Quelle  mullo_basecase.asm   Sprache: Masm

dnl  AMD64 mpn_mullo_basecase optimised for Intel Haswell.

dnl  Contributed to the GNU project by Torbjörn Granlund.

dnl  Copyright 2008, 2009, 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_2  addmul_2
C AMD K8,K9 n/a  n/a
C AMD K10 n/a  n/a
C AMD bull n/a  n/a
C AMD pile n/a  n/a
C AMD steam  ?   ?
C AMD bobcat n/a  n/a
C AMD jaguar  ?   ?
C Intel P4 n/a  n/a
C Intel core n/a  n/a
C Intel NHM n/a  n/a
C Intel SBR n/a  n/a
C Intel IBR n/a  n/a
C Intel HWL  1.86   2.15
C Intel BWL  ?   ?
C Intel atom n/a  n/a
C VIA nano 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   * Implement proper cor2, replacing current cor0.
C   * Micro-optimise.

define(`rp', `%rdi')
define(`up', `%rsi')
define(`vp_param', `%rdx')
define(`n', `%rcx')

define(`vp', `%r8')
define(`X0', `%r14')
define(`X1', `%r15')

define(`w0', `%r10')
define(`w1', `%r11')
define(`w2', `%r12')
define(`w3', `%r13')
define(`i', `%rbp')
define(`v0', `%r9')
define(`v1', `%rbx')

C rax rbx rcx rdx rdi rsi rbp r8 r9 r10 r11 r12 r13 r14 r15

ABI_SUPPORT(DOS64)
ABI_SUPPORT(STD64)

ASM_START()
 TEXT
 ALIGN(32)
PROLOGUE(mpn_mullo_basecase)
 FUNC_ENTRY(4)

 mov vp_param, vp
 mov (up), %rdx

 cmp $4, n
 jb L(small)

 push %rbx
 push %rbp
 push %r12
 push %r13

 mov (vp), v0
 mov 8(vp), v1

 lea 2(n), i
 shr $2, i
 neg n
 add $2, n

 push up   C put entry `up' on stack

 test $1, R8(n)
 jnz L(m2x1)

L(m2x0):mulx( v0, w0, w3)
 xor R32(w2), R32(w2)
 test $2, R8(n)
 jz L(m2b2)

L(m2b0):lea -8(rp), rp
 lea -8(up), up
 jmp L(m2e0)

L(m2b2):lea -24(rp), rp
 lea 8(up), up
 jmp L(m2e2)

L(m2x1):mulx( v0, w2, w1)
 xor R32(w0), R32(w0)
 test $2, R8(n)
 jnz L(m2b3)

L(m2b1):jmp L(m2e1)

L(m2b3):lea -16(rp), rp
 lea -16(up), up
 jmp L(m2e3)

 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(m2e1):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(m2e0):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(m2e3):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(m2e2):mov w0, 24(rp)
 adc $0, w3
 dec i
 lea 32(rp), rp
 jnz L(m2tp)

L(m2ed):mulx( v1, %rax, w0)
 add %rax, w2
 mov (up), %rdx
 mulx( v0, %rax, w1)
 add w2, %rax
 add w3, %rax
 mov %rax, (rp)

 mov (%rsp), up  C restore `up' to beginning
 lea 16(vp), vp
 lea 8(rp,n,8), rp  C put back rp to old rp + 2
 add $2, n
 jge L(cor1)

 push %r14
 push %r15

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

 lea (n), i
 sar $2, i

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

L(bx0): 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(n)
 jz L(b2)

L(b0): lea 8(rp), rp
 lea 8(up), up
 jmp L(lo0)

L(b2): mov 16(rp), X1
 lea 24(rp), rp
 lea 24(up), up
 jmp L(lo2)

L(bx1): 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(n)
 jnz L(b3)

L(b1): lea 16(up), up
 lea 16(rp), rp
 jmp L(lo1)

L(b3): mov 16(rp), X0
 lea 32(up), up
 mulx( v0, %rax, w3)
 inc i
 jz L(cj3)
 jmp L(lo3)

 ALIGN(16)
L(top): mulx( v0, %rax, w3)
 add w0, X1
 adc $0, w2
L(lo3): 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(lo2): 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(lo1): 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(lo0): 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 i
 jnz L(top)

L(end): mulx( v0, %rax, w3)
 add w0, X1
 adc $0, w2
L(cj3): add %rax, X1
 adc $0, w3
 mulx( v1, %rax, w0)
 add %rax, X0
 add w1, X1
 mov -16(up), %rdx
 mov X1, 8(rp)
 adc $0, w3
 add w2, X0
 mulx( v0, %rax, w1)
 add X0, %rax
 add w3, %rax
 mov %rax, 16(rp)

 mov 16(%rsp), up  C restore `up' to beginning
 lea 16(vp), vp
 lea 24(rp,n,8), rp  C put back rp to old rp + 2
 add $2, n
 jl L(outer)

 pop %r15
 pop %r14

 jnz L(cor0)

L(cor1):mov (vp), v0
 mov 8(vp), v1
 mov (up), %rdx
 mulx( v0, %r12, %rbp)  C u0 x v2
 add (rp), %r12  C FIXME: rp[0] still available in reg?
 adc %rax, %rbp
 mov 8(up), %r10
 imul v0, %r10
 imul v1, %rdx
 mov %r12, (rp)
 add %r10, %rdx
 add %rbp, %rdx
 mov %rdx, 8(rp)
 pop %rax   C deallocate `up' copy
 pop %r13
 pop %r12
 pop %rbp
 pop %rbx
 FUNC_EXIT()
 ret

L(cor0):mov (vp), %r11
 imul (up), %r11
 add %rax, %r11
 mov %r11, (rp)
 pop %rax   C deallocate `up' copy
 pop %r13
 pop %r12
 pop %rbp
 pop %rbx
 FUNC_EXIT()
 ret

 ALIGN(16)
L(small):
 cmp $2, n
 jae L(gt1)
L(n1): imul (vp), %rdx
 mov %rdx, (rp)
 FUNC_EXIT()
 ret
L(gt1): ja L(gt2)
L(n2): mov (vp), %r9
 mulx( %r9, %rax, %rdx)
 mov %rax, (rp)
 mov 8(up), %rax
 imul %r9, %rax
 add %rax, %rdx
 mov 8(vp), %r9
 mov (up), %rcx
 imul %r9, %rcx
 add %rcx, %rdx
 mov %rdx, 8(rp)
 FUNC_EXIT()
 ret
L(gt2):
L(n3): mov (vp), %r9
 mulx( %r9, %rax, %r10) C u0 x v0
 mov %rax, (rp)
 mov 8(up), %rdx
 mulx( %r9, %rax, %rdx) C u1 x v0
 imul 16(up), %r9  C u2 x v0
 add %rax, %r10
 adc %rdx, %r9
 mov 8(vp), %r11
 mov (up), %rdx
 mulx( %r11, %rax, %rdx) C u0 x v1
 add %rax, %r10
 adc %rdx, %r9
 imul 8(up), %r11  C u1 x v1
 add %r11, %r9
 mov %r10, 8(rp)
 mov 16(vp), %r10
 mov (up), %rax
 imul %rax, %r10  C u0 x v2
 add %r10, %r9
 mov %r9, 16(rp)
 FUNC_EXIT()
 ret
EPILOGUE()