optimize scalbn family
authorRich Felker <dalias@aerifal.cx>
Tue, 20 Mar 2012 04:51:32 +0000 (00:51 -0400)
committerRich Felker <dalias@aerifal.cx>
Tue, 20 Mar 2012 04:51:32 +0000 (00:51 -0400)
the fscale instruction is slow everywhere, probably because it
involves a costly and unnecessary integer truncation operation that
ends up being a no-op in common usages. instead, construct a floating
point scale value with integer arithmetic and simply multiply by it,
when possible.

for float and double, this is always possible by going to the
next-larger type. we use some cheap but effective saturating
arithmetic tricks to make sure even very large-magnitude exponents
fit. for long double, if the scaling exponent is too large to fit in
the exponent of a long double value, we simply fallback to the
expensive fscale method.

on atom cpu, these changes speed up scalbn by over 30%. (min rdtsc
timing dropped from 110 cycles to 70 cycles.)

src/math/i386/scalbn.s
src/math/i386/scalbnf.s
src/math/i386/scalbnl.s

index e275d14..8bf302f 100644 (file)
@@ -11,10 +11,23 @@ scalbln:
 .global scalbn
 .type scalbn,@function
 scalbn:
-       fildl 12(%esp)
+       mov 12(%esp),%eax
+       add $0x3ffe,%eax
+       cmp $0x7ffd,%eax
+       jb 1f
+       sub $0x3ffe,%eax
+       sar $31,%eax
+       xor $0xfff,%eax
+       add $0x3ffe,%eax
+1:     inc %eax
        fldl 4(%esp)
-       fscale
-       fstp %st(1)
+       mov %eax,12(%esp)
+       mov $0x80000000,%eax
+       mov %eax,8(%esp)
+       xor %eax,%eax
+       mov %eax,4(%esp)
+       fldt 4(%esp)
+       fmulp
        fstpl 4(%esp)
        fldl 4(%esp)
        ret
index 40232b6..9cb9ef5 100644 (file)
@@ -11,10 +11,22 @@ scalblnf:
 .global scalbnf
 .type scalbnf,@function
 scalbnf:
-       fildl 8(%esp)
+       mov 8(%esp),%eax
+       add $0x3fe,%eax
+       cmp $0x7fd,%eax
+       jb 1f
+       sub $0x3fe,%eax
+       sar $31,%eax
+       xor $0x1ff,%eax
+       add $0x3fe,%eax
+1:     inc %eax
+       shl $20,%eax
        flds 4(%esp)
-       fscale
-       fstp %st(1)
+       mov %eax,8(%esp)
+       xor %eax,%eax
+       mov %eax,4(%esp)
+       fldl 4(%esp)
+       fmulp
        fstps 4(%esp)
        flds 4(%esp)
        ret
index 224b1be..54414c2 100644 (file)
@@ -11,7 +11,21 @@ scalblnl:
 .global scalbnl
 .type scalbnl,@function
 scalbnl:
-       fildl 16(%esp)
+       mov 16(%esp),%eax
+       add $0x3ffe,%eax
+       cmp $0x7ffd,%eax
+       jae 1f
+       inc %eax
+       fldt 4(%esp)
+       mov %eax,12(%esp)
+       mov $0x80000000,%eax
+       mov %eax,8(%esp)
+       xor %eax,%eax
+       mov %eax,4(%esp)
+       fldt 4(%esp)
+       fmulp
+       ret
+1:     fildl 16(%esp)
        fldt 4(%esp)
        fscale
        fstp %st(1)