mpn/powerpc32/README

   1 Copyright 2002, 2005 Free Software Foundation, Inc.
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   3 This file is part of the GNU MP Library.
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   6 it under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by
   7 the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or (at your
   8 option) any later version.
   9
  10 The GNU MP Library is distributed in the hope that it will be useful, but
  11 WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY
  12 or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU Lesser General Public
  13 License for more details.
  14
  15 You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License
  16 along with the GNU MP Library.  If not, see http://www.gnu.org/licenses/.
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  22                     POWERPC 32-BIT MPN SUBROUTINES
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  25 This directory contains mpn functions for various 32-bit PowerPC chips.
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  28 CODE ORGANIZATION
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  30         directory         used for
  31         ================================================
  32         powerpc           generic, 604, 604e, 744x, 745x
  33         powerpc/750       740, 750, 7400, 7410
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  35
  36 The top-level powerpc directory is currently mostly aimed at 604/604e but
  37 should be reasonable on all powerpcs.
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  41 STATUS
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  43 The code is quite well optimized for the 604e, other chips have had less
  44 attention.
  45
  46 Altivec SIMD available in 74xx might hold some promise, but unfortunately
  47 GMP only guarantees 32-bit data alignment, so there's lots of fiddling
  48 around with partial operations at the start and end of limb vectors.  A
  49 128-bit limb would be a novel idea, but is unlikely to be practical, since
  50 it would have to work with ordinary +, -, * etc in the C code.
  51
  52 Also, Altivec isn't very well suited for the GMP multiplication needs.
  53 Using floating-point based multiplication has much better better performance
  54 potential for all current powerpcs, both the ones with slow integer multiply
  55 units (603, 740, 750, 7400, 7410) and those with fast (604, 604e, 744x,
  56 745x).  This is because all powerpcs do some level of pipelining in the FPU:
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  58 603 and 750 can sustain one fmadd every 2nd cycle.
  59 604 and 604e can sustain one fmadd per cycle.
  60 7400 and 7410 can sustain 3 fmadd in 4 cycles.
  61 744x and 745x can sustain 4 fmadd in 5 cycles.
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  65 REGISTER NAMES
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  67 The normal powerpc convention is to give registers as plain numbers, like
  68 "mtctr 6", but on Apple MacOS X (powerpc*-*-rhapsody* and
  69 powerpc*-*-darwin*) the assembler demands an "r" like "mtctr r6".  Note
  70 however when register 0 in an instruction means a literal zero the "r" is
  71 omitted, for instance "lwzx r6,0,r7".
  72
  73 The GMP code uses the "r" forms, powerpc-defs.m4 transforms them to plain
  74 numbers according to what GMP_ASM_POWERPC_R_REGISTERS finds is needed.
  75 (Note that this style isn't fully general, as the identifier r4 and the
  76 register r4 will not be distinguishable on some systems.  However, this is
  77 not a problem for the limited GMP assembly usage.)
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  81 GLOBAL REFERENCES
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  83 Linux non-PIC
  84         lis     9, __gmp_binvert_limb_table@ha
  85         rlwinm  11, 5, 31, 25, 31
  86         la      9, __gmp_binvert_limb_table@l(9)
  87         lbzx    11, 9, 11
  88
  89 Linux PIC (FIXME)
  90 .LCL0:
  91         .long .LCTOC1-.LCF0
  92         bcl     20, 31, .LCF0
  93 .LCF0:
  94         mflr    30
  95         lwz     7, .LCL0-.LCF0(30)
  96         add     30, 7, 30
  97         lwz     11, .LC0-.LCTOC1(30)
  98         rlwinm  3, 5, 31, 25, 31
  99         lbzx    7, 11, 3
 100
 101 AIX (always PIC)
 102 LC..0:
 103         .tc __gmp_binvert_limb_table[TC],__gmp_binvert_limb_table[RW]
 104         lwz     9, LC..0(2)
 105         rlwinm  0, 5, 31, 25, 31
 106         lbzx    0, 9, 0
 107
 108 Darwin (non-PIC)
 109         lis     r2, ha16(___gmp_binvert_limb_table)
 110         rlwinm  r9, r5, 31, 25, 31
 111         la      r2, lo16(___gmp_binvert_limb_table)(r2)
 112         lbzx    r0, r2, r9
 113 Darwin (PIC)
 114         mflr    r0
 115         bcl     20, 31, L0001$pb
 116 L0001$pb:
 117         mflr    r7
 118         mtlr    r0
 119         addis   r2, r7, ha16(L___gmp_binvert_limb_table$non_lazy_ptr-L0001$pb)
 120         rlwinm  r9, r5, 31, 25, 31
 121         lwz     r2, lo16(L___gmp_binvert_limb_table$non_lazy_ptr-L0001$pb)(r2)
 122         lbzx    r0, r2, r9
 123 ------
 124         .non_lazy_symbol_pointer
 125 L___gmp_binvert_limb_table$non_lazy_ptr:
 126         .indirect_symbol ___gmp_binvert_limb_table
 127         .long   0
 128         .subsections_via_symbols
 129
 130
 131 For GNU/Linux and Darwin, we might want to duplicate __gmp_binvert_limb_table
 132 into the text section in this file.  We should thus be able to reach it like
 133 this:
 134
 135         blr     L0
 136 L0:     mflr    r2
 137         rlwinm  r9, r5, 31, 25, 31
 138         addi    r9, r9, lo16(local_binvert_table-L0)
 139         lbzx    r0, r2, r9
 140
 141
 142
 143 REFERENCES
 144
 145 PowerPC Microprocessor Family: The Programming Environments for 32-bit
 146 Microprocessors, IBM document G522-0290-01, 2000.
 147
 148 PowerPC 604e RISC Microprocessor User's Manual with Supplement for PowerPC
 149 604 Microprocessor, IBM document G552-0330-00, Freescale document
 150 MPC604EUM/AD, 3/1998.
 151
 152 MPC7410/MPC7400 RISC Microprocessor User's Manual, Freescale document
 153 MPC7400UM/D, rev 1, 11/2002.
 154
 155 MPC7450 RISC Microprocessor Family Reference Manual, Freescale document
 156 MPC7450UM, rev 5, 1/2005.
 157
 158 The above are available online from
 159
 160         http://www.ibm.com/chips/techlib/techlib.nsf/productfamilies/PowerPC
 161         http://www.freescale.com/PowerPC
 162
 163
 164
 165 ----------------
 166 Local variables:
 167 mode: text
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