/* @(#)e_log10.c 1.3 95/01/18 */
/*
 * ====================================================
 * Copyright (C) 1993 by Sun Microsystems, Inc. All rights reserved.
 *
 * Developed at SunSoft, a Sun Microsystems, Inc. business.
 * Permission to use, copy, modify, and distribute this
 * software is freely granted, provided that this notice 
 * is preserved.
 * ====================================================
 */

//#include <sys/cdefs.h>
//__FBSDID("$FreeBSD$");

/*
 * Return the base 2 logarithm of x.  See e_log.c and k_log.h for most
 * comments.
 *
 * This reduces x to {k, 1+f} exactly as in e_log.c, then calls the kernel,
 * then does the combining and scaling steps
 *    log2(x) = (f - 0.5*f*f + k_log1p(f)) / ln2 + k
 * in not-quite-routine extra precision.
 */

#include <float.h>

#include "math_private.h"
#include "k_log.h"

static const double
two54      =  1.80143985094819840000e+16, /* 0x43500000, 0x00000000 */
ivln2hi    =  1.44269504072144627571e+00, /* 0x3ff71547, 0x65200000 */
ivln2lo    =  1.67517131648865118353e-10; /* 0x3de705fc, 0x2eefa200 */

static const double zero   =  0.0;
static volatile double vzero = 0.0;

double
__ieee754_log2(double x)
{
 double f,hfsq,hi,lo,r,val_hi,val_lo,w,y;
 int32_t i,k,hx;
 u_int32_t lx;

 EXTRACT_WORDS(hx,lx,x);

 k=0;
 if (hx < 0x00100000) {   /* x < 2**-1022  */
     if (((hx&0x7fffffff)|lx)==0)
  return -two54/vzero;  /* log(+-0)=-inf */
     if (hx<0) return (x-x)/zero; /* log(-#) = NaN */
     k -= 54; x *= two54; /* subnormal number, scale up x */
     GET_HIGH_WORD(hx,x);
 }
 if (hx >= 0x7ff00000) return x+x;
 if (hx == 0x3ff00000 && lx == 0)
     return zero;   /* log(1) = +0 */
 k += (hx>>20)-1023;
 hx &= 0x000fffff;
 i = (hx+0x95f64)&0x100000;
 SET_HIGH_WORD(x,hx|(i^0x3ff00000)); /* normalize x or x/2 */
 k += (i>>20);
 y = (double)k;
 f = x - 1.0;
 hfsq = 0.5*f*f;
 r = k_log1p(f);

 /*
  * f-hfsq must (for args near 1) be evaluated in extra precision
  * to avoid a large cancellation when x is near sqrt(2) or 1/sqrt(2).
  * This is fairly efficient since f-hfsq only depends on f, so can
  * be evaluated in parallel with R.  Not combining hfsq with R also
  * keeps R small (though not as small as a true `lo' term would be),
  * so that extra precision is not needed for terms involving R.
  *
  * Compiler bugs involving extra precision used to break Dekker's
  * theorem for spitting f-hfsq as hi+lo, unless double_t was used
  * or the multi-precision calculations were avoided when double_t
  * has extra precision.  These problems are now automatically
  * avoided as a side effect of the optimization of combining the
  * Dekker splitting step with the clear-low-bits step.
  *
  * y must (for args near sqrt(2) and 1/sqrt(2)) be added in extra
  * precision to avoid a very large cancellation when x is very near
  * these values.  Unlike the above cancellations, this problem is
  * specific to base 2.  It is strange that adding +-1 is so much
  * harder than adding +-ln2 or +-log10_2.
  *
  * This uses Dekker's theorem to normalize y+val_hi, so the
  * compiler bugs are back in some configurations, sigh.  And I
  * don't want to used double_t to avoid them, since that gives a
  * pessimization and the support for avoiding the pessimization
  * is not yet available.
  *
  * The multi-precision calculations for the multiplications are
  * routine.
 */
 hi = f - hfsq;
 SET_LOW_WORD(hi,0);
 lo = (f - hi) - hfsq + r;
 val_hi = hi*ivln2hi;
 val_lo = (lo+hi)*ivln2lo + lo*ivln2hi;

 /* spadd(val_hi, val_lo, y), except for not using double_t: */
 w = y + val_hi;
 val_lo += (y - w) + val_hi;
 val_hi = w;

 return val_lo + val_hi;
}