/* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
#ifndef _ASM_HASH_H
#define _ASM_HASH_H

/*
 * Fortunately, most people who want to run Linux on Microblaze enable
 * both multiplier and barrel shifter, but omitting them is technically
 * a supported configuration.
 *
 * With just a barrel shifter, we can implement an efficient constant
 * multiply using shifts and adds.  GCC can find a 9-step solution, but
 * this 6-step solution was found by Yevgen Voronenko's implementation
 * of the Hcub algorithm at http://spiral.ece.cmu.edu/mcm/gen.html.
 *
 * That software is really not designed for a single multiplier this large,
 * but if you run it enough times with different seeds, it'll find several
 * 6-shift, 6-add sequences for computing x * 0x61C88647.  They are all
 * c = (x << 19) + x;
 * a = (x <<  9) + c;
 * b = (x << 23) + a;
 * return (a<<11) + (b<<6) + (c<<3) - b;
 * with variations on the order of the final add.
 *
 * Without even a shifter, it's hopless; any hash function will suck.
 */

#if CONFIG_XILINX_MICROBLAZE0_USE_HW_MUL == 0

#define HAVE_ARCH__HASH_32 1

/* Multiply by GOLDEN_RATIO_32 = 0x61C88647 */
static inline u32 __attribute_const__ __hash_32(u32 a)
{
#if CONFIG_XILINX_MICROBLAZE0_USE_BARREL
 unsigned int b, c;

 /* Phase 1: Compute three intermediate values */
 b =  a << 23;
 c = (a << 19) + a;
 a = (a <<  9) + c;
 b += a;

 /* Phase 2: Compute (a << 11) + (b << 6) + (c << 3) - b */
 a <<= 5;
 a += b;  /* (a << 5) + b */
 a <<= 3;
 a += c;  /* (a << 8) + (b << 3) + c */
 a <<= 3;
 return a - b; /* (a << 11) + (b << 6) + (c << 3) - b */
#else
 /*
  * "This is really going to hurt."
  *
  * Without a barrel shifter, left shifts are implemented as
  * repeated additions, and the best we can do is an optimal
  * addition-subtraction chain.  This one is not known to be
  * optimal, but at 37 steps, it's decent for a 31-bit multiplier.
  *
  * Question: given its size (37*4 = 148 bytes per instance),
  * and slowness, is this worth having inline?
 */
 unsigned int b, c, d;

 b = a << 4; /* 4    */
 c = b << 1; /* 1  5 */
 b += a;  /* 1  6 */
 c += b;  /* 1  7 */
 c <<= 3; /* 3 10 */
 c -= a;  /* 1 11 */
 d = c << 7; /* 7 18 */
 d += b;  /* 1 19 */
 d <<= 8; /* 8 27 */
 d += a;  /* 1 28 */
 d <<= 1; /* 1 29 */
 d += b;  /* 1 30 */
 d <<= 6; /* 6 36 */
 return d + c; /* 1 37 total instructions*/
#endif
}

#endif /* !CONFIG_XILINX_MICROBLAZE0_USE_HW_MUL */
#endif /* _ASM_HASH_H */