]> oss.titaniummirror.com Git - msp430-gcc.git/blobdiff - gmp/mpn/generic/toom32_mul.c
Imported gcc-4.4.3
[msp430-gcc.git] / gmp / mpn / generic / toom32_mul.c
diff --git a/gmp/mpn/generic/toom32_mul.c b/gmp/mpn/generic/toom32_mul.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..38f9cbc
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,291 @@
+/* mpn_toom32_mul -- Multiply {ap,an} and {bp,bn} where an is nominally 1.5
+   times as large as bn.  Or more accurately, bn < an < 3bn.
+
+   Contributed to the GNU project by Torbjorn Granlund.
+
+   The idea of applying toom to unbalanced multiplication is due to by Marco
+   Bodrato and Alberto Zanoni.
+
+   THE FUNCTION IN THIS FILE IS INTERNAL WITH A MUTABLE INTERFACE.  IT IS ONLY
+   SAFE TO REACH IT THROUGH DOCUMENTED INTERFACES.  IN FACT, IT IS ALMOST
+   GUARANTEED THAT IT WILL CHANGE OR DISAPPEAR IN A FUTURE GNU MP RELEASE.
+
+Copyright 2006, 2007, 2008 Free Software Foundation, Inc.
+
+This file is part of the GNU MP Library.
+
+The GNU MP Library is free software; you can redistribute it and/or modify
+it under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by
+the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or (at your
+option) any later version.
+
+The GNU MP Library is distributed in the hope that it will be useful, but
+WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY
+or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU Lesser General Public
+License for more details.
+
+You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License
+along with the GNU MP Library.  If not, see http://www.gnu.org/licenses/.  */
+
+
+/*
+  Things to work on:
+
+  1. Trim allocation.  The allocations for as1, asm1, bs1, and bsm1 could be
+     avoided by instead reusing the pp area and the scratch allocation.
+
+  2. Apply optimizations also to mul_toom42.c.
+*/
+
+#include "gmp.h"
+#include "gmp-impl.h"
+
+/* Evaluate in: -1, 0, +1, +inf
+
+  <-s-><--n--><--n-->
+   ___ ______ ______
+  |a2_|___a1_|___a0_|
+       |_b1_|___b0_|
+       <-t--><--n-->
+
+  v0  =  a0         * b0      #   A(0)*B(0)
+  v1  = (a0+ a1+ a2)*(b0+ b1) #   A(1)*B(1)      ah  <= 2  bh <= 1
+  vm1 = (a0- a1+ a2)*(b0- b1) #  A(-1)*B(-1)    |ah| <= 1  bh = 0
+  vinf=          a2 *     b1  # A(inf)*B(inf)
+*/
+
+#if TUNE_PROGRAM_BUILD
+#define MAYBE_mul_toom22   1
+#else
+#define MAYBE_mul_toom22                                               \
+  (MUL_TOOM33_THRESHOLD >= 2 * MUL_TOOM22_THRESHOLD)
+#endif
+
+#define TOOM22_MUL_N_REC(p, a, b, n, ws)                               \
+  do {                                                                 \
+    if (! MAYBE_mul_toom22                                             \
+       || BELOW_THRESHOLD (n, MUL_KARATSUBA_THRESHOLD))                \
+      mpn_mul_basecase (p, a, n, b, n);                                        \
+    else                                                               \
+      mpn_toom22_mul (p, a, n, b, n, ws);                              \
+  } while (0)
+
+void
+mpn_toom32_mul (mp_ptr pp,
+               mp_srcptr ap, mp_size_t an,
+               mp_srcptr bp, mp_size_t bn,
+               mp_ptr scratch)
+{
+  mp_size_t n, s, t;
+  int vm1_neg;
+#if HAVE_NATIVE_mpn_add_nc
+  mp_limb_t cy;
+#else
+  mp_limb_t cy, cy2;
+#endif
+  mp_ptr a0_a2;
+  mp_ptr as1, asm1;
+  mp_ptr bs1, bsm1;
+  TMP_DECL;
+
+#define a0  ap
+#define a1  (ap + n)
+#define a2  (ap + 2 * n)
+#define b0  bp
+#define b1  (bp + n)
+
+  n = 1 + (2 * an >= 3 * bn ? (an - 1) / (size_t) 3 : (bn - 1) >> 1);
+
+  s = an - 2 * n;
+  t = bn - n;
+
+  ASSERT (0 < s && s <= n);
+  ASSERT (0 < t && t <= n);
+
+  TMP_MARK;
+
+  as1 = TMP_SALLOC_LIMBS (n + 1);
+  asm1 = TMP_SALLOC_LIMBS (n + 1);
+
+  bs1 = TMP_SALLOC_LIMBS (n + 1);
+  bsm1 = TMP_SALLOC_LIMBS (n);
+
+  a0_a2 = pp;
+
+  /* Compute as1 and asm1.  */
+  a0_a2[n] = mpn_add (a0_a2, a0, n, a2, s);
+#if HAVE_NATIVE_mpn_addsub_n
+  if (a0_a2[n] == 0 && mpn_cmp (a0_a2, a1, n) < 0)
+    {
+      cy = mpn_addsub_n (as1, asm1, a1, a0_a2, n);
+      as1[n] = cy >> 1;
+      asm1[n] = 0;
+      vm1_neg = 1;
+    }
+  else
+    {
+      cy = mpn_addsub_n (as1, asm1, a0_a2, a1, n);
+      as1[n] = a0_a2[n] + (cy >> 1);
+      asm1[n] = a0_a2[n] - (cy & 1);
+      vm1_neg = 0;
+    }
+#else
+  as1[n] = a0_a2[n] + mpn_add_n (as1, a0_a2, a1, n);
+  if (a0_a2[n] == 0 && mpn_cmp (a0_a2, a1, n) < 0)
+    {
+      mpn_sub_n (asm1, a1, a0_a2, n);
+      asm1[n] = 0;
+      vm1_neg = 1;
+    }
+  else
+    {
+      cy = mpn_sub_n (asm1, a0_a2, a1, n);
+      asm1[n] = a0_a2[n] - cy;
+      vm1_neg = 0;
+    }
+#endif
+
+  /* Compute bs1 and bsm1.  */
+  if (t == n)
+    {
+#if HAVE_NATIVE_mpn_addsub_n
+      if (mpn_cmp (b0, b1, n) < 0)
+       {
+         cy = mpn_addsub_n (bs1, bsm1, b1, b0, n);
+         vm1_neg ^= 1;
+       }
+      else
+       {
+         cy = mpn_addsub_n (bs1, bsm1, b0, b1, n);
+       }
+      bs1[n] = cy >> 1;
+#else
+      bs1[n] = mpn_add_n (bs1, b0, b1, n);
+
+      if (mpn_cmp (b0, b1, n) < 0)
+       {
+         mpn_sub_n (bsm1, b1, b0, n);
+         vm1_neg ^= 1;
+       }
+      else
+       {
+         mpn_sub_n (bsm1, b0, b1, n);
+       }
+#endif
+    }
+  else
+    {
+      bs1[n] = mpn_add (bs1, b0, n, b1, t);
+
+      if (mpn_zero_p (b0 + t, n - t) && mpn_cmp (b0, b1, t) < 0)
+       {
+         mpn_sub_n (bsm1, b1, b0, t);
+         MPN_ZERO (bsm1 + t, n - t);
+         vm1_neg ^= 1;
+       }
+      else
+       {
+         mpn_sub (bsm1, b0, n, b1, t);
+       }
+    }
+
+  ASSERT (as1[n] <= 2);
+  ASSERT (bs1[n] <= 1);
+  ASSERT (asm1[n] <= 1);
+/*ASSERT (bsm1[n] == 0); */
+
+#define v0    pp                               /* 2n */
+#define v1    (scratch)                                /* 2n+1 */
+#define vinf  (pp + 3 * n)                     /* s+t */
+#define vm1   (scratch + 2 * n + 1)            /* 2n+1 */
+#define scratch_out    scratch + 4 * n + 2
+
+  /* vm1, 2n+1 limbs */
+  TOOM22_MUL_N_REC (vm1, asm1, bsm1, n, scratch_out);
+  cy = 0;
+  if (asm1[n] != 0)
+    cy = mpn_add_n (vm1 + n, vm1 + n, bsm1, n);
+  vm1[2 * n] = cy;
+
+  /* vinf, s+t limbs */
+  if (s > t)  mpn_mul (vinf, a2, s, b1, t);
+  else        mpn_mul (vinf, b1, t, a2, s);
+
+  /* v1, 2n+1 limbs */
+  TOOM22_MUL_N_REC (v1, as1, bs1, n, scratch_out);
+  if (as1[n] == 1)
+    {
+      cy = bs1[n] + mpn_add_n (v1 + n, v1 + n, bs1, n);
+    }
+  else if (as1[n] == 2)
+    {
+#if HAVE_NATIVE_mpn_addlsh1_n
+      cy = 2 * bs1[n] + mpn_addlsh1_n (v1 + n, v1 + n, bs1, n);
+#else
+      cy = 2 * bs1[n] + mpn_addmul_1 (v1 + n, bs1, n, CNST_LIMB(2));
+#endif
+    }
+  else
+    cy = 0;
+  if (bs1[n] != 0)
+    cy += mpn_add_n (v1 + n, v1 + n, as1, n);
+  v1[2 * n] = cy;
+
+  mpn_mul_n (v0, ap, bp, n);                    /* v0, 2n limbs */
+
+  /* Interpolate */
+
+  if (vm1_neg)
+    {
+#if HAVE_NATIVE_mpn_rsh1add_n
+      mpn_rsh1add_n (vm1, v1, vm1, 2 * n + 1);
+#else
+      mpn_add_n (vm1, v1, vm1, 2 * n + 1);
+      mpn_rshift (vm1, vm1, 2 * n + 1, 1);
+#endif
+    }
+  else
+    {
+#if HAVE_NATIVE_mpn_rsh1sub_n
+      mpn_rsh1sub_n (vm1, v1, vm1, 2 * n + 1);
+#else
+      mpn_sub_n (vm1, v1, vm1, 2 * n + 1);
+      mpn_rshift (vm1, vm1, 2 * n + 1, 1);
+#endif
+    }
+
+  mpn_sub_n (v1, v1, vm1, 2 * n + 1);
+  v1[2 * n] -= mpn_sub_n (v1, v1, v0, 2 * n);
+
+  /*
+    pp[] prior to operations:
+     |_H vinf|_L vinf|_______|_______|_______|
+
+    summation scheme for remaining operations:
+     |_______|_______|_______|_______|_______|
+     |_Hvinf_|_Lvinf_|       |_H v0__|_L v0__|
+                    | H vm1 | L vm1 |
+                    |-H vinf|-L vinf|
+            | H v1  | L v1  |
+  */
+
+  mpn_sub (vm1, vm1, 2 * n + 1, vinf, s + t);
+#if HAVE_NATIVE_mpn_add_nc
+  cy = mpn_add_n (pp + n, pp + n, vm1, n);
+  cy = mpn_add_nc (pp + 2 * n, v1, vm1 + n, n, cy);
+  cy = mpn_add_nc (pp + 3 * n, pp + 3 * n, v1 + n, n, cy);
+  mpn_incr_u (pp + 3 * n, vm1[2 * n]);
+  if (LIKELY (n != s + t))  /* FIXME: Limit operand range to avoid condition */
+    mpn_incr_u (pp + 4 * n, cy + v1[2 * n]);
+#else
+  cy2 = mpn_add_n (pp + n, pp + n, vm1, n);
+  cy = mpn_add_n (pp + 2 * n, v1, vm1 + n, n);
+  mpn_incr_u (pp + 2 * n, cy2);
+  mpn_incr_u (pp + 3 * n, cy + vm1[2 * n]);
+  cy = mpn_add_n (pp + 3 * n, pp + 3 * n, v1 + n,  n);
+  if (LIKELY (n != s + t))  /* FIXME: Limit operand range to avoid condition */
+    mpn_incr_u (pp + 4 * n, cy + v1[2 * n]);
+#endif
+
+  TMP_FREE;
+}