]> gitweb.factorcode.org Git - factor.git/blobdiff - basis/math/vectors/simd/simd.factor
factor: trim using lists
[factor.git] / basis / math / vectors / simd / simd.factor
index b7b244de124ce4f765a3c522edbacb674a3755ab..7870ed8db619eece9d06307477f9059fff7ae41e 100644 (file)
@@ -1,13 +1,14 @@
-USING: accessors alien.c-types arrays byte-arrays classes combinators
-cpu.architecture effects fry functors generalizations generic
-generic.parser kernel lexer literals macros math math.functions
-math.vectors math.vectors.private math.vectors.simd.intrinsics namespaces parser
-prettyprint.custom quotations sequences sequences.private vocabs
+USING: accessors alien arrays byte-arrays classes combinators
+cpu.architecture effects functors generalizations kernel lexer
+literals math math.bitwise math.vectors
+math.vectors.simd.intrinsics parser prettyprint.custom
+quotations sequences sequences.generalizations sequences.private
 vocabs.loader words ;
 QUALIFIED-WITH: alien.c-types c
 IN: math.vectors.simd
 
 ERROR: bad-simd-length got expected ;
+ERROR: bad-simd-vector obj ;
 
 <<
 <PRIVATE
@@ -48,6 +49,7 @@ TUPLE: simd-128
 
 GENERIC: simd-element-type ( obj -- c-type )
 GENERIC: simd-rep ( simd -- rep )
+GENERIC: simd-with ( n exemplar -- v )
 
 M: object simd-element-type drop f ;
 M: object simd-rep drop f ;
@@ -71,39 +73,196 @@ DEFER: simd-construct-op
 : v->v-op ( a rep quot: ( (a) rep -- (c) ) fallback-quot -- c )
     drop [ simd-unbox ] 2dip 2curry make-underlying ; inline
 
-: vn->v-op ( a n rep quot: ( (a) n rep -- (c) ) fallback-quot -- c )
+: vx->v-op ( a obj rep quot: ( (a) obj rep -- (c) ) fallback-quot -- c )
     drop [ simd-unbox ] 3dip 3curry make-underlying ; inline
 
-: vn->n-op ( a n rep quot: ( (a) n rep -- n ) fallback-quot -- n )
+: vn->v-op ( a n rep quot: ( (a) n rep -- (c) ) fallback-quot -- c )
+    drop [ [ simd-unbox ] [ >fixnum ] bi* ] 2dip 3curry make-underlying ; inline
+
+: vx->x-op ( a obj rep quot: ( (a) obj rep -- obj ) fallback-quot -- obj )
     drop [ underlying>> ] 3dip call ; inline
 
-: v->n-op ( a rep quot: ( (a) rep -- n ) fallback-quot -- n )
+: v->x-op ( a rep quot: ( (a) rep -- obj ) fallback-quot -- obj )
     drop [ underlying>> ] 2dip call ; inline
 
 : (vv->v-op) ( a b rep quot: ( (a) (b) rep -- (c) ) -- c )
     [ [ simd-unbox ] [ underlying>> ] bi* ] 2dip 3curry make-underlying ; inline
 
-: (vv->n-op) ( a b rep quot: ( (a) (b) rep -- n ) -- n )
+: (vv->x-op) ( a b rep quot: ( (a) (b) rep -- n ) -- n )
     [ [ underlying>> ] bi@ ] 2dip 3curry call ; inline
-    
+
+: (vvx->v-op) ( a b obj rep quot: ( (a) (b) obj rep -- (c) ) -- c )
+    [ [ simd-unbox ] [ underlying>> ] bi* ] 3dip 2curry 2curry make-underlying ; inline
+
 : vv->v-op ( a b rep quot: ( (a) (b) rep -- (c) ) fallback-quot -- c )
     [ '[ _ (vv->v-op) ] ] [ '[ drop @ ] ] bi* if-both-vectors-match ; inline
 
+:: vvx->v-op ( a b obj rep quot: ( (a) (b) obj rep -- (c) ) fallback-quot -- c )
+    a b rep
+    [ obj swap quot (vvx->v-op) ]
+    [ drop obj fallback-quot call ] if-both-vectors-match ; inline
+
 : vv'->v-op ( a b rep quot: ( (a) (b) rep -- (c) ) fallback-quot -- c )
     [ '[ _ (vv->v-op) ] ] [ '[ drop @ ] ] bi* if-both-vectors ; inline
 
-: vv->n-op ( a b rep quot: ( (a) (b) rep -- n ) fallback-quot -- n )
-    [ '[ _ (vv->n-op) ] ] [ '[ drop @ ] ] bi* if-both-vectors-match ; inline
+: vv->x-op ( a b rep quot: ( (a) (b) rep -- obj ) fallback-quot -- obj )
+    [ '[ _ (vv->x-op) ] ] [ '[ drop @ ] ] bi* if-both-vectors-match ; inline
+
+: mask>count ( n rep -- n' )
+    [ bit-count ] dip {
+        { float-4-rep     [ ] }
+        { double-2-rep    [ -1 shift ] }
+        { uchar-16-rep    [ ] }
+        { char-16-rep     [ ] }
+        { ushort-8-rep    [ -1 shift ] }
+        { short-8-rep     [ -1 shift ] }
+        { ushort-8-rep    [ -1 shift ] }
+        { int-4-rep       [ -2 shift ] }
+        { uint-4-rep      [ -2 shift ] }
+        { longlong-2-rep  [ -3 shift ] }
+        { ulonglong-2-rep [ -3 shift ] }
+    } case ; inline
 
 PRIVATE>
 >>
 
 <<
+
+! SIMD vectors as sequences
+
+M: simd-128 hashcode* underlying>> hashcode* ; inline
+M: simd-128 clone [ clone ] change-underlying ; inline
+M: simd-128 byte-length drop 16 ; inline
+
+M: simd-128 new-sequence
+    2dup length =
+    [ nip [ 16 (byte-array) ] make-underlying ]
+    [ length bad-simd-length ] if ; inline
+
+M: simd-128 equal?
+    dup simd-rep [ drop v= vall? ] [ 3drop f ] if-both-vectors-match ; inline
+
+! SIMD primitive operations
+
+M: simd-128 v+
+    dup simd-rep [ (simd-v+) ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
+M: simd-128 v-
+    dup simd-rep [ (simd-v-) ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
+M: simd-128 vneg
+    dup simd-rep [ (simd-vneg) ] [ call-next-method ] v->v-op  ; inline
+M: simd-128 v+-
+    dup simd-rep [ (simd-v+-) ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
+M: simd-128 vs+
+    dup simd-rep [ (simd-vs+) ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
+M: simd-128 vs-
+    dup simd-rep [ (simd-vs-) ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
+M: simd-128 vs*
+    dup simd-rep [ (simd-vs*) ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
+M: simd-128 v*
+    dup simd-rep [ (simd-v*) ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
+M: simd-128 v*high
+    dup simd-rep [ (simd-v*high) ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
+M: simd-128 v/
+    dup simd-rep [ (simd-v/) ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
+M: simd-128 vavg
+    dup simd-rep [ (simd-vavg) ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
+M: simd-128 vmin
+    dup simd-rep [ (simd-vmin) ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
+M: simd-128 vmax
+    dup simd-rep [ (simd-vmax) ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
+M: simd-128 vdot
+    dup simd-rep [ (simd-vdot) ] [ call-next-method ] vv->x-op ; inline
+M: simd-128 vsad
+    dup simd-rep [ (simd-vsad) ] [ call-next-method ] vv->x-op ; inline
+M: simd-128 vsqrt
+    dup simd-rep [ (simd-vsqrt) ] [ call-next-method ] v->v-op  ; inline
+M: simd-128 sum
+    dup simd-rep [ (simd-sum) ] [ call-next-method ] v->x-op  ; inline
+M: simd-128 vabs
+    dup simd-rep [ (simd-vabs) ] [ call-next-method ] v->v-op  ; inline
+M: simd-128 vbitand
+    dup simd-rep [ (simd-vbitand) ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
+M: simd-128 vbitandn
+    dup simd-rep [ (simd-vbitandn) ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
+M: simd-128 vbitor
+    dup simd-rep [ (simd-vbitor) ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
+M: simd-128 vbitxor
+    dup simd-rep [ (simd-vbitxor) ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
+M: simd-128 vbitnot
+    dup simd-rep [ (simd-vbitnot) ] [ call-next-method ] v->v-op  ; inline
+M: simd-128 vand
+    dup simd-rep [ (simd-vand) ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
+M: simd-128 vandn
+    dup simd-rep [ (simd-vandn) ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
+M: simd-128 vor
+    dup simd-rep [ (simd-vor) ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
+M: simd-128 vxor
+    dup simd-rep [ (simd-vxor) ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
+M: simd-128 vnot
+    dup simd-rep [ (simd-vnot) ] [ call-next-method ] v->v-op  ; inline
+M: simd-128 vlshift
+    over simd-rep [ (simd-vlshift) ] [ call-next-method ] vn->v-op ; inline
+M: simd-128 vrshift
+    over simd-rep [ (simd-vrshift) ] [ call-next-method ] vn->v-op ; inline
+M: simd-128 hlshift
+    over simd-rep [ (simd-hlshift) ] [ call-next-method ] vn->v-op ; inline
+M: simd-128 hrshift
+    over simd-rep [ (simd-hrshift) ] [ call-next-method ] vn->v-op ; inline
+M: simd-128 vshuffle-elements
+    over simd-rep [ (simd-vshuffle-elements) ] [ call-next-method ] vx->v-op ; inline
+M: simd-128 vshuffle2-elements
+    over simd-rep [ (simd-vshuffle2-elements) ] [ call-next-method ] vvx->v-op ; inline
+M: simd-128 vshuffle-bytes
+    dup simd-rep [ (simd-vshuffle-bytes) ] [ call-next-method ] vv'->v-op ; inline
+M: simd-128 (vmerge-head)
+    dup simd-rep [ (simd-vmerge-head) ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
+M: simd-128 (vmerge-tail)
+    dup simd-rep [ (simd-vmerge-tail) ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
+M: simd-128 v<=
+    dup simd-rep [ (simd-v<=) ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
+M: simd-128 v<
+    dup simd-rep [ (simd-v<) ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
+M: simd-128 v=
+    dup simd-rep [ (simd-v=) ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
+M: simd-128 v>
+    dup simd-rep [ (simd-v>) ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
+M: simd-128 v>=
+    dup simd-rep [ (simd-v>=) ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
+M: simd-128 vunordered?
+    dup simd-rep [ (simd-vunordered?) ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
+M: simd-128 vany?
+    dup simd-rep [ (simd-vany?) ] [ call-next-method ] v->x-op  ; inline
+M: simd-128 vall?
+    dup simd-rep [ (simd-vall?) ] [ call-next-method ] v->x-op  ; inline
+M: simd-128 vnone?
+    dup simd-rep [ (simd-vnone?) ] [ call-next-method ] v->x-op  ; inline
+M: simd-128 vcount
+    dup simd-rep
+    [ [ (simd-vgetmask) assert-positive ] [ call-next-method ] v->x-op ]
+    [ mask>count ] bi ; inline
+
+! SIMD high-level specializations
+
+M: simd-128 vbroadcast swap [ nth ] [ simd-with ] bi ; inline
+M: simd-128 n+v [ simd-with ] keep v+ ; inline
+M: simd-128 n-v [ simd-with ] keep v- ; inline
+M: simd-128 n*v [ simd-with ] keep v* ; inline
+M: simd-128 n/v [ simd-with ] keep v/ ; inline
+M: simd-128 v+n over simd-with v+ ; inline
+M: simd-128 v-n over simd-with v- ; inline
+M: simd-128 v*n over simd-with v* ; inline
+M: simd-128 v/n over simd-with v/ ; inline
+M: simd-128 norm-sq dup vdot assert-positive ; inline
+M: simd-128 distance v- norm ; inline
+
+M: simd-128 >pprint-sequence ;
+M: simd-128 pprint* pprint-object ;
+
 <PRIVATE
 
 ! SIMD concrete type functor
 
-FUNCTOR: define-simd-128 ( T -- )
+<FUNCTOR: define-simd-128 ( T -- )
 
 A      DEFINES-CLASS ${T}
 A-rep  IS            ${T}-rep
@@ -115,23 +274,24 @@ A{     DEFINES       ${T}{
 
 ELT     [ A-rep rep-component-type ]
 N       [ A-rep rep-length ]
-COERCER [ ELT c-type-class "coercer" word-prop [ ] or ]
+COERCER [ ELT c:c-type-class "coercer" word-prop [ ] or ]
 
-SET-NTH [ ELT dup c:c-setter c:array-accessor ]
-
-BOA-EFFECT [ N "n" <repetition> >array { "v" } <effect> ]
+BOA-EFFECT [ N "n" <array> { "v" } <effect> ]
 
 WHERE
 
-TUPLE: A < simd-128 ;
+TUPLE: A < simd-128 ; final
 
 M: A new-underlying    drop \ A boa ; inline
 M: A simd-rep          drop A-rep ; inline
 M: A simd-element-type drop ELT ; inline
+M: A simd-with         drop A-with ; inline
 
+M: A nth-unsafe
+    swap \ A-rep [ (simd-select) ] [ call-next-method ] vx->x-op ; inline
 M: A set-nth-unsafe
     [ ELT boolean>element ] 2dip
-    underlying>> SET-NTH call ; inline
+    underlying>> ELT c:set-alien-element ; inline
 
 : >A ( seq -- simd ) \ A new clone-like ; inline
 
@@ -140,84 +300,7 @@ M: A like drop dup \ A instance? [ >A ] unless ; inline
 : A-with ( n -- v ) COERCER call \ A-rep (simd-with) \ A boa ; inline
 : A-cast ( v -- v' ) underlying>> \ A boa ; inline
 
-! SIMD vectors as sequences
-
-M: A hashcode* underlying>> hashcode* ; inline
-M: A clone [ clone ] change-underlying ; inline
 M: A length drop N ; inline
-M: A nth-unsafe
-    swap \ A-rep [ (simd-select) ] [ call-next-method ] vn->n-op ; inline
-M: A c:byte-length drop 16 ; inline
-
-M: A new-sequence
-    2dup length =
-    [ nip [ 16 (byte-array) ] make-underlying ]
-    [ length bad-simd-length ] if ; inline
-
-M: A equal?
-    \ A-rep [ drop v= vall? ] [ 3drop f ] if-both-vectors-match ; inline
-
-! SIMD primitive operations
-
-M: A v+                \ A-rep [ (simd-v+)                ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
-M: A v-                \ A-rep [ (simd-v-)                ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
-M: A vneg              \ A-rep [ (simd-vneg)              ] [ call-next-method ] v->v-op  ; inline
-M: A v+-               \ A-rep [ (simd-v+-)               ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
-M: A vs+               \ A-rep [ (simd-vs+)               ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
-M: A vs-               \ A-rep [ (simd-vs-)               ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
-M: A vs*               \ A-rep [ (simd-vs*)               ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
-M: A v*                \ A-rep [ (simd-v*)                ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
-M: A v/                \ A-rep [ (simd-v/)                ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
-M: A vmin              \ A-rep [ (simd-vmin)              ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
-M: A vmax              \ A-rep [ (simd-vmax)              ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
-M: A v.                \ A-rep [ (simd-v.)                ] [ call-next-method ] vv->n-op ; inline
-M: A vsqrt             \ A-rep [ (simd-vsqrt)             ] [ call-next-method ] v->v-op  ; inline
-M: A sum               \ A-rep [ (simd-sum)               ] [ call-next-method ] v->n-op  ; inline
-M: A vabs              \ A-rep [ (simd-vabs)              ] [ call-next-method ] v->v-op  ; inline
-M: A vbitand           \ A-rep [ (simd-vbitand)           ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
-M: A vbitandn          \ A-rep [ (simd-vbitandn)          ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
-M: A vbitor            \ A-rep [ (simd-vbitor)            ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
-M: A vbitxor           \ A-rep [ (simd-vbitxor)           ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
-M: A vbitnot           \ A-rep [ (simd-vbitnot)           ] [ call-next-method ] v->v-op  ; inline
-M: A vand              \ A-rep [ (simd-vand)              ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
-M: A vandn             \ A-rep [ (simd-vandn)             ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
-M: A vor               \ A-rep [ (simd-vor)               ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
-M: A vxor              \ A-rep [ (simd-vxor)              ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
-M: A vnot              \ A-rep [ (simd-vnot)              ] [ call-next-method ] v->v-op  ; inline
-M: A vlshift           \ A-rep [ (simd-vlshift)           ] [ call-next-method ] vn->v-op ; inline
-M: A vrshift           \ A-rep [ (simd-vrshift)           ] [ call-next-method ] vn->v-op ; inline
-M: A hlshift           \ A-rep [ (simd-hlshift)           ] [ call-next-method ] vn->v-op ; inline
-M: A hrshift           \ A-rep [ (simd-hrshift)           ] [ call-next-method ] vn->v-op ; inline
-M: A vshuffle-elements \ A-rep [ (simd-vshuffle-elements) ] [ call-next-method ] vn->v-op ; inline
-M: A vshuffle-bytes    \ A-rep [ (simd-vshuffle-bytes)    ] [ call-next-method ] vv'->v-op ; inline
-M: A (vmerge-head)     \ A-rep [ (simd-vmerge-head)       ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
-M: A (vmerge-tail)     \ A-rep [ (simd-vmerge-tail)       ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
-M: A v<=               \ A-rep [ (simd-v<=)               ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
-M: A v<                \ A-rep [ (simd-v<)                ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
-M: A v=                \ A-rep [ (simd-v=)                ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
-M: A v>                \ A-rep [ (simd-v>)                ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
-M: A v>=               \ A-rep [ (simd-v>=)               ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
-M: A vunordered?       \ A-rep [ (simd-vunordered?)       ] [ call-next-method ] vv->v-op ; inline
-M: A vany?             \ A-rep [ (simd-vany?)             ] [ call-next-method ] v->n-op  ; inline
-M: A vall?             \ A-rep [ (simd-vall?)             ] [ call-next-method ] v->n-op  ; inline
-M: A vnone?            \ A-rep [ (simd-vnone?)            ] [ call-next-method ] v->n-op  ; inline
-
-! SIMD high-level specializations
-
-M: A vbroadcast swap nth A-with ; inline
-M: A n+v [ A-with ] dip v+ ; inline
-M: A n-v [ A-with ] dip v- ; inline
-M: A n*v [ A-with ] dip v* ; inline
-M: A n/v [ A-with ] dip v/ ; inline
-M: A v+n A-with v+ ; inline
-M: A v-n A-with v- ; inline
-M: A v*n A-with v* ; inline
-M: A v/n A-with v/ ; inline
-M: A norm-sq dup v. assert-positive ; inline
-M: A distance v- norm ; inline
-
-M: A >pprint-sequence ;
-M: A pprint* pprint-object ;
 
 \ A-boa
 [ COERCER N napply ] N {
@@ -236,16 +319,19 @@ c:<c-type>
     byte-array >>class
     A >>boxed-class
     { A-rep alien-vector A boa } >quotation >>getter
-    { [ underlying>> ] 2dip A-rep set-alien-vector } >quotation >>setter
+    {
+        [ dup simd-128? [ bad-simd-vector ] unless underlying>> ] 2dip
+        A-rep set-alien-vector
+    } >quotation >>setter
     16 >>size
     16 >>align
     A-rep >>rep
 \ A c:typedef
 
-;FUNCTOR
+;FUNCTOR>
 
 SYNTAX: SIMD-128:
-    scan define-simd-128 ;
+    scan-token define-simd-128 ;
 
 PRIVATE>
 
@@ -266,9 +352,20 @@ SIMD-128: double-2
 
 ! misc
 
-M: simd-128 vshuffle ( u perm -- v )
+M: simd-128 vshuffle
     vshuffle-bytes ; inline
 
-"mirrors" vocab [
-    "math.vectors.simd.mirrors" require
-] when
+M: uchar-16 v*hs+
+    uchar-16-rep [ (simd-v*hs+) ] [ call-next-method ] vv->v-op short-8-cast ; inline
+M: ushort-8 v*hs+
+    ushort-8-rep [ (simd-v*hs+) ] [ call-next-method ] vv->v-op uint-4-cast ; inline
+M: uint-4 v*hs+
+    uint-4-rep [ (simd-v*hs+) ] [ call-next-method ] vv->v-op ulonglong-2-cast ; inline
+M: char-16 v*hs+
+    char-16-rep [ (simd-v*hs+) ] [ call-next-method ] vv->v-op short-8-cast ; inline
+M: short-8 v*hs+
+    short-8-rep [ (simd-v*hs+) ] [ call-next-method ] vv->v-op int-4-cast ; inline
+M: int-4 v*hs+
+    int-4-rep [ (simd-v*hs+) ] [ call-next-method ] vv->v-op longlong-2-cast ; inline
+
+{ "math.vectors.simd" "mirrors" } "math.vectors.simd.mirrors" require-when