
(FPCore (x) :precision binary64 (- (sin x) x))
double code(double x) {
return sin(x) - x;
}
real(8) function code(x)
real(8), intent (in) :: x
code = sin(x) - x
end function
public static double code(double x) {
return Math.sin(x) - x;
}
def code(x): return math.sin(x) - x
function code(x) return Float64(sin(x) - x) end
function tmp = code(x) tmp = sin(x) - x; end
code[x_] := N[(N[Sin[x], $MachinePrecision] - x), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\sin x - x
\end{array}
Sampling outcomes in binary64 precision:
Herbie found 9 alternatives:
| Alternative | Accuracy | Speedup |
|---|
(FPCore (x) :precision binary64 (- (sin x) x))
double code(double x) {
return sin(x) - x;
}
real(8) function code(x)
real(8), intent (in) :: x
code = sin(x) - x
end function
public static double code(double x) {
return Math.sin(x) - x;
}
def code(x): return math.sin(x) - x
function code(x) return Float64(sin(x) - x) end
function tmp = code(x) tmp = sin(x) - x; end
code[x_] := N[(N[Sin[x], $MachinePrecision] - x), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\sin x - x
\end{array}
(FPCore (x) :precision binary64 (* (fma (pow x 4.0) -0.0001984126984126984 (- (* (* x x) 0.008333333333333333) 0.16666666666666666)) (pow x 3.0)))
double code(double x) {
return fma(pow(x, 4.0), -0.0001984126984126984, (((x * x) * 0.008333333333333333) - 0.16666666666666666)) * pow(x, 3.0);
}
function code(x) return Float64(fma((x ^ 4.0), -0.0001984126984126984, Float64(Float64(Float64(x * x) * 0.008333333333333333) - 0.16666666666666666)) * (x ^ 3.0)) end
code[x_] := N[(N[(N[Power[x, 4.0], $MachinePrecision] * -0.0001984126984126984 + N[(N[(N[(x * x), $MachinePrecision] * 0.008333333333333333), $MachinePrecision] - 0.16666666666666666), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] * N[Power[x, 3.0], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\mathsf{fma}\left({x}^{4}, -0.0001984126984126984, \left(x \cdot x\right) \cdot 0.008333333333333333 - 0.16666666666666666\right) \cdot {x}^{3}
\end{array}
Initial program 72.1%
Taylor expanded in x around 0
*-commutativeN/A
lower-*.f64N/A
+-commutativeN/A
distribute-lft-inN/A
*-commutativeN/A
associate--l+N/A
*-commutativeN/A
associate-*r*N/A
lower-fma.f64N/A
pow-sqrN/A
lower-pow.f64N/A
metadata-evalN/A
lower--.f64N/A
*-commutativeN/A
lower-*.f64N/A
unpow2N/A
lower-*.f64N/A
lower-pow.f6499.5
Applied rewrites99.5%
(FPCore (x) :precision binary64 (+ (* (pow x 7.0) -0.0001984126984126984) (* (* (* (fma (* x x) 0.008333333333333333 -0.16666666666666666) x) x) x)))
double code(double x) {
return (pow(x, 7.0) * -0.0001984126984126984) + (((fma((x * x), 0.008333333333333333, -0.16666666666666666) * x) * x) * x);
}
function code(x) return Float64(Float64((x ^ 7.0) * -0.0001984126984126984) + Float64(Float64(Float64(fma(Float64(x * x), 0.008333333333333333, -0.16666666666666666) * x) * x) * x)) end
code[x_] := N[(N[(N[Power[x, 7.0], $MachinePrecision] * -0.0001984126984126984), $MachinePrecision] + N[(N[(N[(N[(N[(x * x), $MachinePrecision] * 0.008333333333333333 + -0.16666666666666666), $MachinePrecision] * x), $MachinePrecision] * x), $MachinePrecision] * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
{x}^{7} \cdot -0.0001984126984126984 + \left(\left(\mathsf{fma}\left(x \cdot x, 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right) \cdot x\right) \cdot x\right) \cdot x
\end{array}
Initial program 72.1%
Taylor expanded in x around 0
*-commutativeN/A
lower-*.f64N/A
+-commutativeN/A
distribute-lft-inN/A
*-commutativeN/A
associate--l+N/A
*-commutativeN/A
associate-*r*N/A
lower-fma.f64N/A
pow-sqrN/A
lower-pow.f64N/A
metadata-evalN/A
lower--.f64N/A
*-commutativeN/A
lower-*.f64N/A
unpow2N/A
lower-*.f64N/A
lower-pow.f6499.5
Applied rewrites99.5%
Applied rewrites99.5%
Applied rewrites99.5%
Taylor expanded in x around 0
Applied rewrites99.5%
Final simplification99.5%
(FPCore (x) :precision binary64 (* (- (* (* x x) (fma (* -0.0001984126984126984 x) x 0.008333333333333333)) 0.16666666666666666) (* (* x x) x)))
double code(double x) {
return (((x * x) * fma((-0.0001984126984126984 * x), x, 0.008333333333333333)) - 0.16666666666666666) * ((x * x) * x);
}
function code(x) return Float64(Float64(Float64(Float64(x * x) * fma(Float64(-0.0001984126984126984 * x), x, 0.008333333333333333)) - 0.16666666666666666) * Float64(Float64(x * x) * x)) end
code[x_] := N[(N[(N[(N[(x * x), $MachinePrecision] * N[(N[(-0.0001984126984126984 * x), $MachinePrecision] * x + 0.008333333333333333), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] - 0.16666666666666666), $MachinePrecision] * N[(N[(x * x), $MachinePrecision] * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\left(\left(x \cdot x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(-0.0001984126984126984 \cdot x, x, 0.008333333333333333\right) - 0.16666666666666666\right) \cdot \left(\left(x \cdot x\right) \cdot x\right)
\end{array}
Initial program 72.1%
Taylor expanded in x around 0
*-commutativeN/A
lower-*.f64N/A
+-commutativeN/A
distribute-lft-inN/A
*-commutativeN/A
associate--l+N/A
*-commutativeN/A
associate-*r*N/A
lower-fma.f64N/A
pow-sqrN/A
lower-pow.f64N/A
metadata-evalN/A
lower--.f64N/A
*-commutativeN/A
lower-*.f64N/A
unpow2N/A
lower-*.f64N/A
lower-pow.f6499.5
Applied rewrites99.5%
Applied rewrites99.4%
Applied rewrites99.4%
Applied rewrites99.4%
(FPCore (x) :precision binary64 (* (* (* (- (* 0.008333333333333333 (* x x)) 0.16666666666666666) x) x) x))
double code(double x) {
return ((((0.008333333333333333 * (x * x)) - 0.16666666666666666) * x) * x) * x;
}
real(8) function code(x)
real(8), intent (in) :: x
code = ((((0.008333333333333333d0 * (x * x)) - 0.16666666666666666d0) * x) * x) * x
end function
public static double code(double x) {
return ((((0.008333333333333333 * (x * x)) - 0.16666666666666666) * x) * x) * x;
}
def code(x): return ((((0.008333333333333333 * (x * x)) - 0.16666666666666666) * x) * x) * x
function code(x) return Float64(Float64(Float64(Float64(Float64(0.008333333333333333 * Float64(x * x)) - 0.16666666666666666) * x) * x) * x) end
function tmp = code(x) tmp = ((((0.008333333333333333 * (x * x)) - 0.16666666666666666) * x) * x) * x; end
code[x_] := N[(N[(N[(N[(N[(0.008333333333333333 * N[(x * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] - 0.16666666666666666), $MachinePrecision] * x), $MachinePrecision] * x), $MachinePrecision] * x), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\left(\left(\left(0.008333333333333333 \cdot \left(x \cdot x\right) - 0.16666666666666666\right) \cdot x\right) \cdot x\right) \cdot x
\end{array}
Initial program 72.1%
Taylor expanded in x around 0
*-commutativeN/A
lower-*.f64N/A
lower--.f64N/A
*-commutativeN/A
lower-*.f64N/A
unpow2N/A
lower-*.f64N/A
lower-pow.f6499.3
Applied rewrites99.3%
Applied rewrites99.3%
(FPCore (x) :precision binary64 (* (fma (* x x) 0.008333333333333333 -0.16666666666666666) (* (* x x) x)))
double code(double x) {
return fma((x * x), 0.008333333333333333, -0.16666666666666666) * ((x * x) * x);
}
function code(x) return Float64(fma(Float64(x * x), 0.008333333333333333, -0.16666666666666666) * Float64(Float64(x * x) * x)) end
code[x_] := N[(N[(N[(x * x), $MachinePrecision] * 0.008333333333333333 + -0.16666666666666666), $MachinePrecision] * N[(N[(x * x), $MachinePrecision] * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\mathsf{fma}\left(x \cdot x, 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right) \cdot \left(\left(x \cdot x\right) \cdot x\right)
\end{array}
Initial program 72.1%
Taylor expanded in x around 0
*-commutativeN/A
lower-*.f64N/A
lower--.f64N/A
*-commutativeN/A
lower-*.f64N/A
unpow2N/A
lower-*.f64N/A
lower-pow.f6499.3
Applied rewrites99.3%
Applied rewrites99.2%
Taylor expanded in x around 0
Applied rewrites99.2%
(FPCore (x) :precision binary64 (* (* (* -0.16666666666666666 x) x) x))
double code(double x) {
return ((-0.16666666666666666 * x) * x) * x;
}
real(8) function code(x)
real(8), intent (in) :: x
code = (((-0.16666666666666666d0) * x) * x) * x
end function
public static double code(double x) {
return ((-0.16666666666666666 * x) * x) * x;
}
def code(x): return ((-0.16666666666666666 * x) * x) * x
function code(x) return Float64(Float64(Float64(-0.16666666666666666 * x) * x) * x) end
function tmp = code(x) tmp = ((-0.16666666666666666 * x) * x) * x; end
code[x_] := N[(N[(N[(-0.16666666666666666 * x), $MachinePrecision] * x), $MachinePrecision] * x), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\left(\left(-0.16666666666666666 \cdot x\right) \cdot x\right) \cdot x
\end{array}
Initial program 72.1%
Taylor expanded in x around 0
*-commutativeN/A
lower-*.f64N/A
lower-pow.f6498.8
Applied rewrites98.8%
Applied rewrites98.8%
Applied rewrites98.8%
(FPCore (x) :precision binary64 (* (* x x) (* -0.16666666666666666 x)))
double code(double x) {
return (x * x) * (-0.16666666666666666 * x);
}
real(8) function code(x)
real(8), intent (in) :: x
code = (x * x) * ((-0.16666666666666666d0) * x)
end function
public static double code(double x) {
return (x * x) * (-0.16666666666666666 * x);
}
def code(x): return (x * x) * (-0.16666666666666666 * x)
function code(x) return Float64(Float64(x * x) * Float64(-0.16666666666666666 * x)) end
function tmp = code(x) tmp = (x * x) * (-0.16666666666666666 * x); end
code[x_] := N[(N[(x * x), $MachinePrecision] * N[(-0.16666666666666666 * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\left(x \cdot x\right) \cdot \left(-0.16666666666666666 \cdot x\right)
\end{array}
Initial program 72.1%
Taylor expanded in x around 0
*-commutativeN/A
lower-*.f64N/A
lower-pow.f6498.8
Applied rewrites98.8%
Applied rewrites98.8%
(FPCore (x) :precision binary64 (* (* -0.16666666666666666 (* x x)) x))
double code(double x) {
return (-0.16666666666666666 * (x * x)) * x;
}
real(8) function code(x)
real(8), intent (in) :: x
code = ((-0.16666666666666666d0) * (x * x)) * x
end function
public static double code(double x) {
return (-0.16666666666666666 * (x * x)) * x;
}
def code(x): return (-0.16666666666666666 * (x * x)) * x
function code(x) return Float64(Float64(-0.16666666666666666 * Float64(x * x)) * x) end
function tmp = code(x) tmp = (-0.16666666666666666 * (x * x)) * x; end
code[x_] := N[(N[(-0.16666666666666666 * N[(x * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] * x), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\left(-0.16666666666666666 \cdot \left(x \cdot x\right)\right) \cdot x
\end{array}
Initial program 72.1%
Taylor expanded in x around 0
*-commutativeN/A
lower-*.f64N/A
lower-pow.f6498.8
Applied rewrites98.8%
Applied rewrites98.8%
(FPCore (x) :precision binary64 (- x))
double code(double x) {
return -x;
}
real(8) function code(x)
real(8), intent (in) :: x
code = -x
end function
public static double code(double x) {
return -x;
}
def code(x): return -x
function code(x) return Float64(-x) end
function tmp = code(x) tmp = -x; end
code[x_] := (-x)
\begin{array}{l}
\\
-x
\end{array}
Initial program 72.1%
Taylor expanded in x around inf
mul-1-negN/A
lower-neg.f646.3
Applied rewrites6.3%
(FPCore (x) :precision binary64 (if (< (fabs x) 0.07) (- (+ (- (/ (pow x 3.0) 6.0) (/ (pow x 5.0) 120.0)) (/ (pow x 7.0) 5040.0))) (- (sin x) x)))
double code(double x) {
double tmp;
if (fabs(x) < 0.07) {
tmp = -(((pow(x, 3.0) / 6.0) - (pow(x, 5.0) / 120.0)) + (pow(x, 7.0) / 5040.0));
} else {
tmp = sin(x) - x;
}
return tmp;
}
real(8) function code(x)
real(8), intent (in) :: x
real(8) :: tmp
if (abs(x) < 0.07d0) then
tmp = -((((x ** 3.0d0) / 6.0d0) - ((x ** 5.0d0) / 120.0d0)) + ((x ** 7.0d0) / 5040.0d0))
else
tmp = sin(x) - x
end if
code = tmp
end function
public static double code(double x) {
double tmp;
if (Math.abs(x) < 0.07) {
tmp = -(((Math.pow(x, 3.0) / 6.0) - (Math.pow(x, 5.0) / 120.0)) + (Math.pow(x, 7.0) / 5040.0));
} else {
tmp = Math.sin(x) - x;
}
return tmp;
}
def code(x): tmp = 0 if math.fabs(x) < 0.07: tmp = -(((math.pow(x, 3.0) / 6.0) - (math.pow(x, 5.0) / 120.0)) + (math.pow(x, 7.0) / 5040.0)) else: tmp = math.sin(x) - x return tmp
function code(x) tmp = 0.0 if (abs(x) < 0.07) tmp = Float64(-Float64(Float64(Float64((x ^ 3.0) / 6.0) - Float64((x ^ 5.0) / 120.0)) + Float64((x ^ 7.0) / 5040.0))); else tmp = Float64(sin(x) - x); end return tmp end
function tmp_2 = code(x) tmp = 0.0; if (abs(x) < 0.07) tmp = -((((x ^ 3.0) / 6.0) - ((x ^ 5.0) / 120.0)) + ((x ^ 7.0) / 5040.0)); else tmp = sin(x) - x; end tmp_2 = tmp; end
code[x_] := If[Less[N[Abs[x], $MachinePrecision], 0.07], (-N[(N[(N[(N[Power[x, 3.0], $MachinePrecision] / 6.0), $MachinePrecision] - N[(N[Power[x, 5.0], $MachinePrecision] / 120.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + N[(N[Power[x, 7.0], $MachinePrecision] / 5040.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), N[(N[Sin[x], $MachinePrecision] - x), $MachinePrecision]]
\begin{array}{l}
\\
\begin{array}{l}
\mathbf{if}\;\left|x\right| < 0.07:\\
\;\;\;\;-\left(\left(\frac{{x}^{3}}{6} - \frac{{x}^{5}}{120}\right) + \frac{{x}^{7}}{5040}\right)\\
\mathbf{else}:\\
\;\;\;\;\sin x - x\\
\end{array}
\end{array}
herbie shell --seed 2024337
(FPCore (x)
:name "bug500 (missed optimization)"
:precision binary64
:pre (and (< -1000.0 x) (< x 1000.0))
:alt
(! :herbie-platform default (if (< (fabs x) 7/100) (- (+ (- (/ (pow x 3) 6) (/ (pow x 5) 120)) (/ (pow x 7) 5040))) (- (sin x) x)))
(- (sin x) x))