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Text file src/math/big/arith_amd64.s

Documentation: math/big

     1  // Copyright 2009 The Go Authors. All rights reserved.
     2  // Use of this source code is governed by a BSD-style
     3  // license that can be found in the LICENSE file.
     4  
     5  //go:build !math_big_pure_go
     6  // +build !math_big_pure_go
     7  
     8  #include "textflag.h"
     9  
    10  // This file provides fast assembly versions for the elementary
    11  // arithmetic operations on vectors implemented in arith.go.
    12  
    13  // func mulWW(x, y Word) (z1, z0 Word)
    14  TEXT ·mulWW(SB),NOSPLIT,$0
    15  	MOVQ x+0(FP), AX
    16  	MULQ y+8(FP)
    17  	MOVQ DX, z1+16(FP)
    18  	MOVQ AX, z0+24(FP)
    19  	RET
    20  
    21  
    22  
    23  // The carry bit is saved with SBBQ Rx, Rx: if the carry was set, Rx is -1, otherwise it is 0.
    24  // It is restored with ADDQ Rx, Rx: if Rx was -1 the carry is set, otherwise it is cleared.
    25  // This is faster than using rotate instructions.
    26  
    27  // func addVV(z, x, y []Word) (c Word)
    28  TEXT ·addVV(SB),NOSPLIT,$0
    29  	MOVQ z_len+8(FP), DI
    30  	MOVQ x+24(FP), R8
    31  	MOVQ y+48(FP), R9
    32  	MOVQ z+0(FP), R10
    33  
    34  	MOVQ $0, CX		// c = 0
    35  	MOVQ $0, SI		// i = 0
    36  
    37  	// s/JL/JMP/ below to disable the unrolled loop
    38  	SUBQ $4, DI		// n -= 4
    39  	JL V1			// if n < 0 goto V1
    40  
    41  U1:	// n >= 0
    42  	// regular loop body unrolled 4x
    43  	ADDQ CX, CX		// restore CF
    44  	MOVQ 0(R8)(SI*8), R11
    45  	MOVQ 8(R8)(SI*8), R12
    46  	MOVQ 16(R8)(SI*8), R13
    47  	MOVQ 24(R8)(SI*8), R14
    48  	ADCQ 0(R9)(SI*8), R11
    49  	ADCQ 8(R9)(SI*8), R12
    50  	ADCQ 16(R9)(SI*8), R13
    51  	ADCQ 24(R9)(SI*8), R14
    52  	MOVQ R11, 0(R10)(SI*8)
    53  	MOVQ R12, 8(R10)(SI*8)
    54  	MOVQ R13, 16(R10)(SI*8)
    55  	MOVQ R14, 24(R10)(SI*8)
    56  	SBBQ CX, CX		// save CF
    57  
    58  	ADDQ $4, SI		// i += 4
    59  	SUBQ $4, DI		// n -= 4
    60  	JGE U1			// if n >= 0 goto U1
    61  
    62  V1:	ADDQ $4, DI		// n += 4
    63  	JLE E1			// if n <= 0 goto E1
    64  
    65  L1:	// n > 0
    66  	ADDQ CX, CX		// restore CF
    67  	MOVQ 0(R8)(SI*8), R11
    68  	ADCQ 0(R9)(SI*8), R11
    69  	MOVQ R11, 0(R10)(SI*8)
    70  	SBBQ CX, CX		// save CF
    71  
    72  	ADDQ $1, SI		// i++
    73  	SUBQ $1, DI		// n--
    74  	JG L1			// if n > 0 goto L1
    75  
    76  E1:	NEGQ CX
    77  	MOVQ CX, c+72(FP)	// return c
    78  	RET
    79  
    80  
    81  // func subVV(z, x, y []Word) (c Word)
    82  // (same as addVV except for SBBQ instead of ADCQ and label names)
    83  TEXT ·subVV(SB),NOSPLIT,$0
    84  	MOVQ z_len+8(FP), DI
    85  	MOVQ x+24(FP), R8
    86  	MOVQ y+48(FP), R9
    87  	MOVQ z+0(FP), R10
    88  
    89  	MOVQ $0, CX		// c = 0
    90  	MOVQ $0, SI		// i = 0
    91  
    92  	// s/JL/JMP/ below to disable the unrolled loop
    93  	SUBQ $4, DI		// n -= 4
    94  	JL V2			// if n < 0 goto V2
    95  
    96  U2:	// n >= 0
    97  	// regular loop body unrolled 4x
    98  	ADDQ CX, CX		// restore CF
    99  	MOVQ 0(R8)(SI*8), R11
   100  	MOVQ 8(R8)(SI*8), R12
   101  	MOVQ 16(R8)(SI*8), R13
   102  	MOVQ 24(R8)(SI*8), R14
   103  	SBBQ 0(R9)(SI*8), R11
   104  	SBBQ 8(R9)(SI*8), R12
   105  	SBBQ 16(R9)(SI*8), R13
   106  	SBBQ 24(R9)(SI*8), R14
   107  	MOVQ R11, 0(R10)(SI*8)
   108  	MOVQ R12, 8(R10)(SI*8)
   109  	MOVQ R13, 16(R10)(SI*8)
   110  	MOVQ R14, 24(R10)(SI*8)
   111  	SBBQ CX, CX		// save CF
   112  
   113  	ADDQ $4, SI		// i += 4
   114  	SUBQ $4, DI		// n -= 4
   115  	JGE U2			// if n >= 0 goto U2
   116  
   117  V2:	ADDQ $4, DI		// n += 4
   118  	JLE E2			// if n <= 0 goto E2
   119  
   120  L2:	// n > 0
   121  	ADDQ CX, CX		// restore CF
   122  	MOVQ 0(R8)(SI*8), R11
   123  	SBBQ 0(R9)(SI*8), R11
   124  	MOVQ R11, 0(R10)(SI*8)
   125  	SBBQ CX, CX		// save CF
   126  
   127  	ADDQ $1, SI		// i++
   128  	SUBQ $1, DI		// n--
   129  	JG L2			// if n > 0 goto L2
   130  
   131  E2:	NEGQ CX
   132  	MOVQ CX, c+72(FP)	// return c
   133  	RET
   134  
   135  
   136  // func addVW(z, x []Word, y Word) (c Word)
   137  TEXT ·addVW(SB),NOSPLIT,$0
   138  	MOVQ z_len+8(FP), DI
   139  	CMPQ DI, $32
   140  	JG large
   141  	MOVQ x+24(FP), R8
   142  	MOVQ y+48(FP), CX	// c = y
   143  	MOVQ z+0(FP), R10
   144  
   145  	MOVQ $0, SI		// i = 0
   146  
   147  	// s/JL/JMP/ below to disable the unrolled loop
   148  	SUBQ $4, DI		// n -= 4
   149  	JL V3			// if n < 4 goto V3
   150  
   151  U3:	// n >= 0
   152  	// regular loop body unrolled 4x
   153  	MOVQ 0(R8)(SI*8), R11
   154  	MOVQ 8(R8)(SI*8), R12
   155  	MOVQ 16(R8)(SI*8), R13
   156  	MOVQ 24(R8)(SI*8), R14
   157  	ADDQ CX, R11
   158  	ADCQ $0, R12
   159  	ADCQ $0, R13
   160  	ADCQ $0, R14
   161  	SBBQ CX, CX		// save CF
   162  	NEGQ CX
   163  	MOVQ R11, 0(R10)(SI*8)
   164  	MOVQ R12, 8(R10)(SI*8)
   165  	MOVQ R13, 16(R10)(SI*8)
   166  	MOVQ R14, 24(R10)(SI*8)
   167  
   168  	ADDQ $4, SI		// i += 4
   169  	SUBQ $4, DI		// n -= 4
   170  	JGE U3			// if n >= 0 goto U3
   171  
   172  V3:	ADDQ $4, DI		// n += 4
   173  	JLE E3			// if n <= 0 goto E3
   174  
   175  L3:	// n > 0
   176  	ADDQ 0(R8)(SI*8), CX
   177  	MOVQ CX, 0(R10)(SI*8)
   178  	SBBQ CX, CX		// save CF
   179  	NEGQ CX
   180  
   181  	ADDQ $1, SI		// i++
   182  	SUBQ $1, DI		// n--
   183  	JG L3			// if n > 0 goto L3
   184  
   185  E3:	MOVQ CX, c+56(FP)	// return c
   186  	RET
   187  large:
   188  	JMP ·addVWlarge(SB)
   189  
   190  
   191  // func subVW(z, x []Word, y Word) (c Word)
   192  // (same as addVW except for SUBQ/SBBQ instead of ADDQ/ADCQ and label names)
   193  TEXT ·subVW(SB),NOSPLIT,$0
   194  	MOVQ z_len+8(FP), DI
   195  	CMPQ DI, $32
   196  	JG large
   197  	MOVQ x+24(FP), R8
   198  	MOVQ y+48(FP), CX	// c = y
   199  	MOVQ z+0(FP), R10
   200  
   201  	MOVQ $0, SI		// i = 0
   202  
   203  	// s/JL/JMP/ below to disable the unrolled loop
   204  	SUBQ $4, DI		// n -= 4
   205  	JL V4			// if n < 4 goto V4
   206  
   207  U4:	// n >= 0
   208  	// regular loop body unrolled 4x
   209  	MOVQ 0(R8)(SI*8), R11
   210  	MOVQ 8(R8)(SI*8), R12
   211  	MOVQ 16(R8)(SI*8), R13
   212  	MOVQ 24(R8)(SI*8), R14
   213  	SUBQ CX, R11
   214  	SBBQ $0, R12
   215  	SBBQ $0, R13
   216  	SBBQ $0, R14
   217  	SBBQ CX, CX		// save CF
   218  	NEGQ CX
   219  	MOVQ R11, 0(R10)(SI*8)
   220  	MOVQ R12, 8(R10)(SI*8)
   221  	MOVQ R13, 16(R10)(SI*8)
   222  	MOVQ R14, 24(R10)(SI*8)
   223  
   224  	ADDQ $4, SI		// i += 4
   225  	SUBQ $4, DI		// n -= 4
   226  	JGE U4			// if n >= 0 goto U4
   227  
   228  V4:	ADDQ $4, DI		// n += 4
   229  	JLE E4			// if n <= 0 goto E4
   230  
   231  L4:	// n > 0
   232  	MOVQ 0(R8)(SI*8), R11
   233  	SUBQ CX, R11
   234  	MOVQ R11, 0(R10)(SI*8)
   235  	SBBQ CX, CX		// save CF
   236  	NEGQ CX
   237  
   238  	ADDQ $1, SI		// i++
   239  	SUBQ $1, DI		// n--
   240  	JG L4			// if n > 0 goto L4
   241  
   242  E4:	MOVQ CX, c+56(FP)	// return c
   243  	RET
   244  large:
   245  	JMP ·subVWlarge(SB)
   246  
   247  
   248  // func shlVU(z, x []Word, s uint) (c Word)
   249  TEXT ·shlVU(SB),NOSPLIT,$0
   250  	MOVQ z_len+8(FP), BX	// i = z
   251  	SUBQ $1, BX		// i--
   252  	JL X8b			// i < 0	(n <= 0)
   253  
   254  	// n > 0
   255  	MOVQ z+0(FP), R10
   256  	MOVQ x+24(FP), R8
   257  	MOVQ s+48(FP), CX
   258  	MOVQ (R8)(BX*8), AX	// w1 = x[n-1]
   259  	MOVQ $0, DX
   260  	SHLQ CX, AX, DX		// w1>>ŝ
   261  	MOVQ DX, c+56(FP)
   262  
   263  	CMPQ BX, $0
   264  	JLE X8a			// i <= 0
   265  
   266  	// i > 0
   267  L8:	MOVQ AX, DX		// w = w1
   268  	MOVQ -8(R8)(BX*8), AX	// w1 = x[i-1]
   269  	SHLQ CX, AX, DX		// w<<s | w1>>ŝ
   270  	MOVQ DX, (R10)(BX*8)	// z[i] = w<<s | w1>>ŝ
   271  	SUBQ $1, BX		// i--
   272  	JG L8			// i > 0
   273  
   274  	// i <= 0
   275  X8a:	SHLQ CX, AX		// w1<<s
   276  	MOVQ AX, (R10)		// z[0] = w1<<s
   277  	RET
   278  
   279  X8b:	MOVQ $0, c+56(FP)
   280  	RET
   281  
   282  
   283  // func shrVU(z, x []Word, s uint) (c Word)
   284  TEXT ·shrVU(SB),NOSPLIT,$0
   285  	MOVQ z_len+8(FP), R11
   286  	SUBQ $1, R11		// n--
   287  	JL X9b			// n < 0	(n <= 0)
   288  
   289  	// n > 0
   290  	MOVQ z+0(FP), R10
   291  	MOVQ x+24(FP), R8
   292  	MOVQ s+48(FP), CX
   293  	MOVQ (R8), AX		// w1 = x[0]
   294  	MOVQ $0, DX
   295  	SHRQ CX, AX, DX		// w1<<ŝ
   296  	MOVQ DX, c+56(FP)
   297  
   298  	MOVQ $0, BX		// i = 0
   299  	JMP E9
   300  
   301  	// i < n-1
   302  L9:	MOVQ AX, DX		// w = w1
   303  	MOVQ 8(R8)(BX*8), AX	// w1 = x[i+1]
   304  	SHRQ CX, AX, DX		// w>>s | w1<<ŝ
   305  	MOVQ DX, (R10)(BX*8)	// z[i] = w>>s | w1<<ŝ
   306  	ADDQ $1, BX		// i++
   307  
   308  E9:	CMPQ BX, R11
   309  	JL L9			// i < n-1
   310  
   311  	// i >= n-1
   312  X9a:	SHRQ CX, AX		// w1>>s
   313  	MOVQ AX, (R10)(R11*8)	// z[n-1] = w1>>s
   314  	RET
   315  
   316  X9b:	MOVQ $0, c+56(FP)
   317  	RET
   318  
   319  
   320  // func mulAddVWW(z, x []Word, y, r Word) (c Word)
   321  TEXT ·mulAddVWW(SB),NOSPLIT,$0
   322  	MOVQ z+0(FP), R10
   323  	MOVQ x+24(FP), R8
   324  	MOVQ y+48(FP), R9
   325  	MOVQ r+56(FP), CX	// c = r
   326  	MOVQ z_len+8(FP), R11
   327  	MOVQ $0, BX		// i = 0
   328  
   329  	CMPQ R11, $4
   330  	JL E5
   331  
   332  U5:	// i+4 <= n
   333  	// regular loop body unrolled 4x
   334  	MOVQ (0*8)(R8)(BX*8), AX
   335  	MULQ R9
   336  	ADDQ CX, AX
   337  	ADCQ $0, DX
   338  	MOVQ AX, (0*8)(R10)(BX*8)
   339  	MOVQ DX, CX
   340  	MOVQ (1*8)(R8)(BX*8), AX
   341  	MULQ R9
   342  	ADDQ CX, AX
   343  	ADCQ $0, DX
   344  	MOVQ AX, (1*8)(R10)(BX*8)
   345  	MOVQ DX, CX
   346  	MOVQ (2*8)(R8)(BX*8), AX
   347  	MULQ R9
   348  	ADDQ CX, AX
   349  	ADCQ $0, DX
   350  	MOVQ AX, (2*8)(R10)(BX*8)
   351  	MOVQ DX, CX
   352  	MOVQ (3*8)(R8)(BX*8), AX
   353  	MULQ R9
   354  	ADDQ CX, AX
   355  	ADCQ $0, DX
   356  	MOVQ AX, (3*8)(R10)(BX*8)
   357  	MOVQ DX, CX
   358  	ADDQ $4, BX		// i += 4
   359  
   360  	LEAQ 4(BX), DX
   361  	CMPQ DX, R11
   362  	JLE U5
   363  	JMP E5
   364  
   365  L5:	MOVQ (R8)(BX*8), AX
   366  	MULQ R9
   367  	ADDQ CX, AX
   368  	ADCQ $0, DX
   369  	MOVQ AX, (R10)(BX*8)
   370  	MOVQ DX, CX
   371  	ADDQ $1, BX		// i++
   372  
   373  E5:	CMPQ BX, R11		// i < n
   374  	JL L5
   375  
   376  	MOVQ CX, c+64(FP)
   377  	RET
   378  
   379  
   380  // func addMulVVW(z, x []Word, y Word) (c Word)
   381  TEXT ·addMulVVW(SB),NOSPLIT,$0
   382  	CMPB    ·support_adx(SB), $1
   383  	JEQ adx
   384  	MOVQ z+0(FP), R10
   385  	MOVQ x+24(FP), R8
   386  	MOVQ y+48(FP), R9
   387  	MOVQ z_len+8(FP), R11
   388  	MOVQ $0, BX		// i = 0
   389  	MOVQ $0, CX		// c = 0
   390  	MOVQ R11, R12
   391  	ANDQ $-2, R12
   392  	CMPQ R11, $2
   393  	JAE A6
   394  	JMP E6
   395  
   396  A6:
   397  	MOVQ (R8)(BX*8), AX
   398  	MULQ R9
   399  	ADDQ (R10)(BX*8), AX
   400  	ADCQ $0, DX
   401  	ADDQ CX, AX
   402  	ADCQ $0, DX
   403  	MOVQ DX, CX
   404  	MOVQ AX, (R10)(BX*8)
   405  
   406  	MOVQ (8)(R8)(BX*8), AX
   407  	MULQ R9
   408  	ADDQ (8)(R10)(BX*8), AX
   409  	ADCQ $0, DX
   410  	ADDQ CX, AX
   411  	ADCQ $0, DX
   412  	MOVQ DX, CX
   413  	MOVQ AX, (8)(R10)(BX*8)
   414  
   415  	ADDQ $2, BX
   416  	CMPQ BX, R12
   417  	JL A6
   418  	JMP E6
   419  
   420  L6:	MOVQ (R8)(BX*8), AX
   421  	MULQ R9
   422  	ADDQ CX, AX
   423  	ADCQ $0, DX
   424  	ADDQ AX, (R10)(BX*8)
   425  	ADCQ $0, DX
   426  	MOVQ DX, CX
   427  	ADDQ $1, BX		// i++
   428  
   429  E6:	CMPQ BX, R11		// i < n
   430  	JL L6
   431  
   432  	MOVQ CX, c+56(FP)
   433  	RET
   434  
   435  adx:
   436  	MOVQ z_len+8(FP), R11
   437  	MOVQ z+0(FP), R10
   438  	MOVQ x+24(FP), R8
   439  	MOVQ y+48(FP), DX
   440  	MOVQ $0, BX   // i = 0
   441  	MOVQ $0, CX   // carry
   442  	CMPQ R11, $8
   443  	JAE  adx_loop_header
   444  	CMPQ BX, R11
   445  	JL adx_short
   446  	MOVQ CX, c+56(FP)
   447  	RET
   448  
   449  adx_loop_header:
   450  	MOVQ  R11, R13
   451  	ANDQ  $-8, R13
   452  adx_loop:
   453  	XORQ  R9, R9  // unset flags
   454  	MULXQ (R8), SI, DI
   455  	ADCXQ CX,SI
   456  	ADOXQ (R10), SI
   457  	MOVQ  SI,(R10)
   458  
   459  	MULXQ 8(R8), AX, CX
   460  	ADCXQ DI, AX
   461  	ADOXQ 8(R10), AX
   462  	MOVQ  AX, 8(R10)
   463  
   464  	MULXQ 16(R8), SI, DI
   465  	ADCXQ CX, SI
   466  	ADOXQ 16(R10), SI
   467  	MOVQ  SI, 16(R10)
   468  
   469  	MULXQ 24(R8), AX, CX
   470  	ADCXQ DI, AX
   471  	ADOXQ 24(R10), AX
   472  	MOVQ  AX, 24(R10)
   473  
   474  	MULXQ 32(R8), SI, DI
   475  	ADCXQ CX, SI
   476  	ADOXQ 32(R10), SI
   477  	MOVQ  SI, 32(R10)
   478  
   479  	MULXQ 40(R8), AX, CX
   480  	ADCXQ DI, AX
   481  	ADOXQ 40(R10), AX
   482  	MOVQ  AX, 40(R10)
   483  
   484  	MULXQ 48(R8), SI, DI
   485  	ADCXQ CX, SI
   486  	ADOXQ 48(R10), SI
   487  	MOVQ  SI, 48(R10)
   488  
   489  	MULXQ 56(R8), AX, CX
   490  	ADCXQ DI, AX
   491  	ADOXQ 56(R10), AX
   492  	MOVQ  AX, 56(R10)
   493  
   494  	ADCXQ R9, CX
   495  	ADOXQ R9, CX
   496  
   497  	ADDQ $64, R8
   498  	ADDQ $64, R10
   499  	ADDQ $8, BX
   500  
   501  	CMPQ BX, R13
   502  	JL adx_loop
   503  	MOVQ z+0(FP), R10
   504  	MOVQ x+24(FP), R8
   505  	CMPQ BX, R11
   506  	JL adx_short
   507  	MOVQ CX, c+56(FP)
   508  	RET
   509  
   510  adx_short:
   511  	MULXQ (R8)(BX*8), SI, DI
   512  	ADDQ CX, SI
   513  	ADCQ $0, DI
   514  	ADDQ SI, (R10)(BX*8)
   515  	ADCQ $0, DI
   516  	MOVQ DI, CX
   517  	ADDQ $1, BX		// i++
   518  
   519  	CMPQ BX, R11
   520  	JL adx_short
   521  
   522  	MOVQ CX, c+56(FP)
   523  	RET
   524  
   525  
   526  
   527  

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