ports/sysdeps/m88k/m88100/mul_1.S

   1 ; mc88100 __mpn_mul_1 -- Multiply a limb vector with a single limb and
   2 ; store the product in a second limb vector.
   3
   4 ; Copyright (C) 1992, 1994 Free Software Foundation, Inc.
   5
   6 ; This file is part of the GNU MP Library.
   7
   8 ; The GNU MP Library is free software; you can redistribute it and/or modify
   9 ; it under the terms of the GNU General Public License as published by
  10 ; the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
  11 ; any later version.
  12
  13 ; The GNU MP Library is distributed in the hope that it will be useful,
  14 ; but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15 ; MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  16 ; GNU General Public License for more details.
  17
  18 ; You should have received a copy of the GNU General Public License
  19 ; along with the GNU MP Library; see the file COPYING.  If not, write to
  20 ; the Free Software Foundation, 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  21
  22
  23 ; INPUT PARAMETERS
  24 ; res_ptr       r2
  25 ; s1_ptr        r3
  26 ; size          r4
  27 ; s2_limb       r5
  28
  29 ; Common overhead is about 11 cycles/invocation.
  30
  31 ; The speed for S2_LIMB >= 0x10000 is approximately 21 cycles/limb.  (The
  32 ; pipeline stalls 2 cycles due to WB contention.)
  33
  34 ; The speed for S2_LIMB < 0x10000 is approximately 16 cycles/limb.  (The
  35 ; pipeline stalls 2 cycles due to WB contention and 1 cycle due to latency.)
  36
  37 ; To enhance speed:
  38 ; 1. Unroll main loop 4-8 times.
  39 ; 2. Schedule code to avoid WB contention.  It might be tempting to move the
  40 ;    ld instruction in the loops down to save 2 cycles (less WB contention),
  41 ;    but that looses because the ultimate value will be read from outside
  42 ;    the allocated space.  But if we handle the ultimate multiplication in
  43 ;    the tail, we can do this.
  44 ; 3. Make the multiplication with less instructions.  I think the code for
  45 ;    (S2_LIMB >= 0x10000) is not minimal.
  46 ; With these techniques the (S2_LIMB >= 0x10000) case would run in 17 or
  47 ; less cycles/limb; the (S2_LIMB < 0x10000) case would run in 11
  48 ; cycles/limb.  (Assuming infinite unrolling.)
  49
  50 #include "sysdep.h"
  51
  52 ENTRY (__mpn_mul_1)
  53
  54         ; Make S1_PTR and RES_PTR point at the end of their blocks
  55         ; and negate SIZE.
  56         lda      r3,r3[r4]
  57         lda      r6,r2[r4]              ; RES_PTR in r6 since r2 is retval
  58         subu     r4,r0,r4
  59
  60         addu.co  r2,r0,r0               ; r2 = cy = 0
  61         ld       r9,r3[r4]
  62         mask     r7,r5,0xffff           ; r7 = lo(S2_LIMB)
  63         extu     r8,r5,16               ; r8 = hi(S2_LIMB)
  64         bcnd.n   eq0,r8,Lsmall          ; jump if (hi(S2_LIMB) == 0)
  65          subu    r6,r6,4
  66
  67 ; General code for any value of S2_LIMB.
  68
  69         ; Make a stack frame and save r25 and r26
  70         subu     r31,r31,16
  71         st.d     r25,r31,8
  72
  73         ; Enter the loop in the middle
  74         br.n    L1
  75         addu     r4,r4,1
  76
  77 Loop:
  78         ld       r9,r3[r4]
  79         st       r26,r6[r4]
  80 ; bcnd  ne0,r0,0                        ; bubble
  81         addu     r4,r4,1
  82 L1:     mul      r26,r9,r5              ; low word of product   mul_1   WB ld
  83         mask     r12,r9,0xffff          ; r12 = lo(s1_limb)     mask_1
  84         mul      r11,r12,r7             ; r11 =  prod_0         mul_2   WB mask_1
  85         mul      r10,r12,r8             ; r10 = prod_1a         mul_3
  86         extu     r13,r9,16              ; r13 = hi(s1_limb)     extu_1  WB mul_1
  87         mul      r12,r13,r7             ; r12 = prod_1b         mul_4   WB extu_1
  88         mul      r25,r13,r8             ; r25  = prod_2         mul_5   WB mul_2
  89         extu     r11,r11,16             ; r11 = hi(prod_0)      extu_2  WB mul_3
  90         addu     r10,r10,r11            ;                       addu_1  WB extu_2
  91 ; bcnd  ne0,r0,0                        ; bubble                        WB addu_1
  92         addu.co  r10,r10,r12            ;                               WB mul_4
  93         mask.u   r10,r10,0xffff         ; move the 16 most significant bits...
  94         addu.ci  r10,r10,r0             ; ...to the low half of the word...
  95         rot      r10,r10,16             ; ...and put carry in pos 16.
  96         addu.co  r26,r26,r2             ; add old carry limb
  97         bcnd.n   ne0,r4,Loop
  98          addu.ci r2,r25,r10             ; compute new carry limb
  99
 100         st       r26,r6[r4]
 101         ld.d     r25,r31,8
 102         jmp.n    r1
 103          addu    r31,r31,16
 104
 105 ; Fast code for S2_LIMB < 0x10000
 106 Lsmall:
 107         ; Enter the loop in the middle
 108         br.n    SL1
 109         addu     r4,r4,1
 110
 111 SLoop:
 112         ld       r9,r3[r4]              ;
 113         st       r8,r6[r4]              ;
 114         addu     r4,r4,1                ;
 115 SL1:    mul      r8,r9,r5               ; low word of product
 116         mask     r12,r9,0xffff          ; r12 = lo(s1_limb)
 117         extu     r13,r9,16              ; r13 = hi(s1_limb)
 118         mul      r11,r12,r7             ; r11 =  prod_0
 119         mul      r12,r13,r7             ; r12 = prod_1b
 120         addu.cio r8,r8,r2               ; add old carry limb
 121         extu     r10,r11,16             ; r11 = hi(prod_0)
 122         addu     r10,r10,r12            ;
 123         bcnd.n   ne0,r4,SLoop
 124         extu     r2,r10,16              ; r2 = new carry limb
 125
 126         jmp.n    r1
 127         st       r8,r6[r4]