Quelle  mul_basecase.asm   Sprache: Masm

dnl  AMD64 mpn_mul_basecase optimised for Intel Haswell.

dnl  Contributed to the GNU project by Torbjörn Granlund.

dnl  Copyright 2003-2005, 2007, 2008, 2011-2013 Free Software Foundation, Inc.

dnl  This file is part of the GNU MP Library.
dnl
dnl  The GNU MP Library is free software; you can redistribute it and/or modify
dnl  it under the terms of either:
dnl
dnl    * the GNU Lesser General Public License as published by the Free
dnl      Software Foundation; either version 3 of the License, or (at your
dnl      option) any later version.
dnl
dnl  or
dnl
dnl    * the GNU General Public License as published by the Free Software
dnl      Foundation; either version 2 of the License, or (at your option) any
dnl      later version.
dnl
dnl  or both in parallel, as here.
dnl
dnl  The GNU MP Library is distributed in the hope that it will be useful, but
dnl  WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY
dnl  or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
dnl  for more details.
dnl
dnl  You should have received copies of the GNU General Public License and the
dnl  GNU Lesser General Public License along with the GNU MP Library.  If not,
dnl  see https://www.gnu.org/licenses/.

include(`../config.m4')

C cycles/limb mul_1  mul_2  mul_3  addmul_2
C AMD K8,K9 n/a  n/a   -  n/a
C AMD K10 n/a  n/a   -  n/a
C AMD bull n/a  n/a   -  n/a
C AMD pile n/a  n/a   -  n/a
C AMD steam  ?   ?   -   ?
C AMD bobcat n/a  n/a   -  n/a
C AMD jaguar  ?   ?   -   ?
C Intel P4 n/a  n/a   -  n/a
C Intel core n/a  n/a   -  n/a
C Intel NHM n/a  n/a   -  n/a
C Intel SBR n/a  n/a   -  n/a
C Intel IBR n/a  n/a   -  n/a
C Intel HWL  1.77   1.86   -   2.15
C Intel BWL  ?   ?   -   ?
C Intel atom n/a  n/a   -  n/a
C VIA nano n/a  n/a   -  n/a

C The inner loops of this code are the result of running a code generation and
C optimisation tool suite written by David Harvey and Torbjörn Granlund.

C TODO
C  * Adjoin a mul_3.
C  * Further micro-optimise.

define(`rp', `%rdi')
define(`up', `%rsi')
define(`un_param',`%rdx')
define(`vp', `%rcx')
define(`vn', `%r8')

define(`un', `%rbx')

define(`w0', `%r10')
define(`w1', `%r11')
define(`w2', `%r12')
define(`w3', `%r13')
define(`n', `%rbp')
define(`v0', `%r9')

ABI_SUPPORT(DOS64)
ABI_SUPPORT(STD64)

ASM_START()
 TEXT
 ALIGN(16)
PROLOGUE(mpn_mul_basecase)
 FUNC_ENTRY(4)
IFDOS(` mov 56(%rsp), %r8d ')
 push %rbx
 push %rbp
 push %r12
 push %r13
 push %r14
 mov un_param, un  C free up rdx
 neg un

 mov un_param, n  C FIXME: share
 sar $2, n   C FIXME: share

 test $1, R8(vn)
 jz L(do_mul_2)

define(`w4', `%r9')
define(`w5', `%r14')

 mov (vp), %rdx

L(do_mul_1):
 test $1, R8(un)
 jnz L(m1x1)

L(m1x0):test $2, R8(un)
 jnz L(m110)

L(m100):
 mulx( (up), w5, w2)
 mulx( 8,(up), w1, w3)
 lea -24(rp), rp
 jmp L(m1l0)

L(m110):
 mulx( (up), w3, w4)
 mulx( 8,(up), w1, w5)
 lea -8(rp), rp
 test n, n
 jz L(cj2)
 mulx( 16,(up), w0, w2)
 lea 16(up), up
 jmp L(m1l2)

L(m1x1):test $2, R8(un)
 jz L(m111)

L(m101):
 mulx( (up), w4, w5)
 lea -16(rp), rp
 test n, n
 jz L(cj1)
 mulx( 8,(up), w0, w2)
 lea 8(up), up
 jmp L(m1l1)

L(m111):
 mulx( (up), w2, w3)
 mulx( 8,(up), w0, w4)
 mulx( 16,(up), w1, w5)
 lea 24(up), up
 test n, n
 jnz L(gt3)
 add w0, w3
 jmp L(cj3)
L(gt3): add w0, w3
 jmp L(m1l3)

 ALIGN(32)
L(m1tp):lea 32(rp), rp
L(m1l3):mov w2, (rp)
 mulx( (up), w0, w2)
L(m1l2):mov w3, 8(rp)
 adc w1, w4
L(m1l1):adc w0, w5
 mov w4, 16(rp)
 mulx( 8,(up), w1, w3)
L(m1l0):mov w5, 24(rp)
 mulx( 16,(up), w0, w4)
 adc w1, w2
 mulx( 24,(up), w1, w5)
 adc w0, w3
 lea 32(up), up
 dec n
 jnz L(m1tp)

L(m1ed):lea 32(rp), rp
L(cj3): mov w2, (rp)
L(cj2): mov w3, 8(rp)
 adc w1, w4
L(cj1): mov w4, 16(rp)
 adc $0, w5
 mov w5, 24(rp)

 dec R32(vn)
 jz L(ret5)

 lea 8(vp), vp
 lea 32(rp), rp
C push %r12
C push %r13
C push %r14
 jmp L(do_addmul)

L(do_mul_2):
define(`v1', `%r14')
C push %r12
C push %r13
C push %r14

 mov (vp), v0
 mov 8(vp), v1

 lea (un), n
 sar $2, n

 test $1, R8(un)
 jnz L(m2x1)

L(m2x0):xor w0, w0
 test $2, R8(un)
 mov (up), %rdx
 mulx( v0, w2, w1)
 jz L(m2l0)

L(m210):lea -16(rp), rp
 lea -16(up), up
 jmp L(m2l2)

L(m2x1):xor w2, w2
 test $2, R8(un)
 mov (up), %rdx
 mulx( v0, w0, w3)
 jz L(m211)

L(m201):lea -24(rp), rp
 lea 8(up), up
 jmp L(m2l1)

L(m211):lea -8(rp), rp
 lea -8(up), up
 jmp L(m2l3)

 ALIGN(16)
L(m2tp):mulx( v1, %rax, w0)
 add %rax, w2
 mov (up), %rdx
 mulx( v0, %rax, w1)
 adc $0, w0
 add %rax, w2
 adc $0, w1
 add w3, w2
L(m2l0):mov w2, (rp)
 adc $0, w1
 mulx( v1, %rax, w2)
 add %rax, w0
 mov 8(up), %rdx
 adc $0, w2
 mulx( v0, %rax, w3)
 add %rax, w0
 adc $0, w3
 add w1, w0
L(m2l3):mov w0, 8(rp)
 adc $0, w3
 mulx( v1, %rax, w0)
 add %rax, w2
 mov 16(up), %rdx
 mulx( v0, %rax, w1)
 adc $0, w0
 add %rax, w2
 adc $0, w1
 add w3, w2
L(m2l2):mov w2, 16(rp)
 adc $0, w1
 mulx( v1, %rax, w2)
 add %rax, w0
 mov 24(up), %rdx
 adc $0, w2
 mulx( v0, %rax, w3)
 add %rax, w0
 adc $0, w3
 add w1, w0
 lea 32(up), up
L(m2l1):mov w0, 24(rp)
 adc $0, w3
 inc n
 lea 32(rp), rp
 jnz L(m2tp)

L(m2ed):mulx( v1, %rdx, %rax)
 add %rdx, w2
 adc $0, %rax
 add w3, w2
 mov w2, (rp)
 adc $0, %rax
 mov %rax, 8(rp)

 add $-2, R32(vn)
 jz L(ret5)
 lea 16(vp), vp
 lea 16(rp), rp


L(do_addmul):
 push %r15
 push vn   C save vn in new stack slot
define(`vn', `(%rsp)')
define(`X0', `%r14')
define(`X1', `%r15')
define(`v1', `%r8')

 lea (rp,un,8), rp
 lea (up,un,8), up

L(outer):
 mov (vp), v0
 mov 8(vp), v1

 lea 2(un), n
 sar $2, n

 mov (up), %rdx
 test $1, R8(un)
 jnz L(bx1)

L(bx0): mov (rp), X0
 mov 8(rp), X1
 mulx( v0, %rax, w1)
 add %rax, X0
 mulx( v1, %rax, w2)
 adc $0, w1
 mov X0, (rp)
 add %rax, X1
 adc $0, w2
 mov 8(up), %rdx
 test $2, R8(un)
 jnz L(b10)

L(b00): lea 16(up), up
 lea 16(rp), rp
 jmp L(lo0)

L(b10): mov 16(rp), X0
 lea 32(up), up
 mulx( v0, %rax, w3)
 jmp L(lo2)

L(bx1): mov (rp), X1
 mov 8(rp), X0
 mulx( v0, %rax, w3)
 add %rax, X1
 adc $0, w3
 mulx( v1, %rax, w0)
 add %rax, X0
 adc $0, w0
 mov 8(up), %rdx
 mov X1, (rp)
 mulx( v0, %rax, w1)
 test $2, R8(un)
 jz L(b11)

L(b01): mov 16(rp), X1
 lea 24(rp), rp
 lea 24(up), up
 jmp L(lo1)

L(b11): lea 8(rp), rp
 lea 8(up), up
 jmp L(lo3)

 ALIGN(16)
L(top): mulx( v0, %rax, w3)
 add w0, X1
 adc $0, w2
L(lo2): add %rax, X1
 adc $0, w3
 mulx( v1, %rax, w0)
 add %rax, X0
 adc $0, w0
 lea 32(rp), rp
 add w1, X1
 mov -16(up), %rdx
 mov X1, -24(rp)
 adc $0, w3
 add w2, X0
 mov -8(rp), X1
 mulx( v0, %rax, w1)
 adc $0, w0
L(lo1): add %rax, X0
 mulx( v1, %rax, w2)
 adc $0, w1
 add w3, X0
 mov X0, -16(rp)
 adc $0, w1
 add %rax, X1
 adc $0, w2
 add w0, X1
 mov -8(up), %rdx
 adc $0, w2
L(lo0): mulx( v0, %rax, w3)
 add %rax, X1
 adc $0, w3
 mov (rp), X0
 mulx( v1, %rax, w0)
 add %rax, X0
 adc $0, w0
 add w1, X1
 mov X1, -8(rp)
 adc $0, w3
 mov (up), %rdx
 add w2, X0
 mulx( v0, %rax, w1)
 adc $0, w0
L(lo3): add %rax, X0
 adc $0, w1
 mulx( v1, %rax, w2)
 add w3, X0
 mov 8(rp), X1
 mov X0, (rp)
 mov 16(rp), X0
 adc $0, w1
 add %rax, X1
 adc $0, w2
 mov 8(up), %rdx
 lea 32(up), up
 inc n
 jnz L(top)

L(end): mulx( v0, %rax, w3)
 add w0, X1
 adc $0, w2
 add %rax, X1
 adc $0, w3
 mulx( v1, %rdx, %rax)
 add w1, X1
 mov X1, 8(rp)
 adc $0, w3
 add w2, %rdx
 adc $0, %rax
 add w3, %rdx
 mov %rdx, 16(rp)
 adc $0, %rax
 mov %rax, 24(rp)

 addl $-2, vn
 lea 16(vp), vp
 lea -16(up,un,8), up
 lea 32(rp,un,8), rp
 jnz L(outer)

 pop %rax  C deallocate vn slot
 pop %r15
L(ret5):pop %r14
L(ret4):pop %r13
L(ret3):pop %r12
L(ret2):pop %rbp
 pop %rbx
 FUNC_EXIT()
 ret
EPILOGUE()