Quelle  popham.asm   Sprache: Masm

dnl  AMD64 mpn_popcount, mpn_hamdist -- population count and hamming distance.

dnl  Copyright 2004, 2005, 2007, 2010-2012, 2017 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       popcount       hamdist
C      cycles/limb     cycles/limb
C AMD K8,K9   6   7
C AMD K10   6   7
C Intel P4  12  14.3
C Intel core2   7   8
C Intel corei   ?   7.3
C Intel atom  16.5  17.5
C VIA nano   8.75  10.4

C TODO
C  * Tune.  It should be possible to reach 5 c/l for popcount and 6 c/l for
C    hamdist for K8/K9.


ifdef(`OPERATION_popcount',`
  define(`func',`mpn_popcount')
  define(`up', `%rdi')
  define(`n', `%rsi')
  define(`h55555555', `%r10')
  define(`h33333333', `%r11')
  define(`h0f0f0f0f', `%rcx')
  define(`h01010101', `%rdx')
  define(`POP', `$1')
  define(`HAM', `dnl')
')
ifdef(`OPERATION_hamdist',`
  define(`func',`mpn_hamdist')
  define(`up', `%rdi')
  define(`vp', `%rsi')
  define(`n', `%rdx')
  define(`h55555555', `%r10')
  define(`h33333333', `%r11')
  define(`h0f0f0f0f', `%rcx')
  define(`h01010101', `%r12')
  define(`POP', `dnl')
  define(`HAM', `$1')
')


MULFUNC_PROLOGUE(mpn_popcount mpn_hamdist)

ABI_SUPPORT(DOS64)
ABI_SUPPORT(STD64)

ASM_START()
 TEXT
 ALIGN(32)
PROLOGUE(func)
 POP(` FUNC_ENTRY(2)  ')
 HAM(` FUNC_ENTRY(3)  ')
 push %rbx
 mov $0x5555555555555555, h55555555
 push %rbp
 mov $0x3333333333333333, h33333333
 HAM(` push %r12  ')
 lea (up,n,8), up
 mov $0x0f0f0f0f0f0f0f0f, h0f0f0f0f
 HAM(` lea (vp,n,8), vp ')
 neg n
 mov $0x0101010101010101, h01010101
 xor R32(%rax), R32(%rax)
 test $1, R8(n)
 jz L(top)

 mov (up,n,8), %r8
 HAM(` xor (vp,n,8), %r8 ')

 mov %r8, %r9
 shr %r8
 and h55555555, %r8
 sub %r8, %r9

 mov %r9, %r8
 shr $2, %r9
 and h33333333, %r8
 and h33333333, %r9
 add %r8, %r9  C 16 4-bit fields (0..4)

 dec n
 jmp L(mid)

 ALIGN(16)
L(top): mov (up,n,8), %r8
 mov 8(up,n,8), %rbx
 HAM(` xor (vp,n,8), %r8 ')
 HAM(` xor 8(vp,n,8), %rbx ')

 mov %r8, %r9
 mov %rbx, %rbp
 shr %r8
 shr %rbx
 and h55555555, %r8
 and h55555555, %rbx
 sub %r8, %r9
 sub %rbx, %rbp

 mov %r9, %r8
 mov %rbp, %rbx
 shr $2, %r9
 shr $2, %rbp
 and h33333333, %r8
 and h33333333, %r9
 and h33333333, %rbx
 and h33333333, %rbp
 add %r8, %r9  C 16 4-bit fields (0..4)
 add %rbx, %rbp  C 16 4-bit fields (0..4)

 add %rbp, %r9  C 16 4-bit fields (0..8)
L(mid): mov %r9, %r8
 shr $4, %r9
 and h0f0f0f0f, %r8
 and h0f0f0f0f, %r9
 add %r8, %r9  C 8 8-bit fields (0..16)

 imul h01010101, %r9  C sum the 8 fields in high 8 bits
 shr $56, %r9

 add %r9, %rax  C add to total
 add $2, n
 jnc L(top)

L(end):
 HAM(` pop %r12  ')
 pop %rbp
 pop %rbx
 FUNC_EXIT()
 ret
EPILOGUE()