Quelle  sqr_basecase.asm   Sprache: Masm

dnl  AMD64 mpn_sqr_basecase optimised for AMD bobcat.

dnl  Copyright 2003-2005, 2007, 2008, 2011, 2012 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
C AMD K8,K9  4.5
C AMD K10  4.5
C AMD bd1  4.75
C AMD bobcat  5
C Intel P4 17.7
C Intel core2  5.5
C Intel NHM  5.43
C Intel SBR  3.92
C Intel atom 23
C VIA nano  5.63

C This sqr_basecase is based on mul_1 and addmul_1, since these both run at the
C multiply insn bandwidth, without any apparent loop branch exit pipeline
C replays experienced on K8.  The structure is unusual: it falls into mul_1 in
C the same way for all n, then it splits into 4 different wind-down blocks and
C 4 separate addmul_1 loops.
C
C We have not tried using the same addmul_1 loops with a switch into feed-in
C code, as we do in other basecase implementations.  Doing that could save
C substantial code volume, but would also probably add some overhead.

C TODO
C  * Tune un < 4 code.
C  * Perhaps implement a larger final corner (it is now 2 x 1).
C  * Lots of space could be saved by replacing the "switch" code by gradual
C    jumps out from mul_1 winddown code, perhaps with no added overhead.
C  * Are the ALIGN(16) really necessary?  They add about 25 bytes of padding.

ABI_SUPPORT(DOS64)
ABI_SUPPORT(STD64)

C Standard parameters
define(`rp', `%rdi')
define(`up', `%rsi')
define(`un_param', `%rdx')
C Standard allocations
define(`un', `%rbx')
define(`w0', `%r8')
define(`w1', `%r9')
define(`w2', `%r10')
define(`w3', `%r11')
define(`n', `%rbp')
define(`v0', `%rcx')

C Temp macro for allowing control over indexing.
C Define to return $1 for more conservative ptr handling.
define(`X',`$2')
dnl define(`X',`$1')


ASM_START()
 TEXT
 ALIGN(64)
PROLOGUE(mpn_sqr_basecase)
 FUNC_ENTRY(3)

 mov (up), %rax

 cmp $2, R32(un_param)
 jae L(ge2)

 mul %rax
 mov %rax, (rp)
 mov %rdx, 8(rp)
 FUNC_EXIT()
 ret

L(ge2): mov (up), v0
 jnz L(g2)

 mul %rax
 mov %rax, (rp)
 mov 8(up), %rax
 mov %rdx, w0
 mul v0
 add %rax, w0
 mov %rdx, w1
 adc $0, w1
 mov 8(up), v0
 mov (up), %rax
 mul v0
 add %rax, w0
 mov w0, 8(rp)
 mov %rdx, w0  C CAUTION: r8 realloc
 adc $0, w0
 mov 8(up), %rax
 mul v0
 add w1, w0
 adc $0, %rdx
 add w0, %rax
 adc $0, %rdx
 mov %rax, 16(rp)
 mov %rdx, 24(rp)
 FUNC_EXIT()
 ret

L(g2): cmp $3, R32(un_param)
 ja L(g3)
 mul %rax
 mov %rax, (rp)
 mov %rdx, 8(rp)
 mov 8(up), %rax
 mul %rax
 mov %rax, 16(rp)
 mov %rdx, 24(rp)
 mov 16(up), %rax
 mul %rax
 mov %rax, 32(rp)
 mov %rdx, 40(rp)

 mov (up), v0
 mov 8(up), %rax
 mul v0
 mov %rax, w0
 mov %rdx, w1
 mov 16(up), %rax
 mul v0
 xor R32(w2), R32(w2)
 add %rax, w1
 adc %rdx, w2

 mov 8(up), v0
 mov 16(up), %rax
 mul v0
 xor R32(w3), R32(w3)
 add %rax, w2
 adc %rdx, w3
 add w0, w0
 adc w1, w1
 adc w2, w2
 adc w3, w3
 mov $0, R32(v0)
 adc v0, v0
 add w0, 8(rp)
 adc w1, 16(rp)
 adc w2, 24(rp)
 adc w3, 32(rp)
 adc v0, 40(rp)
 FUNC_EXIT()
 ret

L(g3): push %rbx
 push %rbp

 mov 8(up), %rax
 lea -24(rp,un_param,8), rp
 lea -24(up,un_param,8), up
 neg un_param
 push un_param  C for sqr_diag_addlsh1
 lea (un_param), un
 lea 3(un_param), n

 mul v0
 mov %rax, w2
 mov %rdx, w3
 jmp L(L3)

 ALIGN(16)
L(top): mov w0, -16(rp,n,8)
 add w1, w2
 adc $0, w3
 mov (up,n,8), %rax
 mul v0
 mov %rax, w0
 mov %rdx, w1
 mov w2, -8(rp,n,8)
 add w3, w0
 adc $0, w1
 mov 8(up,n,8), %rax
 mul v0
 mov %rax, w2
 mov %rdx, w3
 mov w0, (rp,n,8)
 add w1, w2
 adc $0, w3
L(L3): mov 16(up,n,8), %rax
 mul v0
 mov %rax, w0
 mov %rdx, w1
 mov w2, 8(rp,n,8)
 add w3, w0
 adc $0, w1
 mov 24(up,n,8), %rax
 mul v0
 mov %rax, w2
 mov %rdx, w3
 add $4, n
 js L(top)

 mov w0, -16(rp,n,8)
 add w1, w2
 adc $0, w3

 test n, n
 jz L(r2)
 cmp $2, R32(n)
 ja L(r3)
 jz L(r0)


L(r1): mov X((up,n,8),8(up)), %rax
 mul v0
 mov %rax, w0
 mov %rdx, w1
 mov w2, X(-8(rp,n,8),(rp))
 add w3, w0
 adc $0, w1
 mov X(8(up,n,8),16(up)), %rax
 mul v0
 mov %rax, w2
 mov %rdx, w3
 mov w0, X((rp,n,8),8(rp))
 add w1, w2
 adc $0, w3
 mov w2, X(8(rp,n,8),16(rp))
 mov w3, X(16(rp,n,8),24(rp))
 add $5, un
 jmp L(to0)

L(r2): mov X((up,n,8),(up)), %rax
 mul v0
 mov %rax, w0
 mov %rdx, w1
 mov w2, X(-8(rp,n,8),-8(rp))
 add w3, w0
 adc $0, w1
 mov X(8(up,n,8),8(up)), %rax
 mul v0
 mov %rax, w2
 mov %rdx, w3
 mov w0, X((rp,n,8),(rp))
 add w1, w2
 adc $0, w3
 mov X(16(up,n,8),16(up)), %rax
 mul v0
 mov %rax, w0
 mov %rdx, w1
 mov w2, X(8(rp,n,8),8(rp))
 add w3, w0
 adc $0, w1
 mov w0, X(16(rp,n,8),16(rp))
 adc $0, w3
 mov w1, X(24(rp,n,8),24(rp))
 add $6, un
 jmp L(to1)

L(r3): mov w2, X(-8(rp,n,8),16(rp))
 mov w3, X((rp,n,8),24(rp))
 add $3, un
 jmp L(to2)

L(r0): mov X((up,n,8),16(up)), %rax
 mul v0
 mov %rax, w0
 mov %rdx, w1
 mov w2, X(-8(rp,n,8),8(rp))
 add w3, w0
 adc $0, w1
 mov w0, X((rp,n,8),16(rp))
 mov w1, X(8(rp,n,8),24(rp))
 add $4, un
C jmp L(to3)
C fall through into main loop


L(outer):
 mov un, n
 mov (up,un,8), v0
 mov 8(up,un,8), %rax
 lea 8(rp), rp
 mul v0
 mov %rax, w2
 mov %rdx, w3
 jmp L(al3)

 ALIGN(16)
L(ta3): add w0, -16(rp,n,8)
 adc w1, w2
 adc $0, w3
 mov (up,n,8), %rax
 mul v0
 mov %rax, w0
 mov %rdx, w1
 add w2, -8(rp,n,8)
 adc w3, w0
 adc $0, w1
 mov 8(up,n,8), %rax
 mul v0
 mov %rax, w2
 mov %rdx, w3
 add w0, (rp,n,8)
 adc w1, w2
 adc $0, w3
L(al3): mov 16(up,n,8), %rax
 mul v0
 mov %rax, w0
 mov %rdx, w1
 add w2, 8(rp,n,8)
 adc w3, w0
 adc $0, w1
 mov 24(up,n,8), %rax
 mul v0
 mov %rax, w2
 mov %rdx, w3
 add $4, n
 js L(ta3)

 add w0, X(-16(rp,n,8),8(rp))
 adc w1, w2
 adc $0, w3
 add w2, X(-8(rp,n,8),16(rp))
 adc $0, w3
 mov w3, X((rp,n,8),24(rp))


L(to2): mov un, n
 cmp $-4, R32(un)
 jnc L(end)
 add $4, un
 mov 8(up,n,8), v0
 mov 16(up,n,8), %rax
 lea 8(rp), rp
 mul v0
 mov %rax, w0
 mov %rdx, w1
 jmp L(al2)

 ALIGN(16)
L(ta2): add w0, -16(rp,n,8)
 adc w1, w2
 adc $0, w3
 mov (up,n,8), %rax
 mul v0
 mov %rax, w0
 mov %rdx, w1
 add w2, -8(rp,n,8)
 adc w3, w0
 adc $0, w1
 mov 8(up,n,8), %rax
 mul v0
 mov %rax, w2
 mov %rdx, w3
 add w0, (rp,n,8)
 adc w1, w2
 adc $0, w3
 mov 16(up,n,8), %rax
 mul v0
 mov %rax, w0
 mov %rdx, w1
 add w2, 8(rp,n,8)
 adc w3, w0
 adc $0, w1
L(al2): mov 24(up,n,8), %rax
 mul v0
 mov %rax, w2
 mov %rdx, w3
 add $4, n
 js L(ta2)

 add w0, X(-16(rp,n,8),8(rp))
 adc w1, w2
 adc $0, w3
 add w2, X(-8(rp,n,8),16(rp))
 adc $0, w3
 mov w3, X((rp,n,8),24(rp))


L(to1): mov un, n
 mov -16(up,un,8), v0
 mov -8(up,un,8), %rax
 lea 8(rp), rp
 mul v0
 mov %rax, w2
 mov %rdx, w3
 jmp L(al1)

 ALIGN(16)
L(ta1): add w0, -16(rp,n,8)
 adc w1, w2
 adc $0, w3
L(al1): mov (up,n,8), %rax
 mul v0
 mov %rax, w0
 mov %rdx, w1
 add w2, -8(rp,n,8)
 adc w3, w0
 adc $0, w1
 mov 8(up,n,8), %rax
 mul v0
 mov %rax, w2
 mov %rdx, w3
 add w0, (rp,n,8)
 adc w1, w2
 adc $0, w3
 mov 16(up,n,8), %rax
 mul v0
 mov %rax, w0
 mov %rdx, w1
 add w2, 8(rp,n,8)
 adc w3, w0
 adc $0, w1
 mov 24(up,n,8), %rax
 mul v0
 mov %rax, w2
 mov %rdx, w3
 add $4, n
 js L(ta1)

 add w0, X(-16(rp,n,8),8(rp))
 adc w1, w2
 adc $0, w3
 add w2, X(-8(rp,n,8),16(rp))
 adc $0, w3
 mov w3, X((rp,n,8),24(rp))


L(to0): mov un, n
 mov -8(up,un,8), v0
 mov (up,un,8), %rax
 lea 8(rp), rp
 mul v0
 mov %rax, w0
 mov %rdx, w1
 jmp L(al0)

 ALIGN(16)
L(ta0): add w0, -16(rp,n,8)
 adc w1, w2
 adc $0, w3
 mov (up,n,8), %rax
 mul v0
 mov %rax, w0
 mov %rdx, w1
 add w2, -8(rp,n,8)
 adc w3, w0
 adc $0, w1
L(al0): mov 8(up,n,8), %rax
 mul v0
 mov %rax, w2
 mov %rdx, w3
 add w0, (rp,n,8)
 adc w1, w2
 adc $0, w3
 mov 16(up,n,8), %rax
 mul v0
 mov %rax, w0
 mov %rdx, w1
 add w2, 8(rp,n,8)
 adc w3, w0
 adc $0, w1
 mov 24(up,n,8), %rax
 mul v0
 mov %rax, w2
 mov %rdx, w3
 add $4, n
 js L(ta0)

 add w0, X(-16(rp,n,8),8(rp))
 adc w1, w2
 adc $0, w3
 add w2, X(-8(rp,n,8),16(rp))
 adc $0, w3
 mov w3, X((rp,n,8),24(rp))
 jmp L(outer)


L(end): mov X(8(up,un,8),(up)), v0
 mov X(16(up,un,8),8(up)), %rax
 mul v0
 mov %rax, w0
 mov %rdx, w1
 mov X(24(up,un,8),16(up)), %rax
 mul v0
 mov %rax, w2
 mov %rdx, w3
 add w0, X(24(rp,un,8),16(rp))
 adc w1, w2
 adc $0, w3
 add w2, X(32(rp,un,8),24(rp))
 adc $0, w3
 mov X(16(up,un,8),8(up)), v0
 mov X(24(up,un,8),16(up)), %rax
 mul v0
 add %rax, w3
 mov w3, X(40(rp,un,8),32(rp))
 adc $0, %rdx
 mov %rdx, X(48(rp,un,8),40(rp))


C sqr_diag_addlsh1

 lea 16(up), up
 lea 40(rp), rp
 pop n
 lea 2(n,n), n

 mov (up,n,4), %rax
 mul %rax
 xor R32(w2), R32(w2)

 mov 8(rp,n,8), w0
 mov %rax, (rp,n,8)
 jmp L(lm)

 ALIGN(8)
L(tsd): add %rbx, w0
 adc %rax, w1
 mov w0, -8(rp,n,8)
 mov 8(rp,n,8), w0
 mov w1, (rp,n,8)
L(lm): mov 16(rp,n,8), w1
 adc w0, w0
 adc w1, w1
 lea (%rdx,w2), %rbx
 mov 8(up,n,4), %rax
 setc R8(w2)
 mul %rax
 add $2, n
 js L(tsd)

L(esd): add %rbx, w0
 adc %rax, w1
 mov w0, X(-8(rp,n,8),-8(rp))
 mov w1, X((rp,n,8),(rp))
 adc w2, %rdx
 mov %rdx, X(8(rp,n,8),8(rp))

 pop %rbp
 pop %rbx
 FUNC_EXIT()
 ret
EPILOGUE()