source/libs/gmp/gmp-src/mpn/x86/p6/README

   1 Copyright 2000, 2001 Free Software Foundation, Inc.
   2
   3 This file is part of the GNU MP Library.
   4
   5 The GNU MP Library is free software; you can redistribute it and/or modify
   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/.
  28
  29
  30
  31
  32
  33                       INTEL P6 MPN SUBROUTINES
  34
  35
  36
  37 This directory contains code optimized for Intel P6 class CPUs, meaning
  38 PentiumPro, Pentium II and Pentium III.  The mmx and p3mmx subdirectories
  39 have routines using MMX instructions.
  40
  41
  42
  43 STATUS
  44
  45 Times for the loops, with all code and data in L1 cache, are as follows.
  46 Some of these might be able to be improved.
  47
  48                                cycles/limb
  49
  50         mpn_add_n/sub_n           3.7
  51
  52         mpn_copyi                 0.75
  53         mpn_copyd                 1.75 (or 0.75 if no overlap)
  54
  55         mpn_divrem_1             39.0
  56         mpn_mod_1                21.5
  57         mpn_divexact_by3          8.5
  58
  59         mpn_mul_1                 5.5
  60         mpn_addmul/submul_1       6.35
  61
  62         mpn_l/rshift              2.5
  63
  64         mpn_mul_basecase          8.2 cycles/crossproduct (approx)
  65         mpn_sqr_basecase          4.0 cycles/crossproduct (approx)
  66                                   or 7.75 cycles/triangleproduct (approx)
  67
  68 Pentium II and III have MMX and get the following improvements.
  69
  70         mpn_divrem_1             25.0 integer part, 17.5 fractional part
  71
  72         mpn_l/rshift              1.75
  73
  74
  75
  76
  77 NOTES
  78
  79 Write-allocate L1 data cache means prefetching of destinations is unnecessary.
  80
  81 Mispredicted branches have a penalty of between 9 and 15 cycles, and even up
  82 to 26 cycles depending how far speculative execution has gone.  The 9 cycle
  83 minimum penalty comes from the issue pipeline being 9 stages.
  84
  85 A copy with rep movs seems to copy 16 bytes at a time, since speeds for 4,
  86 5, 6 or 7 limb operations are all the same.  The 0.75 cycles/limb would be 3
  87 cycles per 16 byte block.
  88
  89
  90
  91
  92 CODING
  93
  94 Instructions in general code have been shown grouped if they can execute
  95 together, which means up to three instructions with no successive
  96 dependencies, and with only the first being a multiple micro-op.
  97
  98 P6 has out-of-order execution, so the groupings are really only showing
  99 dependent paths where some shuffling might allow some latencies to be
 100 hidden.
 101
 102
 103
 104
 105 REFERENCES
 106
 107 "Intel Architecture Optimization Reference Manual", 1999, revision 001 dated
 108 02/99, order number 245127 (order number 730795-001 is in the document too).
 109 Available on-line:
 110
 111         http://download.intel.com/design/PentiumII/manuals/245127.htm
 112
 113 "Intel Architecture Optimization Manual", 1997, order number 242816.  This
 114 is an older document mostly about P5 and not as good as the above.
 115 Available on-line:
 116
 117         http://download.intel.com/design/PentiumII/manuals/242816.htm
 118
 119
 120
 121 ----------------
 122 Local variables:
 123 mode: text
 124 fill-column: 76
 125 End: