Quelle  mul_basecase.asm   Sprache: Masm

dnl  AMD64 mpn_mul_basecase.

dnl  Contributed to the GNU project by Torbjörn Granlund.

dnl  Copyright 2012, 2013, 2022 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  -
C AMD K10  -
C AMD bd1  -
C AMD bd2  -
C AMD bd3  -
C AMD bd4  -
C AMD zn1  ?
C AMD zn2  ?
C AMD zn3  ?
C AMD bt1  -
C AMD bt2  -
C Intel P4  -
C Intel CNR  -
C Intel PNR  -
C Intel NHM  -
C Intel WSM  -
C Intel SBR  -
C Intel IBR  -
C Intel HWL  -
C Intel BWL  ?
C Intel SKL  ?
C Intel RKL  ?
C Intel ALD  1.29
C Intel atom  -
C Intel SLM  -
C Intel GLM  -
C VIA nano  -

C TODO
C  * Do overlapped software pipelining.
C  * Try shallower pipeline, which would result in using fewer registers.
C  * There are false dependencies on CF/OF between iterations.  Try breaking
C    them to see if it helps.

define(`rp', `%rdi') dnl rcx
define(`up', `%rsi') dnl rdx
define(`un_arg',`%rdx') dnl r8
define(`vp_arg',`%rcx') dnl r9
define(`vn_arg',`%r8') dnl stack

define(`un', `%r14')
define(`vp', `%r15')
define(`vn', `%rbp')

define(`n', `%rcx')
define(`v0', `%rdx')


ASM_START()
 TEXT
 ALIGN(16)
PROLOGUE(mpn_mul_basecase)
 cmp $2, un_arg
 ja L(gen)
 mov (vp_arg), %rdx
 mulx( (up), %rax, %r9)
 mov %rax, (rp)
 je L(s2x)

 mov %r9, 8(rp)
 ret

L(s2x): mulx( 8,(up), %rax, %r10)
 add %r9, %rax
 adc $0, %r10
 cmp $2, R32(vn_arg)
 je L(s22)

L(s21): mov %rax, 8(rp)
 mov %r10, 16(rp)
 ret

L(s22): mov 8(vp_arg), %rdx
 mulx( (up), %r8, %r9)
 add %r8, %rax
 adc %r10, %r9
 mov %rax, 8(rp)
 mulx( 8,(up), %rax, %r10)
 adc $0, %r10
 adc %r9, %rax
 mov %rax, 16(rp)
 adc $0, %r10
 mov %r10, 24(rp)
 ret

L(gen): push %rbx
 push %rbp
 push %r12
 push %r13
 push %r14
 push %r15

 mov un_arg, un
 neg un
 shl $3, un
 mov vp_arg, vp
 mov vn_arg, vn

 test $1, R8(un_arg)
 mov (vp), %rdx
 jz L(bx0)

L(bx1): test $16, R8(un)
 jnz L(b01)

L(b11): lea 24(un), n
 mulx( (up), %r11, %r10)
 mulx( 8,(up), %r13, %r12)
 mulx( 16,(up), %rbx, %rax)
 lea 8(rp), rp
 lea 24(up), up
 jrcxz L(med3)
L(mtp3):mulx( (up), %r9, %r8)
 adcx( %r10, %r13)
 mov %r11, -8(rp)
 mulx( 8,(up), %r11, %r10)
 adcx( %r12, %rbx)
 mov %r13, (rp)
 mulx( 16,(up), %r13, %r12)
 adcx( %rax, %r9)
 mov %rbx, 8(rp)
 mulx( 24,(up), %rbx, %rax)
 adcx( %r8, %r11)
 mov %r9, 16(rp)
 lea 32(up), up
 lea 32(rp), rp
 lea 32(n), n
 jrcxz L(med3)
 jmp L(mtp3)
L(med3):adcx( %r10, %r13)
 mov %r11, -8(rp)
 adcx( %r12, %rbx)
 mov %r13, (rp)
 adcx( %rcx, %rax)
 mov %rbx, 8(rp)
 mov %rax, 16(rp)
 dec vn
 jz L(ret)
L(out3):lea 32(rp,un), rp
 lea 24(up,un), up
 lea 8(vp), vp
 xor R32(%rdx), R32(%rdx)
 mov (vp), %rdx
 mulx( -24,(up), %r11, %r10)
 mulx( -16,(up), %r13, %r12)
 mulx( -8,(up), %rbx, %rax)
 lea 24(un), n
 adox( -8,(rp), %r11)
 jrcxz L(ed3)
L(tp3): mulx( (up), %r9, %r8)
 adcx( %r10, %r13)
 mov %r11, -8(rp)
 adox( (rp), %r13)
 mulx( 8,(up), %r11, %r10)
 adcx( %r12, %rbx)
 mov %r13, (rp)
 adox( 8,(rp), %rbx)
 mulx( 16,(up), %r13, %r12)
 adcx( %rax, %r9)
 mov %rbx, 8(rp)
 adox( 16,(rp), %r9)
 mulx( 24,(up), %rbx, %rax)
 adcx( %r8, %r11)
 mov %r9, 16(rp)
 adox( 24,(rp), %r11)
 lea 32(up), up
 lea 32(rp), rp
 lea 32(n), n
 jrcxz L(ed3)
 jmp L(tp3)
L(ed3): adcx( %r10, %r13)
 mov %r11, -8(rp)
 adox( (rp), %r13)
 adcx( %r12, %rbx)
 mov %r13, (rp)
 adox( 8,(rp), %rbx)
 adcx( %rcx, %rax)
 adox( %rcx, %rax)
 mov %rbx, 8(rp)
 mov %rax, 16(rp)
 dec vn
 jnz L(out3)
 jmp L(ret)


L(b01): mulx( (up), %rbx, %rax)
 lea 8(un), n
 mulx( 8,(up), %r9, %r8)
 mulx( 16,(up), %r11, %r10)
 lea 8(up), up
 lea -8(rp), rp
 jmp L(ml1)
L(mtp1):mulx( (up), %r9, %r8)
 adcx( %r10, %r13)
 mov %r11, -8(rp)
 mulx( 8,(up), %r11, %r10)
 adcx( %r12, %rbx)
 mov %r13, (rp)
L(ml1): mulx( 16,(up), %r13, %r12)
 adcx( %rax, %r9)
 mov %rbx, 8(rp)
 mulx( 24,(up), %rbx, %rax)
 adcx( %r8, %r11)
 mov %r9, 16(rp)
 lea 32(up), up
 lea 32(rp), rp
 lea 32(n), n
 jrcxz L(med1)
 jmp L(mtp1)
L(med1):adcx( %r10, %r13)
 mov %r11, -8(rp)
 adcx( %r12, %rbx)
 mov %r13, (rp)
 adcx( %rcx, %rax)
 mov %rbx, 8(rp)
 mov %rax, 16(rp)
 dec vn
 jz L(ret)
L(out1):lea 16(rp,un), rp
 lea 8(up,un), up
 lea 8(vp), vp
 xor R32(%rdx), R32(%rdx)
 mov (vp), %rdx
 lea 8(un), n
 mulx( -8,(up), %rbx, %rax)
 mulx( (up), %r9, %r8)
 mulx( 8,(up), %r11, %r10)
 jmp L(lo1)
L(tp1): mulx( (up), %r9, %r8)
 adcx( %r10, %r13)
 mov %r11, -8(rp)
 adox( (rp), %r13)
 mulx( 8,(up), %r11, %r10)
 adcx( %r12, %rbx)
 mov %r13, (rp)
L(lo1): adox( 8,(rp), %rbx)
 mulx( 16,(up), %r13, %r12)
 adcx( %rax, %r9)
 mov %rbx, 8(rp)
 adox( 16,(rp), %r9)
 mulx( 24,(up), %rbx, %rax)
 adcx( %r8, %r11)
 mov %r9, 16(rp)
 adox( 24,(rp), %r11)
 lea 32(up), up
 lea 32(rp), rp
 lea 32(n), n
 jrcxz L(ed1)
 jmp L(tp1)
L(ed1): adcx( %r10, %r13)
 mov %r11, -8(rp)
 adox( (rp), %r13)
 adcx( %r12, %rbx)
 mov %r13, (rp)
 adox( 8,(rp), %rbx)
 adcx( %rcx, %rax)
 adox( %rcx, %rax)
 mov %rbx, 8(rp)
 mov %rax, 16(rp)
 dec vn
 jnz L(out1)
 jmp L(ret)


L(bx0): test $16, R8(un)
 jz L(b00)

L(b10): mulx( (up), %r13, %r12)
 mulx( 8,(up), %rbx, %rax)
 lea 16(un), n
 mulx( 16,(up), %r9, %r8)
 lea 16(up), up
 jmp L(ml2)
L(mtp2):mulx( (up), %r9, %r8)
 adcx( %r10, %r13)
 mov %r11, -8(rp)
L(ml2): mulx( 8,(up), %r11, %r10)
 adcx( %r12, %rbx)
 mov %r13, (rp)
 mulx( 16,(up), %r13, %r12)
 adcx( %rax, %r9)
 mov %rbx, 8(rp)
 mulx( 24,(up), %rbx, %rax)
 adcx( %r8, %r11)
 mov %r9, 16(rp)
 lea 32(up), up
 lea 32(rp), rp
 lea 32(n), n
 jrcxz L(med2)
 jmp L(mtp2)
L(med2):adcx( %r10, %r13)
 mov %r11, -8(rp)
 adcx( %r12, %rbx)
 mov %r13, (rp)
 adcx( %rcx, %rax)
 mov %rbx, 8(rp)
 mov %rax, 16(rp)
 dec vn
 jz L(ret)
L(out2):lea 24(rp,un), rp
 lea 16(up,un), up
 lea 8(vp), vp
 xor R32(%rdx), R32(%rdx)
 mov (vp), %rdx
 mulx( -16,(up), %r13, %r12)
 mulx( -8,(up), %rbx, %rax)
 lea 16(un), n
 mulx( (up), %r9, %r8)
 jmp L(lo2)
L(tp2): mulx( (up), %r9, %r8)
 adcx( %r10, %r13)
 mov %r11, -8(rp)
L(lo2): adox( (rp), %r13)
 mulx( 8,(up), %r11, %r10)
 adcx( %r12, %rbx)
 mov %r13, (rp)
 adox( 8,(rp), %rbx)
 mulx( 16,(up), %r13, %r12)
 adcx( %rax, %r9)
 mov %rbx, 8(rp)
 adox( 16,(rp), %r9)
 mulx( 24,(up), %rbx, %rax)
 adcx( %r8, %r11)
 mov %r9, 16(rp)
 adox( 24,(rp), %r11)
 lea 32(up), up
 lea 32(rp), rp
 lea 32(n), n
 jrcxz L(ed2)
 jmp L(tp2)
L(ed2): adcx( %r10, %r13)
 mov %r11, -8(rp)
 adox( (rp), %r13)
 adcx( %r12, %rbx)
 mov %r13, (rp)
 adox( 8,(rp), %rbx)
 adcx( %rcx, %rax)
 adox( %rcx, %rax)
 mov %rbx, 8(rp)
 mov %rax, 16(rp)
 dec vn
 jnz L(out2)
 jmp L(ret)


L(b00): lea 32(un), n
 mulx( (up), %r9, %r8)
 mulx( 8,(up), %r11, %r10)
 mulx( 16,(up), %r13, %r12)
 mulx( 24,(up), %rbx, %rax)
 adcx( %r8, %r11)
 mov %r9, (rp)
 lea 32(up), up
 lea 16(rp), rp
 jrcxz L(med0)
L(mtp0):mulx( (up), %r9, %r8)
 adcx( %r10, %r13)
 mov %r11, -8(rp)
 mulx( 8,(up), %r11, %r10)
 adcx( %r12, %rbx)
 mov %r13, (rp)
 mulx( 16,(up), %r13, %r12)
 adcx( %rax, %r9)
 mov %rbx, 8(rp)
 mulx( 24,(up), %rbx, %rax)
 adcx( %r8, %r11)
 mov %r9, 16(rp)
 lea 32(up), up
 lea 32(rp), rp
 lea 32(n), n
 jrcxz L(med0)
 jmp L(mtp0)
L(med0):adcx( %r10, %r13)
 mov %r11, -8(rp)
 adcx( %r12, %rbx)
 mov %r13, (rp)
 adcx( %rcx, %rax)
 mov %rbx, 8(rp)
 mov %rax, 16(rp)
 dec vn
 jz L(ret)
L(out0):lea 40(rp,un), rp
 lea 32(up,un), up
 lea 8(vp), vp
 xor R32(%rdx), R32(%rdx)
 mov (vp), %rdx
 lea 32(un), n
 mulx( -32,(up), %r9, %r8)
 mulx( -24,(up), %r11, %r10)
 mulx( -16,(up), %r13, %r12)
 adox( -16,(rp), %r9)
 mulx( -8,(up), %rbx, %rax)
 adcx( %r8, %r11)
 mov %r9, -16(rp)
 adox( -8,(rp), %r11)
 jrcxz L(ed0)
L(tp0): mulx( (up), %r9, %r8)
 adcx( %r10, %r13)
 mov %r11, -8(rp)
 adox( (rp), %r13)
 mulx( 8,(up), %r11, %r10)
 adcx( %r12, %rbx)
 mov %r13, (rp)
 adox( 8,(rp), %rbx)
 mulx( 16,(up), %r13, %r12)
 adcx( %rax, %r9)
 mov %rbx, 8(rp)
 adox( 16,(rp), %r9)
 mulx( 24,(up), %rbx, %rax)
 adcx( %r8, %r11)
 mov %r9, 16(rp)
 adox( 24,(rp), %r11)
 lea 32(up), up
 lea 32(rp), rp
 lea 32(n), n
 jrcxz L(ed0)
 jmp L(tp0)
L(ed0): adcx( %r10, %r13)
 mov %r11, -8(rp)
 adox( (rp), %r13)
 adcx( %r12, %rbx)
 mov %r13, (rp)
 adox( 8,(rp), %rbx)
 adcx( %rcx, %rax)
 adox( %rcx, %rax)
 mov %rbx, 8(rp)
 mov %rax, 16(rp)
 dec vn
 jnz L(out0)

L(ret): pop %r15
 pop %r14
 pop %r13
 pop %r12
 pop %rbp
 pop %rbx
 ret
EPILOGUE()
ASM_END()