added Verlet scheme and NxN non-bonded functionality
[alexxy/gromacs.git] / src / gmxlib / maths.c
1 /*
2  * 
3  *                This source code is part of
4  * 
5  *                 G   R   O   M   A   C   S
6  * 
7  *          GROningen MAchine for Chemical Simulations
8  * 
9  *                        VERSION 3.2.0
10  * Written by David van der Spoel, Erik Lindahl, Berk Hess, and others.
11  * Copyright (c) 1991-2000, University of Groningen, The Netherlands.
12  * Copyright (c) 2001-2004, The GROMACS development team,
13  * check out http://www.gromacs.org for more information.
14
15  * This program is free software; you can redistribute it and/or
16  * modify it under the terms of the GNU General Public License
17  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
18  * of the License, or (at your option) any later version.
19  * 
20  * If you want to redistribute modifications, please consider that
21  * scientific software is very special. Version control is crucial -
22  * bugs must be traceable. We will be happy to consider code for
23  * inclusion in the official distribution, but derived work must not
24  * be called official GROMACS. Details are found in the README & COPYING
25  * files - if they are missing, get the official version at www.gromacs.org.
26  * 
27  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
28  * the papers on the package - you can find them in the top README file.
29  * 
30  * For more info, check our website at http://www.gromacs.org
31  * 
32  * And Hey:
33  * GROningen Mixture of Alchemy and Childrens' Stories
34  */
35 #ifdef HAVE_CONFIG_H
36 #include <config.h>
37 #endif
38
39
40 #include <math.h>
41 #include <limits.h>
42 #include "maths.h"
43 #ifdef HAVE__FINITE
44 #include "float.h"
45 #endif
46
47 int gmx_nint(real a)
48 {   
49   const real half = .5;
50   int   result;
51   
52   result = (a < 0.) ? ((int)(a - half)) : ((int)(a + half));
53   return result;
54 }
55
56 real cuberoot (real x) 
57 {
58   if (x < 0) 
59     { 
60       return (-pow(-x,1.0/DIM));
61     } 
62   else 
63     {
64       return (pow(x,1.0/DIM));
65     }
66 }
67
68 real sign(real x,real y)
69 {
70   if (y < 0)
71     return -fabs(x);
72   else
73     return +fabs(x);
74 }
75
76 /* Double and single precision erf() and erfc() from
77  * the Sun Freely Distributable Math Library FDLIBM.
78  * See http://www.netlib.org/fdlibm
79  * Specific file used: s_erf.c, version 1.3 95/01/18
80  */
81 /*
82  * ====================================================
83  * Copyright (C) 1993 by Sun Microsystems, Inc. All rights reserved.
84  *
85  * Developed at SunSoft, a Sun Microsystems, Inc. business.
86  * Permission to use, copy, modify, and distribute this
87  * software is freely granted, provided that this notice 
88  * is preserved.
89  * ====================================================
90  */
91
92 #if ( (defined SIZEOF_INT && SIZEOF_INT==4) || (SIZEOF_INT_MAX == 2147483647) )
93    typedef int erf_int32_t;
94    typedef unsigned int erf_u_int32_t;
95 #elif (LONG_MAX == 2147483647L)
96    typedef long erf_int32_t;
97    typedef unsigned long erf_u_int32_t;
98 #elif (SHRT_MAX == 2147483647)
99    typedef short erf_int32_t;
100    typedef unsigned short erf_u_int32_t;
101 #else
102 #  error ERROR: No 32 bit wide integer type found!
103 #endif
104
105
106 static const double
107 tiny        = 1e-300,
108 half=  5.00000000000000000000e-01, /* 0x3FE00000, 0x00000000 */
109 one =  1.00000000000000000000e+00, /* 0x3FF00000, 0x00000000 */
110 two =  2.00000000000000000000e+00, /* 0x40000000, 0x00000000 */
111 /* c = (float)0.84506291151 */
112 erx =  8.45062911510467529297e-01, /* 0x3FEB0AC1, 0x60000000 */
113 /*
114  * Coefficients for approximation to  erf on [0,0.84375]
115  */
116 efx =  1.28379167095512586316e-01, /* 0x3FC06EBA, 0x8214DB69 */
117 efx8=  1.02703333676410069053e+00, /* 0x3FF06EBA, 0x8214DB69 */
118 pp0  =  1.28379167095512558561e-01, /* 0x3FC06EBA, 0x8214DB68 */
119 pp1  = -3.25042107247001499370e-01, /* 0xBFD4CD7D, 0x691CB913 */
120 pp2  = -2.84817495755985104766e-02, /* 0xBF9D2A51, 0xDBD7194F */
121 pp3  = -5.77027029648944159157e-03, /* 0xBF77A291, 0x236668E4 */
122 pp4  = -2.37630166566501626084e-05, /* 0xBEF8EAD6, 0x120016AC */
123 qq1  =  3.97917223959155352819e-01, /* 0x3FD97779, 0xCDDADC09 */
124 qq2  =  6.50222499887672944485e-02, /* 0x3FB0A54C, 0x5536CEBA */
125 qq3  =  5.08130628187576562776e-03, /* 0x3F74D022, 0xC4D36B0F */
126 qq4  =  1.32494738004321644526e-04, /* 0x3F215DC9, 0x221C1A10 */
127 qq5  = -3.96022827877536812320e-06, /* 0xBED09C43, 0x42A26120 */
128 /*
129  * Coefficients for approximation to  erf  in [0.84375,1.25] 
130  */
131 pa0  = -2.36211856075265944077e-03, /* 0xBF6359B8, 0xBEF77538 */
132 pa1  =  4.14856118683748331666e-01, /* 0x3FDA8D00, 0xAD92B34D */
133 pa2  = -3.72207876035701323847e-01, /* 0xBFD7D240, 0xFBB8C3F1 */
134 pa3  =  3.18346619901161753674e-01, /* 0x3FD45FCA, 0x805120E4 */
135 pa4  = -1.10894694282396677476e-01, /* 0xBFBC6398, 0x3D3E28EC */
136 pa5  =  3.54783043256182359371e-02, /* 0x3FA22A36, 0x599795EB */
137 pa6  = -2.16637559486879084300e-03, /* 0xBF61BF38, 0x0A96073F */
138 qa1  =  1.06420880400844228286e-01, /* 0x3FBB3E66, 0x18EEE323 */
139 qa2  =  5.40397917702171048937e-01, /* 0x3FE14AF0, 0x92EB6F33 */
140 qa3  =  7.18286544141962662868e-02, /* 0x3FB2635C, 0xD99FE9A7 */
141 qa4  =  1.26171219808761642112e-01, /* 0x3FC02660, 0xE763351F */
142 qa5  =  1.36370839120290507362e-02, /* 0x3F8BEDC2, 0x6B51DD1C */
143 qa6  =  1.19844998467991074170e-02, /* 0x3F888B54, 0x5735151D */
144 /*
145  * Coefficients for approximation to  erfc in [1.25,1/0.35]
146  */
147 ra0  = -9.86494403484714822705e-03, /* 0xBF843412, 0x600D6435 */
148 ra1  = -6.93858572707181764372e-01, /* 0xBFE63416, 0xE4BA7360 */
149 ra2  = -1.05586262253232909814e+01, /* 0xC0251E04, 0x41B0E726 */
150 ra3  = -6.23753324503260060396e+01, /* 0xC04F300A, 0xE4CBA38D */
151 ra4  = -1.62396669462573470355e+02, /* 0xC0644CB1, 0x84282266 */
152 ra5  = -1.84605092906711035994e+02, /* 0xC067135C, 0xEBCCABB2 */
153 ra6  = -8.12874355063065934246e+01, /* 0xC0545265, 0x57E4D2F2 */
154 ra7  = -9.81432934416914548592e+00, /* 0xC023A0EF, 0xC69AC25C */
155 sa1  =  1.96512716674392571292e+01, /* 0x4033A6B9, 0xBD707687 */
156 sa2  =  1.37657754143519042600e+02, /* 0x4061350C, 0x526AE721 */
157 sa3  =  4.34565877475229228821e+02, /* 0x407B290D, 0xD58A1A71 */
158 sa4  =  6.45387271733267880336e+02, /* 0x40842B19, 0x21EC2868 */
159 sa5  =  4.29008140027567833386e+02, /* 0x407AD021, 0x57700314 */
160 sa6  =  1.08635005541779435134e+02, /* 0x405B28A3, 0xEE48AE2C */
161 sa7  =  6.57024977031928170135e+00, /* 0x401A47EF, 0x8E484A93 */
162 sa8  = -6.04244152148580987438e-02, /* 0xBFAEEFF2, 0xEE749A62 */
163 /*
164  * Coefficients for approximation to  erfc in [1/.35,28]
165  */
166 rb0  = -9.86494292470009928597e-03, /* 0xBF843412, 0x39E86F4A */
167 rb1  = -7.99283237680523006574e-01, /* 0xBFE993BA, 0x70C285DE */
168 rb2  = -1.77579549177547519889e+01, /* 0xC031C209, 0x555F995A */
169 rb3  = -1.60636384855821916062e+02, /* 0xC064145D, 0x43C5ED98 */
170 rb4  = -6.37566443368389627722e+02, /* 0xC083EC88, 0x1375F228 */
171 rb5  = -1.02509513161107724954e+03, /* 0xC0900461, 0x6A2E5992 */
172 rb6  = -4.83519191608651397019e+02, /* 0xC07E384E, 0x9BDC383F */
173 sb1  =  3.03380607434824582924e+01, /* 0x403E568B, 0x261D5190 */
174 sb2  =  3.25792512996573918826e+02, /* 0x40745CAE, 0x221B9F0A */
175 sb3  =  1.53672958608443695994e+03, /* 0x409802EB, 0x189D5118 */
176 sb4  =  3.19985821950859553908e+03, /* 0x40A8FFB7, 0x688C246A */
177 sb5  =  2.55305040643316442583e+03, /* 0x40A3F219, 0xCEDF3BE6 */
178 sb6  =  4.74528541206955367215e+02, /* 0x407DA874, 0xE79FE763 */
179 sb7  = -2.24409524465858183362e+01; /* 0xC03670E2, 0x42712D62 */
180
181 double gmx_erfd(double x)
182 {
183   
184         erf_int32_t hx,ix,i;
185     double R,S,P,Q,s,y,z,r;
186     
187     union
188     {
189         double d;
190         int    i[2];
191     } 
192     conv;
193     
194     conv.d=x;
195     
196         /* In release-4-6 and later branches, only the test for
197          * GMX_IEEE754_BIG_ENDIAN_WORD_ORDER will be required. */
198 #if defined(IEEE754_BIG_ENDIAN_WORD_ORDER) || defined(GMX_IEEE754_BIG_ENDIAN_WORD_ORDER)
199     hx=conv.i[0];
200 #else
201     hx=conv.i[1];
202 #endif
203         
204         ix = hx&0x7fffffff;
205         if(ix>=0x7ff00000) 
206     {
207                 /* erf(nan)=nan */
208             i = ((erf_u_int32_t)hx>>31)<<1;
209             return (double)(1-i)+one/x; /* erf(+-inf)=+-1 */
210         }
211
212         if(ix < 0x3feb0000) 
213     {
214                 /* |x|<0.84375 */
215             if(ix < 0x3e300000) 
216         {       
217             /* |x|<2**-28 */
218                 if (ix < 0x00800000)
219                 return 0.125*(8.0*x+efx8*x);  /*avoid underflow */
220             return x + efx*x;
221             }
222             z = x*x;
223             r = pp0+z*(pp1+z*(pp2+z*(pp3+z*pp4)));
224             s = one+z*(qq1+z*(qq2+z*(qq3+z*(qq4+z*qq5))));
225             y = r/s;
226             return x + x*y;
227         }
228         if(ix < 0x3ff40000) 
229     {
230                 /* 0.84375 <= |x| < 1.25 */
231             s = fabs(x)-one;
232             P = pa0+s*(pa1+s*(pa2+s*(pa3+s*(pa4+s*(pa5+s*pa6)))));
233             Q = one+s*(qa1+s*(qa2+s*(qa3+s*(qa4+s*(qa5+s*qa6)))));
234             if(hx>=0) return erx + P/Q; else return -erx - P/Q;
235         }
236         if (ix >= 0x40180000)
237     {   
238         /* inf>|x|>=6 */
239             if(hx>=0) return one-tiny; else return tiny-one;
240         }
241         x = fabs(x);
242         s = one/(x*x);
243         if(ix< 0x4006DB6E)
244     {
245         /* |x| < 1/0.35 */
246             R=ra0+s*(ra1+s*(ra2+s*(ra3+s*(ra4+s*(ra5+s*(ra6+s*ra7))))));
247             S=one+s*(sa1+s*(sa2+s*(sa3+s*(sa4+s*(sa5+s*(sa6+s*(sa7+s*sa8)))))));
248         }
249     else 
250     {
251         /* |x| >= 1/0.35 */
252             R=rb0+s*(rb1+s*(rb2+s*(rb3+s*(rb4+s*(rb5+s*rb6)))));
253             S=one+s*(sb1+s*(sb2+s*(sb3+s*(sb4+s*(sb5+s*(sb6+s*sb7))))));
254         }
255
256     conv.d = x;
257
258         /* In release-4-6 and later branches, only the test for
259          * GMX_IEEE754_BIG_ENDIAN_WORD_ORDER will be required. */
260 #if defined(IEEE754_BIG_ENDIAN_WORD_ORDER) || defined(GMX_IEEE754_BIG_ENDIAN_WORD_ORDER)
261     conv.i[1] = 0;
262 #else
263     conv.i[0] = 0;
264 #endif
265     
266     z = conv.d;
267
268         r  =  exp(-z*z-0.5625)*exp((z-x)*(z+x)+R/S);
269         if(hx>=0) 
270         return one-r/x; 
271     else 
272         return  r/x-one;
273 }
274
275
276 double gmx_erfcd(double x)
277 {
278         erf_int32_t hx,ix;
279         double R,S,P,Q,s,y,z,r;
280     
281     union
282     {
283         double d;
284         int    i[2];
285     } 
286     conv;
287     
288     conv.d = x;
289     
290         /* In release-4-6 and later branches, only the test for
291          * GMX_IEEE754_BIG_ENDIAN_WORD_ORDER will be required. */
292 #if defined(IEEE754_BIG_ENDIAN_WORD_ORDER) || defined(GMX_IEEE754_BIG_ENDIAN_WORD_ORDER)
293     hx=conv.i[0];
294 #else
295     hx=conv.i[1];
296 #endif
297     
298         ix = hx&0x7fffffff;
299         if(ix>=0x7ff00000)
300     {           
301         /* erfc(nan)=nan */
302         /* erfc(+-inf)=0,2 */
303             return (double)(((erf_u_int32_t)hx>>31)<<1)+one/x;
304         }
305
306         if(ix < 0x3feb0000)
307     {
308                 /* |x|<0.84375 */
309             double r1,r2,s1,s2,s3,z2,z4;
310             if(ix < 0x3c700000)         /* |x|<2**-56 */
311             return one-x;
312             z = x*x;
313             r = pp0+z*(pp1+z*(pp2+z*(pp3+z*pp4)));
314             s = one+z*(qq1+z*(qq2+z*(qq3+z*(qq4+z*qq5))));
315             y = r/s;
316             if(hx < 0x3fd00000) 
317         {
318             /* x<1/4 */
319             return one-(x+x*y);
320             } 
321         else
322         {
323             r = x*y;
324             r += (x-half);
325                 return half - r ;
326             }
327         }
328     
329     if(ix < 0x3ff40000)
330     {
331                 /* 0.84375 <= |x| < 1.25 */
332         s = fabs(x)-one;
333         P = pa0+s*(pa1+s*(pa2+s*(pa3+s*(pa4+s*(pa5+s*pa6)))));
334         Q = one+s*(qa1+s*(qa2+s*(qa3+s*(qa4+s*(qa5+s*qa6)))));
335         if(hx>=0) {
336             z  = one-erx; return z - P/Q; 
337         } else {
338             z = erx+P/Q; return one+z;
339         }
340         }
341         if (ix < 0x403c0000)
342     {   
343         /* |x|<28 */
344             x = fabs(x);
345             s = one/(x*x);
346             if(ix< 0x4006DB6D)
347         {
348             /* |x| < 1/.35 ~ 2.857143*/
349                 R=ra0+s*(ra1+s*(ra2+s*(ra3+s*(ra4+s*(ra5+s*(ra6+s*ra7))))));
350                 S=one+s*(sa1+s*(sa2+s*(sa3+s*(sa4+s*(sa5+s*(sa6+s*(sa7+s*sa8)))))));
351             } 
352         else
353         {       
354             /* |x| >= 1/.35 ~ 2.857143 */
355             if(hx<0&&ix>=0x40180000) 
356                 return two-tiny; /* x < -6 */
357                 R=rb0+s*(rb1+s*(rb2+s*(rb3+s*(rb4+s*(rb5+s*rb6)))));
358                 S=one+s*(sb1+s*(sb2+s*(sb3+s*(sb4+s*(sb5+s*(sb6+s*sb7))))));
359             }
360
361         conv.d = x;
362
363         /* In release-4-6 and later branches, only the test for
364          * GMX_IEEE754_BIG_ENDIAN_WORD_ORDER will be required. */
365 #if defined(IEEE754_BIG_ENDIAN_WORD_ORDER) || defined(GMX_IEEE754_BIG_ENDIAN_WORD_ORDER)
366         conv.i[1] = 0;
367 #else
368         conv.i[0] = 0;
369 #endif
370         
371         z = conv.d;
372         
373         r  =  exp(-z*z-0.5625)*exp((z-x)*(z+x)+R/S);
374
375         if(hx>0) 
376             return r/x;
377         else 
378             return two-r/x;
379     }
380     else
381     {
382             if(hx>0) 
383             return tiny*tiny;
384         else
385             return two-tiny;
386         }
387 }
388
389
390 static const float
391 tinyf=  1e-30,
392 halff=  5.0000000000e-01, /* 0x3F000000 */
393 onef =  1.0000000000e+00, /* 0x3F800000 */
394 twof =  2.0000000000e+00, /* 0x40000000 */
395         /* c = (subfloat)0.84506291151 */
396 erxf =  8.4506291151e-01, /* 0x3f58560b */
397 /*
398  * Coefficients for approximation to  erf on [0,0.84375]
399  */
400 efxf =  1.2837916613e-01, /* 0x3e0375d4 */
401 efx8f=  1.0270333290e+00, /* 0x3f8375d4 */
402 pp0f =  1.2837916613e-01, /* 0x3e0375d4 */
403 pp1f = -3.2504209876e-01, /* 0xbea66beb */
404 pp2f = -2.8481749818e-02, /* 0xbce9528f */
405 pp3f = -5.7702702470e-03, /* 0xbbbd1489 */
406 pp4f = -2.3763017452e-05, /* 0xb7c756b1 */
407 qq1f =  3.9791721106e-01, /* 0x3ecbbbce */
408 qq2f =  6.5022252500e-02, /* 0x3d852a63 */
409 qq3f =  5.0813062117e-03, /* 0x3ba68116 */
410 qq4f =  1.3249473704e-04, /* 0x390aee49 */
411 qq5f = -3.9602282413e-06, /* 0xb684e21a */
412 /*
413  * Coefficients for approximation to  erf  in [0.84375,1.25] 
414  */
415 pa0f = -2.3621185683e-03, /* 0xbb1acdc6 */
416 pa1f =  4.1485610604e-01, /* 0x3ed46805 */
417 pa2f = -3.7220788002e-01, /* 0xbebe9208 */
418 pa3f =  3.1834661961e-01, /* 0x3ea2fe54 */
419 pa4f = -1.1089469492e-01, /* 0xbde31cc2 */
420 pa5f =  3.5478305072e-02, /* 0x3d1151b3 */
421 pa6f = -2.1663755178e-03, /* 0xbb0df9c0 */
422 qa1f =  1.0642088205e-01, /* 0x3dd9f331 */
423 qa2f =  5.4039794207e-01, /* 0x3f0a5785 */
424 qa3f =  7.1828655899e-02, /* 0x3d931ae7 */
425 qa4f =  1.2617121637e-01, /* 0x3e013307 */
426 qa5f =  1.3637083583e-02, /* 0x3c5f6e13 */
427 qa6f =  1.1984500103e-02, /* 0x3c445aa3 */
428 /*
429  * Coefficients for approximation to  erfc in [1.25,1/0.35]
430  */
431 ra0f = -9.8649440333e-03, /* 0xbc21a093 */
432 ra1f = -6.9385856390e-01, /* 0xbf31a0b7 */
433 ra2f = -1.0558626175e+01, /* 0xc128f022 */
434 ra3f = -6.2375331879e+01, /* 0xc2798057 */
435 ra4f = -1.6239666748e+02, /* 0xc322658c */
436 ra5f = -1.8460508728e+02, /* 0xc3389ae7 */
437 ra6f = -8.1287437439e+01, /* 0xc2a2932b */
438 ra7f = -9.8143291473e+00, /* 0xc11d077e */
439 sa1f =  1.9651271820e+01, /* 0x419d35ce */
440 sa2f =  1.3765776062e+02, /* 0x4309a863 */
441 sa3f =  4.3456588745e+02, /* 0x43d9486f */
442 sa4f =  6.4538726807e+02, /* 0x442158c9 */
443 sa5f =  4.2900814819e+02, /* 0x43d6810b */
444 sa6f =  1.0863500214e+02, /* 0x42d9451f */
445 sa7f =  6.5702495575e+00, /* 0x40d23f7c */
446 sa8f = -6.0424413532e-02, /* 0xbd777f97 */
447 /*
448  * Coefficients for approximation to  erfc in [1/.35,28]
449  */
450 rb0f = -9.8649431020e-03, /* 0xbc21a092 */
451 rb1f = -7.9928326607e-01, /* 0xbf4c9dd4 */
452 rb2f = -1.7757955551e+01, /* 0xc18e104b */
453 rb3f = -1.6063638306e+02, /* 0xc320a2ea */
454 rb4f = -6.3756646729e+02, /* 0xc41f6441 */
455 rb5f = -1.0250950928e+03, /* 0xc480230b */
456 rb6f = -4.8351919556e+02, /* 0xc3f1c275 */
457 sb1f =  3.0338060379e+01, /* 0x41f2b459 */
458 sb2f =  3.2579251099e+02, /* 0x43a2e571 */
459 sb3f =  1.5367296143e+03, /* 0x44c01759 */
460 sb4f =  3.1998581543e+03, /* 0x4547fdbb */
461 sb5f =  2.5530502930e+03, /* 0x451f90ce */
462 sb6f =  4.7452853394e+02, /* 0x43ed43a7 */
463 sb7f = -2.2440952301e+01; /* 0xc1b38712 */
464
465
466 typedef union
467 {
468   float value;
469   erf_u_int32_t word;
470 } ieee_float_shape_type;
471
472 #define GET_FLOAT_WORD(i,d)                                     \
473 do {                                                            \
474   ieee_float_shape_type gf_u;                                   \
475   gf_u.value = (d);                                             \
476   (i) = gf_u.word;                                              \
477 } while (0)
478
479
480 #define SET_FLOAT_WORD(d,i)                                     \
481 do {                                                            \
482   ieee_float_shape_type sf_u;                                   \
483   sf_u.word = (i);                                              \
484   (d) = sf_u.value;                                             \
485 } while (0)
486
487
488 float gmx_erff(float x)
489 {
490         erf_int32_t hx,ix,i;
491         float R,S,P,Q,s,y,z,r;
492
493     union
494     {
495         float  f;
496         int    i;
497     } 
498     conv;
499         
500     conv.f=x;
501     hx=conv.i;
502     
503         ix = hx&0x7fffffff;
504         if(ix>=0x7f800000) 
505     {
506                 /* erf(nan)=nan */
507             i = ((erf_u_int32_t)hx>>31)<<1;
508             return (float)(1-i)+onef/x; /* erf(+-inf)=+-1 */
509         }
510
511         if(ix < 0x3f580000)
512     {
513                 /* |x|<0.84375 */
514             if(ix < 0x31800000)
515         { 
516             /* |x|<2**-28 */
517                 if (ix < 0x04000000) 
518                 return (float)0.125*((float)8.0*x+efx8f*x);                 /*avoid underflow */
519             return x + efxf*x;
520             }
521         z = x*x;
522         r = pp0f+z*(pp1f+z*(pp2f+z*(pp3f+z*pp4f)));
523             s = onef+z*(qq1f+z*(qq2f+z*(qq3f+z*(qq4f+z*qq5f))));
524             y = r/s;
525             return x + x*y;
526         }
527         if(ix < 0x3fa00000) 
528     {   
529         /* 0.84375 <= |x| < 1.25 */
530             s = fabs(x)-onef;
531             P = pa0f+s*(pa1f+s*(pa2f+s*(pa3f+s*(pa4f+s*(pa5f+s*pa6f)))));
532             Q = onef+s*(qa1f+s*(qa2f+s*(qa3f+s*(qa4f+s*(qa5f+s*qa6f)))));
533             if(hx>=0) return erxf + P/Q; else return -erxf - P/Q;
534         }
535     if (ix >= 0x40c00000)
536     {
537                 /* inf>|x|>=6 */
538         if(hx>=0) return onef-tinyf; else return tinyf-onef;
539         }
540         x = fabs(x);
541         s = onef/(x*x);
542     if(ix< 0x4036DB6E)
543     {
544         /* |x| < 1/0.35 */
545             R=ra0f+s*(ra1f+s*(ra2f+s*(ra3f+s*(ra4f+s*(ra5f+s*(ra6f+s*ra7f))))));
546             S=onef+s*(sa1f+s*(sa2f+s*(sa3f+s*(sa4f+s*(sa5f+s*(sa6f+s*(sa7f+s*sa8f)))))));
547         } 
548     else
549     {   
550         /* |x| >= 1/0.35 */
551             R=rb0f+s*(rb1f+s*(rb2f+s*(rb3f+s*(rb4f+s*(rb5f+s*rb6f)))));
552             S=onef+s*(sb1f+s*(sb2f+s*(sb3f+s*(sb4f+s*(sb5f+s*(sb6f+s*sb7f))))));
553         }
554     
555     conv.f = x;
556     conv.i = conv.i & 0xfffff000;
557     z = conv.f;
558
559         r  =  exp(-z*z-(float)0.5625)*exp((z-x)*(z+x)+R/S);
560         if(hx>=0) return onef-r/x; else return  r/x-onef;
561 }
562
563 float gmx_erfcf(float x)
564 {
565         erf_int32_t hx,ix;
566         float R,S,P,Q,s,y,z,r;
567     
568     union
569     {
570         float  f;
571         int    i;
572     } 
573     conv;
574         
575     conv.f=x;
576     hx=conv.i;
577     
578         ix = hx&0x7fffffff;
579         if(ix>=0x7f800000) 
580     {
581         /* erfc(nan)=nan */
582         /* erfc(+-inf)=0,2 */
583             return (float)(((erf_u_int32_t)hx>>31)<<1)+onef/x;
584         }
585
586         if(ix < 0x3f580000) 
587     {
588                 /* |x|<0.84375 */
589             if(ix < 0x23800000)    
590             return onef-x;      /* |x|<2**-56 */
591             z = x*x;
592             r = pp0f+z*(pp1f+z*(pp2f+z*(pp3f+z*pp4f)));
593             s = onef+z*(qq1f+z*(qq2f+z*(qq3f+z*(qq4f+z*qq5f))));
594             y = r/s;
595             if(hx < 0x3e800000)
596         {
597             /* x<1/4 */
598             return onef-(x+x*y);
599             } else {
600             r = x*y;
601             r += (x-halff);
602                 return halff - r ;
603             }
604         }
605         if(ix < 0x3fa00000) 
606     {   
607         /* 0.84375 <= |x| < 1.25 */
608             s = fabs(x)-onef;
609             P = pa0f+s*(pa1f+s*(pa2f+s*(pa3f+s*(pa4f+s*(pa5f+s*pa6f)))));
610             Q = onef+s*(qa1f+s*(qa2f+s*(qa3f+s*(qa4f+s*(qa5f+s*qa6f)))));
611             if(hx>=0) {
612                 z  = onef-erxf; return z - P/Q; 
613             } else {
614             z = erxf+P/Q; return onef+z;
615             }
616         }
617         if (ix < 0x41e00000) 
618     {
619                 /* |x|<28 */
620         x = fabs(x);
621             s = onef/(x*x);
622             if(ix< 0x4036DB6D)
623         {
624             /* |x| < 1/.35 ~ 2.857143*/
625                 R=ra0f+s*(ra1f+s*(ra2f+s*(ra3f+s*(ra4f+s*(ra5f+s*(ra6f+s*ra7f))))));
626                 S=onef+s*(sa1f+s*(sa2f+s*(sa3f+s*(sa4f+s*(sa5f+s*(sa6f+s*(sa7f+s*sa8f)))))));
627             } else {            
628             /* |x| >= 1/.35 ~ 2.857143 */
629             if(hx<0&&ix>=0x40c00000) return twof-tinyf;/* x < -6 */
630                 R=rb0f+s*(rb1f+s*(rb2f+s*(rb3f+s*(rb4f+s*(rb5f+s*rb6f)))));
631                 S=onef+s*(sb1f+s*(sb2f+s*(sb3f+s*(sb4f+s*(sb5f+s*(sb6f+s*sb7f))))));
632             }
633         
634         conv.f = x;
635         conv.i = conv.i & 0xfffff000;
636         z = conv.f;
637         
638             r  =  exp(-z*z-(float)0.5625)*exp((z-x)*(z+x)+R/S);
639             if(hx>0) return r/x; else return twof-r/x;
640         } else {
641             if(hx>0) return tinyf*tinyf; else return twof-tinyf;
642         }
643 }
644
645
646 gmx_bool gmx_isfinite(real x)
647 {
648     gmx_bool returnval = TRUE;
649     /* If no suitable function was found, assume the value is
650      * finite. */
651
652 #ifdef HAVE_ISFINITE
653     returnval = isfinite(x);
654 #elif defined HAVE__ISFINITE
655     returnval = _isfinite(x);
656 #elif defined HAVE__FINITE
657     returnval = _finite(x);
658 #endif
659     return returnval;
660 }
661
662 gmx_bool
663 check_int_multiply_for_overflow(gmx_large_int_t a,
664                                 gmx_large_int_t b,
665                                 gmx_large_int_t *result)
666 {
667     gmx_large_int_t sign = 1;
668     if((0 == a) || (0 == b))
669     {
670         *result = 0;
671         return TRUE;
672     }
673     if(a < 0)
674     {
675         a = -a;
676         sign = -sign;
677     }
678     if(b < 0)
679     {
680         b = -b;
681         sign = -sign;
682     }
683     if(GMX_LARGE_INT_MAX / b < a)
684     {
685         *result = (sign > 0) ? GMX_LARGE_INT_MAX : GMX_LARGE_INT_MIN;
686         return FALSE;
687     }
688     *result = sign * a * b;
689     return TRUE;
690 }