ncopy.ys

# Author:李一凡 ID=2100012520@stu.pku.edu.cn
# 优化思路1：将原来的“先把常数移到寄存器中再做运算”的方法改成使用iaddq实现，减少冗余；(13.70)
# 优化思路2：将Always Taken的分支预测方法改成BTFNT, 提高预测准确性。不过由于现在程序中分支并不多，所以这条方法没有很大改进；(13.63)
# 优化点：Y86-64处理器默认寄存器存储的是0，所以一开始的那个异或是没必要的；(13.56)
# 优化点：在mrmovq和rmmovq之间插入无关痛痒的%rdi+=8，因为后一个mov在前一个访存之后才能接收到数据转发，而这造成了一个阶段的暂停。把第一遍改漏的subq也换成iaddq；(11.56)
# 优化点：每次对len减一的时候总是andq判断一下再跳转，实际上跳转之前只要没有其他运算就可以了；（10.56）
# 优化思路3：按len-=2展开循环。一开始先把len-2，判断有没有资格进入设计出来的Loop_double。每次从Loop_double出来都要先-2，判断有没有再次进入Loop_double的资格。
# 每次发现没有进入的资格就直接跳到Once 里面。由于%rdx比2小但是每次只是减去2，所以这个部分会判断%rdx是0(直接返回到Done)还是1(按照Once中的语句再ncopy一次)；(8.73)
# 优化思路4：按len-=3展开循环。与思路3类似，只是在最后跳出的判断出有差异。我选择先把由于小于3而不能进入下一次Loop_trible的%rdx先加上2，这样原来的0是负的，1是equal，2是正的。然后跳转到各自的处理模块中即可；(8.12)
# 优化思路5：按len-=4展开循环。与上述过程类似，在第一个mrmov的地方利用bubble多复制一个，之后滚雪球。最后判断余数的时候，先加上3，再看大于或小于。等于只用执行一次。如果执行3次，先把最后一个复制过去，剩下两个与复制两次的用同一片代码，便于之后展开规模更大时不超字节限制；(7.90)
# 优化思路6：按len-=6展开循环。处理余数的时候没什么技巧，只是加了一些数然后分成-1,0和从1开始的正数。如果不能完全分开就减一些数，仍然把他们分成-1,0,,一些正数......
# 目前ncopy.yo的字节数637, 最后处理余数的环节出现了不少bubble；(7.76)
# 优化思路7：按len-=8展开，与之前相似，不再赘述。由于没有找到合适的方法处理最后余数部分的的bubble，对于前面数据规模较小的测试来说反而是负优化；(7.75)
# 优化思路8：利用书后题4.57提到的加载转发，合理优化mrmov和rmmov连起来的余数处理的部分；(7.63)	(同样处理但是AT分支预测CPE=7.71)


#/* $begin ncopy-ys */
##################################################################
# ncopy.ys - Copy a src block of len words to dst.
# Return the number of positive words (>0) contained in src.
#
# Include your name and ID here.
#
# Describe how and why you modified the baseline code.
#
##################################################################
# Do not modify this portion
# Function prologue.
# %rdi = src, %rsi = dst, %rdx = len
ncopy:

##################################################################
# You can modify this portion
	# Loop header
	# xorq %rax,%rax		# count = 0;

	# 设法判断运行时环境:
	andq %r12, %r12
	je naive_ncopy

	iaddq $-9, %rdx
	jl Last

	
Loop_nine:	
	mrmovq (%rdi), %r10	# read val from src...
	mrmovq 8(%rdi), %r11	# Destory this bubble.
	rmmovq %r10, (%rsi)	# ...and store it to dst
	andq %r10, %r10		# val <= 0?
	# jle L1		# if so, goto L1	(Across iaddq):
	iaddq $1, %rax		# irmovq $1, %r10
						# addq %r10, %rax		# count++
L1:	
	mrmovq 16(%rdi), %r10
	rmmovq %r11, 8(%rsi)
	andq %r11, %r11
	# jle L2
	iaddq $1, %rax

L2:
	mrmovq 24(%rdi), %r11
	rmmovq %r10, 16(%rsi)
	andq %r10, %r10
	# jle L3
	iaddq $1, %rax
L3:
	mrmovq 32(%rdi), %r10
	rmmovq %r11, 24(%rsi)
	andq %r11, %r11
	# jle L4
	iaddq $1, %rax
L4:
	mrmovq 40(%rdi), %r11
	rmmovq %r10, 32(%rsi)
	andq %r10, %r10
	# jle L5
	iaddq $1, %rax
L5:
	mrmovq 48(%rdi), %r10
	rmmovq %r11, 40(%rsi)
	andq %r11, %r11
	# jle L6
	iaddq $1, %rax
L6:
	mrmovq 56(%rdi), %r11
	rmmovq %r10, 48(%rsi)
	andq %r10, %r10
	# jle L7
	iaddq $1, %rax
L7:
	mrmovq 64(%rdi), %r10
	rmmovq %r11, 56(%rsi)
	andq %r11, %r11
	# jle L8
	iaddq $1, %rax
L8:
	rmmovq %r10, 64(%rsi)
	andq %r10, %r10
	# jle L9
	iaddq $1, %rax

L9:
	iaddq $72, %rdi		# src += 9
	iaddq $72, %rsi		# dst += 9
	iaddq $-9, %rdx
	jge Loop_nine		# if %rdx >= 9, goto Loop again:

Last:
	iaddq $8, %rdx
	jl Done
	jg Judge_remain		# 对应着原来的2,3,4,5,6,7,8.
	mrmovq (%rdi), %r10
	rmmovq %r10, (%rsi)
	andq %r10, %r10
	jle Done
	iaddq $1, %rax
	ret

Judge_remain:
	iaddq $-2, %rdx
	jl Loop_twice
	je Loop_three
	jg Judge_four_to_eight

Judge_four_to_eight:
	iaddq $-2, %rdx
	jl Loop_four
	je Loop_five
	jg Judge_six_eight

Judge_six_eight:
	iaddq $-2, %rdx
	jl Loop_six
	je Loop_seven

Loop_eight:
	mrmovq 56(%rdi), %r10
	rmmovq %r10, 56(%rsi)
	andq %r10, %r10
	# jle Loop_seven
	iaddq $1, %rax

Loop_seven:
	mrmovq 48(%rdi), %r10
	rmmovq %r10, 48(%rsi)
	andq %r10, %r10
	# jle Loop_six
	iaddq $1, %rax

Loop_six:
	mrmovq 40(%rdi), %r10
	rmmovq %r10, 40(%rsi)
	andq %r10, %r10
	# jle Loop_five
	iaddq $1, %rax

Loop_five:
	mrmovq 32(%rdi), %r10
	rmmovq %r10, 32(%rsi)
	andq %r10, %r10
	# jle Loop_four
	iaddq $1, %rax

Loop_four:
	mrmovq 24(%rdi), %r10
	rmmovq %r10, 24(%rsi)
	andq %r10, %r10
	# jle Loop_three
	iaddq $1, %rax

Loop_three:
	mrmovq 16(%rdi), %r10
	rmmovq %r10, 16(%rsi)
	andq %r10, %r10
	# jle Loop_twice
	iaddq $1, %rax
	

Loop_twice:
	mrmovq (%rdi), %r10
	mrmovq 8(%rdi), %r11	# Destory the bubble.
	rmmovq %r10, (%rsi)
	andq %r10, %r10
	# jle Second
	iaddq $1, %rax
Second:
	rmmovq %r11, 8(%rsi)
	andq %r11, %r11
	# jle Done
	iaddq $1, %rax
	ret

naive_ncopy:
	andq %rdx,%rdx		# len <= 0?
	jle Done		# if so, goto Done:

Loop:	
	mrmovq (%rdi), %r10	# read val from src...
	iaddq $8, %rdi		# src++
	rmmovq %r10, (%rsi)	# ...and store it to dst
	andq %r10, %r10		# val <= 0?
	jle Npos		# if so, goto Npos:
	iaddq $1, %rax		# irmovq $1, %r10
						# addq %r10, %rax		# count++
Npos:	
	iaddq $-1, %rdx		
	iaddq $8, %rsi		# dst++
	andq %rdx,%rdx		# len > 0?
	jg Loop			# if so, goto Loop:


##################################################################
# Do not modify the following section of code
# Function epilogue.
Done:
	ret
##################################################################
# Keep the following label at the end of your function (AND MAKE SURE THERE IS A BLANKE LINE IN THE END!!!)
End:
#/* $end ncopy-ys */