rts/gmp/mpn/generic/addsub_n.c

   1 /* mpn_addsub_n -- Add and Subtract two limb vectors of equal, non-zero length.
   2
   3 Copyright (C) 1999, 2000 Free Software Foundation, Inc.
   4
   5 This file is part of the GNU MP Library.
   6
   7 The GNU MP Library is free software; you can redistribute it and/or modify
   8 it under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by
   9 the Free Software Foundation; either version 2.1 of the License, or (at your
  10 option) any later version.
  11
  12 The GNU MP Library is distributed in the hope that it will be useful, but
  13 WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY
  14 or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU Lesser General Public
  15 License for more details.
  16
  17 You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License
  18 along with the GNU MP Library; see the file COPYING.LIB.  If not, write to
  19 the Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston,
  20 MA 02111-1307, USA. */
  21
  22 #include "gmp.h"
  23 #include "gmp-impl.h"
  24
  25 #ifndef L1_CACHE_SIZE
  26 #define L1_CACHE_SIZE 8192      /* only 68040 has less than this */
  27 #endif
  28
  29 #define PART_SIZE (L1_CACHE_SIZE / BYTES_PER_MP_LIMB / 6)
  30
  31
  32 /* mpn_addsub_n.
  33    r1[] = s1[] + s2[]
  34    r2[] = s1[] - s2[]
  35    All operands have n limbs.
  36    In-place operations allowed.  */
  37 mp_limb_t
  38 #if __STDC__
  39 mpn_addsub_n (mp_ptr r1p, mp_ptr r2p, mp_srcptr s1p, mp_srcptr s2p, mp_size_t n)
  40 #else
  41 mpn_addsub_n (r1p, r2p, s1p, s2p, n)
  42      mp_ptr r1p, r2p;
  43      mp_srcptr s1p, s2p;
  44      mp_size_t n;
  45 #endif
  46 {
  47   mp_limb_t acyn, acyo;         /* carry for add */
  48   mp_limb_t scyn, scyo;         /* carry for subtract */
  49   mp_size_t off;                /* offset in operands */
  50   mp_size_t this_n;             /* size of current chunk */
  51
  52   /* We alternatingly add and subtract in chunks that fit into the (L1)
  53      cache.  Since the chunks are several hundred limbs, the function call
  54      overhead is insignificant, but we get much better locality.  */
  55
  56   /* We have three variant of the inner loop, the proper loop is chosen
  57      depending on whether r1 or r2 are the same operand as s1 or s2.  */
  58
  59   if (r1p != s1p && r1p != s2p)
  60     {
  61       /* r1 is not identical to either input operand.  We can therefore write
  62          to r1 directly, without using temporary storage.  */
  63       acyo = 0;
  64       scyo = 0;
  65       for (off = 0; off < n; off += PART_SIZE)
  66         {
  67           this_n = MIN (n - off, PART_SIZE);
  68 #if HAVE_NATIVE_mpn_add_nc || !HAVE_NATIVE_mpn_add_n
  69           acyo = mpn_add_nc (r1p + off, s1p + off, s2p + off, this_n, acyo);
  70 #else
  71           acyn = mpn_add_n (r1p + off, s1p + off, s2p + off, this_n);
  72           acyo = acyn + mpn_add_1 (r1p + off, r1p + off, this_n, acyo);
  73 #endif
  74 #if HAVE_NATIVE_mpn_sub_nc || !HAVE_NATIVE_mpn_sub_n
  75           scyo = mpn_sub_nc (r2p + off, s1p + off, s2p + off, this_n, scyo);
  76 #else
  77           scyn = mpn_sub_n (r2p + off, s1p + off, s2p + off, this_n);
  78           scyo = scyn + mpn_sub_1 (r2p + off, r2p + off, this_n, scyo);
  79 #endif
  80         }
  81     }
  82   else if (r2p != s1p && r2p != s2p)
  83     {
  84       /* r2 is not identical to either input operand.  We can therefore write
  85          to r2 directly, without using temporary storage.  */
  86       acyo = 0;
  87       scyo = 0;
  88       for (off = 0; off < n; off += PART_SIZE)
  89         {
  90           this_n = MIN (n - off, PART_SIZE);
  91 #if HAVE_NATIVE_mpn_sub_nc || !HAVE_NATIVE_mpn_sub_n
  92           scyo = mpn_sub_nc (r2p + off, s1p + off, s2p + off, this_n, scyo);
  93 #else
  94           scyn = mpn_sub_n (r2p + off, s1p + off, s2p + off, this_n);
  95           scyo = scyn + mpn_sub_1 (r2p + off, r2p + off, this_n, scyo);
  96 #endif
  97 #if HAVE_NATIVE_mpn_add_nc || !HAVE_NATIVE_mpn_add_n
  98           acyo = mpn_add_nc (r1p + off, s1p + off, s2p + off, this_n, acyo);
  99 #else
 100           acyn = mpn_add_n (r1p + off, s1p + off, s2p + off, this_n);
 101           acyo = acyn + mpn_add_1 (r1p + off, r1p + off, this_n, acyo);
 102 #endif
 103         }
 104     }
 105   else
 106     {
 107       /* r1 and r2 are identical to s1 and s2 (r1==s1 and r2=s2 or vice versa)
 108          Need temporary storage.  */
 109       mp_limb_t tp[PART_SIZE];
 110       acyo = 0;
 111       scyo = 0;
 112       for (off = 0; off < n; off += PART_SIZE)
 113         {
 114           this_n = MIN (n - off, PART_SIZE);
 115 #if HAVE_NATIVE_mpn_add_nc || !HAVE_NATIVE_mpn_add_n
 116           acyo = mpn_add_nc (tp, s1p + off, s2p + off, this_n, acyo);
 117 #else
 118           acyn = mpn_add_n (tp, s1p + off, s2p + off, this_n);
 119           acyo = acyn + mpn_add_1 (tp, tp, this_n, acyo);
 120 #endif
 121 #if HAVE_NATIVE_mpn_sub_nc || !HAVE_NATIVE_mpn_sub_n
 122           scyo = mpn_sub_nc (r2p + off, s1p + off, s2p + off, this_n, scyo);
 123 #else
 124           scyn = mpn_sub_n (r2p + off, s1p + off, s2p + off, this_n);
 125           scyo = scyn + mpn_sub_1 (r2p + off, r2p + off, this_n, scyo);
 126 #endif
 127           MPN_COPY (r1p + off, tp, this_n);
 128         }
 129     }
 130
 131   return 2 * acyo + scyo;
 132 }
 133
 134 #ifdef MAIN
 135 #include <stdlib.h>
 136 #include <stdio.h>
 137 #include "timing.h"
 138
 139 long cputime ();
 140
 141 int
 142 main (int argc, char **argv)
 143 {
 144   mp_ptr r1p, r2p, s1p, s2p;
 145   double t;
 146   mp_size_t n;
 147
 148   n = strtol (argv[1], 0, 0);
 149
 150   r1p = malloc (n * BYTES_PER_MP_LIMB);
 151   r2p = malloc (n * BYTES_PER_MP_LIMB);
 152   s1p = malloc (n * BYTES_PER_MP_LIMB);
 153   s2p = malloc (n * BYTES_PER_MP_LIMB);
 154   TIME (t,(mpn_add_n(r1p,s1p,s2p,n),mpn_sub_n(r1p,s1p,s2p,n)));
 155   printf ("              separate add and sub: %.3f\n", t);
 156   TIME (t,mpn_addsub_n(r1p,r2p,s1p,s2p,n));
 157   printf ("combined addsub separate variables: %.3f\n", t);
 158   TIME (t,mpn_addsub_n(r1p,r2p,r1p,s2p,n));
 159   printf ("        combined addsub r1 overlap: %.3f\n", t);
 160   TIME (t,mpn_addsub_n(r1p,r2p,r1p,s2p,n));
 161   printf ("        combined addsub r2 overlap: %.3f\n", t);
 162   TIME (t,mpn_addsub_n(r1p,r2p,r1p,r2p,n));
 163   printf ("          combined addsub in-place: %.3f\n", t);
 164
 165   return 0;
 166 }
 167 #endif