mirror of
https://github.com/vale981/arb
synced 2025-03-05 09:21:38 -05:00
new arb_sqr with prototype of approach to speed up other arithmetic operations
This commit is contained in:
Fredrik Johansson
parent
39aadf0485
commit
213f110714
4 changed files with 612 additions and 9 deletions
7
arb.h
7
arb.h
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@ -425,6 +425,7 @@ void arb_mul_arf(arb_t z, const arb_t x, const arf_t y, slong prec);
|
||||||
void arb_mul_si(arb_t z, const arb_t x, slong y, slong prec);
|
void arb_mul_si(arb_t z, const arb_t x, slong y, slong prec);
|
||||||
void arb_mul_ui(arb_t z, const arb_t x, ulong y, slong prec);
|
void arb_mul_ui(arb_t z, const arb_t x, ulong y, slong prec);
|
||||||
void arb_mul_fmpz(arb_t z, const arb_t x, const fmpz_t y, slong prec);
|
void arb_mul_fmpz(arb_t z, const arb_t x, const fmpz_t y, slong prec);
|
||||||
|
void arb_sqr(arb_t res, const arb_t val, slong prec);
|
||||||
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||||||
void arb_addmul(arb_t z, const arb_t x, const arb_t y, slong prec);
|
void arb_addmul(arb_t z, const arb_t x, const arb_t y, slong prec);
|
||||||
void arb_addmul_arf(arb_t z, const arb_t x, const arf_t y, slong prec);
|
void arb_addmul_arf(arb_t z, const arb_t x, const arf_t y, slong prec);
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||||||
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@ -598,12 +599,6 @@ void arb_partitions_ui(arb_t res, ulong n, slong prec);
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||||||
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||||||
void arb_lambertw(arb_t res, const arb_t x, int flags, slong prec);
|
void arb_lambertw(arb_t res, const arb_t x, int flags, slong prec);
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ARB_INLINE void
|
|
||||||
arb_sqr(arb_t res, const arb_t val, slong prec)
|
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{
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arb_mul(res, val, val, prec);
|
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}
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#define ARB_DEF_CACHED_CONSTANT(name, comp_func) \
|
#define ARB_DEF_CACHED_CONSTANT(name, comp_func) \
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||||||
TLS_PREFIX slong name ## _cached_prec = 0; \
|
TLS_PREFIX slong name ## _cached_prec = 0; \
|
||||||
TLS_PREFIX arb_t name ## _cached_value; \
|
TLS_PREFIX arb_t name ## _cached_value; \
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||||||
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|
@ -66,6 +66,12 @@ arb_mul(arb_t z, const arb_t x, const arb_t y, slong prec)
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mag_t zr, xm, ym;
|
mag_t zr, xm, ym;
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int inexact;
|
int inexact;
|
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|
if (x == y)
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{
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|
arb_sqr(z, x, prec);
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return;
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}
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if (arb_is_exact(x))
|
if (arb_is_exact(x))
|
||||||
{
|
{
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arb_mul_arf(z, y, arb_midref(x), prec);
|
arb_mul_arf(z, y, arb_midref(x), prec);
|
||||||
|
|
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||||||
602
arb/sqr.c
Normal file
602
arb/sqr.c
Normal file
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@ -0,0 +1,602 @@
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|
/*
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|
Copyright (C) 2017 Fredrik Johansson
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This file is part of Arb.
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|
Arb is free software: you can redistribute it and/or modify it under
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|
the terms of the GNU Lesser General Public License (LGPL) as published
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|
by the Free Software Foundation; either version 2.1 of the License, or
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||||||
|
(at your option) any later version. See <http://www.gnu.org/licenses/>.
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*/
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|
#include "arb.h"
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#define ARB_TRIM_BITS (MAG_BITS / 2)
|
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#define SQR_MPFR_MIN_LIMBS 40
|
||||||
|
#define SQR_MPFR_MAX_LIMBS 10000
|
||||||
|
|
||||||
|
static __inline__ int
|
||||||
|
_arf_mul_1x1(arf_t res, slong * exp_shift, mp_limb_t xtop, mp_limb_t ytop, int negative, slong prec)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
mp_limb_t hi, lo;
|
||||||
|
int inexact;
|
||||||
|
|
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|
/* The result will have 1 or 2 limbs */
|
||||||
|
ARF_DEMOTE(res);
|
||||||
|
|
||||||
|
umul_ppmm(hi, lo, xtop, ytop);
|
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|
|
||||||
|
/* Align top bit. Should this be branchless? */
|
||||||
|
/* todo: use comparison with LIMB_TOP instead of shift? */
|
||||||
|
if (!(hi >> (FLINT_BITS - 1)))
|
||||||
|
{
|
||||||
|
hi = (hi << 1) | (lo >> (FLINT_BITS - 1));
|
||||||
|
lo = (lo << 1);
|
||||||
|
*exp_shift = -1;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
*exp_shift = 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if (prec <= FLINT_BITS)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
mp_limb_t hh;
|
||||||
|
hh = hi & (LIMB_ONES << (FLINT_BITS - prec));
|
||||||
|
inexact = (hh != hi) || (lo != 0);
|
||||||
|
hi = hh;
|
||||||
|
ARF_NOPTR_D(res)[0] = hi;
|
||||||
|
ARF_XSIZE(res) = ARF_MAKE_XSIZE(1, negative);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (prec <= 2 * FLINT_BITS)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
mp_limb_t ll;
|
||||||
|
ll = lo & (LIMB_ONES << (2 * FLINT_BITS - prec));
|
||||||
|
inexact = (ll != lo);
|
||||||
|
lo = ll;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
inexact = 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if (lo != 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
ARF_NOPTR_D(res)[1] = hi;
|
||||||
|
ARF_NOPTR_D(res)[0] = lo;
|
||||||
|
ARF_XSIZE(res) = ARF_MAKE_XSIZE(2, negative);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
ARF_NOPTR_D(res)[0] = hi;
|
||||||
|
ARF_XSIZE(res) = ARF_MAKE_XSIZE(1, negative);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return inexact;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static __inline__ int
|
||||||
|
_arf_mul_2x1(arf_t res, slong * exp_shift, mp_limb_t xtop, mp_limb_t xlo, mp_limb_t ytop, int negative, slong prec)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
mp_limb_t tmp[3];
|
||||||
|
mp_limb_t hi, lo;
|
||||||
|
int inexact;
|
||||||
|
|
||||||
|
nn_mul_2x1(tmp[2], tmp[1], tmp[0], xtop, xlo, ytop);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (prec <= 2 * FLINT_BITS)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
ARF_DEMOTE(res);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* First align and truncate to 2 limbs */
|
||||||
|
if ((tmp[2] >> (FLINT_BITS - 1)) == 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
tmp[2] = (tmp[2] << 1) | (tmp[1] >> (FLINT_BITS - 1));
|
||||||
|
tmp[1] = (tmp[1] << 1) | (tmp[0] >> (FLINT_BITS - 1));
|
||||||
|
inexact = ((tmp[0] << 1) != 0);
|
||||||
|
*exp_shift = -1;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
inexact = (tmp[0] != 0);
|
||||||
|
*exp_shift = 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
hi = tmp[2];
|
||||||
|
lo = tmp[1];
|
||||||
|
|
||||||
|
if (prec <= FLINT_BITS)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
mp_limb_t hh;
|
||||||
|
hh = hi & (LIMB_ONES << (FLINT_BITS - prec));
|
||||||
|
inexact = inexact || (lo != 0) || (hh != hi);
|
||||||
|
hi = hh;
|
||||||
|
ARF_NOPTR_D(res)[0] = hi;
|
||||||
|
ARF_XSIZE(res) = ARF_MAKE_XSIZE(1, negative);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
mp_limb_t ll;
|
||||||
|
ll = lo & (LIMB_ONES << (2 * FLINT_BITS - prec));
|
||||||
|
inexact = inexact || (ll != lo);
|
||||||
|
lo = ll;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (lo != 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
ARF_NOPTR_D(res)[1] = hi;
|
||||||
|
ARF_NOPTR_D(res)[0] = lo;
|
||||||
|
ARF_XSIZE(res) = ARF_MAKE_XSIZE(2, negative);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
ARF_NOPTR_D(res)[0] = hi;
|
||||||
|
ARF_XSIZE(res) = ARF_MAKE_XSIZE(1, negative);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
inexact = _arf_set_round_mpn(res, exp_shift, tmp, 3, negative, prec, ARF_RND_DOWN);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return inexact;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static __inline__ int
|
||||||
|
_arf_mul_2x2(arf_t res, slong * exp_shift, mp_limb_t xtop, mp_limb_t xlo, mp_limb_t ytop, mp_limb_t ylo, int negative, slong prec)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
mp_limb_t tmp[4];
|
||||||
|
mp_limb_t hi, lo;
|
||||||
|
int inexact;
|
||||||
|
|
||||||
|
nn_mul_2x2(tmp[3], tmp[2], tmp[1], tmp[0], xtop, xlo, ytop, ylo);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (prec <= 2 * FLINT_BITS)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
ARF_DEMOTE(res);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* First align and truncate to 2 limbs */
|
||||||
|
if ((tmp[3] >> (FLINT_BITS - 1)) == 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
tmp[3] = (tmp[3] << 1) | (tmp[2] >> (FLINT_BITS - 1));
|
||||||
|
tmp[2] = (tmp[2] << 1) | (tmp[1] >> (FLINT_BITS - 1));
|
||||||
|
inexact = (tmp[0] != 0) || ((tmp[1] << 1) != 0);
|
||||||
|
*exp_shift = -1;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
inexact = (tmp[0] != 0) || (tmp[1] != 0);
|
||||||
|
*exp_shift = 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
hi = tmp[3];
|
||||||
|
lo = tmp[2];
|
||||||
|
|
||||||
|
if (prec <= FLINT_BITS)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
mp_limb_t hh;
|
||||||
|
hh = hi & (LIMB_ONES << (FLINT_BITS - prec));
|
||||||
|
inexact = inexact || (lo != 0) || (hh != hi);
|
||||||
|
hi = hh;
|
||||||
|
ARF_NOPTR_D(res)[0] = hi;
|
||||||
|
ARF_XSIZE(res) = ARF_MAKE_XSIZE(1, negative);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
mp_limb_t ll;
|
||||||
|
ll = lo & (LIMB_ONES << (2 * FLINT_BITS - prec));
|
||||||
|
inexact = inexact || (ll != lo);
|
||||||
|
lo = ll;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (lo != 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
ARF_NOPTR_D(res)[1] = hi;
|
||||||
|
ARF_NOPTR_D(res)[0] = lo;
|
||||||
|
ARF_XSIZE(res) = ARF_MAKE_XSIZE(2, negative);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
ARF_NOPTR_D(res)[0] = hi;
|
||||||
|
ARF_XSIZE(res) = ARF_MAKE_XSIZE(1, negative);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
inexact = _arf_set_round_mpn(res, exp_shift, tmp, 4, negative, prec, ARF_RND_DOWN);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return inexact;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
int
|
||||||
|
_arf_mul_via_mpfr(arf_ptr z, slong * exp_shift,
|
||||||
|
mp_srcptr xptr, mp_size_t xn, mp_srcptr yptr, mp_size_t yn,
|
||||||
|
int negative, slong prec, arf_rnd_t rnd)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
mp_size_t zn, val;
|
||||||
|
mp_ptr tmp, zptr;
|
||||||
|
mpfr_t xf, yf, zf;
|
||||||
|
int ret;
|
||||||
|
ARF_MUL_TMP_DECL
|
||||||
|
|
||||||
|
prec = FLINT_MIN((xn + yn) * FLINT_BITS, prec);
|
||||||
|
zn = (prec + FLINT_BITS - 1) / FLINT_BITS;
|
||||||
|
|
||||||
|
ARF_MUL_TMP_ALLOC(tmp, zn)
|
||||||
|
|
||||||
|
zf->_mpfr_d = tmp;
|
||||||
|
zf->_mpfr_prec = prec;
|
||||||
|
zf->_mpfr_sign = 1;
|
||||||
|
zf->_mpfr_exp = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
xf->_mpfr_d = (mp_ptr) xptr;
|
||||||
|
xf->_mpfr_prec = xn * FLINT_BITS;
|
||||||
|
xf->_mpfr_sign = negative ? -1 : 1;
|
||||||
|
xf->_mpfr_exp = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (xptr == yptr && xn == yn)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
ret = mpfr_sqr(zf, xf, arf_rnd_to_mpfr(rnd));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
yf->_mpfr_d = (mp_ptr) yptr;
|
||||||
|
yf->_mpfr_prec = yn * FLINT_BITS;
|
||||||
|
yf->_mpfr_sign = 0;
|
||||||
|
yf->_mpfr_exp = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
ret = mpfr_mul(zf, xf, yf, arf_rnd_to_mpfr(rnd));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
ret = (ret != 0);
|
||||||
|
*exp_shift = zf->_mpfr_exp;
|
||||||
|
|
||||||
|
val = 0;
|
||||||
|
while (tmp[val] == 0)
|
||||||
|
val++;
|
||||||
|
|
||||||
|
ARF_GET_MPN_WRITE(zptr, zn - val, z);
|
||||||
|
flint_mpn_copyi(zptr, tmp + val, zn - val);
|
||||||
|
ARF_XSIZE(z) |= negative;
|
||||||
|
|
||||||
|
ARF_MUL_TMP_FREE(tmp, zn)
|
||||||
|
|
||||||
|
return ret;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Is it worth having a special version of this for small exponents? */
|
||||||
|
static void
|
||||||
|
_arb_sqr_no_prec(arb_t res, const arb_t x)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
arb_get_mag(arb_radref(res), x);
|
||||||
|
mag_mul(arb_radref(res), arb_radref(res), arb_radref(res));
|
||||||
|
arf_zero(arb_midref(res));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* todo: 3x3 sqr when prec <= 192? */
|
||||||
|
|
||||||
|
int
|
||||||
|
_arf_sqr_mpn(arf_t res, slong * exp_shift, mp_srcptr x, mp_size_t xn, slong prec)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int inexact;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (xn <= 2)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (xn == 1)
|
||||||
|
inexact = _arf_mul_1x1(res, exp_shift, x[0], x[0], 0, prec);
|
||||||
|
else
|
||||||
|
inexact = _arf_mul_2x2(res, exp_shift, x[1], x[0], x[1], x[0], 0, prec);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
/* MPFR implements mulhigh which speeds up squaring in a certain range. */
|
||||||
|
else if (xn >= SQR_MPFR_MIN_LIMBS &&
|
||||||
|
xn <= SQR_MPFR_MAX_LIMBS &&
|
||||||
|
prec < xn * (7 * FLINT_BITS / 4)) /* Computing much less than the full product. */
|
||||||
|
{
|
||||||
|
inexact = _arf_mul_via_mpfr(res, exp_shift, x, xn, x, xn, 0, prec, ARF_RND_DOWN);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
mp_ptr tmp;
|
||||||
|
ARF_MUL_TMP_DECL
|
||||||
|
ARF_MUL_TMP_ALLOC(tmp, 2 * xn)
|
||||||
|
mpn_sqr(tmp, x, xn);
|
||||||
|
inexact = _arf_set_round_mpn(res, exp_shift, tmp, 2 * xn, 0, prec, ARF_RND_DOWN);
|
||||||
|
ARF_MUL_TMP_FREE(tmp, 2 * xn)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return inexact;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Slow path: infinities and/or large exponents. */
|
||||||
|
void
|
||||||
|
arb_sqr_fallback(arb_t res, const arb_t x, slong prec)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (!arb_is_finite(x))
|
||||||
|
{
|
||||||
|
/*
|
||||||
|
(nan +/- c)^2 -> nan +/- inf
|
||||||
|
(inf +/- c)^2 -> inf +/- 0
|
||||||
|
(-inf +/- c)^2 -> inf +/- 0
|
||||||
|
(c +/- inf)^2 -> 0 +/- inf
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
|
||||||
|
if (arf_is_nan(arb_midref(x)))
|
||||||
|
arb_indeterminate(res);
|
||||||
|
else if (mag_is_finite(arb_radref(x)))
|
||||||
|
arb_pos_inf(res);
|
||||||
|
else
|
||||||
|
arb_zero_pm_inf(res);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else if (arf_is_zero(arb_midref(x)))
|
||||||
|
{
|
||||||
|
arf_zero(arb_midref(res));
|
||||||
|
mag_mul(arb_radref(res), arb_radref(x), arb_radref(x));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
mp_size_t xn, xuse;
|
||||||
|
mp_srcptr xptr;
|
||||||
|
int inexact;
|
||||||
|
slong accuracy, accuracy_limbs, exp_shift;
|
||||||
|
|
||||||
|
ARF_GET_MPN_READONLY(xptr, xn, arb_midref(x));
|
||||||
|
|
||||||
|
if (mag_is_zero(arb_radref(x)))
|
||||||
|
{
|
||||||
|
accuracy = MAG_MAX_LAGOM_EXP;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
accuracy = _fmpz_sub_small(ARF_EXPREF(arb_midref(x)), MAG_EXPREF(arb_radref(x)));
|
||||||
|
accuracy = FLINT_MIN(accuracy, MAG_MAX_LAGOM_EXP);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
accuracy = FLINT_MIN(accuracy, prec) + ARB_TRIM_BITS;
|
||||||
|
|
||||||
|
prec = FLINT_MIN(prec, accuracy);
|
||||||
|
accuracy_limbs = (accuracy + FLINT_BITS - 1) / FLINT_BITS;
|
||||||
|
xuse = FLINT_MIN(xn, accuracy_limbs);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (prec >= 2)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
mag_t xrad;
|
||||||
|
mag_init(xrad);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Add to xrad the error due to truncating the midpoint. */
|
||||||
|
if (xuse != xn)
|
||||||
|
arf_mag_add_ulp(xrad, arb_radref(x), arb_midref(x), FLINT_BITS * xuse);
|
||||||
|
else
|
||||||
|
mag_set(xrad, arb_radref(x));
|
||||||
|
|
||||||
|
arf_get_mag(arb_radref(res), arb_midref(x));
|
||||||
|
|
||||||
|
/* (x+xrad)^2 = x^2 + 2x xrad + xrad^2 */
|
||||||
|
mag_mul(arb_radref(res), arb_radref(res), xrad);
|
||||||
|
mag_mul_2exp_si(arb_radref(res), arb_radref(res), 1);
|
||||||
|
mag_addmul(arb_radref(res), xrad, xrad);
|
||||||
|
|
||||||
|
inexact = _arf_sqr_mpn(arb_midref(res), &exp_shift, xptr + xn - xuse, xuse, prec);
|
||||||
|
|
||||||
|
_fmpz_add2_fast(ARF_EXPREF(arb_midref(res)),
|
||||||
|
ARF_EXPREF(arb_midref(x)),
|
||||||
|
ARF_EXPREF(arb_midref(x)), exp_shift);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (inexact)
|
||||||
|
arf_mag_add_ulp(arb_radref(res), arb_radref(res), arb_midref(res), prec);
|
||||||
|
|
||||||
|
mag_clear(xrad);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
_arb_sqr_no_prec(res, x);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void
|
||||||
|
arb_sqr(arb_t res, const arb_t x, slong prec)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
mp_size_t xn, xuse;
|
||||||
|
mp_srcptr xptr;
|
||||||
|
mp_limb_t xtop;
|
||||||
|
unsigned int xrad;
|
||||||
|
slong xexp, zexp, xradexp, accuracy, accuracy_limbs;
|
||||||
|
slong exp_shift;
|
||||||
|
int inexact;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (!ARB_IS_LAGOM(x))
|
||||||
|
{
|
||||||
|
arb_sqr_fallback(res, x, prec);
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Demote any bignum exponents in the output. This does nothing if the
|
||||||
|
exponents are small, so aliasing is safe. */
|
||||||
|
_fmpz_demote(ARF_EXPREF(arb_midref(res)));
|
||||||
|
_fmpz_demote(MAG_EXPREF(arb_radref(res)));
|
||||||
|
|
||||||
|
xrad = MAG_MAN(arb_radref(x));
|
||||||
|
xn = ARF_SIZE(arb_midref(x));
|
||||||
|
|
||||||
|
/* The midpoint is zero. */
|
||||||
|
if (xn == 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
/* Zero the output midpoint. */
|
||||||
|
ARF_DEMOTE(arb_midref(res));
|
||||||
|
ARF_XSIZE(arb_midref(res)) = 0;
|
||||||
|
ARF_EXP(arb_midref(res)) = ARF_EXP_ZERO;
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Square the radius. */
|
||||||
|
if (xrad == 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
MAG_MAN(arb_radref(res)) = 0;
|
||||||
|
MAG_EXP(arb_radref(res)) = 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
xradexp = MAG_EXP(arb_radref(x));
|
||||||
|
MAG_MUL(xrad, xradexp, xrad, xradexp, xrad, xradexp);
|
||||||
|
MAG_MAN(arb_radref(res)) = xrad;
|
||||||
|
MAG_EXP(arb_radref(res)) = xradexp;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
xexp = ARF_EXP(arb_midref(x));
|
||||||
|
zexp = 2 * xexp;
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Fast path for low-precision input. */
|
||||||
|
if (xn <= 2)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (xrad == 0) /* Exact input (no error propagation). */
|
||||||
|
{
|
||||||
|
/* Multiply the midpoints. */
|
||||||
|
if (xn == 1)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
xtop = ARF_NOPTR_D(arb_midref(x))[0];
|
||||||
|
inexact = _arf_mul_1x1(arb_midref(res), &exp_shift, xtop, xtop, 0, prec);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
mp_limb_t xlo;
|
||||||
|
xtop = ARF_NOPTR_D(arb_midref(x))[1];
|
||||||
|
xlo = ARF_NOPTR_D(arb_midref(x))[0];
|
||||||
|
inexact = _arf_mul_2x2(arb_midref(res), &exp_shift, xtop, xlo, xtop, xlo, 0, prec);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
zexp += exp_shift;
|
||||||
|
ARF_EXP(arb_midref(res)) = zexp;
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Write the radius. */
|
||||||
|
if (inexact)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
MAG_SET_2EXP(MAG_MAN(arb_radref(res)), MAG_EXP(arb_radref(res)), zexp - prec);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
MAG_MAN(arb_radref(res)) = 0;
|
||||||
|
MAG_EXP(arb_radref(res)) = 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else /* We need to take the input error into account. */
|
||||||
|
{
|
||||||
|
/* Calculate lower bound for the output accuracy and reduce the
|
||||||
|
output precision accordingly. */
|
||||||
|
xradexp = MAG_EXP(arb_radref(x));
|
||||||
|
accuracy = xexp - xradexp + ARB_TRIM_BITS;
|
||||||
|
prec = FLINT_MIN(prec, accuracy);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (prec >= 2)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (xn == 1)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
xtop = ARF_NOPTR_D(arb_midref(x))[0];
|
||||||
|
inexact = _arf_mul_1x1(arb_midref(res), &exp_shift, xtop, xtop, 0, prec);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
/* Note: even if we have reduced the needed precision to 1 limb,
|
||||||
|
and xn == 2, it is cheap enough to just do the 2x2 multiply
|
||||||
|
instead of fiddling around with the error bounds. */
|
||||||
|
mp_limb_t xlo;
|
||||||
|
xtop = ARF_NOPTR_D(arb_midref(x))[1];
|
||||||
|
xlo = ARF_NOPTR_D(arb_midref(x))[0];
|
||||||
|
inexact = _arf_mul_2x2(arb_midref(res), &exp_shift, xtop, xlo, xtop, xlo, 0, prec);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
zexp += exp_shift;
|
||||||
|
ARF_EXP(arb_midref(res)) = zexp;
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Propagated error: (x +/- xrad)^2 -> x^2 +/- (2 |x| xrad + xrad^2). */
|
||||||
|
MAG_SET_ARF_TOP_LIMB(xtop, xexp, xtop, xexp);
|
||||||
|
MAG_MULADDMUL(xtop, xexp, xtop, xexp + 1, xrad, xradexp, xrad, xradexp, xrad, xradexp);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Add rounding error. */
|
||||||
|
if (inexact)
|
||||||
|
MAG_ADD_2EXP(xtop, xexp, xtop, xexp, zexp - prec);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Finally, write the radius. */
|
||||||
|
MAG_MAN(arb_radref(res)) = xtop;
|
||||||
|
MAG_EXP(arb_radref(res)) = xexp;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
_arb_sqr_no_prec(res, x);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
xptr = ARF_PTR_D(arb_midref(x));
|
||||||
|
xtop = xptr[xn - 1];
|
||||||
|
xradexp = MAG_EXP(arb_radref(x));
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Calculate lower bound for the output accuracy and reduce the
|
||||||
|
output precision accordingly. */
|
||||||
|
if (xrad != 0)
|
||||||
|
accuracy = xexp - xradexp;
|
||||||
|
else
|
||||||
|
accuracy = MAG_MAX_LAGOM_EXP;
|
||||||
|
accuracy = FLINT_MIN(accuracy, prec) + ARB_TRIM_BITS;
|
||||||
|
prec = FLINT_MIN(prec, accuracy);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Throw away insignificant input limbs */
|
||||||
|
accuracy_limbs = (accuracy + FLINT_BITS - 1) / FLINT_BITS;
|
||||||
|
xuse = FLINT_MIN(xn, accuracy_limbs);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (prec >= 2)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
inexact = _arf_sqr_mpn(arb_midref(res), &exp_shift, xptr + xn - xuse, xuse, prec);
|
||||||
|
zexp += exp_shift;
|
||||||
|
ARF_EXP(arb_midref(res)) = zexp;
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Add to xrad the error due to truncating the midpoint. */
|
||||||
|
if (xuse != xn)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (xrad == 0)
|
||||||
|
MAG_SET_2EXP(xrad, xradexp, xexp - FLINT_BITS * xuse);
|
||||||
|
else
|
||||||
|
MAG_ADD_2EXP(xrad, xradexp, xrad, xradexp, xexp - FLINT_BITS * xuse);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if (xrad == 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (inexact)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
MAG_SET_2EXP(xtop, xexp, zexp - prec);
|
||||||
|
MAG_MAN(arb_radref(res)) = xtop;
|
||||||
|
MAG_EXP(arb_radref(res)) = xexp;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
MAG_MAN(arb_radref(res)) = 0;
|
||||||
|
MAG_EXP(arb_radref(res)) = 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
MAG_SET_ARF_TOP_LIMB(xtop, xexp, xtop, xexp);
|
||||||
|
MAG_MULADDMUL(xtop, xexp, xtop, xexp + 1, xrad, xradexp, xrad, xradexp, xrad, xradexp);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Add rounding error. */
|
||||||
|
if (inexact)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
MAG_ADD_2EXP(xtop, xexp, xtop, xexp, zexp - prec);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Finally, write the radius. */
|
||||||
|
MAG_MAN(arb_radref(res)) = xtop;
|
||||||
|
MAG_EXP(arb_radref(res)) = xexp;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
_arb_sqr_no_prec(res, x);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
@ -279,11 +279,11 @@ int main()
|
||||||
|
|
||||||
case 1:
|
case 1:
|
||||||
arb_set(y, x);
|
arb_set(y, x);
|
||||||
arb_mul(z, x, y, prec);
|
arb_mul_naive(z, x, x, prec);
|
||||||
arb_mul(v, x, x, prec);
|
arb_mul(v, x, x, prec);
|
||||||
|
|
||||||
if (!arf_equal(arb_midref(z), arb_midref(v))
|
/* todo: restore comparison of radii, but only check one direction */
|
||||||
|| !mag_close(arb_radref(z), arb_radref(v)))
|
if (!arb_overlaps(v, z))
|
||||||
{
|
{
|
||||||
flint_printf("FAIL (aliasing 1)!\n");
|
flint_printf("FAIL (aliasing 1)!\n");
|
||||||
flint_printf("x = "); arb_print(x); flint_printf("\n\n");
|
flint_printf("x = "); arb_print(x); flint_printf("\n\n");
|
||||||
|
|
|
||||||
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