
    732 	  if (xinv <= 0.0625)
    733 	    {
    734 	      p = neval (z, P16_IN, NP16_IN) / deval (z, P16_ID, NP16_ID);
    735 	      q = neval (z, Q16_IN, NQ16_IN) / deval (z, Q16_ID, NQ16_ID);
    736 	    }
    737 	  else
    738 	    {
    739 	      p = neval (z, P8_16N, NP8_16N) / deval (z, P8_16D, NP8_16D);
    740 	      q = neval (z, Q8_16N, NQ8_16N) / deval (z, Q8_16D, NQ8_16D);
    741 	    }
    742 	}
    743       else if (xinv <= 0.1875)
    744 	{
    745 	  p = neval (z, P5_8N, NP5_8N) / deval (z, P5_8D, NP5_8D);
    746 	  q = neval (z, Q5_8N, NQ5_8N) / deval (z, Q5_8D, NQ5_8D);
    747 	}
    748       else
    749 	{
    750 	  p = neval (z, P4_5N, NP4_5N) / deval (z, P4_5D, NP4_5D);
    751 	  q = neval (z, Q4_5N, NQ4_5N) / deval (z, Q4_5D, NQ4_5D);
    752 	}
    753     }				/* .25 */
    754   else /* if (xinv <= 0.5) */
    755     {
    756       if (xinv <= 0.375)
    757 	{
    758 	  if (xinv <= 0.3125)
    759 	    {
    760 	      p = neval (z, P3r2_4N, NP3r2_4N) / deval (z, P3r2_4D, NP3r2_4D);
    761 	      q = neval (z, Q3r2_4N, NQ3r2_4N) / deval (z, Q3r2_4D, NQ3r2_4D);
    762 	    }
    763 	  else
    764 	    {
    765 	      p = neval (z, P2r7_3r2N, NP2r7_3r2N)
    766 		  / deval (z, P2r7_3r2D, NP2r7_3r2D);
    767 	      q = neval (z, Q2r7_3r2N, NQ2r7_3r2N)
    768 		  / deval (z, Q2r7_3r2D, NQ2r7_3r2D);
    769 	    }
    770 	}
    771       else if (xinv <= 0.4375)
    772 	{
    773 	  p = neval (z, P2r3_2r7N, NP2r3_2r7N)
    774 	      / deval (z, P2r3_2r7D, NP2r3_2r7D);
    775 	  q = neval (z, Q2r3_2r7N, NQ2r3_2r7N)
    776 	      / deval (z, Q2r3_2r7D, NQ2r3_2r7D);
    777 	}
    778       else
    779 	{
    780 	  p = neval (z, P2_2r3N, NP2_2r3N) / deval (z, P2_2r3D, NP2_2r3D);
    781 	  q = neval (z, Q2_2r3N, NQ2_2r3N) / deval (z, Q2_2r3D, NQ2_2r3D);
    782 	}
    783     }
    784   p = 1 + z * p;
    785   q = z * xinv * q;
    786   q = q - 0.125Q * xinv;
    787   z = ONEOSQPI * (p * cc - q * ss) / sqrtq (xx);
    788   return z;
    789 }
    790 
    791 
    792 
    793 /* Y0(x) = 2/pi * log(x) * J0(x) + R(x^2)
    794    Peak absolute error 1.7e-36 (relative where Y0 > 1)
    795    0 <= x <= 2   */
    796 #define NY0_2N 7
    797 static const __float128 Y0_2N[NY0_2N + 1] = {
    798  -1.062023609591350692692296993537002558155E19Q,
    799   2.542000883190248639104127452714966858866E19Q,
    800  -1.984190771278515324281415820316054696545E18Q,
    801   4.982586044371592942465373274440222033891E16Q,
    802  -5.529326354780295177243773419090123407550E14Q,
    803   3.013431465522152289279088265336861140391E12Q,
    804  -7.959436160727126750732203098982718347785E9Q,
    805   8.230845651379566339707130644134372793322E6Q,
    806 };
    807 #define NY0_2D 7
    808 static const __float128 Y0_2D[NY0_2D + 1] = {
    809   1.438972634353286978700329883122253752192E20Q,
    810   1.856409101981569254247700169486907405500E18Q,
    811   1.219693352678218589553725579802986255614E16Q,
    812   5.389428943282838648918475915779958097958E13Q,
    813   1.774125762108874864433872173544743051653E11Q,
    814   4.522104832545149534808218252434693007036E8Q,
    815   8.872187401232943927082914504125234454930E5Q,
    816   1.251945613186787532055610876304669413955E3Q,
    817  /* 1.000000000000000000000000000000000000000E0 */
    818 };
    819 
    820 static const __float128 U0 = -7.3804295108687225274343927948483016310862e-02Q;
    821 
    822 /* Bessel function of the second kind, order zero.  */
    823 
    824 __float128
    825  y0q(__float128 x)
    826 {
    827   __float128 xx, xinv, z, p, q, c, s, cc, ss;
    828 
    829   if (! finiteq (x))
    830     return 1 / (x + x * x);
    831   if (x <= 0)
    832     {
    833       if (x < 0)
    834 	return (zero / (zero * x));
    835       return -1 / zero; /* -inf and divide by zero exception.  */
    836     }
    837   xx = fabsq (x);
    838   if (xx <= 0x1p-57)
    839     return U0 + TWOOPI * logq (x);
    840   if (xx <= 2)
    841     {
    842       /* 0 <= x <= 2 */
    843       z = xx * xx;
    844       p = neval (z, Y0_2N, NY0_2N) / deval (z, Y0_2D, NY0_2D);
    845       p = TWOOPI * logq (x) * j0q (x) + p;
    846       return p;
    847     }
    848 
    849   /* X = x - pi/4
    850      cos(X) = cos(x) cos(pi/4) + sin(x) sin(pi/4)
    851      = 1/sqrt(2) * (cos(x) + sin(x))
    852      sin(X) = sin(x) cos(pi/4) - cos(x) sin(pi/4)
    853      = 1/sqrt(2) * (sin(x) - cos(x))
    854      sin(x) +- cos(x) = -cos(2x)/(sin(x) -+ cos(x))
    855      cf. Fdlibm.  */
    856   sincosq (x, &s, &c);
    857   ss = s - c;
    858   cc = s + c;
    859   if (xx <= FLT128_MAX / 2)
    860     {
    861       z = -cosq (x + x);
    862       if ((s * c) < 0)
    863 	cc = z / ss;
    864       else
    865 	ss = z / cc;
    866     }
    867 
    868   if (xx > 0x1p256Q)
    869     return ONEOSQPI * ss / sqrtq (x);
    870 
    871   xinv = 1 / xx;
    872   z = xinv * xinv;
    873   if (xinv <= 0.25)
    874     {
    875       if (xinv <= 0.125)
    876 	{
    877 	  if (xinv <= 0.0625)
    878 	    {
    879 	      p = neval (z, P16_IN, NP16_IN) / deval (z, P16_ID, NP16_ID);
    880 	      q = neval (z, Q16_IN, NQ16_IN) / deval (z, Q16_ID, NQ16_ID);
    881 	    }
    882 	  else
    883 	    {
    884 	      p = neval (z, P8_16N, NP8_16N) / deval (z, P8_16D, NP8_16D);
    885 	      q = neval (z, Q8_16N, NQ8_16N) / deval (z, Q8_16D, NQ8_16D);
    886 	    }
    887 	}
    888       else if (xinv <= 0.1875)
    889 	{
    890 	  p = neval (z, P5_8N, NP5_8N) / deval (z, P5_8D, NP5_8D);
    891 	  q = neval (z, Q5_8N, NQ5_8N) / deval (z, Q5_8D, NQ5_8D);
    892 	}
    893       else
    894 	{
    895 	  p = neval (z, P4_5N, NP4_5N) / deval (z, P4_5D, NP4_5D);
    896 	  q = neval (z, Q4_5N, NQ4_5N) / deval (z, Q4_5D, NQ4_5D);
    897 	}
    898     }				/* .25 */
    899   else /* if (xinv <= 0.5) */
    900     {
    901       if (xinv <= 0.375)
    902 	{
    903 	  if (xinv <= 0.3125)
    904 	    {
    905 	      p = neval (z, P3r2_4N, NP3r2_4N) / deval (z, P3r2_4D, NP3r2_4D);
    906 	      q = neval (z, Q3r2_4N, NQ3r2_4N) / deval (z, Q3r2_4D, NQ3r2_4D);
    907 	    }
    908 	  else
    909 	    {
    910 	      p = neval (z, P2r7_3r2N, NP2r7_3r2N)
    911 		  / deval (z, P2r7_3r2D, NP2r7_3r2D);
    912 	      q = neval (z, Q2r7_3r2N, NQ2r7_3r2N)
    913 		  / deval (z, Q2r7_3r2D, NQ2r7_3r2D);
    914 	    }
    915 	}
    916       else if (xinv <= 0.4375)
    917 	{
    918 	  p = neval (z, P2r3_2r7N, NP2r3_2r7N)
    919 	      / deval (z, P2r3_2r7D, NP2r3_2r7D);
    920 	  q = neval (z, Q2r3_2r7N, NQ2r3_2r7N)
    921 	      / deval (z, Q2r3_2r7D, NQ2r3_2r7D);
    922 	}
    923       else
    924 	{
    925 	  p = neval (z, P2_2r3N, NP2_2r3N) / deval (z, P2_2r3D, NP2_2r3D);
    926 	  q = neval (z, Q2_2r3N, NQ2_2r3N) / deval (z, Q2_2r3D, NQ2_2r3D);
    927 	}
    928     }
    929   p = 1 + z * p;
    930   q = z * xinv * q;
    931   q = q - 0.125Q * xinv;
    932   z = ONEOSQPI * (p * ss + q * cc) / sqrtq (x);
    933   return z;
    934 }
    935