]> git.ipfire.org Git - thirdparty/glibc.git/commitdiff
New generic cosf
authorPaul Clarke <pc@us.ibm.com>
Mon, 11 Dec 2017 19:39:42 +0000 (17:39 -0200)
committerTulio Magno Quites Machado Filho <tuliom@linux.vnet.ibm.com>
Mon, 11 Dec 2017 19:39:42 +0000 (17:39 -0200)
The same logic used in s_cosf.S version for x86 and powerpc
is used to create a generic s_cosf.c, so there is no performance
improvement in x86_64 and powerpc64.

* sysdeps/ieee754/flt-32/s_cosf.c: New implementation.

ChangeLog
sysdeps/ieee754/flt-32/s_cosf.c

index d5f7256fcf73c63ff5b0bfe26374922d3dfa33fc..5ef7d5de2d8ddb5f0b7538773ff8224291b8a1f4 100644 (file)
--- a/ChangeLog
+++ b/ChangeLog
@@ -1,3 +1,7 @@
+2017-12-11  Paul A. Clarke  <pc@us.ibm.com>
+
+       * sysdeps/ieee754/flt-32/s_cosf.c: New implementation.
+
 2017-12-11  Adhemerval Zanella  <azanella@linux.vnet.ibm.com>
            Tulio Magno Quites Machado Filho  <tuliom@linux.vnet.ibm.com>
 
index 5ed0bcaba3ecf9133d2ecfe41e9c24d88850a7de..ac6d04444952248f066a21e3feed4afa7f8ce5ca 100644 (file)
@@ -1,21 +1,20 @@
-/* s_cosf.c -- float version of s_cos.c.
- * Conversion to float by Ian Lance Taylor, Cygnus Support, ian@cygnus.com.
- */
-
-/*
- * ====================================================
- * Copyright (C) 1993 by Sun Microsystems, Inc. All rights reserved.
- *
- * Developed at SunPro, a Sun Microsystems, Inc. business.
- * Permission to use, copy, modify, and distribute this
- * software is freely granted, provided that this notice
- * is preserved.
- * ====================================================
- */
-
-#if defined(LIBM_SCCS) && !defined(lint)
-static char rcsid[] = "$NetBSD: s_cosf.c,v 1.4 1995/05/10 20:47:03 jtc Exp $";
-#endif
+/* Compute cosine of argument.
+   Copyright (C) 2017 Free Software Foundation, Inc.
+   This file is part of the GNU C Library.
+
+   The GNU C Library is free software; you can redistribute it and/or
+   modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
+   License as published by the Free Software Foundation; either
+   version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
+
+   The GNU C Library is distributed in the hope that it will be useful,
+   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
+   Lesser General Public License for more details.
+
+   You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
+   License along with the GNU C Library; if not, see
+   <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
 
 #include <errno.h>
 #include <math.h>
@@ -28,35 +27,210 @@ static char rcsid[] = "$NetBSD: s_cosf.c,v 1.4 1995/05/10 20:47:03 jtc Exp $";
 # define COSF_FUNC COSF
 #endif
 
-float COSF_FUNC(float x)
+/* Chebyshev constants for cos, range -PI/4 - PI/4.  */
+static const double C0 = -0x1.ffffffffe98aep-2;
+static const double C1 =  0x1.55555545c50c7p-5;
+static const double C2 = -0x1.6c16b348b6874p-10;
+static const double C3 =  0x1.a00eb9ac43ccp-16;
+static const double C4 = -0x1.23c97dd8844d7p-22;
+
+/* Chebyshev constants for sin, range -PI/4 - PI/4.  */
+static const double S0 = -0x1.5555555551cd9p-3;
+static const double S1 =  0x1.1111110c2688bp-7;
+static const double S2 = -0x1.a019f8b4bd1f9p-13;
+static const double S3 =  0x1.71d7264e6b5b4p-19;
+static const double S4 = -0x1.a947e1674b58ap-26;
+
+/* Chebyshev constants for cos, range 2^-27 - 2^-5.  */
+static const double CC0 = -0x1.fffffff5cc6fdp-2;
+static const double CC1 =  0x1.55514b178dac5p-5;
+
+/* PI/2 with 98 bits of accuracy.  */
+static const double PI_2_hi = 0x1.921fb544p+0;
+static const double PI_2_lo = 0x1.0b4611a626332p-34;
+
+static const double inv_PI_4 = 0x1.45f306dc9c883p+0; /* 4/PI.  */
+
+#define FLOAT_EXPONENT_SHIFT 23
+#define FLOAT_EXPONENT_BIAS 127
+
+static const double pio2_table[] = {
+  0 * M_PI_2,
+  1 * M_PI_2,
+  2 * M_PI_2,
+  3 * M_PI_2,
+  4 * M_PI_2,
+  5 * M_PI_2
+};
+
+static const double invpio4_table[] = {
+  0x0p+0,
+  0x1.45f306cp+0,
+  0x1.c9c882ap-28,
+  0x1.4fe13a8p-58,
+  0x1.f47d4dp-85,
+  0x1.bb81b6cp-112,
+  0x1.4acc9ep-142,
+  0x1.0e4107cp-169
+};
+
+static const double ones[] = { 1.0, -1.0 };
+
+/* Compute the cosine value using Chebyshev polynomials where
+   THETA is the range reduced absolute value of the input
+   and it is less than Pi/4,
+   N is calculated as trunc(|x|/(Pi/4)) + 1 and it is used to decide
+   whether a sine or cosine approximation is more accurate and
+   the sign of the result.  */
+static inline float
+reduced (double theta, unsigned int n)
 {
-       float y[2],z=0.0;
-       int32_t n,ix;
+  double sign, cx;
+  const double theta2 = theta * theta;
 
-       GET_FLOAT_WORD(ix,x);
+  /* Determine positive or negative primary interval.  */
+  n += 2;
+  sign = ones[(n >> 2) & 1];
 
-    /* |x| ~< pi/4 */
-       ix &= 0x7fffffff;
-       if(ix <= 0x3f490fd8) return __kernel_cosf(x,z);
+  /* Are we in the primary interval of sin or cos?  */
+  if ((n & 2) == 0)
+    {
+      /* Here cosf() is calculated using sin Chebyshev polynomial:
+       x+x^3*(S0+x^2*(S1+x^2*(S2+x^2*(S3+x^2*S4)))).  */
+      cx = S3 + theta2 * S4;
+      cx = S2 + theta2 * cx;
+      cx = S1 + theta2 * cx;
+      cx = S0 + theta2 * cx;
+      cx = theta + theta * theta2 * cx;
+    }
+  else
+    {
+     /* Here cosf() is calculated using cos Chebyshev polynomial:
+       1.0+x^2*(C0+x^2*(C1+x^2*(C2+x^2*(C3+x^2*C4)))).  */
+      cx = C3 + theta2 * C4;
+      cx = C2 + theta2 * cx;
+      cx = C1 + theta2 * cx;
+      cx = C0 + theta2 * cx;
+      cx = 1. + theta2 * cx;
+    }
+  return sign * cx;
+}
 
-    /* cos(Inf or NaN) is NaN */
-       else if (ix>=0x7f800000) {
-         if (ix == 0x7f800000)
-           __set_errno (EDOM);
-         return x-x;
+float
+COSF_FUNC (float x)
+{
+  double theta = x;
+  double abstheta = fabs (theta);
+  if (isless (abstheta, M_PI_4))
+    {
+      double cx;
+      if (abstheta >= 0x1p-5)
+       {
+         const double theta2 = theta * theta;
+         /* Chebyshev polynomial of the form for cos:
+          * 1 + x^2 (C0 + x^2 (C1 + x^2 (C2 + x^2 (C3 + x^2 * C4)))).  */
+         cx = C3 + theta2 * C4;
+         cx = C2 + theta2 * cx;
+         cx = C1 + theta2 * cx;
+         cx = C0 + theta2 * cx;
+         cx = 1. + theta2 * cx;
+         return cx;
        }
-
-    /* argument reduction needed */
-       else {
-           n = __ieee754_rem_pio2f(x,y);
-           switch(n&3) {
-               case 0: return  __kernel_cosf(y[0],y[1]);
-               case 1: return -__kernel_sinf(y[0],y[1],1);
-               case 2: return -__kernel_cosf(y[0],y[1]);
-               default:
-                       return  __kernel_sinf(y[0],y[1],1);
+      else if (abstheta >= 0x1p-27)
+       {
+         /* A simpler Chebyshev approximation is close enough for this range:
+          * 1 + x^2 (CC0 + x^3 * CC1).  */
+         const double theta2 = theta * theta;
+         cx = CC0 + theta * theta2 * CC1;
+         cx = 1.0 + theta2 * cx;
+         return cx;
+       }
+      else
+       {
+         /* For small enough |theta|, this is close enough.  */
+         return 1.0 - abstheta;
+       }
+    }
+  else /* |theta| >= Pi/4.  */
+    {
+      if (isless (abstheta, 9 * M_PI_4))
+       {
+         /* There are cases where FE_UPWARD rounding mode can
+            produce a result of abstheta * inv_PI_4 == 9,
+            where abstheta < 9pi/4, so the domain for
+            pio2_table must go to 5 (9 / 2 + 1).  */
+         unsigned int n = (abstheta * inv_PI_4) + 1;
+         theta = abstheta - pio2_table[n / 2];
+         return reduced (theta, n);
+       }
+      else if (isless (abstheta, INFINITY))
+       {
+         if (abstheta < 0x1p+23)
+           {
+             unsigned int n = ((unsigned int) (abstheta * inv_PI_4)) + 1;
+             double x = n / 2;
+             theta = (abstheta - x * PI_2_hi) - x * PI_2_lo;
+             /* Argument reduction needed.  */
+             return reduced (theta, n);
+           }
+         else /* |theta| >= 2^23.  */
+           {
+             x = fabsf (x);
+             int exponent;
+             GET_FLOAT_WORD (exponent, x);
+             exponent = (exponent >> FLOAT_EXPONENT_SHIFT)
+                        - FLOAT_EXPONENT_BIAS;
+             exponent += 3;
+             exponent /= 28;
+             double a = invpio4_table[exponent] * x;
+             double b = invpio4_table[exponent + 1] * x;
+             double c = invpio4_table[exponent + 2] * x;
+             double d = invpio4_table[exponent + 3] * x;
+             uint64_t l = a;
+             l &= ~0x7;
+             a -= l;
+             double e = a + b;
+             l = e;
+             e = a - l;
+             if (l & 1)
+               {
+                 e -= 1.0;
+                 e += b;
+                 e += c;
+                 e += d;
+                 e *= M_PI_4;
+                 return reduced (e, l + 1);
+               }
+             else
+               {
+                 e += b;
+                 e += c;
+                 e += d;
+                 if (e <= 1.0)
+                   {
+                     e *= M_PI_4;
+                     return reduced (e, l + 1);
+                   }
+                 else
+                   {
+                     l++;
+                     e -= 2.0;
+                     e *= M_PI_4;
+                     return reduced (e, l + 1);
+                   }
+               }
            }
        }
+      else
+       {
+         int32_t ix;
+         GET_FLOAT_WORD (ix, abstheta);
+         /* cos(Inf or NaN) is NaN.  */
+         if (ix == 0x7f800000) /* Inf.  */
+           __set_errno (EDOM);
+         return x - x;
+       }
+    }
 }
 
 #ifndef COSF