liuxiaolong
2021-07-20 58d904a328c0d849769b483e901a0be9426b8209
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
// Copyright 2018 Ulf Adams
//
// The contents of this file may be used under the terms of the Apache License,
// Version 2.0.
//
//    (See accompanying file LICENSE-Apache or copy at
//     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0)
//
// Alternatively, the contents of this file may be used under the terms of
// the Boost Software License, Version 1.0.
//    (See accompanying file LICENSE-Boost or copy at
//     https://www.boost.org/LICENSE_1_0.txt)
//
// Unless required by applicable law or agreed to in writing, this software
// is distributed on an "AS IS" BASIS, WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY
// KIND, either express or implied.
 
/*
    This is a derivative work
*/
 
#ifndef BOOST_JSON_DETAIL_RYU_DETAIL_D2S_HPP
#define BOOST_JSON_DETAIL_RYU_DETAIL_D2S_HPP
 
#include <boost/json/detail/config.hpp>
#include <boost/json/detail/ryu/detail/common.hpp>
 
// Only include the full table if we're not optimizing for size.
#if !defined(BOOST_JSON_RYU_OPTIMIZE_SIZE)
#include <boost/json/detail/ryu/detail/d2s_full_table.hpp>
#endif
#if defined(BOOST_JSON_RYU_HAS_UINT128)
typedef __uint128_t uint128_t;
#else
#include <boost/json/detail/ryu/detail/d2s_intrinsics.hpp>
#endif
 
BOOST_JSON_NS_BEGIN
namespace detail {
 
namespace ryu {
namespace detail {
 
constexpr int DOUBLE_POW5_INV_BITCOUNT = 122;
constexpr int DOUBLE_POW5_BITCOUNT = 121;
 
#if defined(BOOST_JSON_RYU_OPTIMIZE_SIZE)
 
constexpr int POW5_TABLE_SIZE = 26;
 
inline
std::uint64_t const
(&DOUBLE_POW5_TABLE() noexcept)[POW5_TABLE_SIZE]
{
    static constexpr std::uint64_t arr[26] = {
    1ull, 5ull, 25ull, 125ull, 625ull, 3125ull, 15625ull, 78125ull, 390625ull,
    1953125ull, 9765625ull, 48828125ull, 244140625ull, 1220703125ull, 6103515625ull,
    30517578125ull, 152587890625ull, 762939453125ull, 3814697265625ull,
    19073486328125ull, 95367431640625ull, 476837158203125ull,
    2384185791015625ull, 11920928955078125ull, 59604644775390625ull,
    298023223876953125ull //, 1490116119384765625ull
    };
    return arr;
}
 
inline
std::uint64_t const
(&DOUBLE_POW5_SPLIT2() noexcept)[13][2]
{
    static constexpr std::uint64_t arr[13][2] = {
    {                    0u,  72057594037927936u },
    { 10376293541461622784u,  93132257461547851u },
    { 15052517733678820785u, 120370621524202240u },
    {  6258995034005762182u,  77787690973264271u },
    { 14893927168346708332u, 100538234169297439u },
    {  4272820386026678563u, 129942622070561240u },
    {  7330497575943398595u,  83973451344588609u },
    { 18377130505971182927u, 108533142064701048u },
    { 10038208235822497557u, 140275798336537794u },
    {  7017903361312433648u,  90651109995611182u },
    {  6366496589810271835u, 117163813585596168u },
    {  9264989777501460624u,  75715339914673581u },
    { 17074144231291089770u,  97859783203563123u }};
    return arr;
}
 
// Unfortunately, the results are sometimes off by one. We use an additional
// lookup table to store those cases and adjust the result.
inline
std::uint32_t const
(&POW5_OFFSETS() noexcept)[13]
{
    static constexpr std::uint32_t arr[13] = {
        0x00000000, 0x00000000, 0x00000000, 0x033c55be, 0x03db77d8, 0x0265ffb2,
        0x00000800, 0x01a8ff56, 0x00000000, 0x0037a200, 0x00004000, 0x03fffffc,
        0x00003ffe};
    return arr;
}
 
inline
std::uint64_t const
(&DOUBLE_POW5_INV_SPLIT2() noexcept)[13][2]
{
    static constexpr std::uint64_t arr[13][2] = {
    {                    1u, 288230376151711744u },
    {  7661987648932456967u, 223007451985306231u },
    { 12652048002903177473u, 172543658669764094u },
    {  5522544058086115566u, 266998379490113760u },
    {  3181575136763469022u, 206579990246952687u },
    {  4551508647133041040u, 159833525776178802u },
    {  1116074521063664381u, 247330401473104534u },
    { 17400360011128145022u, 191362629322552438u },
    {  9297997190148906106u, 148059663038321393u },
    { 11720143854957885429u, 229111231347799689u },
    { 15401709288678291155u, 177266229209635622u },
    {  3003071137298187333u, 274306203439684434u },
    { 17516772882021341108u, 212234145163966538u }};
    return arr;
}
 
inline
std::uint32_t const
(&POW5_INV_OFFSETS() noexcept)[20]
{
    static constexpr std::uint32_t arr[20] = {
    0x51505404, 0x55054514, 0x45555545, 0x05511411, 0x00505010, 0x00000004,
    0x00000000, 0x00000000, 0x55555040, 0x00505051, 0x00050040, 0x55554000,
    0x51659559, 0x00001000, 0x15000010, 0x55455555, 0x41404051, 0x00001010,
    0x00000014, 0x00000000};
    return arr;
}
 
#if defined(BOOST_JSON_RYU_HAS_UINT128)
 
// Computes 5^i in the form required by Ryu, and stores it in the given pointer.
inline
void
double_computePow5(
    const std::uint32_t i,
    std::uint64_t* const result)
{
    const std::uint32_t base = i / POW5_TABLE_SIZE;
    const std::uint32_t base2 = base * POW5_TABLE_SIZE;
    const std::uint32_t offset = i - base2;
    const std::uint64_t* const mul = DOUBLE_POW5_SPLIT2()[base];
    if (offset == 0)
    {
        result[0] = mul[0];
        result[1] = mul[1];
        return;
    }
    const std::uint64_t m = DOUBLE_POW5_TABLE()[offset];
    const uint128_t b0 = ((uint128_t)m) * mul[0];
    const uint128_t b2 = ((uint128_t)m) * mul[1];
    const std::uint32_t delta = pow5bits(i) - pow5bits(base2);
    const uint128_t shiftedSum = (b0 >> delta) + (b2 << (64 - delta)) + ((POW5_OFFSETS()[base] >> offset) & 1);
    result[0] = (std::uint64_t)shiftedSum;
    result[1] = (std::uint64_t)(shiftedSum >> 64);
}
 
// Computes 5^-i in the form required by Ryu, and stores it in the given pointer.
inline
void
double_computeInvPow5(
    const std::uint32_t i,
    std::uint64_t* const result)
{
    const std::uint32_t base = (i + POW5_TABLE_SIZE - 1) / POW5_TABLE_SIZE;
    const std::uint32_t base2 = base * POW5_TABLE_SIZE;
    const std::uint32_t offset = base2 - i;
    const std::uint64_t* const mul = DOUBLE_POW5_INV_SPLIT2()[base]; // 1/5^base2
    if (offset == 0)
    {
        result[0] = mul[0];
        result[1] = mul[1];
        return;
    }
    const std::uint64_t m = DOUBLE_POW5_TABLE()[offset]; // 5^offset
    const uint128_t b0 = ((uint128_t)m) * (mul[0] - 1);
    const uint128_t b2 = ((uint128_t)m) * mul[1]; // 1/5^base2 * 5^offset = 1/5^(base2-offset) = 1/5^i
    const std::uint32_t delta = pow5bits(base2) - pow5bits(i);
    const uint128_t shiftedSum =
        ((b0 >> delta) + (b2 << (64 - delta))) + 1 + ((POW5_INV_OFFSETS()[i / 16] >> ((i % 16) << 1)) & 3);
    result[0] = (std::uint64_t)shiftedSum;
    result[1] = (std::uint64_t)(shiftedSum >> 64);
}
 
#else // defined(BOOST_JSON_RYU_HAS_UINT128)
 
// Computes 5^i in the form required by Ryu, and stores it in the given pointer.
inline
void
double_computePow5(
    const std::uint32_t i,
    std::uint64_t* const result)
{
    const std::uint32_t base = i / POW5_TABLE_SIZE;
    const std::uint32_t base2 = base * POW5_TABLE_SIZE;
    const std::uint32_t offset = i - base2;
    const std::uint64_t* const mul = DOUBLE_POW5_SPLIT2()[base];
    if (offset == 0)
    {
        result[0] = mul[0];
        result[1] = mul[1];
        return;
    }
    std::uint64_t const m = DOUBLE_POW5_TABLE()[offset];
    std::uint64_t high1;
    std::uint64_t const low1 = umul128(m, mul[1], &high1);
    std::uint64_t high0;
    std::uint64_t const low0 = umul128(m, mul[0], &high0);
    std::uint64_t const sum = high0 + low1;
    if (sum < high0)
        ++high1; // overflow into high1
    // high1 | sum | low0
    std::uint32_t const delta = pow5bits(i) - pow5bits(base2);
    result[0] = shiftright128(low0, sum, delta) + ((POW5_OFFSETS()[base] >> offset) & 1);
    result[1] = shiftright128(sum, high1, delta);
}
 
// Computes 5^-i in the form required by Ryu, and stores it in the given pointer.
inline
void
double_computeInvPow5(
    const std::uint32_t i,
    std::uint64_t* const result)
{
    const std::uint32_t base = (i + POW5_TABLE_SIZE - 1) / POW5_TABLE_SIZE;
    const std::uint32_t base2 = base * POW5_TABLE_SIZE;
    const std::uint32_t offset = base2 - i;
    const std::uint64_t* const mul = DOUBLE_POW5_INV_SPLIT2()[base]; // 1/5^base2
    if (offset == 0)
    {
        result[0] = mul[0];
        result[1] = mul[1];
        return;
    }
    std::uint64_t const m = DOUBLE_POW5_TABLE()[offset];
    std::uint64_t high1;
    std::uint64_t const low1 = umul128(m, mul[1], &high1);
    std::uint64_t high0;
    std::uint64_t const low0 = umul128(m, mul[0] - 1, &high0);
    std::uint64_t const sum = high0 + low1;
    if (sum < high0)
        ++high1; // overflow into high1
    // high1 | sum | low0
    std::uint32_t const delta = pow5bits(base2) - pow5bits(i);
    result[0] = shiftright128(low0, sum, delta) + 1 + ((POW5_INV_OFFSETS()[i / 16] >> ((i % 16) << 1)) & 3);
    result[1] = shiftright128(sum, high1, delta);
}
 
#endif // defined(BOOST_JSON_RYU_HAS_UINT128)
 
#endif // defined(BOOST_JSON_RYU_OPTIMIZE_SIZE)
 
} // detail
} // ryu
 
} // detail
BOOST_JSON_NS_END
 
#endif