math: clean up __rem_pio2
authorSzabolcs Nagy <nsz@port70.net>
Sun, 24 Nov 2013 01:06:38 +0000 (01:06 +0000)
committerSzabolcs Nagy <nsz@port70.net>
Sun, 24 Nov 2013 01:06:38 +0000 (01:06 +0000)
- remove the HAVE_EFFICIENT_IRINT case: fn is an exact integer, so
  it can be converted to int32_t a bit more efficiently than with a
  cast (the rounding mode change can be avoided), but musl does not
  support this case on any arch.
- __rem_pio2: use double_t where possible
- __rem_pio2f: use less assignments to avoid stores on i386
- use unsigned int bit manipulation (and union instead of macros)
- use hexfloat literals instead of named constants

src/math/__rem_pio2.c
src/math/__rem_pio2_large.c
src/math/__rem_pio2f.c

index 9305be5..5fafc4a 100644 (file)
@@ -29,7 +29,6 @@
  * pio2_3t:  pi/2 - (pio2_1+pio2_2+pio2_3)
  */
 static const double
-two24   = 1.67772160000000000000e+07, /* 0x41700000, 0x00000000 */
 invpio2 = 6.36619772367581382433e-01, /* 0x3FE45F30, 0x6DC9C883 */
 pio2_1  = 1.57079632673412561417e+00, /* 0x3FF921FB, 0x54400000 */
 pio2_1t = 6.07710050650619224932e-11, /* 0x3DD0B461, 0x1A626331 */
@@ -41,18 +40,19 @@ pio2_3t = 8.47842766036889956997e-32; /* 0x397B839A, 0x252049C1 */
 /* caller must handle the case when reduction is not needed: |x| ~<= pi/4 */
 int __rem_pio2(double x, double *y)
 {
-       double z,w,t,r,fn;
-       double tx[3],ty[2];
-       int32_t e0,i,j,nx,n,ix,hx;
-       uint32_t low;
+       union {double f; uint64_t i;} u = {x};
+       double_t z,w,t,r;
+       double tx[3],ty[2],fn;
+       uint32_t ix;
+       int sign, n, ex, ey, i;
 
-       GET_HIGH_WORD(hx,x);
-       ix = hx & 0x7fffffff;
+       sign = u.i>>63;
+       ix = u.i>>32 & 0x7fffffff;
        if (ix <= 0x400f6a7a) {  /* |x| ~<= 5pi/4 */
                if ((ix & 0xfffff) == 0x921fb)  /* |x| ~= pi/2 or 2pi/2 */
                        goto medium;  /* cancellation -- use medium case */
                if (ix <= 0x4002d97c) {  /* |x| ~<= 3pi/4 */
-                       if (hx > 0) {
+                       if (!sign) {
                                z = x - pio2_1;  /* one round good to 85 bits */
                                y[0] = z - pio2_1t;
                                y[1] = (z-y[0]) - pio2_1t;
@@ -64,7 +64,7 @@ int __rem_pio2(double x, double *y)
                                return -1;
                        }
                } else {
-                       if (hx > 0) {
+                       if (!sign) {
                                z = x - 2*pio2_1;
                                y[0] = z - 2*pio2_1t;
                                y[1] = (z-y[0]) - 2*pio2_1t;
@@ -81,7 +81,7 @@ int __rem_pio2(double x, double *y)
                if (ix <= 0x4015fdbc) {  /* |x| ~<= 7pi/4 */
                        if (ix == 0x4012d97c)  /* |x| ~= 3pi/2 */
                                goto medium;
-                       if (hx > 0) {
+                       if (!sign) {
                                z = x - 3*pio2_1;
                                y[0] = z - 3*pio2_1t;
                                y[1] = (z-y[0]) - 3*pio2_1t;
@@ -95,7 +95,7 @@ int __rem_pio2(double x, double *y)
                } else {
                        if (ix == 0x401921fb)  /* |x| ~= 4pi/2 */
                                goto medium;
-                       if (hx > 0) {
+                       if (!sign) {
                                z = x - 4*pio2_1;
                                y[0] = z - 4*pio2_1t;
                                y[1] = (z-y[0]) - 4*pio2_1t;
@@ -109,32 +109,26 @@ int __rem_pio2(double x, double *y)
                }
        }
        if (ix < 0x413921fb) {  /* |x| ~< 2^20*(pi/2), medium size */
-               uint32_t high;
 medium:
-               /* Use a specialized rint() to get fn.  Assume round-to-nearest. */
+               /* rint(x/(pi/2)), Assume round-to-nearest. */
                fn = x*invpio2 + 0x1.8p52;
                fn = fn - 0x1.8p52;
-// FIXME
-#ifdef HAVE_EFFICIENT_IRINT
-               n = irint(fn);
-#else
                n = (int32_t)fn;
-#endif
                r = x - fn*pio2_1;
                w = fn*pio2_1t;  /* 1st round, good to 85 bits */
-               j = ix>>20;
                y[0] = r - w;
-               GET_HIGH_WORD(high,y[0]);
-               i = j - ((high>>20)&0x7ff);
-               if (i > 16) {  /* 2nd round, good to 118 bits */
+               u.f = y[0];
+               ey = u.i>>52 & 0x7ff;
+               ex = ix>>20;
+               if (ex - ey > 16) { /* 2nd round, good to 118 bits */
                        t = r;
                        w = fn*pio2_2;
                        r = t - w;
                        w = fn*pio2_2t - ((t-r)-w);
                        y[0] = r - w;
-                       GET_HIGH_WORD(high,y[0]);
-                       i = j - ((high>>20)&0x7ff);
-                       if (i > 49) {  /* 3rd round, good to 151 bits, covers all cases */
+                       u.f = y[0];
+                       ey = u.i>>52 & 0x7ff;
+                       if (ex - ey > 49) {  /* 3rd round, good to 151 bits, covers all cases */
                                t = r;
                                w = fn*pio2_3;
                                r = t - w;
@@ -142,7 +136,7 @@ medium:
                                y[0] = r - w;
                        }
                }
-               y[1] = (r-y[0]) - w;
+               y[1] = (r - y[0]) - w;
                return n;
        }
        /*
@@ -152,19 +146,21 @@ medium:
                y[0] = y[1] = x - x;
                return 0;
        }
-       /* set z = scalbn(|x|,ilogb(x)-23) */
-       GET_LOW_WORD(low,x);
-       e0 = (ix>>20) - 1046;  /* e0 = ilogb(z)-23; */
-       INSERT_WORDS(z, ix - ((int32_t)(e0<<20)), low);
-       for (i=0; i<2; i++) {
-               tx[i] = (double)((int32_t)(z));
-               z = (z-tx[i])*two24;
+       /* set z = scalbn(|x|,-ilogb(x)+23) */
+       u.f = x;
+       u.i &= (uint64_t)-1>>12;
+       u.i |= (uint64_t)(0x3ff + 23)<<52;
+       z = u.f;
+       for (i=0; i < 2; i++) {
+               tx[i] = (double)(int32_t)z;
+               z     = (z-tx[i])*0x1p24;
        }
-       tx[2] = z;
-       nx = 3;
-       while (tx[nx-1] == 0.0) nx--;  /* skip zero term */
-       n = __rem_pio2_large(tx,ty,e0,nx,1);
-       if (hx < 0) {
+       tx[i] = z;
+       /* skip zero terms, first term is non-zero */
+       while (tx[i] == 0.0)
+               i--;
+       n = __rem_pio2_large(tx,ty,(int)(ix>>20)-(0x3ff+23),i+1,1);
+       if (sign) {
                y[0] = -ty[0];
                y[1] = -ty[1];
                return -n;
index bb2dc43..958f28c 100644 (file)
@@ -270,10 +270,6 @@ static const double PIo2[] = {
   2.16741683877804819444e-51, /* 0x3569F31D, 0x00000000 */
 };
 
-static const double
-two24  = 1.67772160000000000000e+07, /* 0x41700000, 0x00000000 */
-twon24 = 5.96046447753906250000e-08; /* 0x3E700000, 0x00000000 */
-
 int __rem_pio2_large(double *x, double *y, int e0, int nx, int prec)
 {
        int32_t jz,jx,jv,jp,jk,carry,n,iq[20],i,j,k,m,q0,ih;
@@ -304,8 +300,8 @@ int __rem_pio2_large(double *x, double *y, int e0, int nx, int prec)
 recompute:
        /* distill q[] into iq[] reversingly */
        for (i=0,j=jz,z=q[jz]; j>0; i++,j--) {
-               fw    = (double)((int32_t)(twon24* z));
-               iq[i] = (int32_t)(z-two24*fw);
+               fw    = (double)(int32_t)(0x1p-24*z);
+               iq[i] = (int32_t)(z - 0x1p24*fw);
                z     = q[j-1]+fw;
        }
 
@@ -330,7 +326,7 @@ recompute:
                        if (carry == 0) {
                                if (j != 0) {
                                        carry = 1;
-                                       iq[i] = 0x1000000- j;
+                                       iq[i] = 0x1000000 - j;
                                }
                        } else
                                iq[i] = 0xffffff - j;
@@ -378,9 +374,9 @@ recompute:
                }
        } else { /* break z into 24-bit if necessary */
                z = scalbn(z,-q0);
-               if (z >= two24) {
-                       fw = (double)((int32_t)(twon24*z));
-                       iq[jz] = (int32_t)(z-two24*fw);
+               if (z >= 0x1p24) {
+                       fw = (double)(int32_t)(0x1p-24*z);
+                       iq[jz] = (int32_t)(z - 0x1p24*fw);
                        jz += 1;
                        q0 += 24;
                        iq[jz] = (int32_t)fw;
@@ -392,7 +388,7 @@ recompute:
        fw = scalbn(1.0,q0);
        for (i=jz; i>=0; i--) {
                q[i] = fw*(double)iq[i];
-               fw *= twon24;
+               fw *= 0x1p-24;
        }
 
        /* compute PIo2[0,...,jp]*q[jz,...,0] */
index 5bdeb52..838e1fc 100644 (file)
@@ -34,42 +34,32 @@ pio2_1t = 1.58932547735281966916e-08; /* 0x3E5110b4, 0x611A6263 */
 
 int __rem_pio2f(float x, double *y)
 {
-       double w,r,fn;
-       double tx[1],ty[1];
-       float z;
-       int32_t e0,n,ix,hx;
+       union {float f; uint32_t i;} u = {x};
+       double tx[1],ty[1],fn;
+       uint32_t ix;
+       int n, sign, e0;
 
-       GET_FLOAT_WORD(hx, x);
-       ix = hx & 0x7fffffff;
+       ix = u.i & 0x7fffffff;
        /* 25+53 bit pi is good enough for medium size */
        if (ix < 0x4dc90fdb) {  /* |x| ~< 2^28*(pi/2), medium size */
                /* Use a specialized rint() to get fn.  Assume round-to-nearest. */
                fn = x*invpio2 + 0x1.8p52;
                fn = fn - 0x1.8p52;
-// FIXME
-#ifdef HAVE_EFFICIENT_IRINT
-               n  = irint(fn);
-#else
                n  = (int32_t)fn;
-#endif
-               r  = x - fn*pio2_1;
-               w  = fn*pio2_1t;
-               *y = r - w;
+               *y = x - fn*pio2_1 - fn*pio2_1t;
                return n;
        }
-       /*
-        * all other (large) arguments
-        */
        if(ix>=0x7f800000) {  /* x is inf or NaN */
                *y = x-x;
                return 0;
        }
-       /* set z = scalbn(|x|,ilogb(|x|)-23) */
-       e0 = (ix>>23) - 150;  /* e0 = ilogb(|x|)-23; */
-       SET_FLOAT_WORD(z, ix - ((int32_t)(e0<<23)));
-       tx[0] = z;
+       /* scale x into [2^23, 2^24-1] */
+       sign = u.i>>31;
+       e0 = (ix>>23) - (0x7f+23);  /* e0 = ilogb(|x|)-23, positive */
+       u.i = ix - (e0<<23);
+       tx[0] = u.f;
        n  =  __rem_pio2_large(tx,ty,e0,1,0);
-       if (hx < 0) {
+       if (sign) {
                *y = -ty[0];
                return -n;
        }