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math-util: introduce iszero_safe() and fp_equal()
authorYu Watanabe <watanabe.yu+github@gmail.com>
Mon, 18 Jul 2022 19:28:57 +0000 (04:28 +0900)
committerYu Watanabe <watanabe.yu+github@gmail.com>
Thu, 21 Jul 2022 00:18:08 +0000 (09:18 +0900)
src/basic/math-util.h [new file with mode: 0644]
src/basic/meson.build
src/test/meson.build
src/test/test-math-util.c [new file with mode: 0644]

diff --git a/src/basic/math-util.h b/src/basic/math-util.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..125e0c6
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,14 @@
+/* SPDX-License-Identifier: LGPL-2.1-or-later */
+#pragma once
+
+#include <math.h>
+
+#include "macro.h"
+
+/* On some optimization level, iszero(x) is converted to (x == 0.0), and emits warning -Wfloat-equal.
+ * The argument must be a floating point, i.e. one of float, double, or long double. */
+#define iszero_safe(x) (fpclassify(x) == FP_ZERO)
+
+/* To avoid x == y and triggering compile warning -Wfloat-equal. This retuns false if one of the argument is
+ * NaN or infinity. One of the argument must be a floating point. */
+#define fp_equal(x, y) iszero_safe((x) - (y))
index cc4d948abd1f117ceb86ca76d380976377ffb035..84576efd897061af409ecd1db867af3fbeb85903 100644 (file)
@@ -129,6 +129,7 @@ basic_sources = files(
         'login-util.c',
         'login-util.h',
         'macro.h',
+        'math-util.h',
         'memfd-util.c',
         'memfd-util.h',
         'memory-util.c',
index cc590f4f3d91522086566f96ab41097382a2fedc..cab9c9aea2848fa08a08c76e168deb59b425810f 100644 (file)
@@ -209,6 +209,10 @@ tests += [
 
         [files('test-macro.c')],
 
+        [files('test-math-util.c'),
+         [],
+         [libm]],
+
         [files('test-mkdir.c')],
 
         [files('test-json.c'),
diff --git a/src/test/test-math-util.c b/src/test/test-math-util.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..891bbfc
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,111 @@
+/* SPDX-License-Identifier: LGPL-2.1-or-later */
+
+#include <float.h>
+
+#include "math-util.h"
+#include "tests.h"
+
+TEST(iszero_safe) {
+        /* zeros */
+        assert_se(iszero_safe(0.0));
+        assert_se(iszero_safe(-0.0));
+        assert_se(iszero_safe(0e0));
+        assert_se(iszero_safe(-0e0));
+        assert_se(iszero_safe(0e+0));
+        assert_se(iszero_safe(0e-0));
+        assert_se(iszero_safe(-0e-0));
+        assert_se(iszero_safe(-0e000));
+        assert_se(iszero_safe(0e000));
+
+        /* non-zero normal values */
+        assert_se(!iszero_safe(42.0));
+        assert_se(!iszero_safe(M_PI));
+        assert_se(!iszero_safe(DBL_MAX));
+        assert_se(!iszero_safe(-DBL_MAX));
+        assert_se(!iszero_safe(DBL_MIN));
+        assert_se(!iszero_safe(-DBL_MIN));
+        assert_se(!iszero_safe(1 / DBL_MAX));
+
+        /* subnormal values */
+        assert_se(!iszero_safe(DBL_MIN / 2));
+        assert_se(!iszero_safe(-DBL_MIN / 42));
+        assert_se(!iszero_safe(1 / DBL_MAX / 2));
+
+        /* too small values which cannot be in subnormal form */
+        assert_se( iszero_safe(DBL_MIN / DBL_MAX));
+        assert_se( iszero_safe(DBL_MIN / -DBL_MAX));
+        assert_se( iszero_safe(-DBL_MIN / DBL_MAX));
+        assert_se( iszero_safe(-DBL_MIN / -DBL_MAX));
+
+        /* NaN or infinity */
+        assert_se(!iszero_safe(NAN));
+        assert_se(!iszero_safe(INFINITY));
+        assert_se(!iszero_safe(-INFINITY));
+        assert_se(!iszero_safe(1 / NAN));
+
+        /* inverse of infinity */
+        assert_se( iszero_safe(1 / INFINITY));
+        assert_se( iszero_safe(1 / -INFINITY));
+        assert_se( iszero_safe(-1 / INFINITY));
+        assert_se( iszero_safe(-1 / -INFINITY));
+        assert_se( iszero_safe(42 / -INFINITY));
+        assert_se( iszero_safe(-42 / -INFINITY));
+        assert_se( iszero_safe(DBL_MIN / INFINITY));
+        assert_se( iszero_safe(DBL_MIN / -INFINITY));
+        assert_se( iszero_safe(DBL_MAX / INFINITY / 2));
+        assert_se( iszero_safe(DBL_MAX / -INFINITY * DBL_MAX));
+        assert_se(!iszero_safe(DBL_MAX * 2 / INFINITY));
+
+        /* infinity / infinity is NaN */
+        assert_se(!iszero_safe(INFINITY / INFINITY));
+        assert_se(!iszero_safe(INFINITY * 2 / INFINITY));
+        assert_se(!iszero_safe(INFINITY / DBL_MAX / INFINITY));
+}
+
+TEST(fp_equal) {
+        /* normal values */
+        assert_se( fp_equal(0.0, -0e0));
+        assert_se( fp_equal(3.0, 3));
+        assert_se(!fp_equal(3.000001, 3));
+        assert_se( fp_equal(M_PI, M_PI));
+        assert_se(!fp_equal(M_PI, -M_PI));
+        assert_se( fp_equal(DBL_MAX, DBL_MAX));
+        assert_se(!fp_equal(DBL_MAX, -DBL_MAX));
+        assert_se(!fp_equal(-DBL_MAX, DBL_MAX));
+        assert_se( fp_equal(-DBL_MAX, -DBL_MAX));
+        assert_se( fp_equal(DBL_MIN, DBL_MIN));
+        assert_se(!fp_equal(DBL_MIN, -DBL_MIN));
+        assert_se(!fp_equal(-DBL_MIN, DBL_MIN));
+        assert_se( fp_equal(-DBL_MIN, -DBL_MIN));
+
+        /* subnormal values */
+        assert_se( fp_equal(DBL_MIN / 10, DBL_MIN / 10));
+        assert_se(!fp_equal(DBL_MIN / 10, -DBL_MIN / 10));
+        assert_se(!fp_equal(-DBL_MIN / 10, DBL_MIN / 10));
+        assert_se( fp_equal(-DBL_MIN / 10, -DBL_MIN / 10));
+        assert_se(!fp_equal(DBL_MIN / 10, DBL_MIN / 15));
+        assert_se(!fp_equal(DBL_MIN / 10, DBL_MIN / 15));
+
+        /* subnormal difference */
+        assert_se(!fp_equal(DBL_MIN / 10, DBL_MIN + DBL_MIN / 10));
+        assert_se( fp_equal(3.0, 3.0 + DBL_MIN / 2)); /* 3.0 + DBL_MIN / 2 is truncated to 3.0 */
+
+        /* too small values */
+        assert_se( fp_equal(DBL_MIN / DBL_MAX, -DBL_MIN / DBL_MAX));
+
+        /* NaN or infinity */
+        assert_se(!fp_equal(NAN, NAN));
+        assert_se(!fp_equal(NAN, 0));
+        assert_se(!fp_equal(NAN, INFINITY));
+        assert_se(!fp_equal(INFINITY, INFINITY));
+        assert_se(!fp_equal(INFINITY, -INFINITY));
+        assert_se(!fp_equal(-INFINITY, INFINITY));
+        assert_se(!fp_equal(-INFINITY, -INFINITY));
+
+        /* inverse of infinity */
+        assert_se( fp_equal(0, 1 / INFINITY));
+        assert_se( fp_equal(42 / INFINITY, 1 / -INFINITY));
+        assert_se(!fp_equal(42 / INFINITY, INFINITY / INFINITY));
+}
+
+DEFINE_TEST_MAIN(LOG_DEBUG);