Quellcodebibliothek Statistik Leitseite products/Sources/formale Sprachen/GAP/extern/gmp/mpn/x86/k6/   (Algebra von RWTH Aachen Version 4.15.1©)  Datei vom 18.9.2025 mit Größe 13 kB image not shown  

Quelle  sqr_basecase.asm   Sprache: Masm

 
dnl  AMD K6 mpn_sqr_basecase -- square an mpn number.

dnl  Copyright 1999-2002 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 K6: approx 4.7 cycles per cross product, or 9.2 cycles per triangular
C     product (measured on the speed difference between 17 and 33 limbs,
C     which is roughly the Karatsuba recursing range).


dnl  SQR_TOOM2_THRESHOLD_MAX is the maximum SQR_TOOM2_THRESHOLD this
dnl  code supports.  This value is used only by the tune program to know
dnl  what it can go up to.  (An attempt to compile with a bigger value will
dnl  trigger some m4_assert()s in the code, making the build fail.)
dnl
dnl  The value is determined by requiring the displacements in the unrolled
dnl  addmul to fit in single bytes.  This means a maximum UNROLL_COUNT of
dnl  63, giving a maximum SQR_TOOM2_THRESHOLD of 66.

deflit(SQR_TOOM2_THRESHOLD_MAX, 66)


dnl  Allow a value from the tune program to override config.m4.

ifdef(`SQR_TOOM2_THRESHOLD_OVERRIDE',
`define(`SQR_TOOM2_THRESHOLD',SQR_TOOM2_THRESHOLD_OVERRIDE)')


dnl  UNROLL_COUNT is the number of code chunks in the unrolled addmul.  The
dnl  number required is determined by SQR_TOOM2_THRESHOLD, since
dnl  mpn_sqr_basecase only needs to handle sizes < SQR_TOOM2_THRESHOLD.
dnl
dnl  The first addmul is the biggest, and this takes the second least
dnl  significant limb and multiplies it by the third least significant and
dnl  up.  Hence for a maximum operand size of SQR_TOOM2_THRESHOLD-1
dnl  limbs, UNROLL_COUNT needs to be SQR_TOOM2_THRESHOLD-3.

m4_config_gmp_mparam(`SQR_TOOM2_THRESHOLD')
deflit(UNROLL_COUNT, eval(SQR_TOOM2_THRESHOLD-3))


C void mpn_sqr_basecase (mp_ptr dst, mp_srcptr src, mp_size_t size);
C
C The algorithm is essentially the same as mpn/generic/sqr_basecase.c, but a
C lot of function call overheads are avoided, especially when the given size
C is small.
C
C The code size might look a bit excessive, but not all of it is executed
and so won't fill up the code cache. The 1x1, 2x2 and 3x3 special cases
C clearly apply only to those sizes; mid sizes like 10x10 only need part of
C the unrolled addmul; and big sizes like 35x35 that do need all of it will
C at least be getting value for money, because 35x35 spends something like
C 5780 cycles here.
C
C Different values of UNROLL_COUNT give slightly different speeds, between
C 9.0 and 9.2 c/tri-prod measured on the difference between 17 and 33 limbs.
This isn't a big difference, but it's presumably some alignment effect
C which if understood could give a simple speedup.

defframe(PARAM_SIZE,12)
defframe(PARAM_SRC, 8)
defframe(PARAM_DST, 4)

 TEXT
 ALIGN(32)
PROLOGUE(mpn_sqr_basecase)
deflit(`FRAME',0)

 movl PARAM_SIZE, %ecx
 movl PARAM_SRC, %eax

 cmpl $2, %ecx
 je L(two_limbs)

 movl PARAM_DST, %edx
 ja L(three_or_more)


C -----------------------------------------------------------------------------
C one limb only
 C eax src
 C ebx
 C ecx size
 C edx dst

 movl (%eax), %eax
 movl %edx, %ecx

 mull %eax

 movl %eax, (%ecx)
 movl %edx, 4(%ecx)
 ret


C -----------------------------------------------------------------------------
 ALIGN(16)
L(two_limbs):
 C eax src
 C ebx
 C ecx size
 C edx dst

 pushl %ebx
 movl %eax, %ebx C src
deflit(`FRAME',4)

 movl (%ebx), %eax
 movl PARAM_DST, %ecx

 mull %eax  C src[0]^2

 movl %eax, (%ecx)
 movl 4(%ebx), %eax

 movl %edx, 4(%ecx)

 mull %eax  C src[1]^2

 movl %eax, 8(%ecx)
 movl (%ebx), %eax

 movl %edx, 12(%ecx)
 movl 4(%ebx), %edx

 mull %edx  C src[0]*src[1]

 addl %eax, 4(%ecx)

 adcl %edx, 8(%ecx)
 adcl $0, 12(%ecx)

 popl %ebx
 addl %eax, 4(%ecx)

 adcl %edx, 8(%ecx)
 adcl $0, 12(%ecx)

 ret


C -----------------------------------------------------------------------------
L(three_or_more):
deflit(`FRAME',0)
 cmpl $4, %ecx
 jae L(four_or_more)


C -----------------------------------------------------------------------------
C three limbs
 C eax src
 C ecx size
 C edx dst

 pushl %ebx
 movl %eax, %ebx C src

 movl (%ebx), %eax
 movl %edx, %ecx C dst

 mull %eax  C src[0] ^ 2

 movl %eax, (%ecx)
 movl 4(%ebx), %eax

 movl %edx, 4(%ecx)
 pushl %esi

 mull %eax  C src[1] ^ 2

 movl %eax, 8(%ecx)
 movl 8(%ebx), %eax

 movl %edx, 12(%ecx)
 pushl %edi

 mull %eax  C src[2] ^ 2

 movl %eax, 16(%ecx)
 movl (%ebx), %eax

 movl %edx, 20(%ecx)
 movl 4(%ebx), %edx

 mull %edx  C src[0] * src[1]

 movl %eax, %esi
 movl (%ebx), %eax

 movl %edx, %edi
 movl 8(%ebx), %edx

 pushl %ebp
 xorl %ebp, %ebp

 mull %edx  C src[0] * src[2]

 addl %eax, %edi
 movl 4(%ebx), %eax

 adcl %edx, %ebp

 movl 8(%ebx), %edx

 mull %edx  C src[1] * src[2]

 addl %eax, %ebp

 adcl $0, %edx


 C eax will be dst[5]
 C ebx
 C ecx dst
 C edx dst[4]
 C esi dst[1]
 C edi dst[2]
 C ebp dst[3]

 xorl %eax, %eax
 addl %esi, %esi
 adcl %edi, %edi
 adcl %ebp, %ebp
 adcl %edx, %edx
 adcl $0, %eax

 addl %esi, 4(%ecx)
 adcl %edi, 8(%ecx)
 adcl %ebp, 12(%ecx)

 popl %ebp
 popl %edi

 adcl %edx, 16(%ecx)

 popl %esi
 popl %ebx

 adcl %eax, 20(%ecx)
 ASSERT(nc)

 ret


C -----------------------------------------------------------------------------

defframe(SAVE_EBX,   -4)
defframe(SAVE_ESI,   -8)
defframe(SAVE_EDI,   -12)
defframe(SAVE_EBP,   -16)
defframe(VAR_COUNTER,-20)
defframe(VAR_JMP,    -24)
deflit(STACK_SPACE, 24)

 ALIGN(16)
L(four_or_more):

 C eax src
 C ebx
 C ecx size
 C edx dst
 C esi
 C edi
 C ebp

C First multiply src[0]*src[1..size-1] and store at dst[1..size].
C
C A test was done calling mpn_mul_1 here to get the benefit of its unrolled
C loop, but this was only a tiny speedup; at 35 limbs it took 24 cycles off
C a 5780 cycle operation, which is not surprising since the loop here is 8
C c/l and mpn_mul_1 is 6.25 c/l.

 subl $STACK_SPACE, %esp deflit(`FRAME',STACK_SPACE)

 movl %edi, SAVE_EDI
 leal 4(%edx), %edi

 movl %ebx, SAVE_EBX
 leal 4(%eax), %ebx

 movl %esi, SAVE_ESI
 xorl %esi, %esi

 movl %ebp, SAVE_EBP

 C eax
 C ebx src+4
 C ecx size
 C edx
 C esi
 C edi dst+4
 C ebp

 movl (%eax), %ebp C multiplier
 leal -1(%ecx), %ecx C size-1, and pad to a 16 byte boundary


 ALIGN(16)
L(mul_1):
 C eax scratch
 C ebx src ptr
 C ecx counter
 C edx scratch
 C esi carry
 C edi dst ptr
 C ebp multiplier

 movl (%ebx), %eax
 addl $4, %ebx

 mull %ebp

 addl %esi, %eax
 movl $0, %esi

 adcl %edx, %esi

 movl %eax, (%edi)
 addl $4, %edi

 loop L(mul_1)


C Addmul src[n]*src[n+1..size-1] at dst[2*n-1...], for each n=1..size-2.
C
C The last two addmuls, which are the bottom right corner of the product
C triangle, are left to the end.  These are src[size-3]*src[size-2,size-1]
and src[size-2]*src[size-1].  If size is 4 then it's only these corner
C cases that need to be done.
C
C The unrolled code is the same as mpn_addmul_1(), see that routine for some
C comments.
C
C VAR_COUNTER is the outer loop, running from -(size-4) to -1, inclusive.
C
C VAR_JMP is the computed jump into the unrolled code, stepped by one code
C chunk each outer loop.
C
C K6 doesn't do any branch prediction on indirect jumps, which is good
C actually because it's a different target each time. The unrolled addmul
C is about 3 cycles/limb faster than a simple loop, so the 6 cycle cost of
C the indirect jump is quickly recovered.


dnl  This value is also implicitly encoded in a shift and add.
dnl
deflit(CODE_BYTES_PER_LIMB, 15)

dnl  With the unmodified &src[size] and &dst[size] pointers, the
dnl  displacements in the unrolled code fit in a byte for UNROLL_COUNT
dnl  values up to 31.  Above that an offset must be added to them.
dnl
deflit(OFFSET,
ifelse(eval(UNROLL_COUNT>31),1,
eval((UNROLL_COUNT-31)*4),
0))

 C eax
 C ebx &src[size]
 C ecx
 C edx
 C esi carry
 C edi &dst[size]
 C ebp

 movl PARAM_SIZE, %ecx
 movl %esi, (%edi)

 subl $4, %ecx
 jz L(corner)

 movl %ecx, %edx
ifelse(OFFSET,0,,
` subl $OFFSET, %ebx')

 shll $4, %ecx
ifelse(OFFSET,0,,
` subl $OFFSET, %edi')

 negl %ecx

ifdef(`PIC',`
 call L(pic_calc)
L(here):
',`
 leal L(unroll_inner_end)-eval(2*CODE_BYTES_PER_LIMB)(%ecx,%edx), %ecx
')
 negl %edx


 C The calculated jump mustn't be before the start of the available
 C code.  This is the limitation UNROLL_COUNT puts on the src operand
 C size, but checked here using the jump address directly.
 C
 ASSERT(ae,`
 movl_text_address( L(unroll_inner_start), %eax)
 cmpl %eax, %ecx
 ')


C -----------------------------------------------------------------------------
 ALIGN(16)
L(unroll_outer_top):
 C eax
 C ebx &src[size], constant
 C ecx VAR_JMP
 C edx VAR_COUNTER, limbs, negative
 C esi high limb to store
 C edi dst ptr, high of last addmul
 C ebp

 movl -12+OFFSET(%ebx,%edx,4), %ebp C multiplier
 movl %edx, VAR_COUNTER

 movl -8+OFFSET(%ebx,%edx,4), %eax C first limb of multiplicand

 mull %ebp

 testb $1, %cl

 movl %edx, %esi C high carry
 movl %ecx, %edx C jump

 movl %eax, %ecx C low carry
 leal CODE_BYTES_PER_LIMB(%edx), %edx

 movl %edx, VAR_JMP
 leal 4(%edi), %edi

 C A branch-free version of this using some xors was found to be a
 C touch slower than just a conditional jump, despite the jump
 C switching between taken and not taken on every loop.

ifelse(eval(UNROLL_COUNT%2),0,
 jz,jnz) L(unroll_noswap)
 movl %esi, %eax C high,low carry other way around

 movl %ecx, %esi
 movl %eax, %ecx
L(unroll_noswap):

 jmp *%edx


 C Must be on an even address here so the low bit of the jump address
 C will indicate which way around ecx/esi should start.
 C
 C An attempt was made at padding here to get the end of the unrolled
 C code to come out on a good alignment, to save padding before
 C L(corner).  This worked, but turned out to run slower than just an
 C ALIGN(2).  The reason for this is not clear, it might be related
 C to the different speeds on different UNROLL_COUNTs noted above.

 ALIGN(2)

L(unroll_inner_start):
 C eax scratch
 C ebx src
 C ecx carry low
 C edx scratch
 C esi carry high
 C edi dst
 C ebp multiplier
 C
 C 15 code bytes each limb
 C ecx/esi swapped on each chunk

forloop(`i', UNROLL_COUNT, 1, `
 deflit(`disp_src', eval(-i*4 + OFFSET))
 deflit(`disp_dst', eval(disp_src - 4))

 m4_assert(`disp_src>=-128 && disp_src<128')
 m4_assert(`disp_dst>=-128 && disp_dst<128')

ifelse(eval(i%2),0,`
Zdisp( movl, disp_src,(%ebx), %eax)
 mull %ebp
Zdisp( addl, %esi, disp_dst,(%edi))
 adcl %eax, %ecx
 movl %edx, %esi
 jadcl0( %esi)
',`
 dnl  this one comes out last
Zdisp( movl, disp_src,(%ebx), %eax)
 mull %ebp
Zdisp( addl, %ecx, disp_dst,(%edi))
 adcl %eax, %esi
 movl %edx, %ecx
 jadcl0( %ecx)
')
')
L(unroll_inner_end):

 addl %esi, -4+OFFSET(%edi)

 movl VAR_COUNTER, %edx
 jadcl0( %ecx)

 movl %ecx, m4_empty_if_zero(OFFSET)(%edi)
 movl VAR_JMP, %ecx

 incl %edx
 jnz L(unroll_outer_top)


ifelse(OFFSET,0,,`
 addl $OFFSET, %ebx
 addl $OFFSET, %edi
')


C -----------------------------------------------------------------------------
 ALIGN(16)
L(corner):
 C ebx &src[size]
 C edi &dst[2*size-5]

 movl -12(%ebx), %ebp

 movl -8(%ebx), %eax
 movl %eax, %ecx

 mull %ebp

 addl %eax, -4(%edi)
 adcl $0, %edx

 movl -4(%ebx), %eax
 movl %edx, %esi
 movl %eax, %ebx

 mull %ebp

 addl %esi, %eax
 adcl $0, %edx

 addl %eax, (%edi)
 adcl $0, %edx

 movl %edx, %esi
 movl %ebx, %eax

 mull %ecx

 addl %esi, %eax
 movl %eax, 4(%edi)

 adcl $0, %edx

 movl %edx, 8(%edi)


C -----------------------------------------------------------------------------
C Left shift of dst[1..2*size-2], the bit shifted out becomes dst[2*size-1].
C The loop measures about 6 cycles/iteration, though it looks like it should
C decode in 5.

L(lshift_start):
 movl PARAM_SIZE, %ecx

 movl PARAM_DST, %edi
 subl $1, %ecx  C size-1 and clear carry

 movl PARAM_SRC, %ebx
 movl %ecx, %edx

 xorl %eax, %eax  C ready for adcl


 ALIGN(16)
L(lshift):
 C eax
 C ebx src (for later use)
 C ecx counter, decrementing
 C edx size-1 (for later use)
 C esi
 C edi dst, incrementing
 C ebp

 rcll 4(%edi)
 rcll 8(%edi)
 leal 8(%edi), %edi
 loop L(lshift)


 adcl %eax, %eax

 movl %eax, 4(%edi)  C dst most significant limb
 movl (%ebx), %eax  C src[0]

 leal 4(%ebx,%edx,4), %ebx C &src[size]
 subl %edx, %ecx  C -(size-1)


C -----------------------------------------------------------------------------
C Now add in the squares on the diagonal, src[0]^2, src[1]^2, ...,
C src[size-1]^2.  dst[0] hasn't yet been set at all yet, and just gets the
C low limb of src[0]^2.


 mull %eax

 movl %eax, (%edi,%ecx,8) C dst[0]


 ALIGN(16)
L(diag):
 C eax scratch
 C ebx &src[size]
 C ecx counter, negative
 C edx carry
 C esi scratch
 C edi dst[2*size-2]
 C ebp

 movl (%ebx,%ecx,4), %eax
 movl %edx, %esi

 mull %eax

 addl %esi, 4(%edi,%ecx,8)
 adcl %eax, 8(%edi,%ecx,8)
 adcl $0, %edx

 incl %ecx
 jnz L(diag)


 movl SAVE_EBX, %ebx
 movl SAVE_ESI, %esi

 addl %edx, 4(%edi)  C dst most significant limb

 movl SAVE_EDI, %edi
 movl SAVE_EBP, %ebp
 addl $FRAME, %esp
 ret



C -----------------------------------------------------------------------------
ifdef(`PIC',`
L(pic_calc):
 C See mpn/x86/README about old gas bugs
 addl (%esp), %ecx
 addl $L(unroll_inner_end)-L(here)-eval(2*CODE_BYTES_PER_LIMB), %ecx
 addl %edx, %ecx
 ret_internal
')


EPILOGUE()

Messung V0.5
C=95 H=91 G=92

¤ Dauer der Verarbeitung: 0.14 Sekunden  (vorverarbeitet)  ¤

*© Formatika GbR, Deutschland






Wurzel

Suchen

Beweissystem der NASA

Beweissystem Isabelle

NIST Cobol Testsuite

Cephes Mathematical Library

Wiener Entwicklungsmethode

Haftungshinweis

Die Informationen auf dieser Webseite wurden nach bestem Wissen sorgfältig zusammengestellt. Es wird jedoch weder Vollständigkeit, noch Richtigkeit, noch Qualität der bereit gestellten Informationen zugesichert.

Bemerkung:

Die farbliche Syntaxdarstellung und die Messung sind noch experimentell.