aarch64: add single instruction math functions
authorSzabolcs Nagy <nsz@port70.net>
Sun, 19 Mar 2017 04:26:45 +0000 (05:26 +0100)
committerRich Felker <dalias@aerifal.cx>
Tue, 21 Mar 2017 16:39:18 +0000 (12:39 -0400)
this should increase performance and reduce code size on aarch64.

the compiled code was checked against using __builtin_* instead
of inline asm with gcc-6.2.0.

lrint is two instructions.

c with inline asm is used because it is safer than a pure asm
implementation, this prevents ll{rint,round} to be an alias
of l{rint,round} (because the types don't match) and depends
on gcc style inline asm support.

ceil, floor, round, trunc can either raise inexact on finite
non-integer inputs or not raise any exceptions. the new
implementation does not raise exceptions while the generic
c code does.

on aarch64, the underflow exception is signaled before rounding
(ieee 754 allows both before and after rounding, but it must be
consistent), the generic fma c code signals it after rounding
so using single instruction fixes a slight conformance issue too.

34 files changed:
src/math/aarch64/ceil.c [new file with mode: 0644]
src/math/aarch64/ceilf.c [new file with mode: 0644]
src/math/aarch64/fabs.c [new file with mode: 0644]
src/math/aarch64/fabs.s [deleted file]
src/math/aarch64/fabsf.c [new file with mode: 0644]
src/math/aarch64/fabsf.s [deleted file]
src/math/aarch64/floor.c [new file with mode: 0644]
src/math/aarch64/floorf.c [new file with mode: 0644]
src/math/aarch64/fma.c [new file with mode: 0644]
src/math/aarch64/fmaf.c [new file with mode: 0644]
src/math/aarch64/fmax.c [new file with mode: 0644]
src/math/aarch64/fmaxf.c [new file with mode: 0644]
src/math/aarch64/fmin.c [new file with mode: 0644]
src/math/aarch64/fminf.c [new file with mode: 0644]
src/math/aarch64/llrint.c [new file with mode: 0644]
src/math/aarch64/llrintf.c [new file with mode: 0644]
src/math/aarch64/llround.c [new file with mode: 0644]
src/math/aarch64/llroundf.c [new file with mode: 0644]
src/math/aarch64/lrint.c [new file with mode: 0644]
src/math/aarch64/lrintf.c [new file with mode: 0644]
src/math/aarch64/lround.c [new file with mode: 0644]
src/math/aarch64/lroundf.c [new file with mode: 0644]
src/math/aarch64/nearbyint.c [new file with mode: 0644]
src/math/aarch64/nearbyintf.c [new file with mode: 0644]
src/math/aarch64/rint.c [new file with mode: 0644]
src/math/aarch64/rintf.c [new file with mode: 0644]
src/math/aarch64/round.c [new file with mode: 0644]
src/math/aarch64/roundf.c [new file with mode: 0644]
src/math/aarch64/sqrt.c [new file with mode: 0644]
src/math/aarch64/sqrt.s [deleted file]
src/math/aarch64/sqrtf.c [new file with mode: 0644]
src/math/aarch64/sqrtf.s [deleted file]
src/math/aarch64/trunc.c [new file with mode: 0644]
src/math/aarch64/truncf.c [new file with mode: 0644]

diff --git a/src/math/aarch64/ceil.c b/src/math/aarch64/ceil.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..ac80c1d
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,7 @@
+#include <math.h>
+
+double ceil(double x)
+{
+       __asm__ ("frintp %d0, %d1" : "=w"(x) : "w"(x));
+       return x;
+}
diff --git a/src/math/aarch64/ceilf.c b/src/math/aarch64/ceilf.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..1ef1e9c
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,7 @@
+#include <math.h>
+
+float ceilf(float x)
+{
+       __asm__ ("frintp %s0, %s1" : "=w"(x) : "w"(x));
+       return x;
+}
diff --git a/src/math/aarch64/fabs.c b/src/math/aarch64/fabs.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..5c3ecaf
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,7 @@
+#include <math.h>
+
+double fabs(double x)
+{
+       __asm__ ("fabs %d0, %d1" : "=w"(x) : "w"(x));
+       return x;
+}
diff --git a/src/math/aarch64/fabs.s b/src/math/aarch64/fabs.s
deleted file mode 100644 (file)
index 8c04d09..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,6 +0,0 @@
-.text
-.global fabs
-.type   fabs,%function
-fabs:
-       fabs d0, d0
-       ret
diff --git a/src/math/aarch64/fabsf.c b/src/math/aarch64/fabsf.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..7fde981
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,7 @@
+#include <math.h>
+
+float fabsf(float x)
+{
+       __asm__ ("fabs %s0, %s1" : "=w"(x) : "w"(x));
+       return x;
+}
diff --git a/src/math/aarch64/fabsf.s b/src/math/aarch64/fabsf.s
deleted file mode 100644 (file)
index 6e96dd4..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,6 +0,0 @@
-.text
-.global fabsf
-.type   fabsf,%function
-fabsf:
-       fabs s0, s0
-       ret
diff --git a/src/math/aarch64/floor.c b/src/math/aarch64/floor.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..50ffdb2
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,7 @@
+#include <math.h>
+
+double floor(double x)
+{
+       __asm__ ("frintm %d0, %d1" : "=w"(x) : "w"(x));
+       return x;
+}
diff --git a/src/math/aarch64/floorf.c b/src/math/aarch64/floorf.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..8d007e9
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,7 @@
+#include <math.h>
+
+float floorf(float x)
+{
+       __asm__ ("frintm %s0, %s1" : "=w"(x) : "w"(x));
+       return x;
+}
diff --git a/src/math/aarch64/fma.c b/src/math/aarch64/fma.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..2450ea7
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,7 @@
+#include <math.h>
+
+double fma(double x, double y, double z)
+{
+       __asm__ ("fmadd %d0, %d1, %d2, %d3" : "=w"(x) : "w"(x), "w"(y), "w"(z));
+       return x;
+}
diff --git a/src/math/aarch64/fmaf.c b/src/math/aarch64/fmaf.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..9a14721
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,7 @@
+#include <math.h>
+
+float fmaf(float x, float y, float z)
+{
+       __asm__ ("fmadd %s0, %s1, %s2, %s3" : "=w"(x) : "w"(x), "w"(y), "w"(z));
+       return x;
+}
diff --git a/src/math/aarch64/fmax.c b/src/math/aarch64/fmax.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..86dcb3b
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,7 @@
+#include <math.h>
+
+double fmax(double x, double y)
+{
+       __asm__ ("fmaxnm %d0, %d1, %d2" : "=w"(x) : "w"(x), "w"(y));
+       return x;
+}
diff --git a/src/math/aarch64/fmaxf.c b/src/math/aarch64/fmaxf.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..ee5eac2
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,7 @@
+#include <math.h>
+
+float fmaxf(float x, float y)
+{
+       __asm__ ("fmaxnm %s0, %s1, %s2" : "=w"(x) : "w"(x), "w"(y));
+       return x;
+}
diff --git a/src/math/aarch64/fmin.c b/src/math/aarch64/fmin.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..f1e9980
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,7 @@
+#include <math.h>
+
+double fmin(double x, double y)
+{
+       __asm__ ("fminnm %d0, %d1, %d2" : "=w"(x) : "w"(x), "w"(y));
+       return x;
+}
diff --git a/src/math/aarch64/fminf.c b/src/math/aarch64/fminf.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..80468f6
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,7 @@
+#include <math.h>
+
+float fminf(float x, float y)
+{
+       __asm__ ("fminnm %s0, %s1, %s2" : "=w"(x) : "w"(x), "w"(y));
+       return x;
+}
diff --git a/src/math/aarch64/llrint.c b/src/math/aarch64/llrint.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..a9e07a9
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,10 @@
+#include <math.h>
+
+long long llrint(double x)
+{
+       long long n;
+       __asm__ (
+               "frintx %d1, %d1\n"
+               "fcvtzs %x0, %d1\n" : "=r"(n), "+w"(x));
+       return n;
+}
diff --git a/src/math/aarch64/llrintf.c b/src/math/aarch64/llrintf.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..12b6804
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,10 @@
+#include <math.h>
+
+long long llrintf(float x)
+{
+       long long n;
+       __asm__ (
+               "frintx %s1, %s1\n"
+               "fcvtzs %x0, %s1\n" : "=r"(n), "+w"(x));
+       return n;
+}
diff --git a/src/math/aarch64/llround.c b/src/math/aarch64/llround.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..e09ddd4
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,8 @@
+#include <math.h>
+
+long long llround(double x)
+{
+       long long n;
+       __asm__ ("fcvtas %x0, %d1" : "=r"(n) : "w"(x));
+       return n;
+}
diff --git a/src/math/aarch64/llroundf.c b/src/math/aarch64/llroundf.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..1669959
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,8 @@
+#include <math.h>
+
+long long llroundf(float x)
+{
+       long long n;
+       __asm__ ("fcvtas %x0, %s1" : "=r"(n) : "w"(x));
+       return n;
+}
diff --git a/src/math/aarch64/lrint.c b/src/math/aarch64/lrint.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..cb7785a
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,10 @@
+#include <math.h>
+
+long lrint(double x)
+{
+       long n;
+       __asm__ (
+               "frintx %d1, %d1\n"
+               "fcvtzs %x0, %d1\n" : "=r"(n), "+w"(x));
+       return n;
+}
diff --git a/src/math/aarch64/lrintf.c b/src/math/aarch64/lrintf.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..4d750d6
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,10 @@
+#include <math.h>
+
+long lrintf(float x)
+{
+       long n;
+       __asm__ (
+               "frintx %s1, %s1\n"
+               "fcvtzs %x0, %s1\n" : "=r"(n), "+w"(x));
+       return n;
+}
diff --git a/src/math/aarch64/lround.c b/src/math/aarch64/lround.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..85656c7
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,8 @@
+#include <math.h>
+
+long lround(double x)
+{
+       long n;
+       __asm__ ("fcvtas %x0, %d1" : "=r"(n) : "w"(x));
+       return n;
+}
diff --git a/src/math/aarch64/lroundf.c b/src/math/aarch64/lroundf.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..32e51f3
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,8 @@
+#include <math.h>
+
+long lroundf(float x)
+{
+       long n;
+       __asm__ ("fcvtas %x0, %s1" : "=r"(n) : "w"(x));
+       return n;
+}
diff --git a/src/math/aarch64/nearbyint.c b/src/math/aarch64/nearbyint.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..9c3fdb4
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,7 @@
+#include <math.h>
+
+double nearbyint(double x)
+{
+       __asm__ ("frinti %d0, %d1" : "=w"(x) : "w"(x));
+       return x;
+}
diff --git a/src/math/aarch64/nearbyintf.c b/src/math/aarch64/nearbyintf.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..8e7f61d
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,7 @@
+#include <math.h>
+
+float nearbyintf(float x)
+{
+       __asm__ ("frinti %s0, %s1" : "=w"(x) : "w"(x));
+       return x;
+}
diff --git a/src/math/aarch64/rint.c b/src/math/aarch64/rint.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..45b194b
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,7 @@
+#include <math.h>
+
+double rint(double x)
+{
+       __asm__ ("frintx %d0, %d1" : "=w"(x) : "w"(x));
+       return x;
+}
diff --git a/src/math/aarch64/rintf.c b/src/math/aarch64/rintf.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..1ae7dd2
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,7 @@
+#include <math.h>
+
+float rintf(float x)
+{
+       __asm__ ("frintx %s0, %s1" : "=w"(x) : "w"(x));
+       return x;
+}
diff --git a/src/math/aarch64/round.c b/src/math/aarch64/round.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..897a84c
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,7 @@
+#include <math.h>
+
+double round(double x)
+{
+       __asm__ ("frinta %d0, %d1" : "=w"(x) : "w"(x));
+       return x;
+}
diff --git a/src/math/aarch64/roundf.c b/src/math/aarch64/roundf.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..91637ea
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,7 @@
+#include <math.h>
+
+float roundf(float x)
+{
+       __asm__ ("frinta %s0, %s1" : "=w"(x) : "w"(x));
+       return x;
+}
diff --git a/src/math/aarch64/sqrt.c b/src/math/aarch64/sqrt.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..fe93c3e
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,7 @@
+#include <math.h>
+
+double sqrt(double x)
+{
+       __asm__ ("fsqrt %d0, %d1" : "=w"(x) : "w"(x));
+       return x;
+}
diff --git a/src/math/aarch64/sqrt.s b/src/math/aarch64/sqrt.s
deleted file mode 100644 (file)
index 1917e18..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,6 +0,0 @@
-.text
-.global sqrt
-.type   sqrt,%function
-sqrt:
-       fsqrt d0, d0
-       ret
diff --git a/src/math/aarch64/sqrtf.c b/src/math/aarch64/sqrtf.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..275c7f3
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,7 @@
+#include <math.h>
+
+float sqrtf(float x)
+{
+       __asm__ ("fsqrt %s0, %s1" : "=w"(x) : "w"(x));
+       return x;
+}
diff --git a/src/math/aarch64/sqrtf.s b/src/math/aarch64/sqrtf.s
deleted file mode 100644 (file)
index 1639497..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,6 +0,0 @@
-.text
-.global sqrtf
-.type   sqrtf,%function
-sqrtf:
-       fsqrt s0, s0
-       ret
diff --git a/src/math/aarch64/trunc.c b/src/math/aarch64/trunc.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..e592147
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,7 @@
+#include <math.h>
+
+double trunc(double x)
+{
+       __asm__ ("frintz %d0, %d1" : "=w"(x) : "w"(x));
+       return x;
+}
diff --git a/src/math/aarch64/truncf.c b/src/math/aarch64/truncf.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..20ef30f
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,7 @@
+#include <math.h>
+
+float truncf(float x)
+{
+       __asm__ ("frintz %s0, %s1" : "=w"(x) : "w"(x));
+       return x;
+}