arch/sparc/lib/umul.S

   1 /* $Id: umul.S,v 1.4 1996/09/30 02:22:39 davem Exp $
   2  * umul.S:      This routine was taken from glibc-1.09 and is covered
   3  *              by the GNU Library General Public License Version 2.
   4  */
   5
   6
   7 /*
   8  * Unsigned multiply.  Returns %o0 * %o1 in %o1%o0 (i.e., %o1 holds the
   9  * upper 32 bits of the 64-bit product).
  10  *
  11  * This code optimizes short (less than 13-bit) multiplies.  Short
  12  * multiplies require 25 instruction cycles, and long ones require
  13  * 45 instruction cycles.
  14  *
  15  * On return, overflow has occurred (%o1 is not zero) if and only if
  16  * the Z condition code is clear, allowing, e.g., the following:
  17  *
  18  *      call    .umul
  19  *      nop
  20  *      bnz     overflow        (or tnz)
  21  */
  22
  23         .globl .umul
  24         .globl _Umul
  25 .umul:
  26 _Umul:  /* needed for export */
  27         or      %o0, %o1, %o4
  28         mov     %o0, %y         ! multiplier -> Y
  29
  30         andncc  %o4, 0xfff, %g0 ! test bits 12..31 of *both* args
  31         be      Lmul_shortway   ! if zero, can do it the short way
  32          andcc  %g0, %g0, %o4   ! zero the partial product and clear N and V
  33
  34         /*
  35          * Long multiply.  32 steps, followed by a final shift step.
  36          */
  37         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 1
  38         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 2
  39         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 3
  40         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 4
  41         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 5
  42         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 6
  43         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 7
  44         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 8
  45         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 9
  46         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 10
  47         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 11
  48         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 12
  49         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 13
  50         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 14
  51         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 15
  52         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 16
  53         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 17
  54         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 18
  55         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 19
  56         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 20
  57         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 21
  58         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 22
  59         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 23
  60         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 24
  61         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 25
  62         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 26
  63         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 27
  64         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 28
  65         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 29
  66         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 30
  67         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 31
  68         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 32
  69         mulscc  %o4, %g0, %o4   ! final shift
  70
  71
  72         /*
  73          * Normally, with the shift-and-add approach, if both numbers are
  74          * positive you get the correct result.  With 32-bit two's-complement
  75          * numbers, -x is represented as
  76          *
  77          *                x                 32
  78          *      ( 2  -  ------ ) mod 2  *  2
  79          *                 32
  80          *                2
  81          *
  82          * (the `mod 2' subtracts 1 from 1.bbbb).  To avoid lots of 2^32s,
  83          * we can treat this as if the radix point were just to the left
  84          * of the sign bit (multiply by 2^32), and get
  85          *
  86          *      -x  =  (2 - x) mod 2
  87          *
  88          * Then, ignoring the `mod 2's for convenience:
  89          *
  90          *   x *  y     = xy
  91          *  -x *  y     = 2y - xy
  92          *   x * -y     = 2x - xy
  93          *  -x * -y     = 4 - 2x - 2y + xy
  94          *
  95          * For signed multiplies, we subtract (x << 32) from the partial
  96          * product to fix this problem for negative multipliers (see mul.s).
  97          * Because of the way the shift into the partial product is calculated
  98          * (N xor V), this term is automatically removed for the multiplicand,
  99          * so we don't have to adjust.
 100          *
 101          * But for unsigned multiplies, the high order bit wasn't a sign bit,
 102          * and the correction is wrong.  So for unsigned multiplies where the
 103          * high order bit is one, we end up with xy - (y << 32).  To fix it
 104          * we add y << 32.
 105          */
 106 #if 0
 107         tst     %o1
 108         bl,a    1f              ! if %o1 < 0 (high order bit = 1),
 109          add    %o4, %o0, %o4   ! %o4 += %o0 (add y to upper half)
 110
 111 1:
 112         rd      %y, %o0         ! get lower half of product
 113         retl
 114          addcc  %o4, %g0, %o1   ! put upper half in place and set Z for %o1==0
 115 #else
 116         /* Faster code from tege@sics.se.  */
 117         sra     %o1, 31, %o2    ! make mask from sign bit
 118         and     %o0, %o2, %o2   ! %o2 = 0 or %o0, depending on sign of %o1
 119         rd      %y, %o0         ! get lower half of product
 120         retl
 121          addcc  %o4, %o2, %o1   ! add compensation and put upper half in place
 122 #endif
 123
 124 Lmul_shortway:
 125         /*
 126          * Short multiply.  12 steps, followed by a final shift step.
 127          * The resulting bits are off by 12 and (32-12) = 20 bit positions,
 128          * but there is no problem with %o0 being negative (unlike above),
 129          * and overflow is impossible (the answer is at most 24 bits long).
 130          */
 131         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 1
 132         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 2
 133         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 3
 134         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 4
 135         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 5
 136         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 6
 137         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 7
 138         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 8
 139         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 9
 140         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 10
 141         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 11
 142         mulscc  %o4, %o1, %o4   ! 12
 143         mulscc  %o4, %g0, %o4   ! final shift
 144
 145         /*
 146          * %o4 has 20 of the bits that should be in the result; %y has
 147          * the bottom 12 (as %y's top 12).  That is:
 148          *
 149          *        %o4               %y
 150          * +----------------+----------------+
 151          * | -12- |   -20-  | -12- |   -20-  |
 152          * +------(---------+------)---------+
 153          *         -----result-----
 154          *
 155          * The 12 bits of %o4 left of the `result' area are all zero;
 156          * in fact, all top 20 bits of %o4 are zero.
 157          */
 158
 159         rd      %y, %o5
 160         sll     %o4, 12, %o0    ! shift middle bits left 12
 161         srl     %o5, 20, %o5    ! shift low bits right 20
 162         or      %o5, %o0, %o0
 163         retl
 164          addcc  %g0, %g0, %o1   ! %o1 = zero, and set Z
 165
 166         .globl  .umul_patch
 167 .umul_patch:
 168         umul    %o0, %o1, %o0
 169         retl
 170          rd     %y, %o1
 171         nop