Quelle  mullo_basecase.asm   Sprache: Masm

dnl  AMD64 mpn_mullo_basecase optimised for Conroe/Wolfdale/Nehalem/Westmere.

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
C AMD K10
C AMD bull
C AMD pile
C AMD steam
C AMD bobcat
C AMD jaguar
C Intel P4
C Intel core  4.0  4.18-4.25
C Intel NHM  3.75  4.06-4.2
C Intel SBR
C Intel IBR
C Intel HWL
C Intel BWL
C Intel atom
C VIA nano

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   * Offset n by 2 in order to avoid the outer loop cmp.  (And sqr_basecase?)
C   * Micro-optimise.

C When playing with pointers, set this to $2 to fall back to conservative
C indexing in wind-down code.
define(`I',`$1')

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

define(`v0', `%r10')
define(`v1', `%r11')
define(`w0', `%rbx')
define(`w1', `%rcx')
define(`w2', `%rbp')
define(`w3', `%r12')
define(`n', `%r9')
define(`i', `%r13')
define(`vp', `%r8')

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

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

ABI_SUPPORT(DOS64)
ABI_SUPPORT(STD64)

define(`ALIGNx', `ALIGN(16)')

define(`N', 85)
ifdef(`N',,`define(`N',0)')
define(`MOV', `ifelse(eval(N & $3),0,`mov $1, $2',`lea ($1), $2')')

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

 mov (up), %rax
 mov vp_param, vp

 cmp $4, n_param
 jb L(small)

 mov (vp_param), v0
 push %rbx
 lea (rp,n_param,8), rp C point rp at R[un]
 push %rbp
 lea (up,n_param,8), up C point up right after U's end
 push %r12
 mov $0, R32(n)  C FIXME
 sub n_param, n
 push %r13
 mul v0
 mov 8(vp), v1

 test $1, R8(n_param)
 jnz L(m2x1)

L(m2x0):test $2, R8(n_param)
 jnz L(m2b2)

L(m2b0):lea (n), i
 mov %rax, (rp,n,8)
 mov %rdx, w1
 mov (up,n,8), %rax
 xor R32(w2), R32(w2)
 jmp L(m2e0)

L(m2b2):lea -2(n), i
 mov %rax, w2
 mov (up,n,8), %rax
 mov %rdx, w3
 xor R32(w0), R32(w0)
 jmp L(m2e2)

L(m2x1):test $2, R8(n_param)
 jnz L(m2b3)

L(m2b1):lea 1(n), i
 mov %rax, (rp,n,8)
 mov (up,n,8), %rax
 mov %rdx, w0
 xor R32(w1), R32(w1)
 jmp L(m2e1)

L(m2b3):lea -1(n), i
 xor R32(w3), R32(w3)
 mov %rax, w1
 mov %rdx, w2
 mov (up,n,8), %rax
 jmp L(m2e3)

 ALIGNx
L(m2tp):mul v0
 add %rax, w3
 mov -8(up,i,8), %rax
 mov w3, -8(rp,i,8)
 adc %rdx, w0
 adc $0, R32(w1)
L(m2e1):mul v1
 add %rax, w0
 adc %rdx, w1
 mov $0, R32(w2)
 mov (up,i,8), %rax
 mul v0
 add %rax, w0
 mov w0, (rp,i,8)
 adc %rdx, w1
 mov (up,i,8), %rax
 adc $0, R32(w2)
L(m2e0):mul v1
 add %rax, w1
 adc %rdx, w2
 mov 8(up,i,8), %rax
 mul v0
 mov $0, R32(w3)
 add %rax, w1
 adc %rdx, w2
 adc $0, R32(w3)
 mov 8(up,i,8), %rax
L(m2e3):mul v1
 add %rax, w2
 mov w1, 8(rp,i,8)
 adc %rdx, w3
 mov $0, R32(w0)
 mov 16(up,i,8), %rax
 mul v0
 add %rax, w2
 mov 16(up,i,8), %rax
 adc %rdx, w3
 adc $0, R32(w0)
L(m2e2):mul v1
 mov $0, R32(w1)  C FIXME: dead in last iteration
 add %rax, w3
 mov 24(up,i,8), %rax
 mov w2, 16(rp,i,8)
 adc %rdx, w0  C FIXME: dead in last iteration
 add $4, i
 js L(m2tp)

L(m2ed):imul v0, %rax
 add w3, %rax
 mov %rax, I(-8(rp),-8(rp,i,8))

 add $2, n
 lea 16(vp), vp
 lea -16(up), up
 cmp $-2, n
 jge L(cor1)

 push %r14
 push %r15

L(outer):
 mov (vp), v0
 mov 8(vp), v1
 mov (up,n,8), %rax
 mul v0
 test $1, R8(n)
 jnz L(a1x1)

L(a1x0):mov %rax, X1
 MOV( %rdx, X0, 8)
 mov (up,n,8), %rax
 mul v1
 test $2, R8(n)
 jnz L(a110)

L(a100):lea (n), i
 mov (rp,n,8), w3
 mov %rax, w0
 MOV( %rdx, w1, 16)
 jmp L(lo0)

L(a110):lea 2(n), i
 mov (rp,n,8), w1
 mov %rax, w2
 mov 8(up,n,8), %rax
 MOV( %rdx, w3, 1)
 jmp L(lo2)

L(a1x1):mov %rax, X0
 MOV( %rdx, X1, 2)
 mov (up,n,8), %rax
 mul v1
 test $2, R8(n)
 jz L(a111)

L(a101):lea 1(n), i
 MOV( %rdx, w0, 4)
 mov (rp,n,8), w2
 mov %rax, w3
 jmp L(lo1)

L(a111):lea -1(n), i
 MOV( %rdx, w2, 64)
 mov %rax, w1
 mov (rp,n,8), w0
 mov 8(up,n,8), %rax
 jmp L(lo3)

 ALIGNx
L(top): mul v1
 add w0, w1
 adc %rax, w2
 mov -8(up,i,8), %rax
 MOV( %rdx, w3, 1)
 adc $0, w3
L(lo2): mul v0
 add w1, X1
 mov X1, -16(rp,i,8)
 adc %rax, X0
 MOV( %rdx, X1, 2)
 adc $0, X1
 mov -8(up,i,8), %rax
 mul v1
 MOV( %rdx, w0, 4)
 mov -8(rp,i,8), w1
 add w1, w2
 adc %rax, w3
 adc $0, w0
L(lo1): mov (up,i,8), %rax
 mul v0
 add w2, X0
 adc %rax, X1
 mov X0, -8(rp,i,8)
 MOV( %rdx, X0, 8)
 adc $0, X0
 mov (up,i,8), %rax
 mov (rp,i,8), w2
 mul v1
 add w2, w3
 adc %rax, w0
 MOV( %rdx, w1, 16)
 adc $0, w1
L(lo0): mov 8(up,i,8), %rax
 mul v0
 add w3, X1
 mov X1, (rp,i,8)
 adc %rax, X0
 MOV( %rdx, X1, 32)
 mov 8(rp,i,8), w3
 adc $0, X1
 mov 8(up,i,8), %rax
 mul v1
 add w3, w0
 MOV( %rdx, w2, 64)
 adc %rax, w1
 mov 16(up,i,8), %rax
 adc $0, w2
L(lo3): mul v0
 add w0, X0
 mov X0, 8(rp,i,8)
 MOV( %rdx, X0, 128)
 adc %rax, X1
 mov 16(up,i,8), %rax
 mov 16(rp,i,8), w0
 adc $0, X0
 add $4, i
 jnc L(top)

L(end): imul v1, %rax
 add w0, w1
 adc %rax, w2
 mov I(-8(up),-8(up,i,8)), %rax
 imul v0, %rax
 add w1, X1
 mov X1, I(-16(rp),-16(rp,i,8))
 adc X0, %rax
 mov I(-8(rp),-8(rp,i,8)), w1
 add w1, w2
 add w2, %rax
 mov %rax, I(-8(rp),-8(rp,i,8))

 add $2, n
 lea 16(vp), vp
 lea -16(up), up
 cmp $-2, n
 jl L(outer)

 pop %r15
 pop %r14

 jnz L(cor0)

L(cor1):mov (vp), v0
 mov 8(vp), v1
 mov -16(up), %rax
 mul v0   C u0 x v2
 add -16(rp), %rax  C FIXME: rp[0] still available in reg?
 adc -8(rp), %rdx  C FIXME: rp[1] still available in reg?
 mov -8(up), %rbx
 imul v0, %rbx
 mov -16(up), %rcx
 imul v1, %rcx
 mov %rax, -16(rp)
 add %rbx, %rcx
 add %rdx, %rcx
 mov %rcx, -8(rp)
 pop %r13
 pop %r12
 pop %rbp
 pop %rbx
 FUNC_EXIT()
 ret

L(cor0):mov (vp), %r11
 imul -8(up), %r11
 add %rax, %r11
 mov %r11, -8(rp)
 pop %r13
 pop %r12
 pop %rbp
 pop %rbx
 FUNC_EXIT()
 ret

 ALIGN(16)
L(small):
 cmp $2, n_param
 jae L(gt1)
L(n1): imul (vp_param), %rax
 mov %rax, (rp)
 FUNC_EXIT()
 ret
L(gt1): ja L(gt2)
L(n2): mov (vp_param), %r9
 mul %r9
 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_param), %r9
 mul %r9  C u0 x v0
 mov %rax, (rp)
 mov %rdx, %r10
 mov 8(up), %rax
 mul %r9  C u1 x v0
 imul 16(up), %r9 C u2 x v0
 add %rax, %r10
 adc %rdx, %r9
 mov 8(vp), %r11
 mov (up), %rax
 mul %r11  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()