sys/dev/syscons/plasma/fp16.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2015 Dag-Erling Smørgrav
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  *
  14  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  15  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  16  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  17  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  18  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  19  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  20  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  21  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  22  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  23  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  24  * SUCH DAMAGE.
  25  *
  26  * $FreeBSD$
  27  */
  28
  29 #ifdef _KERNEL
  30 #include <sys/libkern.h>
  31 #else
  32 #include <stdio.h>
  33 #include <strings.h>
  34 #endif
  35
  36 #include "fp16.h"
  37
  38 /*
  39  * Compute the quare root of x, using Newton's method with 2^(log2(x)/2)
  40  * as the initial estimate.
  41  */
  42 fp16_t
  43 fp16_sqrt(fp16_t x)
  44 {
  45         fp16_t y, delta;
  46         signed int log2x;
  47
  48         /* special case */
  49         if (x == 0)
  50                 return (0);
  51
  52         /* shift toward 0 by half the logarithm */
  53         log2x = flsl(x) - 1;
  54         if (log2x >= 16) {
  55                 y = x >> (log2x - 16) / 2;
  56         } else {
  57 #if 0
  58                 y = x << (16 - log2x) / 2;
  59 #else
  60                 /* XXX for now, return 0 for anything < 1 */
  61                 return (0);
  62 #endif
  63         }
  64         while (y > 0) {
  65                 /* delta = y^2 / 2y */
  66                 delta = fp16_div(fp16_sub(fp16_mul(y, y), x), y * 2);
  67                 if (delta == 0)
  68                         break;
  69                 y = fp16_sub(y, delta);
  70         }
  71         return (y);
  72 }
  73
  74 static fp16_t fp16_sin_table[256] = {
  75             0,    402,    804,   1206,   1608,   2010,   2412,   2814,
  76          3215,   3617,   4018,   4420,   4821,   5222,   5622,   6023,
  77          6423,   6823,   7223,   7623,   8022,   8421,   8819,   9218,
  78          9616,  10013,  10410,  10807,  11204,  11600,  11995,  12390,
  79         12785,  13179,  13573,  13966,  14359,  14751,  15142,  15533,
  80         15923,  16313,  16702,  17091,  17479,  17866,  18253,  18638,
  81         19024,  19408,  19792,  20175,  20557,  20938,  21319,  21699,
  82         22078,  22456,  22833,  23210,  23586,  23960,  24334,  24707,
  83         25079,  25450,  25820,  26189,  26557,  26925,  27291,  27656,
  84         28020,  28383,  28745,  29105,  29465,  29824,  30181,  30538,
  85         30893,  31247,  31600,  31952,  32302,  32651,  32999,  33346,
  86         33692,  34036,  34379,  34721,  35061,  35400,  35738,  36074,
  87         36409,  36743,  37075,  37406,  37736,  38064,  38390,  38716,
  88         39039,  39362,  39682,  40002,  40319,  40636,  40950,  41263,
  89         41575,  41885,  42194,  42501,  42806,  43110,  43412,  43712,
  90         44011,  44308,  44603,  44897,  45189,  45480,  45768,  46055,
  91         46340,  46624,  46906,  47186,  47464,  47740,  48015,  48288,
  92         48558,  48828,  49095,  49360,  49624,  49886,  50146,  50403,
  93         50660,  50914,  51166,  51416,  51665,  51911,  52155,  52398,
  94         52639,  52877,  53114,  53348,  53581,  53811,  54040,  54266,
  95         54491,  54713,  54933,  55152,  55368,  55582,  55794,  56004,
  96         56212,  56417,  56621,  56822,  57022,  57219,  57414,  57606,
  97         57797,  57986,  58172,  58356,  58538,  58718,  58895,  59070,
  98         59243,  59414,  59583,  59749,  59913,  60075,  60235,  60392,
  99         60547,  60700,  60850,  60998,  61144,  61288,  61429,  61568,
 100         61705,  61839,  61971,  62100,  62228,  62353,  62475,  62596,
 101         62714,  62829,  62942,  63053,  63162,  63268,  63371,  63473,
 102         63571,  63668,  63762,  63854,  63943,  64030,  64115,  64197,
 103         64276,  64353,  64428,  64501,  64571,  64638,  64703,  64766,
 104         64826,  64884,  64939,  64992,  65043,  65091,  65136,  65179,
 105         65220,  65258,  65294,  65327,  65358,  65386,  65412,  65436,
 106         65457,  65475,  65491,  65505,  65516,  65524,  65531,  65534,
 107 };
 108
 109 /*
 110  * Compute the sine of theta.
 111  */
 112 fp16_t
 113 fp16_sin(fp16_t theta)
 114 {
 115         unsigned int i;
 116
 117         i = 1024 * (theta % FP16_2PI) / FP16_2PI;
 118         switch (i / 256) {
 119         case 0:
 120                 return (fp16_sin_table[i % 256]);
 121         case 1:
 122                 return (fp16_sin_table[255 - i % 256]);
 123         case 2:
 124                 return (-fp16_sin_table[i % 256]);
 125         case 3:
 126                 return (-fp16_sin_table[255 - i % 256]);
 127         default:
 128                 /* inconceivable! */
 129                 return (0);
 130         }
 131 }
 132
 133 /*
 134  * Compute the cosine of theta.
 135  */
 136 fp16_t
 137 fp16_cos(fp16_t theta)
 138 {
 139         unsigned int i;
 140
 141         i = 1024 * (theta % FP16_2PI) / FP16_2PI;
 142         switch (i / 256) {
 143         case 0:
 144                 return (fp16_sin_table[255 - i % 256]);
 145         case 1:
 146                 return (-fp16_sin_table[i % 256]);
 147         case 2:
 148                 return (-fp16_sin_table[255 - i % 256]);
 149         case 3:
 150                 return (fp16_sin_table[i % 256]);
 151         default:
 152                 /* inconceivable! */
 153                 return (0);
 154         }
 155 }