source/libs/gmp/gmp-src/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 either:
   7
   8   * the GNU Lesser General Public License as published by the Free
   9     Software Foundation; either version 3 of the License, or (at your
  10     option) any later version.
  11
  12 or
  13
  14   * the GNU General Public License as published by the Free Software
  15     Foundation; either version 2 of the License, or (at your option) any
  16     later version.
  17
  18 or both in parallel, as here.
  19
  20 The GNU MP Library is distributed in the hope that it will be useful, but
  21 WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY
  22 or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
  23 for more details.
  24
  25 You should have received copies of the GNU General Public License and the
  26 GNU Lesser General Public License along with the GNU MP Library.  If not,
  27 see https://www.gnu.org/licenses/.
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  29
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  32
  33                     POWERPC 32-BIT MPN SUBROUTINES
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  36 This directory contains mpn functions for various 32-bit PowerPC chips.
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  39 CODE ORGANIZATION
  40
  41         directory         used for
  42         ================================================
  43         powerpc           generic, 604, 604e, 744x, 745x
  44         powerpc/750       740, 750, 7400, 7410
  45
  46
  47 The top-level powerpc directory is currently mostly aimed at 604/604e but
  48 should be reasonable on all powerpcs.
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  51
  52 STATUS
  53
  54 The code is quite well optimized for the 604e, other chips have had less
  55 attention.
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  57 Altivec SIMD available in 74xx might hold some promise, but unfortunately
  58 GMP only guarantees 32-bit data alignment, so there's lots of fiddling
  59 around with partial operations at the start and end of limb vectors.  A
  60 128-bit limb would be a novel idea, but is unlikely to be practical, since
  61 it would have to work with ordinary +, -, * etc in the C code.
  62
  63 Also, Altivec isn't very well suited for the GMP multiplication needs.
  64 Using floating-point based multiplication has much better better performance
  65 potential for all current powerpcs, both the ones with slow integer multiply
  66 units (603, 740, 750, 7400, 7410) and those with fast (604, 604e, 744x,
  67 745x).  This is because all powerpcs do some level of pipelining in the FPU:
  68
  69 603 and 750 can sustain one fmadd every 2nd cycle.
  70 604 and 604e can sustain one fmadd per cycle.
  71 7400 and 7410 can sustain 3 fmadd in 4 cycles.
  72 744x and 745x can sustain 4 fmadd in 5 cycles.
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  76 REGISTER NAMES
  77
  78 The normal powerpc convention is to give registers as plain numbers, like
  79 "mtctr 6", but on Apple MacOS X (powerpc*-*-rhapsody* and
  80 powerpc*-*-darwin*) the assembler demands an "r" like "mtctr r6".  Note
  81 however when register 0 in an instruction means a literal zero the "r" is
  82 omitted, for instance "lwzx r6,0,r7".
  83
  84 The GMP code uses the "r" forms, powerpc-defs.m4 transforms them to plain
  85 numbers according to what GMP_ASM_POWERPC_R_REGISTERS finds is needed.
  86 (Note that this style isn't fully general, as the identifier r4 and the
  87 register r4 will not be distinguishable on some systems.  However, this is
  88 not a problem for the limited GMP assembly usage.)
  89
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  92 GLOBAL REFERENCES
  93
  94 Linux non-PIC
  95         lis     9, __gmp_binvert_limb_table@ha
  96         rlwinm  11, 5, 31, 25, 31
  97         la      9, __gmp_binvert_limb_table@l(9)
  98         lbzx    11, 9, 11
  99
 100 Linux PIC (FIXME)
 101 .LCL0:
 102         .long .LCTOC1-.LCF0
 103         bcl     20, 31, .LCF0
 104 .LCF0:
 105         mflr    30
 106         lwz     7, .LCL0-.LCF0(30)
 107         add     30, 7, 30
 108         lwz     11, .LC0-.LCTOC1(30)
 109         rlwinm  3, 5, 31, 25, 31
 110         lbzx    7, 11, 3
 111
 112 AIX (always PIC)
 113 LC..0:
 114         .tc __gmp_binvert_limb_table[TC],__gmp_binvert_limb_table[RW]
 115         lwz     9, LC..0(2)
 116         rlwinm  0, 5, 31, 25, 31
 117         lbzx    0, 9, 0
 118
 119 Darwin (non-PIC)
 120         lis     r2, ha16(___gmp_binvert_limb_table)
 121         rlwinm  r9, r5, 31, 25, 31
 122         la      r2, lo16(___gmp_binvert_limb_table)(r2)
 123         lbzx    r0, r2, r9
 124 Darwin (PIC)
 125         mflr    r0
 126         bcl     20, 31, L0001$pb
 127 L0001$pb:
 128         mflr    r7
 129         mtlr    r0
 130         addis   r2, r7, ha16(L___gmp_binvert_limb_table$non_lazy_ptr-L0001$pb)
 131         rlwinm  r9, r5, 31, 25, 31
 132         lwz     r2, lo16(L___gmp_binvert_limb_table$non_lazy_ptr-L0001$pb)(r2)
 133         lbzx    r0, r2, r9
 134 ------
 135         .non_lazy_symbol_pointer
 136 L___gmp_binvert_limb_table$non_lazy_ptr:
 137         .indirect_symbol ___gmp_binvert_limb_table
 138         .long   0
 139         .subsections_via_symbols
 140
 141
 142 For GNU/Linux and Darwin, we might want to duplicate __gmp_binvert_limb_table
 143 into the text section in this file.  We should thus be able to reach it like
 144 this:
 145
 146         blr     L0
 147 L0:     mflr    r2
 148         rlwinm  r9, r5, 31, 25, 31
 149         addi    r9, r9, lo16(local_binvert_table-L0)
 150         lbzx    r0, r2, r9
 151
 152
 153
 154 REFERENCES
 155
 156 PowerPC Microprocessor Family: The Programming Environments for 32-bit
 157 Microprocessors, IBM document G522-0290-01, 2000.
 158
 159 PowerPC 604e RISC Microprocessor User's Manual with Supplement for PowerPC
 160 604 Microprocessor, IBM document G552-0330-00, Freescale document
 161 MPC604EUM/AD, 3/1998.
 162
 163 MPC7410/MPC7400 RISC Microprocessor User's Manual, Freescale document
 164 MPC7400UM/D, rev 1, 11/2002.
 165
 166 MPC7450 RISC Microprocessor Family Reference Manual, Freescale document
 167 MPC7450UM, rev 5, 1/2005.
 168
 169 The above are available online from
 170
 171         http://www.ibm.com/chips/techlib/techlib.nsf/productfamilies/PowerPC
 172         http://www.freescale.com/PowerPC
 173
 174
 175
 176 ----------------
 177 Local variables:
 178 mode: text
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 180 End: