[project @ 2000-08-18 15:44:28 by simonmar]
[ghc-hetmet.git] / ghc / rts / gmp / mpn / x86 / k7 / aorsmul_1.asm
diff --git a/ghc/rts/gmp/mpn/x86/k7/aorsmul_1.asm b/ghc/rts/gmp/mpn/x86/k7/aorsmul_1.asm
new file mode 100644 (file)
index 0000000..9f9c3da
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,364 @@
+dnl  AMD K7 mpn_addmul_1/mpn_submul_1 -- add or subtract mpn multiple.
+dnl 
+dnl  K7: 3.9 cycles/limb.
+dnl 
+dnl  Future: It should be possible to avoid the separate mul after the
+dnl  unrolled loop by moving the movl/adcl to the top.
+
+
+dnl  Copyright (C) 1999, 2000 Free Software Foundation, Inc.
+dnl 
+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
+dnl  modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License as
+dnl  published by the Free Software Foundation; either version 2.1 of the
+dnl  License, or (at your option) any later version.
+dnl 
+dnl  The GNU MP Library is distributed in the hope that it will be useful,
+dnl  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+dnl  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
+dnl  Lesser General Public License for more details.
+dnl 
+dnl  You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
+dnl  License along with the GNU MP Library; see the file COPYING.LIB.  If
+dnl  not, write to the Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place -
+dnl  Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
+
+
+include(`../config.m4')
+
+
+dnl  K7: UNROLL_COUNT  cycles/limb
+dnl           4            4.42
+dnl           8            4.16
+dnl          16            3.9
+dnl          32            3.9
+dnl          64            3.87
+dnl  Maximum possible with the current code is 64.
+
+deflit(UNROLL_COUNT, 16)
+
+
+ifdef(`OPERATION_addmul_1',`
+       define(M4_inst,        addl)
+       define(M4_function_1,  mpn_addmul_1)
+       define(M4_function_1c, mpn_addmul_1c)
+       define(M4_description, add it to)
+       define(M4_desc_retval, carry)
+',`ifdef(`OPERATION_submul_1',`
+       define(M4_inst,        subl)
+       define(M4_function_1,  mpn_submul_1)
+       define(M4_function_1c, mpn_submul_1c)
+       define(M4_description, subtract it from)
+       define(M4_desc_retval, borrow)
+',`m4_error(`Need OPERATION_addmul_1 or OPERATION_submul_1
+')')')
+
+MULFUNC_PROLOGUE(mpn_addmul_1 mpn_addmul_1c mpn_submul_1 mpn_submul_1c)
+
+
+C mp_limb_t M4_function_1 (mp_ptr dst, mp_srcptr src, mp_size_t size,
+C                            mp_limb_t mult);
+C mp_limb_t M4_function_1c (mp_ptr dst, mp_srcptr src, mp_size_t size,
+C                             mp_limb_t mult, mp_limb_t carry);
+C
+C Calculate src,size multiplied by mult and M4_description dst,size.
+C Return the M4_desc_retval limb from the top of the result.
+
+ifdef(`PIC',`
+deflit(UNROLL_THRESHOLD, 9)
+',`
+deflit(UNROLL_THRESHOLD, 6)
+')
+
+defframe(PARAM_CARRY,     20)
+defframe(PARAM_MULTIPLIER,16)
+defframe(PARAM_SIZE,      12)
+defframe(PARAM_SRC,       8)
+defframe(PARAM_DST,       4)
+deflit(`FRAME',0)
+
+defframe(SAVE_EBX, -4)
+defframe(SAVE_ESI, -8)
+defframe(SAVE_EDI, -12)
+defframe(SAVE_EBP, -16)
+deflit(SAVE_SIZE, 16)
+
+       .text
+       ALIGN(32)
+PROLOGUE(M4_function_1)
+       movl    PARAM_SIZE, %edx
+       movl    PARAM_SRC, %eax
+       xorl    %ecx, %ecx
+
+       decl    %edx
+       jnz     LF(M4_function_1c,start_1)
+
+       movl    (%eax), %eax
+       movl    PARAM_DST, %ecx
+
+       mull    PARAM_MULTIPLIER
+
+       M4_inst %eax, (%ecx)
+       adcl    $0, %edx
+       movl    %edx, %eax
+
+       ret
+EPILOGUE()
+
+       ALIGN(16)
+PROLOGUE(M4_function_1c)
+       movl    PARAM_SIZE, %edx
+       movl    PARAM_SRC, %eax
+
+       decl    %edx
+       jnz     L(more_than_one_limb)
+
+       movl    (%eax), %eax
+       movl    PARAM_DST, %ecx
+
+       mull    PARAM_MULTIPLIER
+
+       addl    PARAM_CARRY, %eax
+
+       adcl    $0, %edx
+       M4_inst %eax, (%ecx)
+
+       adcl    $0, %edx
+       movl    %edx, %eax
+
+       ret
+
+
+       C offset 0x44 so close enough to aligned
+L(more_than_one_limb):
+       movl    PARAM_CARRY, %ecx
+L(start_1):
+       C eax   src
+       C ecx   initial carry
+       C edx   size-1
+       subl    $SAVE_SIZE, %esp
+deflit(`FRAME',16)
+
+       movl    %ebx, SAVE_EBX
+       movl    %esi, SAVE_ESI
+       movl    %edx, %ebx      C size-1
+
+       movl    PARAM_SRC, %esi
+       movl    %ebp, SAVE_EBP
+       cmpl    $UNROLL_THRESHOLD, %edx
+
+       movl    PARAM_MULTIPLIER, %ebp
+       movl    %edi, SAVE_EDI
+
+       movl    (%esi), %eax    C src low limb
+       movl    PARAM_DST, %edi
+       ja      L(unroll)
+
+
+       C simple loop
+
+       leal    4(%esi,%ebx,4), %esi    C point one limb past last
+       leal    (%edi,%ebx,4), %edi     C point at last limb
+       negl    %ebx
+
+       C The movl to load the next source limb is done well ahead of the
+       C mul.  This is necessary for full speed, and leads to one limb
+       C handled separately at the end.
+
+L(simple):
+       C eax   src limb
+       C ebx   loop counter
+       C ecx   carry limb
+       C edx   scratch
+       C esi   src
+       C edi   dst
+       C ebp   multiplier
+
+       mull    %ebp
+
+       addl    %eax, %ecx
+       adcl    $0, %edx
+
+       M4_inst %ecx, (%edi,%ebx,4)
+       movl    (%esi,%ebx,4), %eax
+       adcl    $0, %edx
+
+       incl    %ebx
+       movl    %edx, %ecx
+       jnz     L(simple)
+
+
+       mull    %ebp
+
+       movl    SAVE_EBX, %ebx
+       movl    SAVE_ESI, %esi
+       movl    SAVE_EBP, %ebp
+
+       addl    %eax, %ecx
+       adcl    $0, %edx
+
+       M4_inst %ecx, (%edi)
+       adcl    $0, %edx
+       movl    SAVE_EDI, %edi
+
+       addl    $SAVE_SIZE, %esp
+       movl    %edx, %eax
+       ret
+
+
+
+C -----------------------------------------------------------------------------
+       ALIGN(16)
+L(unroll):
+       C eax   src low limb
+       C ebx   size-1
+       C ecx   carry
+       C edx   size-1
+       C esi   src
+       C edi   dst
+       C ebp   multiplier
+       
+dnl  overlapping with parameters no longer needed
+define(VAR_COUNTER,`PARAM_SIZE')
+define(VAR_JUMP,   `PARAM_MULTIPLIER')
+
+       subl    $2, %ebx        C (size-2)-1
+       decl    %edx            C size-2
+       
+       shrl    $UNROLL_LOG2, %ebx
+       negl    %edx
+
+       movl    %ebx, VAR_COUNTER
+       andl    $UNROLL_MASK, %edx
+
+       movl    %edx, %ebx
+       shll    $4, %edx
+
+ifdef(`PIC',`
+       call    L(pic_calc)
+L(here):
+',`
+       leal    L(entry) (%edx,%ebx,1), %edx
+')
+       negl    %ebx
+       movl    %edx, VAR_JUMP
+
+       mull    %ebp
+
+       addl    %eax, %ecx      C initial carry, becomes low carry
+       adcl    $0, %edx
+       testb   $1, %bl
+
+       movl    4(%esi), %eax   C src second limb
+       leal    ifelse(UNROLL_BYTES,256,128+) 8(%esi,%ebx,4), %esi
+       leal    ifelse(UNROLL_BYTES,256,128)   (%edi,%ebx,4), %edi
+
+       movl    %edx, %ebx      C high carry
+       cmovnz( %ecx, %ebx)     C high,low carry other way around
+       cmovnz( %edx, %ecx)
+
+       jmp     *VAR_JUMP
+
+
+ifdef(`PIC',`
+L(pic_calc):
+       C See README.family about old gas bugs
+       leal    (%edx,%ebx,1), %edx
+       addl    $L(entry)-L(here), %edx
+       addl    (%esp), %edx
+       ret
+')
+
+
+C -----------------------------------------------------------------------------
+C This code uses a "two carry limbs" scheme.  At the top of the loop the
+C carries are ebx=lo, ecx=hi, then they swap for each limb processed.  For
+C the computed jump an odd size means they start one way around, an even
+C size the other.  Either way one limb is handled separately at the start of
+C the loop.
+C
+C The positioning of the movl to load the next source limb is important.
+C Moving it after the adcl with a view to avoiding a separate mul at the end
+C of the loop slows the code down.
+
+       ALIGN(32)
+L(top):
+       C eax   src limb
+       C ebx   carry high
+       C ecx   carry low
+       C edx   scratch
+       C esi   src+8
+       C edi   dst
+       C ebp   multiplier
+       C
+       C VAR_COUNTER  loop counter
+       C
+       C 17 bytes each limb
+
+L(entry):
+deflit(CHUNK_COUNT,2)
+forloop(`i', 0, UNROLL_COUNT/CHUNK_COUNT-1, `
+       deflit(`disp0', eval(i*CHUNK_COUNT*4 ifelse(UNROLL_BYTES,256,-128)))
+       deflit(`disp1', eval(disp0 + 4))
+
+       mull    %ebp
+
+Zdisp( M4_inst,%ecx, disp0,(%edi))
+       movl    $0, %ecx
+
+       adcl    %eax, %ebx
+
+Zdisp( movl,   disp0,(%esi), %eax)
+       adcl    %edx, %ecx      
+
+
+       mull    %ebp
+
+       M4_inst %ebx, disp1(%edi)
+       movl    $0, %ebx
+
+       adcl    %eax, %ecx
+
+       movl    disp1(%esi), %eax
+       adcl    %edx, %ebx
+')
+
+       decl    VAR_COUNTER
+       leal    UNROLL_BYTES(%esi), %esi
+       leal    UNROLL_BYTES(%edi), %edi
+
+       jns     L(top)
+
+
+       C eax   src limb
+       C ebx   carry high
+       C ecx   carry low
+       C edx
+       C esi
+       C edi   dst (points at second last limb)
+       C ebp   multiplier
+deflit(`disp0', ifelse(UNROLL_BYTES,256,-128))
+deflit(`disp1', eval(disp0-0 + 4))
+
+       mull    %ebp
+
+       M4_inst %ecx, disp0(%edi)
+       movl    SAVE_EBP, %ebp
+
+       adcl    %ebx, %eax
+       movl    SAVE_EBX, %ebx
+       movl    SAVE_ESI, %esi
+
+       adcl    $0, %edx
+       M4_inst %eax, disp1(%edi)
+       movl    SAVE_EDI, %edi
+
+       adcl    $0, %edx
+       addl    $SAVE_SIZE, %esp
+
+       movl    %edx, %eax
+       ret
+
+EPILOGUE()