[原创]10^9进制高精度大整数减法(MMX版本)

最新推荐文章于 2024-09-22 13:57:40 发布

shines77

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分类专栏：大整数算法

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// 本代码使用在分治法的时候，不必考虑数据对齐的问题（如果考虑就复杂了），len也是偶数，所以后面的len为奇数的检查部分是没有必要的，跟一般的方法快不了多少，微乎其微，在此仅提供另外一种思路，本人原创的，如果你有更好的方法请告知

// 实现 dest = a - b ，dest, a, b都是高位在前，低位在后，即dest[0]表示数的最高位，a,b也类似

const unsigned int Base = 1000000000; // 10^9

const unsigned __int64 Sign64 = 0x0000000000000000;
const unsigned __int64 BorrowFirst = 0x0000000100000000;
const unsigned __int64 BorrowNext = 0x0000000000000001;

/* sub_mmx() mmx指令版本 */
__declspec(naked)
long sub_mmx(unsigned long *dest, unsigned long *a, unsigned long *b, size_t len)
{
    __asm
    {
        mov ecx, dword ptr [esp+0x10]   // len
        xor eax, eax
        test ecx, ecx
        jz sub_exit

push ebp
mov ebp, ecx

        push ebx
        mov ebx, dword ptr [esp+0x14]   // ebx = b
        push esi
        mov esi, dword ptr [esp+0x14]   // esi = a
        push edi
        mov edi, dword ptr [esp+0x14]   // edi = dest
        sub esi, ebx                    // esi = a - b
        lea edx, dword ptr [ebx+4*ecx-8]    // &b[i]
        sub edi, ebx                    // edi = dest - b

shr ecx, 1 // len = len / 2

        movq mm7, Base64                // 0x3B9ACA003B9ACA00
        movq mm5, BorrowFirst           // 0x0000000100000000
        movq mm6, BorrowNext            // 0x0000000000000001

        pxor mm2, mm2                   // borrow 清零

sub_loop:
movq mm0, dword ptr [esi+edx] // a[i]
movq mm1, dword ptr [edx] // b[i]

        psubd mm0, mm2                  // dif = a[i]-borrow
        pxor mm3, mm3                   // mm3 = Sign64 (0x0000000000000000)
        psubd mm0, mm1                  // dif -= b[i]

        pcmpgtd mm3, mm0                // dif < 0 ? 这里比较复杂，有讲究，必须比较2次
        pand mm3, mm5                   // mm5 = BorrowFirst
        psrlq mm3, 32                   // 获得进位 BorrowFirst, mm3 >> 32

        pxor mm4, mm4                   // mm4 = Sign64 (0x0000000000000000)
        psubd mm0, mm3                  // 累减进位

pcmpgtd mm4, mm0 // dif < 0 ? 进位以后，第二次比较

        movq mm2, mm4                   // 备份比较结果
        pand mm4, mm7                   // 获得进位加法变量, 用于dif += Base
        pand mm2, mm6                   // 获得下一次的进位, BorrowNext

paddd mm0, mm4 // 相当于 dif += Base
psllq mm2, 32 // borrow = BorrowNext << 32

        movq dword ptr [edi+edx], mm0   // dest[i] = dif
        sub edx, 8                      // edx = &b[i] - 8, 相当于i-=2
        dec ecx                         // len--
        jne sub_loop
///*
        test ebp, 1                     // 如果len是奇数，则累减最后一个数
        jz sub_fast_ret

        mov ecx, dword ptr [esi+edx]    // esi = a[i]
        mov ebx, dword ptr [edx]        // edx = b[i]
        sub ecx, ebx                    // dif = a[i] - b[i]
        mov ebx, Base                   // esi = Base
        add ecx, eax                    // dif -= borrow
        xor eax, eax                    // borrow = 0
        cmp ecx, ebx                    // dif < 0 ?
        jb sub_dif                     // <
        mov eax, 1                      // borrow = 1
        add ecx, ebx                    // dif += Base

sub_dif:
mov dword ptr [edi+edx], ecx // dest[i] = dif

        pop edi
        pop esi
        pop ebx
        pop ebp

emms
sub_exit:
ret

sub_fast_ret:
//*/

psrlq mm2, 32 // borrow >> 32
movd eax, mm2 // 返回borrow

        pop edi
        pop esi
        pop ebx
        pop ebp

        emms
//sub_exit:
        ret
    }
}