fma, fmaf, fmal
Types | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Functions | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Macro constants | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Defined in header
<math.h>
|
||
float
fmaf
(
float
x,
float
y,
float
z
)
;
|
(1) | (since C99) |
double
fma
(
double
x,
double
y,
double
z
)
;
|
(2) | (since C99) |
long
double
fmal
(
long
double
x,
long
double
y,
long
double
z
)
;
|
(3) | (since C99) |
#define FP_FAST_FMA /* implementation-defined */
|
(4) | (since C99) |
#define FP_FAST_FMAF /* implementation-defined */
|
(5) | (since C99) |
#define FP_FAST_FMAL /* implementation-defined */
|
(6) | (since C99) |
Defined in header
<tgmath.h>
|
||
#define fma( x, y, z )
|
(7) | (since C99) |
FP_FAST_FMA
,
FP_FAST_FMAF
, or
FP_FAST_FMAL
are defined, the corresponding function
fma
,
fmaf
, or
fmal
evaluates faster (in addition to being more precise) than the expression
x
*
y
+
z
for
double
,
float
, and
long
double
arguments, respectively. If defined, these macros evaluate to integer
1
.
fmal
is called. Otherwise, if any argument has integer type or has type
double
,
fma
is called. Otherwise,
fmaf
is called.
Parameters
x, y, z | - | floating-point values |
Return value
If successful, returns the value of ( x * y ) + z as if calculated to infinite precision and rounded once to fit the result type (or, alternatively, calculated as a single ternary floating-point operation).
If a range error due to overflow occurs,
±HUGE_VAL
,
±HUGE_VALF
, or
±HUGE_VALL
is returned.
If a range error due to underflow occurs, the correct value (after rounding) is returned.
Error handling
Errors are reported as specified in
math_errhandling
.
If the implementation supports IEEE floating-point arithmetic (IEC 60559),
-
If
x
is zero and
y
is infinite or if
x
is infinite and
y
is zero, and
- if z is not a NaN, then NaN is returned and FE_INVALID is raised,
- if z is a NaN, then NaN is returned and FE_INVALID may be raised.
- If x * y is an exact infinity and z is an infinity with the opposite sign, NaN is returned and FE_INVALID is raised.
- If x or y are NaN, NaN is returned.
- If z is NaN, and x * y is not 0 * Inf or Inf * 0 , then NaN is returned (without FE_INVALID ).
Notes
This operation is commonly implemented in hardware as fused multiply-add CPU instruction. If supported by hardware, the appropriate FP_FAST_FMA * macros are expected to be defined, but many implementations make use of the CPU instruction even when the macros are not defined.
POSIX specifies that the situation where the value x * y is invalid and z is a NaN is a domain error.
Due to its infinite intermediate precision,
fma
is a common building block of other correctly-rounded mathematical operations, such as
sqrt
or even the division (where not provided by the CPU, e.g.
Itanium
).
As with all floating-point expressions, the expression ( x * y ) + z may be compiled as a fused mutiply-add unless the #pragma STDC FP_CONTRACT is off.
Example
#include <fenv.h> #include <float.h> #include <math.h> #include <stdio.h> // #pragma STDC FENV_ACCESS ON int main(void) { // demo the difference between fma and built-in operators double in = 0.1; printf("0.1 double is %.23f (%a)\n", in, in); printf("0.1*10 is 1.0000000000000000555112 (0x8.0000000000002p-3)," " or 1.0 if rounded to double\n"); double expr_result = 0.1 * 10 - 1; printf("0.1 * 10 - 1 = %g : 1 subtracted after " "intermediate rounding to 1.0\n", expr_result); double fma_result = fma(0.1, 10, -1); printf("fma(0.1, 10, -1) = %g (%a)\n", fma_result, fma_result); // fma use in double-double arithmetic printf("\nin double-double arithmetic, 0.1 * 10 is representable as "); double high = 0.1 * 10; double low = fma(0.1, 10, -high); printf("%g + %g\n\n", high, low); // error handling feclearexcept(FE_ALL_EXCEPT); printf("fma(+Inf, 10, -Inf) = %f\n", fma(INFINITY, 10, -INFINITY)); if (fetestexcept(FE_INVALID)) puts(" FE_INVALID raised"); }
Possible output:
0.1 double is 0.10000000000000000555112 (0x1.999999999999ap-4) 0.1*10 is 1.0000000000000000555112 (0x8.0000000000002p-3), or 1.0 if rounded to double 0.1 * 10 - 1 = 0 : 1 subtracted after intermediate rounding to 1.0 fma(0.1, 10, -1) = 5.55112e-17 (0x1p-54) in double-double arithmetic, 0.1 * 10 is representable as 1 + 5.55112e-17 fma(+Inf, 10, -Inf) = -nan FE_INVALID raised
References
- C23 standard (ISO/IEC 9899:2024):
-
- 7.12.13.1 The fma functions (p: TBD)
-
- 7.25 Type-generic math <tgmath.h> (p: TBD)
-
- F.10.10.1 The fma functions (p: TBD)
- C17 standard (ISO/IEC 9899:2018):
-
- 7.12.13.1 The fma functions (p: 188-189)
-
- 7.25 Type-generic math <tgmath.h> (p: 272-273)
-
- F.10.10.1 The fma functions (p: 386)
- C11 standard (ISO/IEC 9899:2011):
-
- 7.12.13.1 The fma functions (p: 258)
-
- 7.25 Type-generic math <tgmath.h> (p: 373-375)
-
- F.10.10.1 The fma functions (p: 530)
- C99 standard (ISO/IEC 9899:1999):
-
- 7.12.13.1 The fma functions (p: 239)
-
- 7.22 Type-generic math <tgmath.h> (p: 335-337)
-
- F.9.10.1 The fma functions (p: 466)
See also
(C99)
(C99)
(C99)
|
computes signed remainder of the floating-point division operation
(function) |
(C99)
(C99)
(C99)
|
computes signed remainder as well as the three last bits of the division operation
(function) |
C++ documentation
for
fma
|