b327777992480f6d29c7a1e6a426772c8479f617
[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 #ifdef GMX_DOUBLE
107
108 static const double
109 tiny        = 1e-300,
110 half=  5.00000000000000000000e-01, /* 0x3FE00000, 0x00000000 */
111 one =  1.00000000000000000000e+00, /* 0x3FF00000, 0x00000000 */
112 two =  2.00000000000000000000e+00, /* 0x40000000, 0x00000000 */
113 /* c = (float)0.84506291151 */
114 erx =  8.45062911510467529297e-01, /* 0x3FEB0AC1, 0x60000000 */
115 /*
116  * Coefficients for approximation to  erf on [0,0.84375]
117  */
118 efx =  1.28379167095512586316e-01, /* 0x3FC06EBA, 0x8214DB69 */
119 efx8=  1.02703333676410069053e+00, /* 0x3FF06EBA, 0x8214DB69 */
120 pp0  =  1.28379167095512558561e-01, /* 0x3FC06EBA, 0x8214DB68 */
121 pp1  = -3.25042107247001499370e-01, /* 0xBFD4CD7D, 0x691CB913 */
122 pp2  = -2.84817495755985104766e-02, /* 0xBF9D2A51, 0xDBD7194F */
123 pp3  = -5.77027029648944159157e-03, /* 0xBF77A291, 0x236668E4 */
124 pp4  = -2.37630166566501626084e-05, /* 0xBEF8EAD6, 0x120016AC */
125 qq1  =  3.97917223959155352819e-01, /* 0x3FD97779, 0xCDDADC09 */
126 qq2  =  6.50222499887672944485e-02, /* 0x3FB0A54C, 0x5536CEBA */
127 qq3  =  5.08130628187576562776e-03, /* 0x3F74D022, 0xC4D36B0F */
128 qq4  =  1.32494738004321644526e-04, /* 0x3F215DC9, 0x221C1A10 */
129 qq5  = -3.96022827877536812320e-06, /* 0xBED09C43, 0x42A26120 */
130 /*
131  * Coefficients for approximation to  erf  in [0.84375,1.25] 
132  */
133 pa0  = -2.36211856075265944077e-03, /* 0xBF6359B8, 0xBEF77538 */
134 pa1  =  4.14856118683748331666e-01, /* 0x3FDA8D00, 0xAD92B34D */
135 pa2  = -3.72207876035701323847e-01, /* 0xBFD7D240, 0xFBB8C3F1 */
136 pa3  =  3.18346619901161753674e-01, /* 0x3FD45FCA, 0x805120E4 */
137 pa4  = -1.10894694282396677476e-01, /* 0xBFBC6398, 0x3D3E28EC */
138 pa5  =  3.54783043256182359371e-02, /* 0x3FA22A36, 0x599795EB */
139 pa6  = -2.16637559486879084300e-03, /* 0xBF61BF38, 0x0A96073F */
140 qa1  =  1.06420880400844228286e-01, /* 0x3FBB3E66, 0x18EEE323 */
141 qa2  =  5.40397917702171048937e-01, /* 0x3FE14AF0, 0x92EB6F33 */
142 qa3  =  7.18286544141962662868e-02, /* 0x3FB2635C, 0xD99FE9A7 */
143 qa4  =  1.26171219808761642112e-01, /* 0x3FC02660, 0xE763351F */
144 qa5  =  1.36370839120290507362e-02, /* 0x3F8BEDC2, 0x6B51DD1C */
145 qa6  =  1.19844998467991074170e-02, /* 0x3F888B54, 0x5735151D */
146 /*
147  * Coefficients for approximation to  erfc in [1.25,1/0.35]
148  */
149 ra0  = -9.86494403484714822705e-03, /* 0xBF843412, 0x600D6435 */
150 ra1  = -6.93858572707181764372e-01, /* 0xBFE63416, 0xE4BA7360 */
151 ra2  = -1.05586262253232909814e+01, /* 0xC0251E04, 0x41B0E726 */
152 ra3  = -6.23753324503260060396e+01, /* 0xC04F300A, 0xE4CBA38D */
153 ra4  = -1.62396669462573470355e+02, /* 0xC0644CB1, 0x84282266 */
154 ra5  = -1.84605092906711035994e+02, /* 0xC067135C, 0xEBCCABB2 */
155 ra6  = -8.12874355063065934246e+01, /* 0xC0545265, 0x57E4D2F2 */
156 ra7  = -9.81432934416914548592e+00, /* 0xC023A0EF, 0xC69AC25C */
157 sa1  =  1.96512716674392571292e+01, /* 0x4033A6B9, 0xBD707687 */
158 sa2  =  1.37657754143519042600e+02, /* 0x4061350C, 0x526AE721 */
159 sa3  =  4.34565877475229228821e+02, /* 0x407B290D, 0xD58A1A71 */
160 sa4  =  6.45387271733267880336e+02, /* 0x40842B19, 0x21EC2868 */
161 sa5  =  4.29008140027567833386e+02, /* 0x407AD021, 0x57700314 */
162 sa6  =  1.08635005541779435134e+02, /* 0x405B28A3, 0xEE48AE2C */
163 sa7  =  6.57024977031928170135e+00, /* 0x401A47EF, 0x8E484A93 */
164 sa8  = -6.04244152148580987438e-02, /* 0xBFAEEFF2, 0xEE749A62 */
165 /*
166  * Coefficients for approximation to  erfc in [1/.35,28]
167  */
168 rb0  = -9.86494292470009928597e-03, /* 0xBF843412, 0x39E86F4A */
169 rb1  = -7.99283237680523006574e-01, /* 0xBFE993BA, 0x70C285DE */
170 rb2  = -1.77579549177547519889e+01, /* 0xC031C209, 0x555F995A */
171 rb3  = -1.60636384855821916062e+02, /* 0xC064145D, 0x43C5ED98 */
172 rb4  = -6.37566443368389627722e+02, /* 0xC083EC88, 0x1375F228 */
173 rb5  = -1.02509513161107724954e+03, /* 0xC0900461, 0x6A2E5992 */
174 rb6  = -4.83519191608651397019e+02, /* 0xC07E384E, 0x9BDC383F */
175 sb1  =  3.03380607434824582924e+01, /* 0x403E568B, 0x261D5190 */
176 sb2  =  3.25792512996573918826e+02, /* 0x40745CAE, 0x221B9F0A */
177 sb3  =  1.53672958608443695994e+03, /* 0x409802EB, 0x189D5118 */
178 sb4  =  3.19985821950859553908e+03, /* 0x40A8FFB7, 0x688C246A */
179 sb5  =  2.55305040643316442583e+03, /* 0x40A3F219, 0xCEDF3BE6 */
180 sb6  =  4.74528541206955367215e+02, /* 0x407DA874, 0xE79FE763 */
181 sb7  = -2.24409524465858183362e+01; /* 0xC03670E2, 0x42712D62 */
182
183 double gmx_erf(double x)
184 {
185   
186         erf_int32_t hx,ix,i;
187     double R,S,P,Q,s,y,z,r;
188     
189     union
190     {
191         double d;
192         int    i[2];
193     } 
194     conv;
195     
196     conv.d=x;
197     
198         /* In release-4-6 and later branches, only the test for
199          * GMX_IEEE754_BIG_ENDIAN_WORD_ORDER will be required. */
200 #if defined(IEEE754_BIG_ENDIAN_WORD_ORDER) || defined(GMX_IEEE754_BIG_ENDIAN_WORD_ORDER)
201     hx=conv.i[0];
202 #else
203     hx=conv.i[1];
204 #endif
205         
206         ix = hx&0x7fffffff;
207         if(ix>=0x7ff00000) 
208     {
209                 /* erf(nan)=nan */
210             i = ((erf_u_int32_t)hx>>31)<<1;
211             return (double)(1-i)+one/x; /* erf(+-inf)=+-1 */
212         }
213
214         if(ix < 0x3feb0000) 
215     {
216                 /* |x|<0.84375 */
217             if(ix < 0x3e300000) 
218         {       
219             /* |x|<2**-28 */
220                 if (ix < 0x00800000)
221                 return 0.125*(8.0*x+efx8*x);  /*avoid underflow */
222             return x + efx*x;
223             }
224             z = x*x;
225             r = pp0+z*(pp1+z*(pp2+z*(pp3+z*pp4)));
226             s = one+z*(qq1+z*(qq2+z*(qq3+z*(qq4+z*qq5))));
227             y = r/s;
228             return x + x*y;
229         }
230         if(ix < 0x3ff40000) 
231     {
232                 /* 0.84375 <= |x| < 1.25 */
233             s = fabs(x)-one;
234             P = pa0+s*(pa1+s*(pa2+s*(pa3+s*(pa4+s*(pa5+s*pa6)))));
235             Q = one+s*(qa1+s*(qa2+s*(qa3+s*(qa4+s*(qa5+s*qa6)))));
236             if(hx>=0) return erx + P/Q; else return -erx - P/Q;
237         }
238         if (ix >= 0x40180000)
239     {   
240         /* inf>|x|>=6 */
241             if(hx>=0) return one-tiny; else return tiny-one;
242         }
243         x = fabs(x);
244         s = one/(x*x);
245         if(ix< 0x4006DB6E)
246     {
247         /* |x| < 1/0.35 */
248             R=ra0+s*(ra1+s*(ra2+s*(ra3+s*(ra4+s*(ra5+s*(ra6+s*ra7))))));
249             S=one+s*(sa1+s*(sa2+s*(sa3+s*(sa4+s*(sa5+s*(sa6+s*(sa7+s*sa8)))))));
250         }
251     else 
252     {
253         /* |x| >= 1/0.35 */
254             R=rb0+s*(rb1+s*(rb2+s*(rb3+s*(rb4+s*(rb5+s*rb6)))));
255             S=one+s*(sb1+s*(sb2+s*(sb3+s*(sb4+s*(sb5+s*(sb6+s*sb7))))));
256         }
257
258     conv.d = x;
259
260         /* In release-4-6 and later branches, only the test for
261          * GMX_IEEE754_BIG_ENDIAN_WORD_ORDER will be required. */
262 #if defined(IEEE754_BIG_ENDIAN_WORD_ORDER) || defined(GMX_IEEE754_BIG_ENDIAN_WORD_ORDER)
263     conv.i[1] = 0;
264 #else
265     conv.i[0] = 0;
266 #endif
267     
268     z = conv.d;
269
270         r  =  exp(-z*z-0.5625)*exp((z-x)*(z+x)+R/S);
271         if(hx>=0) 
272         return one-r/x; 
273     else 
274         return  r/x-one;
275 }
276
277
278 double gmx_erfc(double x)
279 {
280         erf_int32_t hx,ix;
281         double R,S,P,Q,s,y,z,r;
282     
283     union
284     {
285         double d;
286         int    i[2];
287     } 
288     conv;
289     
290     conv.d = x;
291     
292         /* In release-4-6 and later branches, only the test for
293          * GMX_IEEE754_BIG_ENDIAN_WORD_ORDER will be required. */
294 #if defined(IEEE754_BIG_ENDIAN_WORD_ORDER) || defined(GMX_IEEE754_BIG_ENDIAN_WORD_ORDER)
295     hx=conv.i[0];
296 #else
297     hx=conv.i[1];
298 #endif
299     
300         ix = hx&0x7fffffff;
301         if(ix>=0x7ff00000)
302     {           
303         /* erfc(nan)=nan */
304         /* erfc(+-inf)=0,2 */
305             return (double)(((erf_u_int32_t)hx>>31)<<1)+one/x;
306         }
307
308         if(ix < 0x3feb0000)
309     {
310                 /* |x|<0.84375 */
311             double r1,r2,s1,s2,s3,z2,z4;
312             if(ix < 0x3c700000)         /* |x|<2**-56 */
313             return one-x;
314             z = x*x;
315             r = pp0+z*(pp1+z*(pp2+z*(pp3+z*pp4)));
316             s = one+z*(qq1+z*(qq2+z*(qq3+z*(qq4+z*qq5))));
317             y = r/s;
318             if(hx < 0x3fd00000) 
319         {
320             /* x<1/4 */
321             return one-(x+x*y);
322             } 
323         else
324         {
325             r = x*y;
326             r += (x-half);
327                 return half - r ;
328             }
329         }
330     
331     if(ix < 0x3ff40000)
332     {
333                 /* 0.84375 <= |x| < 1.25 */
334         s = fabs(x)-one;
335         P = pa0+s*(pa1+s*(pa2+s*(pa3+s*(pa4+s*(pa5+s*pa6)))));
336         Q = one+s*(qa1+s*(qa2+s*(qa3+s*(qa4+s*(qa5+s*qa6)))));
337         if(hx>=0) {
338             z  = one-erx; return z - P/Q; 
339         } else {
340             z = erx+P/Q; return one+z;
341         }
342         }
343         if (ix < 0x403c0000)
344     {   
345         /* |x|<28 */
346             x = fabs(x);
347             s = one/(x*x);
348             if(ix< 0x4006DB6D)
349         {
350             /* |x| < 1/.35 ~ 2.857143*/
351                 R=ra0+s*(ra1+s*(ra2+s*(ra3+s*(ra4+s*(ra5+s*(ra6+s*ra7))))));
352                 S=one+s*(sa1+s*(sa2+s*(sa3+s*(sa4+s*(sa5+s*(sa6+s*(sa7+s*sa8)))))));
353             } 
354         else
355         {       
356             /* |x| >= 1/.35 ~ 2.857143 */
357             if(hx<0&&ix>=0x40180000) 
358                 return two-tiny; /* x < -6 */
359                 R=rb0+s*(rb1+s*(rb2+s*(rb3+s*(rb4+s*(rb5+s*rb6)))));
360                 S=one+s*(sb1+s*(sb2+s*(sb3+s*(sb4+s*(sb5+s*(sb6+s*sb7))))));
361             }
362
363         conv.d = x;
364
365         /* In release-4-6 and later branches, only the test for
366          * GMX_IEEE754_BIG_ENDIAN_WORD_ORDER will be required. */
367 #if defined(IEEE754_BIG_ENDIAN_WORD_ORDER) || defined(GMX_IEEE754_BIG_ENDIAN_WORD_ORDER)
368         conv.i[1] = 0;
369 #else
370         conv.i[0] = 0;
371 #endif
372         
373         z = conv.d;
374         
375         r  =  exp(-z*z-0.5625)*exp((z-x)*(z+x)+R/S);
376
377         if(hx>0) 
378             return r/x;
379         else 
380             return two-r/x;
381     }
382     else
383     {
384             if(hx>0) 
385             return tiny*tiny;
386         else
387             return two-tiny;
388         }
389 }
390
391 #else /* single precision */
392
393
394
395 static const float
396 tiny        = 1e-30,
397 half=  5.0000000000e-01, /* 0x3F000000 */
398 one =  1.0000000000e+00, /* 0x3F800000 */
399 two =  2.0000000000e+00, /* 0x40000000 */
400         /* c = (subfloat)0.84506291151 */
401 erx =  8.4506291151e-01, /* 0x3f58560b */
402 /*
403  * Coefficients for approximation to  erf on [0,0.84375]
404  */
405 efx =  1.2837916613e-01, /* 0x3e0375d4 */
406 efx8=  1.0270333290e+00, /* 0x3f8375d4 */
407 pp0  =  1.2837916613e-01, /* 0x3e0375d4 */
408 pp1  = -3.2504209876e-01, /* 0xbea66beb */
409 pp2  = -2.8481749818e-02, /* 0xbce9528f */
410 pp3  = -5.7702702470e-03, /* 0xbbbd1489 */
411 pp4  = -2.3763017452e-05, /* 0xb7c756b1 */
412 qq1  =  3.9791721106e-01, /* 0x3ecbbbce */
413 qq2  =  6.5022252500e-02, /* 0x3d852a63 */
414 qq3  =  5.0813062117e-03, /* 0x3ba68116 */
415 qq4  =  1.3249473704e-04, /* 0x390aee49 */
416 qq5  = -3.9602282413e-06, /* 0xb684e21a */
417 /*
418  * Coefficients for approximation to  erf  in [0.84375,1.25] 
419  */
420 pa0  = -2.3621185683e-03, /* 0xbb1acdc6 */
421 pa1  =  4.1485610604e-01, /* 0x3ed46805 */
422 pa2  = -3.7220788002e-01, /* 0xbebe9208 */
423 pa3  =  3.1834661961e-01, /* 0x3ea2fe54 */
424 pa4  = -1.1089469492e-01, /* 0xbde31cc2 */
425 pa5  =  3.5478305072e-02, /* 0x3d1151b3 */
426 pa6  = -2.1663755178e-03, /* 0xbb0df9c0 */
427 qa1  =  1.0642088205e-01, /* 0x3dd9f331 */
428 qa2  =  5.4039794207e-01, /* 0x3f0a5785 */
429 qa3  =  7.1828655899e-02, /* 0x3d931ae7 */
430 qa4  =  1.2617121637e-01, /* 0x3e013307 */
431 qa5  =  1.3637083583e-02, /* 0x3c5f6e13 */
432 qa6  =  1.1984500103e-02, /* 0x3c445aa3 */
433 /*
434  * Coefficients for approximation to  erfc in [1.25,1/0.35]
435  */
436 ra0  = -9.8649440333e-03, /* 0xbc21a093 */
437 ra1  = -6.9385856390e-01, /* 0xbf31a0b7 */
438 ra2  = -1.0558626175e+01, /* 0xc128f022 */
439 ra3  = -6.2375331879e+01, /* 0xc2798057 */
440 ra4  = -1.6239666748e+02, /* 0xc322658c */
441 ra5  = -1.8460508728e+02, /* 0xc3389ae7 */
442 ra6  = -8.1287437439e+01, /* 0xc2a2932b */
443 ra7  = -9.8143291473e+00, /* 0xc11d077e */
444 sa1  =  1.9651271820e+01, /* 0x419d35ce */
445 sa2  =  1.3765776062e+02, /* 0x4309a863 */
446 sa3  =  4.3456588745e+02, /* 0x43d9486f */
447 sa4  =  6.4538726807e+02, /* 0x442158c9 */
448 sa5  =  4.2900814819e+02, /* 0x43d6810b */
449 sa6  =  1.0863500214e+02, /* 0x42d9451f */
450 sa7  =  6.5702495575e+00, /* 0x40d23f7c */
451 sa8  = -6.0424413532e-02, /* 0xbd777f97 */
452 /*
453  * Coefficients for approximation to  erfc in [1/.35,28]
454  */
455 rb0  = -9.8649431020e-03, /* 0xbc21a092 */
456 rb1  = -7.9928326607e-01, /* 0xbf4c9dd4 */
457 rb2  = -1.7757955551e+01, /* 0xc18e104b */
458 rb3  = -1.6063638306e+02, /* 0xc320a2ea */
459 rb4  = -6.3756646729e+02, /* 0xc41f6441 */
460 rb5  = -1.0250950928e+03, /* 0xc480230b */
461 rb6  = -4.8351919556e+02, /* 0xc3f1c275 */
462 sb1  =  3.0338060379e+01, /* 0x41f2b459 */
463 sb2  =  3.2579251099e+02, /* 0x43a2e571 */
464 sb3  =  1.5367296143e+03, /* 0x44c01759 */
465 sb4  =  3.1998581543e+03, /* 0x4547fdbb */
466 sb5  =  2.5530502930e+03, /* 0x451f90ce */
467 sb6  =  4.7452853394e+02, /* 0x43ed43a7 */
468 sb7  = -2.2440952301e+01; /* 0xc1b38712 */
469
470
471 typedef union
472 {
473   float value;
474   erf_u_int32_t word;
475 } ieee_float_shape_type;
476
477 #define GET_FLOAT_WORD(i,d)                                     \
478 do {                                                            \
479   ieee_float_shape_type gf_u;                                   \
480   gf_u.value = (d);                                             \
481   (i) = gf_u.word;                                              \
482 } while (0)
483
484
485 #define SET_FLOAT_WORD(d,i)                                     \
486 do {                                                            \
487   ieee_float_shape_type sf_u;                                   \
488   sf_u.word = (i);                                              \
489   (d) = sf_u.value;                                             \
490 } while (0)
491
492
493 float gmx_erf(float x)
494 {
495         erf_int32_t hx,ix,i;
496         float R,S,P,Q,s,y,z,r;
497
498     union
499     {
500         float  f;
501         int    i;
502     } 
503     conv;
504         
505     conv.f=x;
506     hx=conv.i;
507     
508         ix = hx&0x7fffffff;
509         if(ix>=0x7f800000) 
510     {
511                 /* erf(nan)=nan */
512             i = ((erf_u_int32_t)hx>>31)<<1;
513             return (float)(1-i)+one/x;  /* erf(+-inf)=+-1 */
514         }
515
516         if(ix < 0x3f580000)
517     {
518                 /* |x|<0.84375 */
519             if(ix < 0x31800000)
520         { 
521             /* |x|<2**-28 */
522                 if (ix < 0x04000000) 
523                 return (float)0.125*((float)8.0*x+efx8*x);                  /*avoid underflow */
524             return x + efx*x;
525             }
526         z = x*x;
527         r = pp0+z*(pp1+z*(pp2+z*(pp3+z*pp4)));
528             s = one+z*(qq1+z*(qq2+z*(qq3+z*(qq4+z*qq5))));
529             y = r/s;
530             return x + x*y;
531         }
532         if(ix < 0x3fa00000) 
533     {   
534         /* 0.84375 <= |x| < 1.25 */
535             s = fabs(x)-one;
536             P = pa0+s*(pa1+s*(pa2+s*(pa3+s*(pa4+s*(pa5+s*pa6)))));
537             Q = one+s*(qa1+s*(qa2+s*(qa3+s*(qa4+s*(qa5+s*qa6)))));
538             if(hx>=0) return erx + P/Q; else return -erx - P/Q;
539         }
540     if (ix >= 0x40c00000)
541     {
542                 /* inf>|x|>=6 */
543         if(hx>=0) return one-tiny; else return tiny-one;
544         }
545         x = fabs(x);
546         s = one/(x*x);
547     if(ix< 0x4036DB6E)
548     {
549         /* |x| < 1/0.35 */
550             R=ra0+s*(ra1+s*(ra2+s*(ra3+s*(ra4+s*(ra5+s*(ra6+s*ra7))))));
551             S=one+s*(sa1+s*(sa2+s*(sa3+s*(sa4+s*(sa5+s*(sa6+s*(sa7+s*sa8)))))));
552         } 
553     else
554     {   
555         /* |x| >= 1/0.35 */
556             R=rb0+s*(rb1+s*(rb2+s*(rb3+s*(rb4+s*(rb5+s*rb6)))));
557             S=one+s*(sb1+s*(sb2+s*(sb3+s*(sb4+s*(sb5+s*(sb6+s*sb7))))));
558         }
559     
560     conv.f = x;
561     conv.i = conv.i & 0xfffff000;
562     z = conv.f;
563
564         r  =  exp(-z*z-(float)0.5625)*exp((z-x)*(z+x)+R/S);
565         if(hx>=0) return one-r/x; else return  r/x-one;
566 }
567
568 float gmx_erfc(float x)
569 {
570         erf_int32_t hx,ix;
571         float R,S,P,Q,s,y,z,r;
572     
573     union
574     {
575         float  f;
576         int    i;
577     } 
578     conv;
579         
580     conv.f=x;
581     hx=conv.i;
582     
583         ix = hx&0x7fffffff;
584         if(ix>=0x7f800000) 
585     {
586         /* erfc(nan)=nan */
587         /* erfc(+-inf)=0,2 */
588             return (float)(((erf_u_int32_t)hx>>31)<<1)+one/x;
589         }
590
591         if(ix < 0x3f580000) 
592     {
593                 /* |x|<0.84375 */
594             if(ix < 0x23800000)    
595             return one-x;       /* |x|<2**-56 */
596             z = x*x;
597             r = pp0+z*(pp1+z*(pp2+z*(pp3+z*pp4)));
598             s = one+z*(qq1+z*(qq2+z*(qq3+z*(qq4+z*qq5))));
599             y = r/s;
600             if(hx < 0x3e800000)
601         {
602             /* x<1/4 */
603             return one-(x+x*y);
604             } else {
605             r = x*y;
606             r += (x-half);
607                 return half - r ;
608             }
609         }
610         if(ix < 0x3fa00000) 
611     {   
612         /* 0.84375 <= |x| < 1.25 */
613             s = fabs(x)-one;
614             P = pa0+s*(pa1+s*(pa2+s*(pa3+s*(pa4+s*(pa5+s*pa6)))));
615             Q = one+s*(qa1+s*(qa2+s*(qa3+s*(qa4+s*(qa5+s*qa6)))));
616             if(hx>=0) {
617                 z  = one-erx; return z - P/Q; 
618             } else {
619             z = erx+P/Q; return one+z;
620             }
621         }
622         if (ix < 0x41e00000) 
623     {
624                 /* |x|<28 */
625         x = fabs(x);
626             s = one/(x*x);
627             if(ix< 0x4036DB6D)
628         {
629             /* |x| < 1/.35 ~ 2.857143*/
630             R=ra0+s*(ra1+s*(ra2+s*(ra3+s*(ra4+s*(ra5+s*(ra6+s*ra7))))));
631                 S=one+s*(sa1+s*(sa2+s*(sa3+s*(sa4+s*(sa5+s*(sa6+s*(sa7+s*sa8)))))));
632             } else {            
633             /* |x| >= 1/.35 ~ 2.857143 */
634             if(hx<0&&ix>=0x40c00000) return two-tiny;/* x < -6 */
635                 R=rb0+s*(rb1+s*(rb2+s*(rb3+s*(rb4+s*(rb5+s*rb6)))));
636                 S=one+s*(sb1+s*(sb2+s*(sb3+s*(sb4+s*(sb5+s*(sb6+s*sb7))))));
637             }
638         
639         conv.f = x;
640         conv.i = conv.i & 0xfffff000;
641         z = conv.f;
642         
643             r  =  exp(-z*z-(float)0.5625)*exp((z-x)*(z+x)+R/S);
644             if(hx>0) return r/x; else return two-r/x;
645         } else {
646             if(hx>0) return tiny*tiny; else return two-tiny;
647         }
648 }
649
650 #endif
651
652 gmx_bool gmx_isfinite(real x)
653 {
654     gmx_bool returnval = TRUE;
655     /* If no suitable function was found, assume the value is
656      * finite. */
657
658 #ifdef HAVE_ISFINITE
659     returnval = isfinite(x);
660 #elif defined HAVE__ISFINITE
661     returnval = _isfinite(x);
662 #elif defined HAVE__FINITE
663     returnval = _finite(x);
664 #endif
665     return returnval;
666 }
667
668 gmx_bool
669 check_int_multiply_for_overflow(gmx_large_int_t a,
670                                 gmx_large_int_t b,
671                                 gmx_large_int_t *result)
672 {
673     gmx_large_int_t sign = 1;
674     if((0 == a) || (0 == b))
675     {
676         *result = 0;
677         return TRUE;
678     }
679     if(a < 0)
680     {
681         a = -a;
682         sign = -sign;
683     }
684     if(b < 0)
685     {
686         b = -b;
687         sign = -sign;
688     }
689     if(GMX_LARGE_INT_MAX / b < a)
690     {
691         *result = (sign > 0) ? GMX_LARGE_INT_MAX : GMX_LARGE_INT_MIN;
692         return FALSE;
693     }
694     *result = sign * a * b;
695     return TRUE;
696 }