]> oss.titaniummirror.com Git - msp430-gcc.git/blobdiff - gmp/mpn/generic/toom3_sqr.c
Imported gcc-4.4.3
[msp430-gcc.git] / gmp / mpn / generic / toom3_sqr.c
diff --git a/gmp/mpn/generic/toom3_sqr.c b/gmp/mpn/generic/toom3_sqr.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..0c8a4ff
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,219 @@
+/* mpn_toom3_sqr -- Square {ap,an}.
+
+   Contributed to the GNU project by Torbjorn Granlund.
+
+   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 and asm1 could be
+     avoided by instead reusing the pp area and the scratch area.
+  2. Use new toom functions for the recursive calls.
+*/
+
+#include "gmp.h"
+#include "gmp-impl.h"
+
+/* Evaluate in: -1, 0, +1, +2, +inf
+
+  <-s-><--n--><--n--><--n-->
+   ___ ______ ______ ______
+  |a3_|___a2_|___a1_|___a0_|
+              |_b1_|___b0_|
+              <-t--><--n-->
+
+  v0  =  a0         * b0          #   A(0)*B(0)
+  v1  = (a0+ a1+ a2)*(b0+ b1+ b2) #   A(1)*B(1)      ah  <= 2  bh <= 2
+  vm1 = (a0- a1+ a2)*(b0- b1+ b2) #  A(-1)*B(-1)    |ah| <= 1  bh <= 1
+  v2  = (a0+2a1+4a2)*(b0+2b1+4b2) #   A(2)*B(2)      ah  <= 6  bh <= 6
+  vinf=          a2 *         b2  # A(inf)*B(inf)
+*/
+
+#if TUNE_PROGRAM_BUILD
+#define MAYBE_sqr_basecase 1
+#define MAYBE_sqr_toom3   1
+#else
+#define MAYBE_sqr_basecase                                             \
+  (SQR_TOOM3_THRESHOLD < 3 * SQR_KARATSUBA_THRESHOLD)
+#define MAYBE_sqr_toom3                                                        \
+  (SQR_TOOM4_THRESHOLD >= 3 * SQR_TOOM3_THRESHOLD)
+#endif
+
+#define TOOM3_SQR_N_REC(p, a, n, ws)                                   \
+  do {                                                                 \
+    if (MAYBE_sqr_basecase                                             \
+       && BELOW_THRESHOLD (n, SQR_KARATSUBA_THRESHOLD))                \
+      mpn_sqr_basecase (p, a, n);                                      \
+    else if (! MAYBE_sqr_toom3                                         \
+            || BELOW_THRESHOLD (n, SQR_TOOM3_THRESHOLD))               \
+      mpn_kara_sqr_n (p, a, n, ws);                                    \
+    else                                                               \
+      mpn_toom3_sqr_n (p, a, n, ws);                                   \
+  } while (0)
+
+void
+mpn_toom3_sqr (mp_ptr pp,
+              mp_srcptr ap, mp_size_t an,
+              mp_ptr scratch)
+{
+  mp_size_t n, s;
+  mp_limb_t cy, vinf0;
+  mp_ptr gp;
+  mp_ptr as1, asm1, as2;
+  TMP_DECL;
+
+#define a0  ap
+#define a1  (ap + n)
+#define a2  (ap + 2*n)
+
+  n = (an + 2) / (size_t) 3;
+
+  s = an - 2 * n;
+
+  ASSERT (0 < s && s <= n);
+
+  TMP_MARK;
+
+  as1 = TMP_SALLOC_LIMBS (n + 1);
+  asm1 = TMP_SALLOC_LIMBS (n + 1);
+  as2 = TMP_SALLOC_LIMBS (n + 1);
+
+  gp = pp;
+
+  /* Compute as1 and asm1.  */
+  cy = mpn_add (gp, a0, n, a2, s);
+#if HAVE_NATIVE_mpn_addsub_n
+  if (cy == 0 && mpn_cmp (gp, a1, n) < 0)
+    {
+      cy = mpn_addsub_n (as1, asm1, a1, gp, n);
+      as1[n] = 0;
+      asm1[n] = 0;
+    }
+  else
+    {
+      cy2 = mpn_addsub_n (as1, asm1, gp, a1, n);
+      as1[n] = cy + (cy2 >> 1);
+      asm1[n] = cy - (cy & 1);
+    }
+#else
+  as1[n] = cy + mpn_add_n (as1, gp, a1, n);
+  if (cy == 0 && mpn_cmp (gp, a1, n) < 0)
+    {
+      mpn_sub_n (asm1, a1, gp, n);
+      asm1[n] = 0;
+    }
+  else
+    {
+      cy -= mpn_sub_n (asm1, gp, a1, n);
+      asm1[n] = cy;
+    }
+#endif
+
+  /* Compute as2.  */
+#if HAVE_NATIVE_mpn_addlsh1_n
+  cy  = mpn_addlsh1_n (as2, a1, a2, s);
+  if (s != n)
+    cy = mpn_add_1 (as2 + s, a1 + s, n - s, cy);
+  cy = 2 * cy + mpn_addlsh1_n (as2, a0, as2, n);
+#else
+  cy  = mpn_lshift (as2, a2, s, 1);
+  cy += mpn_add_n (as2, a1, as2, s);
+  if (s != n)
+    cy = mpn_add_1 (as2 + s, a1 + s, n - s, cy);
+  cy = 2 * cy + mpn_lshift (as2, as2, n, 1);
+  cy += mpn_add_n (as2, a0, as2, n);
+#endif
+  as2[n] = cy;
+
+  ASSERT (as1[n] <= 2);
+  ASSERT (asm1[n] <= 1);
+
+#define v0    pp                               /* 2n */
+#define v1    (pp + 2 * n)                     /* 2n+1 */
+#define vinf  (pp + 4 * n)                     /* s+s */
+#define vm1   scratch                          /* 2n+1 */
+#define v2    (scratch + 2 * n + 1)            /* 2n+2 */
+#define scratch_out  (scratch + 4 * n + 4)
+
+  /* vm1, 2n+1 limbs */
+#ifdef SMALLER_RECURSION
+  TOOM3_SQR_N_REC (vm1, asm1, n, scratch_out);
+  cy = 0;
+  if (asm1[n] != 0)
+    cy = asm1[n] + mpn_add_n (vm1 + n, vm1 + n, asm1, n);
+  if (asm1[n] != 0)
+    cy += mpn_add_n (vm1 + n, vm1 + n, asm1, n);
+  vm1[2 * n] = cy;
+#else
+  TOOM3_SQR_N_REC (vm1, asm1, n + 1, scratch_out);
+#endif
+
+  TOOM3_SQR_N_REC (v2, as2, n + 1, scratch_out);       /* v2, 2n+1 limbs */
+
+  TOOM3_SQR_N_REC (vinf, a2, s, scratch_out);          /* vinf, s+s limbs */
+
+  vinf0 = vinf[0];                             /* v1 overlaps with this */
+
+#ifdef SMALLER_RECURSION
+  /* v1, 2n+1 limbs */
+  TOOM3_SQR_N_REC (v1, as1, n, scratch_out);
+  if (as1[n] == 1)
+    {
+      cy = as1[n] + mpn_add_n (v1 + n, v1 + n, as1, n);
+    }
+  else if (as1[n] != 0)
+    {
+#if HAVE_NATIVE_mpn_addlsh1_n
+      cy = 2 * as1[n] + mpn_addlsh1_n (v1 + n, v1 + n, as1, n);
+#else
+      cy = 2 * as1[n] + mpn_addmul_1 (v1 + n, as1, n, CNST_LIMB(2));
+#endif
+    }
+  else
+    cy = 0;
+  if (as1[n] == 1)
+    {
+      cy += mpn_add_n (v1 + n, v1 + n, as1, n);
+    }
+  else if (as1[n] != 0)
+    {
+#if HAVE_NATIVE_mpn_addlsh1_n
+      cy += mpn_addlsh1_n (v1 + n, v1 + n, as1, n);
+#else
+      cy += mpn_addmul_1 (v1 + n, as1, n, CNST_LIMB(2));
+#endif
+    }
+  v1[2 * n] = cy;
+#else
+  cy = vinf[1];
+  TOOM3_SQR_N_REC (v1, as1, n + 1, scratch_out);
+  vinf[1] = cy;
+#endif
+
+  TOOM3_SQR_N_REC (v0, ap, n, scratch_out);    /* v0, 2n limbs */
+
+  mpn_toom_interpolate_5pts (pp, v2, vm1, n, s + s, 1, vinf0, scratch_out);
+
+  TMP_FREE;
+}