User Tools

Site Tools


base:fast_sqrt

Differences

This shows you the differences between two versions of the page.

Link to this comparison view

Both sides previous revisionPrevious revision
Next revision
Previous revision
Next revisionBoth sides next revision
base:fast_sqrt [2019-07-24 00:43] verzbase:fast_sqrt [2019-07-27 21:28] verz
Line 374: Line 374:
  
  
-I'm still working on it, anyway this is based on one of the partial algorithms, and computes Sqrt of a 32bit number.  +---- 
-Put the number in _square and get the result in _sqrt and _remainder.+ 
 +by Verz: the generic algorithm is:
  
 <code> <code>
-_square  $5B          ; 4 bytes: $5b-$5e; input number +        R0 
-_sqrt    $5F          ; bytes: $5f-$60; result of the computation +        M= N 
-_remainder _M+2       ; 2 bytes: $5d-$5e; is in fact the high bytes of _M +        D= 2^(p-1) 
-_T       $57          ; 4 bytes: $57-$5a +        for n1 to p 
-_M       $5B          4 bytes: $5b-$5e, same as the input _square +        { 
-_D       $61          ; 2 bytes: $61-$62+            T= (R+R+D) ASL (p-1) 
 +            if (T <M) then M=M-T: R=R+D 
 +            MM ASL 1 
 +            D= D LSR 1 
 +        } 
 +</code> 
 +where //p// is the number of bits of the resultor half the bits of the radicand (+1 if the radicand has an odd amount of bits).\\  
 +//p=ceil(#bits-of-radicand/2)//\\ 
  
-sqrt32 +Incidentally the algorithm provides also the remainder via (M LSR p)\\  
-        ldx #0 +//p// can be greater than necessary, just producing more iterations. A value of p=16 permits to perform the calculations for 32bit numbers and smaller.
-        stx _sqrt               ;R +
-        stx _sqrt+1 +
-        stx _D +
-        ;stx _T         ; Tlo is always 0 +
-        ldx #$80 +
-        stx _D+1+
  
-        ldy #16+This is the code for a 32bit integer Sqrt. Provides the result and the remainder: 
 +<code> 
 +;******************************************** 
 +;*    sqrt32 
 +;* 
 +;*   computes Sqrt of a 32bit number 
 +;* 
 +;*      input:  square, the 4-byte source number 
 +;*      output: sqrt, 16bit value 
 +;*              remnd, 16bit value 
 +;*
  
-_loopsq  +sqrt32  lda #0 
-        lda _sqrt +        sta sqrt        ; R=0 
-        asl +        sta sqrt+1 
-        sta _T+2 +        ;sta T+       ; (T+1) is zero until last iteration; (T+0is always 0
-        lda _sqrt+1 +
-        rol +
-        sta _T++
-        clc +
-        lda _D +
-        adc _T+2 +
-        sta _T++
-        lda _D+1 +
-        adc _T++
-        lsr +
-        sta _T+3 +
-        lda _T+2 +
-        ror +
-        sta _T+2 +
-        lda #0 +
-;       sta _T          ; Tlo is always 0 +
-        ror +
-        sta _T+1+
  
-        LDA _M+3 +        ldy #14         ; 15 iterations (14-->0) + last iteration 
-        CMP _T+3 +loopsq  clc 
-        BCC skip1       ; T <= M    branch if T>M+        lda stablo,   ; (2*R+D) LSR 1; actually: R+(D LSR 1) 
 +        adc sqrt 
 +        sta T+2 
 +        lda stabhi,y 
 +        adc sqrt+1 
 +        sta T+3 
 +         
 +        lda M+3 
 +        cmp T+3 
 +        bcc skip1       ; T <= M    (branch if T>M)
         bne skip0         bne skip0
-        lda _M+2 +        lda M+2 
-        cmp _T+2+        cmp T+2
         bcc skip1         bcc skip1
-        bne skip0 +skip0   ;sec 
-        lda _M+1 +        lda M+2         ; M=M-T 
-        cmp _T+1 +        sbc T+2 
-        bcc skip1 +        sta M+2 
-       bne skip0      ;_Tlo is always 0 +        lda M+3 
-;        lda _reM +        sbc T+3 
-;        cmp _T +        sta M+3 
-;        bcc skip1 +        clc             ; possibly unnecessary 
- +        lda sqrt        ; R=R+D 
-skip0   sec +        adc stablo+1,y 
-       lda _M         ; Tlo is always 0 +        sta sqrt 
-;        sbc _T +        lda sqrt+1 
-;        sta _M +        adc stabhi+1,y 
-        lda _M+1        ; M=M-T +        sta sqrt+1
-        sbc _T+1 +
-        sta _M+1 +
-        lda _M+2 +
-        sbc _T+2 +
-        sta _M+2 +
-        lda _M+3 +
-        sbc _T+3 +
-        sta _M+3 +
-        clc            ; possibly unnecessary +
-        lda _sqrt      ; R=R+D +
-        adc _D +
-        sta _sqrt +
-        lda _sqrt+1 +
-        adc _D+1 +
-        sta _sqrt+1+
 skip1 skip1
-        asl _M +        asl M           ; M=M*2 
-        rol _M+1 +        rol M+1  
-        rol _M+2 +        rol M+2 
-        rol _M+3 +        rol M+3 
-        lsr _D+1 +        dey             ; implicit: D=D/2, by the decrement of .Y 
-        ror _D +        bpl loopsq 
-        dey +lastiter                ; code for last iteration 
-        beq _endsqrt +        ; during last iteration D=1, so [(2*R+D) LSR 1] makes D the MSB of T+1 
-        jmp _loopsq +        lda M+3 
-_endsqrt+        cmp sqrt+1      ; (T+3) = sqrtHI 
 +        bcc skp1        ; T <= M    branch if T>M 
 +        bne skp0 
 +        lda M+2 
 +        cmp sqrt        ; (T+2) = sqrtLO 
 +        bcc skp1 
 +        bne skp0 
 +        lda M+1 
 +        cmp #$80        ; value of (T+1) during last iteration 
 +        bcc skp1 
 +skp0    ;sec 
 +        lda M+1 
 +        sbc #$80        ; (T+1) during last iteration 
 +        sta M+1 
 +        lda M+2         ; M=M-T 
 +        sbc sqrt        ; (T+2) 
 +        sta M+2 
 +        lda M+3 
 +        sbc sqrt+1      ; (T+3) 
 +        sta M+3 
 +        inc sqrt        ; R=R+D with D=1 
 +        bne skp1 
 +        inc sqrt+1 
 +skp1    asl M           ; M=M*2 
 +        rol M+1 
 +        rol M+2 
 +        rol M+3
         rts         rts
-</code> 
  
 +;**** Variables and Shift table
 +       byte 0
 +stabhi byte 0,0,0,0,0,0,0,0
 +stablo BYTE $01,$02,$04,$08,$10,$20,$40,$80
 +       byte 0,0,0,0,0,0,0,0
 +
 +square  = $5B     ; 4 bytes: input value
 +sqrt    = $5F     ; 2 bytes: result
 +remnd   = M+2     ; 2 bytes: is in fact the high bytes of M (M LSR 16)
 +T       = $57     ; 4 bytes: could be 2 bytes: T+0 is always 0; T+1 is 0 until last iteration
 +M       = $5B     ; 4 bytes: over the input square
 +</code>
 +The algorithm is pretty fast: it has a top cycles count of around 1700, but seems to average at 1.3ms with variables in page zero.\\ 
 +I think it could be convenient to add a control to check whether M=0 and exit earlier.
  
base/fast_sqrt.txt · Last modified: 2019-08-18 20:28 by verz