liyujie
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// Copyright 2018 The Go Authors. All rights reserved.
// Use of this source code is governed by a BSD-style
// license that can be found in the LICENSE file.
 
package math
 
import (
   "math/bits"
)
 
// reduceThreshold is the maximum value where the reduction using Pi/4
// in 3 float64 parts still gives accurate results.  Above this
// threshold Payne-Hanek range reduction must be used.
const reduceThreshold = (1 << 52) / (4 / Pi)
 
// trigReduce implements Payne-Hanek range reduction by Pi/4
// for x > 0.  It returns the integer part mod 8 (j) and
// the fractional part (z) of x / (Pi/4).
// The implementation is based on:
// "ARGUMENT REDUCTION FOR HUGE ARGUMENTS: Good to the Last Bit"
// K. C. Ng et al, March 24, 1992
// The simulated multi-precision calculation of x*B uses 64-bit integer arithmetic.
func trigReduce(x float64) (j uint64, z float64) {
   const PI4 = Pi / 4
   if x < PI4 {
       return 0, x
   }
   // Extract out the integer and exponent such that,
   // x = ix * 2 ** exp.
   ix := Float64bits(x)
   exp := int(ix>>shift&mask) - bias - shift
   ix &^= mask << shift
   ix |= 1 << shift
   // Use the exponent to extract the 3 appropriate uint64 digits from mPi4,
   // B ~ (z0, z1, z2), such that the product leading digit has the exponent -61.
   // Note, exp >= -53 since x >= PI4 and exp < 971 for maximum float64.
   digit, bitshift := uint(exp+61)/64, uint(exp+61)%64
   z0 := (mPi4[digit] << bitshift) | (mPi4[digit+1] >> (64 - bitshift))
   z1 := (mPi4[digit+1] << bitshift) | (mPi4[digit+2] >> (64 - bitshift))
   z2 := (mPi4[digit+2] << bitshift) | (mPi4[digit+3] >> (64 - bitshift))
   // Multiply mantissa by the digits and extract the upper two digits (hi, lo).
   z2hi, _ := bits.Mul64(z2, ix)
   z1hi, z1lo := bits.Mul64(z1, ix)
   z0lo := z0 * ix
   lo, c := bits.Add64(z1lo, z2hi, 0)
   hi, _ := bits.Add64(z0lo, z1hi, c)
   // The top 3 bits are j.
   j = hi >> 61
   // Extract the fraction and find its magnitude.
   hi = hi<<3 | lo>>61
   lz := uint(bits.LeadingZeros64(hi))
   e := uint64(bias - (lz + 1))
   // Clear implicit mantissa bit and shift into place.
   hi = (hi << (lz + 1)) | (lo >> (64 - (lz + 1)))
   hi >>= 64 - shift
   // Include the exponent and convert to a float.
   hi |= e << shift
   z = Float64frombits(hi)
   // Map zeros to origin.
   if j&1 == 1 {
       j++
       j &= 7
       z--
   }
   // Multiply the fractional part by pi/4.
   return j, z * PI4
}
 
// mPi4 is the binary digits of 4/pi as a uint64 array,
// that is, 4/pi = Sum mPi4[i]*2^(-64*i)
// 19 64-bit digits and the leading one bit give 1217 bits
// of precision to handle the largest possible float64 exponent.
var mPi4 = [...]uint64{
   0x0000000000000001,
   0x45f306dc9c882a53,
   0xf84eafa3ea69bb81,
   0xb6c52b3278872083,
   0xfca2c757bd778ac3,
   0x6e48dc74849ba5c0,
   0x0c925dd413a32439,
   0xfc3bd63962534e7d,
   0xd1046bea5d768909,
   0xd338e04d68befc82,
   0x7323ac7306a673e9,
   0x3908bf177bf25076,
   0x3ff12fffbc0b301f,
   0xde5e2316b414da3e,
   0xda6cfd9e4f96136e,
   0x9e8c7ecd3cbfd45a,
   0xea4f758fd7cbe2f6,
   0x7a0e73ef14a525d4,
   0xd7f6bf623f1aba10,
   0xac06608df8f6d757,
}