Home | History | Annotate | Line # | Download | only in libm
t_ldexp.c revision 1.13
      1 /* $NetBSD: t_ldexp.c,v 1.13 2014/03/12 21:40:07 martin 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 1.13 2014/03/12 21:40:07 martin Exp $");
     33 
     34 #include <sys/param.h>
     35 
     36 #include <atf-c.h>
     37 #include <atf-c/config.h>
     38 
     39 #include <math.h>
     40 #include <limits.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 	{ -1.0,	1024,	SKIP,	"                   -inf" },
    101 	{ -1.0,	1023,	1,	"                   -inf" },
    102 	{ -1.0,	-1022,	2046,	"                   -inf" },
    103 	{ -1.0,	1025,	SKIP,	"                   -inf" },
    104 	{ 0,	0,	0,	NULL }
    105 };
    106 
    107 struct ldexp_test ldexp_denormal[] = {
    108 	{ 1.0,	-1023,	SKIP,	"1.1125369292536006915451e-308" },
    109 	{ 1.0,	-1022,	-1,	"1.1125369292536006915451e-308" },
    110 	{ 1.0,	1023,	-2046,	"1.1125369292536006915451e-308" },
    111 	{ 1.0,	-1024,	SKIP,	"5.5626846462680034577256e-309" },
    112 	{ 1.0,	-1074,	SKIP,	"4.9406564584124654417657e-324" },
    113 	{ -1.0,	-1023,	SKIP,	"-1.1125369292536006915451e-308" },
    114 	{ -1.0,	-1022,	-1,	"-1.1125369292536006915451e-308" },
    115 	{ -1.0,	1023,	-2046,	"-1.1125369292536006915451e-308" },
    116 	{ -1.0,	-1024,	SKIP,	"-5.5626846462680034577256e-309" },
    117 	{ -1.0,	-1074,	SKIP,	"-4.9406564584124654417657e-324" },
    118 	{ 0,	0,	0,	NULL }
    119 };
    120 
    121 struct ldexp_test ldexp_underflow[] = {
    122 	{ 1.0,	-1075,	SKIP,	"                      0" },
    123 	{ 1.0,	-1074,	-1,	"                      0" },
    124 	{ 1.0,	1023,	-2098,	"                      0" },
    125 	{ 1.0,	-1076,	SKIP,	"                      0" },
    126 	{ -1.0,	-1075,	SKIP,	"                     -0" },
    127 	{ -1.0,	-1074,	-1,	"                     -0" },
    128 	{ -1.0,	1023,	-2098,	"                     -0" },
    129 	{ -1.0,	-1076,	SKIP,	"                     -0" },
    130 	{ 0,	0,	0,	NULL }
    131 };
    132 
    133 struct ldexp_test ldexp_denormal_large[] = {
    134 	{ 1.0,	-1028,	1024,	"                 0.0625" },
    135 	{ 1.0,	-1028,	1025,	"                  0.125" },
    136 	{ 1.0,	-1028,	1026,	"                   0.25" },
    137 	{ 1.0,	-1028,	1027,	"                    0.5" },
    138 	{ 1.0,	-1028,	1028,	"                      1" },
    139 	{ 1.0,	-1028,	1029,	"                      2" },
    140 	{ 1.0,	-1028,	1030,	"                      4" },
    141 	{ 1.0,	-1028,	1040,	"                   4096" },
    142 	{ 1.0,	-1028,	1050,	"                4194304" },
    143 	{ 1.0,	-1028,	1060,	"             4294967296" },
    144 	{ 1.0,	-1028,	1100,	" 4722366482869645213696" },
    145 	{ 1.0,	-1028,	1200,	"5.9863107065073783529623e+51" },
    146 	{ 1.0,	-1028,	1300,	"7.5885503602567541832791e+81" },
    147 	{ 1.0,	-1028,	1400,	"9.6196304190416209014353e+111" },
    148 	{ 1.0,	-1028,	1500,	"1.2194330274671844653834e+142" },
    149 	{ 1.0,	-1028,	1600,	"1.5458150092069033378781e+172" },
    150 	{ 1.0,	-1028,	1700,	"1.9595533242629369747791e+202" },
    151 	{ 1.0,	-1028,	1800,	"2.4840289476811342962384e+232" },
    152 	{ 1.0,	-1028,	1900,	"3.1488807865122869393369e+262" },
    153 	{ 1.0,	-1028,	2000,	"3.9916806190694396233127e+292" },
    154 	{ 1.0,	-1028,	2046,	"2.808895523222368605827e+306" },
    155 	{ 1.0,	-1028,	2047,	"5.6177910464447372116541e+306" },
    156 	{ 1.0,	-1028,	2048,	"1.1235582092889474423308e+307" },
    157 	{ 1.0,	-1028,	2049,	"2.2471164185778948846616e+307" },
    158 	{ 1.0,	-1028,	2050,	"4.4942328371557897693233e+307" },
    159 	{ 1.0,	-1028,	2051,	"8.9884656743115795386465e+307" },
    160 	{ 0,	0,	0,	NULL }
    161 };
    162 
    163 static void
    164 run_test(struct ldexp_test *table)
    165 {
    166 	char outbuf[64];
    167 	size_t i;
    168 	double v;
    169 
    170 	for (i = 0; table->result != NULL; table++, i++) {
    171 
    172 		v = ldexp(table->x, table->exp1);
    173 
    174 		if (table->exp2 == SKIP)
    175 			continue;
    176 
    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 #if __DBL_MIN_10_EXP__ <= -40
    200 	const double eps = 1.0e-40;
    201 #else
    202 	const double eps = __DBL_MIN__*4.0;
    203 #endif
    204 	const double x = 12.0;
    205 	double y;
    206 	size_t i;
    207 
    208 	for (i = 0; i < __arraycount(n); i++) {
    209 
    210 		y = ldexp(x, n[i]);
    211 
    212 		if (fabs(y - (x * exp2(n[i]))) > eps) {
    213 			atf_tc_fail_nonfatal("ldexp(%0.01f, %0.01f) "
    214 			    "!= %0.01f * exp2(%0.01f)", x, n[i], x, n[i]);
    215 		}
    216 	}
    217 }
    218 
    219 ATF_TC(ldexp_nan);
    220 ATF_TC_HEAD(ldexp_nan, tc)
    221 {
    222 	atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test ldexp(NaN) == NaN");
    223 }
    224 
    225 ATF_TC_BODY(ldexp_nan, tc)
    226 {
    227 	const double x = 0.0L / 0.0L;
    228 	double y;
    229 	size_t i;
    230 
    231 	ATF_REQUIRE(isnan(x) != 0);
    232 
    233 	for (i = 0; i < __arraycount(exps); i++) {
    234 		y = ldexp(x, exps[i]);
    235 		ATF_CHECK(isnan(y) != 0);
    236 	}
    237 }
    238 
    239 ATF_TC(ldexp_inf_neg);
    240 ATF_TC_HEAD(ldexp_inf_neg, tc)
    241 {
    242 	atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test ldexp(-Inf) == -Inf");
    243 }
    244 
    245 ATF_TC_BODY(ldexp_inf_neg, tc)
    246 {
    247 	const double x = -1.0L / 0.0L;
    248 	size_t i;
    249 
    250 	for (i = 0; i < __arraycount(exps); i++)
    251 		ATF_CHECK(ldexp(x, exps[i]) == x);
    252 }
    253 
    254 ATF_TC(ldexp_inf_pos);
    255 ATF_TC_HEAD(ldexp_inf_pos, tc)
    256 {
    257 	atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test ldexp(+Inf) == +Inf");
    258 }
    259 
    260 ATF_TC_BODY(ldexp_inf_pos, tc)
    261 {
    262 	const double x = 1.0L / 0.0L;
    263 	size_t i;
    264 
    265 	for (i = 0; i < __arraycount(exps); i++)
    266 		ATF_CHECK(ldexp(x, exps[i]) == x);
    267 }
    268 
    269 ATF_TC(ldexp_zero_neg);
    270 ATF_TC_HEAD(ldexp_zero_neg, tc)
    271 {
    272 	atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test ldexp(-0.0) == -0.0");
    273 }
    274 
    275 ATF_TC_BODY(ldexp_zero_neg, tc)
    276 {
    277 	const double x = -0.0L;
    278 	double y;
    279 	size_t i;
    280 
    281 	ATF_REQUIRE(signbit(x) != 0);
    282 
    283 	for (i = 0; i < __arraycount(exps); i++) {
    284 		y = ldexp(x, exps[i]);
    285 		ATF_CHECK(x == y);
    286 		ATF_CHECK(signbit(y) != 0);
    287 	}
    288 }
    289 
    290 ATF_TC(ldexp_zero_pos);
    291 ATF_TC_HEAD(ldexp_zero_pos, tc)
    292 {
    293 	atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test ldexp(+0.0) == +0.0");
    294 }
    295 
    296 ATF_TC_BODY(ldexp_zero_pos, tc)
    297 {
    298 	const double x = 0.0L;
    299 	double y;
    300 	size_t i;
    301 
    302 	ATF_REQUIRE(signbit(x) == 0);
    303 
    304 	for (i = 0; i < __arraycount(exps); i++) {
    305 		y = ldexp(x, exps[i]);
    306 		ATF_CHECK(x == y);
    307 		ATF_CHECK(signbit(y) == 0);
    308 	}
    309 }
    310 
    311 /*
    312  * ldexpf(3)
    313  */
    314 
    315 ATF_TC(ldexpf_exp2f);
    316 ATF_TC_HEAD(ldexpf_exp2f, tc)
    317 {
    318 	atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test ldexpf(x, n) == x * exp2f(n)");
    319 }
    320 
    321 ATF_TC_BODY(ldexpf_exp2f, tc)
    322 {
    323 	const float n[] = { 1, 2, 3, 10, 50, 100 };
    324 	const float eps = 1.0e-9;
    325 	const float x = 12.0;
    326 	float y;
    327 	size_t i;
    328 
    329 	for (i = 0; i < __arraycount(n); i++) {
    330 
    331 		y = ldexpf(x, n[i]);
    332 
    333 		if (fabsf(y - (x * exp2f(n[i]))) > eps) {
    334 			atf_tc_fail_nonfatal("ldexpf(%0.01f, %0.01f) "
    335 			    "!= %0.01f * exp2f(%0.01f)", x, n[i], x, n[i]);
    336 		}
    337 	}
    338 }
    339 
    340 ATF_TC(ldexpf_nan);
    341 ATF_TC_HEAD(ldexpf_nan, tc)
    342 {
    343 	atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test ldexpf(NaN) == NaN");
    344 }
    345 
    346 ATF_TC_BODY(ldexpf_nan, tc)
    347 {
    348 	const float x = 0.0L / 0.0L;
    349 	float y;
    350 	size_t i;
    351 
    352 	ATF_REQUIRE(isnan(x) != 0);
    353 
    354 	for (i = 0; i < __arraycount(exps); i++) {
    355 		y = ldexpf(x, exps[i]);
    356 		ATF_CHECK(isnan(y) != 0);
    357 	}
    358 }
    359 
    360 ATF_TC(ldexpf_inf_neg);
    361 ATF_TC_HEAD(ldexpf_inf_neg, tc)
    362 {
    363 	atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test ldexpf(-Inf) == -Inf");
    364 }
    365 
    366 ATF_TC_BODY(ldexpf_inf_neg, tc)
    367 {
    368 	const float x = -1.0L / 0.0L;
    369 	size_t i;
    370 
    371 	for (i = 0; i < __arraycount(exps); i++)
    372 		ATF_CHECK(ldexpf(x, exps[i]) == x);
    373 }
    374 
    375 ATF_TC(ldexpf_inf_pos);
    376 ATF_TC_HEAD(ldexpf_inf_pos, tc)
    377 {
    378 	atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test ldexpf(+Inf) == +Inf");
    379 }
    380 
    381 ATF_TC_BODY(ldexpf_inf_pos, tc)
    382 {
    383 	const float x = 1.0L / 0.0L;
    384 	size_t i;
    385 
    386 	for (i = 0; i < __arraycount(exps); i++)
    387 		ATF_CHECK(ldexpf(x, exps[i]) == x);
    388 }
    389 
    390 ATF_TC(ldexpf_zero_neg);
    391 ATF_TC_HEAD(ldexpf_zero_neg, tc)
    392 {
    393 	atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test ldexpf(-0.0) == -0.0");
    394 }
    395 
    396 ATF_TC_BODY(ldexpf_zero_neg, tc)
    397 {
    398 	const float x = -0.0L;
    399 	float y;
    400 	size_t i;
    401 
    402 	ATF_REQUIRE(signbit(x) != 0);
    403 
    404 	for (i = 0; i < __arraycount(exps); i++) {
    405 		y = ldexpf(x, exps[i]);
    406 		ATF_CHECK(x == y);
    407 		ATF_CHECK(signbit(y) != 0);
    408 	}
    409 }
    410 
    411 ATF_TC(ldexpf_zero_pos);
    412 ATF_TC_HEAD(ldexpf_zero_pos, tc)
    413 {
    414 	atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test ldexpf(+0.0) == +0.0");
    415 }
    416 
    417 ATF_TC_BODY(ldexpf_zero_pos, tc)
    418 {
    419 	const float x = 0.0L;
    420 	float y;
    421 	size_t i;
    422 
    423 	ATF_REQUIRE(signbit(x) == 0);
    424 
    425 	for (i = 0; i < __arraycount(exps); i++) {
    426 		y = ldexpf(x, exps[i]);
    427 		ATF_CHECK(x == y);
    428 		ATF_CHECK(signbit(y) == 0);
    429 	}
    430 }
    431 
    432 #define TEST(name, desc)						\
    433 	ATF_TC(name);							\
    434 	ATF_TC_HEAD(name, tc)						\
    435 	{								\
    436 									\
    437 		atf_tc_set_md_var(tc, "descr",				\
    438 		    "Test ldexp(3) for " ___STRING(desc));		\
    439 	}								\
    440 	ATF_TC_BODY(name, tc)						\
    441 	{								\
    442 		if (strcmp("vax", MACHINE_ARCH) == 0)			\
    443 			atf_tc_skip("Test not valid for " MACHINE_ARCH); \
    444 		run_test(name);						\
    445 	}
    446 
    447 TEST(ldexp_basic, basics)
    448 TEST(ldexp_zero, zero)
    449 TEST(ldexp_infinity, infinity)
    450 TEST(ldexp_overflow, overflow)
    451 TEST(ldexp_denormal, denormal)
    452 TEST(ldexp_denormal_large, large)
    453 TEST(ldexp_underflow, underflow)
    454 
    455 ATF_TP_ADD_TCS(tp)
    456 {
    457 
    458 	ATF_TP_ADD_TC(tp, ldexp_basic);
    459 	ATF_TP_ADD_TC(tp, ldexp_zero);
    460 	ATF_TP_ADD_TC(tp, ldexp_infinity);
    461 	ATF_TP_ADD_TC(tp, ldexp_overflow);
    462 	ATF_TP_ADD_TC(tp, ldexp_denormal);
    463 	ATF_TP_ADD_TC(tp, ldexp_underflow);
    464 	ATF_TP_ADD_TC(tp, ldexp_denormal_large);
    465 
    466 	ATF_TP_ADD_TC(tp, ldexp_exp2);
    467 	ATF_TP_ADD_TC(tp, ldexp_nan);
    468 	ATF_TP_ADD_TC(tp, ldexp_inf_neg);
    469 	ATF_TP_ADD_TC(tp, ldexp_inf_pos);
    470 	ATF_TP_ADD_TC(tp, ldexp_zero_neg);
    471 	ATF_TP_ADD_TC(tp, ldexp_zero_pos);
    472 
    473 	ATF_TP_ADD_TC(tp, ldexpf_exp2f);
    474 	ATF_TP_ADD_TC(tp, ldexpf_nan);
    475 	ATF_TP_ADD_TC(tp, ldexpf_inf_neg);
    476 	ATF_TP_ADD_TC(tp, ldexpf_inf_pos);
    477 	ATF_TP_ADD_TC(tp, ldexpf_zero_neg);
    478 	ATF_TP_ADD_TC(tp, ldexpf_zero_pos);
    479 
    480 	return atf_no_error();
    481 }
    482