Double floating point operations using four IEEE rounding modes implemented in terms of round to nearest ties to even

I am looking to implement the RandomX Proof of Work hash function in JavaScript + WebAssembly. The README explains how this isn’t possible:

Web mining is infeasible due to the large memory requirement and the lack of directed rounding support for floating point operations in both Javascript and WebAssembly.

Due to the pervasive use of repeatedly switching the rounding modes using a CFROUND instruction inside the bytecode and the fact that JavaScript has no ability to change the rounding mode or even use any other rounding mode other than ties to even, its impossible.

The CFROUND instruction manipulates the fprc abstract register inside the RandomX spec. fprc starts at zero, so round ties to even and is updated seemingly randomly on every instruction execution.

fprc rounding mode
0 roundTiesToEven
1 roundTowardNegative
2 roundTowardPositive
3 roundTowardZero

RandomX uses 5 properly rounded operations, add, sub, mul, div, and sqrt guaranteed to be properly rounded by the IEEE754 spec in double precision. My question is this. Soft float is not an option, I have access to floating point arithmetic only in round ties to even for those 5 operations. I need to find a way to emulate double precision arithmetic with all of the other rounding modes implemented in terms of one rounding mode for those 5 operations. This would be much faster than soft float.

Bruce at the Random ASCII blog had something to say:

If I understand correctly then the other three rounding modes will produce results that are either identical to round-to-nearest-even or one ULP away. If the round-to-nearest-even operation is exact then all rounding modes will give the same result. If it is not exact then you’d have to figure out which results would be different. I think that either round-towards-negative or round-towards-positive would be one ULP away, but not both.

FMA (fused multiply add) operations aren’t available in JavaScript, however they are available in WebAssembly but gated behind non deterministic operations (which aren’t widely supported). Those operations are f32x4.relaxed_*madd and f64x2.relaxed_*madd. If the use of FMA is required, this is fine, I can implement fallbacks.

The only paper that was even slightly close to floating point rounding mode emulation was Emulating round-to-nearest ties-to-zero ”augmented” floating-point operations using round-to-nearest ties-to-even arithmetic. It makes some interesting points but not useful.

This is a question that I am not qualified to answer, but I believe its possible. How could I?


This is as far as I tried to emulate round toward zero in terms of round to nearest, ties to even.

double add_fe_towardzero(double a, double b) {
    if (a + b >= 0) {
        return (a + b + 0.5 * ulp(a + b)) - 0.5 * ulp(a + b);
    } else {
        return (a + b - 0.5 * ulp(a + b)) + 0.5 * ulp(a + b);
    }
}

I have a test harness iterating over a random selection of floating point values and computing the outputs from the reference and the implementation and comparing them similar to the post There are Only Four Billion Floats–So Test Them All! The above function has a 1/4 success rate, not 100%.

New contributor

l-m is a new contributor to this site. Take care in asking for clarification, commenting, and answering.
Check out our Code of Conduct.

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật