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///
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/// Copyright (c) 2022 Hanno Becker
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/// furnished to do so, subject to the following conditions:
///
/// The above copyright notice and this permission notice shall be included in all
/// copies or substantial portions of the Software.
///
/// THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
/// IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
/// FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE
/// AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
/// LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
/// OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
/// SOFTWARE.
///
#include "../../../common.h"
#if defined(MLKEM_NATIVE_ARITH_BACKEND_AARCH64_OPT)
// Bounds:
// If C is chosen so that |src| < q * C, then |dst| < q * (0.0508 * C + 1/2)
// See mlken/reduce.c and test/test_bounds.py for more details.
.macro mulmodq dst, src, const, idx0, idx1
// Signed barrett multiplication using
// round-to-nearest-even-integer approximation.
// Following https: // eprint.iacr.org/2021/986.pdf, this
// is functionally the same as a signed Montgomery multiplication
// with a suitable constant of absolute value < q.
sqrdmulh t2.8h, \src\().8h, \const\().h[\idx1\()]
mul \dst\().8h, \src\().8h, \const\().h[\idx0\()]
mls \dst\().8h, t2.8h, consts.h[0]
.endm
.macro mulmod dst, src, const, const_twisted
sqrdmulh t2.8h, \src\().8h, \const_twisted\().8h
mul \dst\().8h, \src\().8h, \const\().8h
mls \dst\().8h, t2.8h, consts.h[0]
.endm
.macro ct_butterfly a, b, root, idx0, idx1
mulmodq tmp, \b, \root, \idx0, \idx1
sub \b\().8h, \a\().8h, tmp.8h
add \a\().8h, \a\().8h, tmp.8h
.endm
.macro ct_butterfly_v a, b, root, root_twisted
mulmod tmp, \b, \root, \root_twisted
sub \b\().8h, \a\().8h, tmp.8h
add \a\().8h, \a\().8h, tmp.8h
.endm
.macro load_roots_012
ldr q_root0, [r01234_ptr], #32
ldr q_root1, [r01234_ptr, #-16]
.endm
.macro load_next_roots_34
ldr q_root0, [r01234_ptr], #16
.endm
.macro load_next_roots_56
ldr q_root0, [r56_ptr], #(6*16)
ldr q_root0_tw, [r56_ptr, #(-6*16 + 1*16)]
ldr q_root1, [r56_ptr, #(-6*16 + 2*16)]
ldr q_root1_tw, [r56_ptr, #(-6*16 + 3*16)]
ldr q_root2, [r56_ptr, #(-6*16 + 4*16)]
ldr q_root2_tw, [r56_ptr, #(-6*16 + 5*16)]
.endm
.macro transpose4 data
trn1 t0.4s, \data\()0.4s, \data\()1.4s
trn2 t1.4s, \data\()0.4s, \data\()1.4s
trn1 t2.4s, \data\()2.4s, \data\()3.4s
trn2 t3.4s, \data\()2.4s, \data\()3.4s
trn2 \data\()2.2d, t0.2d, t2.2d
trn2 \data\()3.2d, t1.2d, t3.2d
trn1 \data\()0.2d, t0.2d, t2.2d
trn1 \data\()1.2d, t1.2d, t3.2d
.endm
.macro save_vregs
sub sp, sp, #(16*4)
stp d8, d9, [sp, #16*0]
stp d10, d11, [sp, #16*1]
stp d12, d13, [sp, #16*2]
stp d14, d15, [sp, #16*3]
.endm
.macro restore_vregs
ldp d8, d9, [sp, #16*0]
ldp d10, d11, [sp, #16*1]
ldp d12, d13, [sp, #16*2]
ldp d14, d15, [sp, #16*3]
add sp, sp, #(16*4)
.endm
.macro push_stack
save_vregs
.endm
.macro pop_stack
restore_vregs
.endm
// Arguments
in .req x0 // Input/output buffer
r01234_ptr .req x1 // twiddles for layer 0,1,2,3,4
r56_ptr .req x2 // twiddles for layer 5,6
inp .req x3
count .req x4
wtmp .req w5
data0 .req v8
data1 .req v9
data2 .req v10
data3 .req v11
data4 .req v12
data5 .req v13
data6 .req v14
data7 .req v15
q_data0 .req q8
q_data1 .req q9
q_data2 .req q10
q_data3 .req q11
q_data4 .req q12
q_data5 .req q13
q_data6 .req q14
q_data7 .req q15
root0 .req v0
root1 .req v1
root2 .req v2
root0_tw .req v4
root1_tw .req v5
root2_tw .req v6
q_root0 .req q0
q_root1 .req q1
q_root2 .req q2
q_root0_tw .req q4
q_root1_tw .req q5
q_root2_tw .req q6
consts .req v7
q_consts .req q7
tmp .req v24
t0 .req v25
t1 .req v26
t2 .req v27
t3 .req v28
.text
.global MLKEM_ASM_NAMESPACE(ntt_asm_opt)
MLKEM_ASM_NAMESPACE(ntt_asm_opt):
push_stack
mov wtmp, #3329
mov consts.h[0], wtmp
mov wtmp, #20159
mov consts.h[1], wtmp
mov inp, in
mov count, #4
load_roots_012
.p2align 2
// Bounds reasoning:
// - There are 7 layers
// - When passing from layer N to layer N+1, each layer-N value
// is modified through the addition/subtraction of a Montgomery
// product of a twiddle of absolute value < q/2 and a layer-N value.
// - Recalling that for C such that |a| < C * q and |t|<q/2, we have
// |fqmul(a,t)| < q * (0.0254*C + 1/2), we see that the coefficients
// of layer N (starting with layer 0 = input data) are bound by q * f^N(1),
// where f(C) = 1/2 + 1.0508*C.
// For N=7, we get the bound of f^7(1) * q < 18295.
// See test/test_bounds.py for more details.
// Instructions: 10
// Expected cycles: 17
// Expected IPC: 0.59
//
// Cycle bound: 17.0
// IPC bound: 0.59
//
// Wall time: 0.01s
// User time: 0.01s
//
// ----- cycle (expected) ------>
// 0 25
// |------------------------|----
ldr q21, [x0, #0] // *.............................
ldr q26, [x0, #64] // ..*...........................
ldr q29, [x0, #128] // ....*.........................
ldr q20, [x0, #192] // ......*.......................
ldr q23, [x0, #256] // ........*.....................
ldr q11, [x0, #448] // ..........*...................
mul v2.8H, v23.8H, v0.H[0] // ............*.................
ldr q17, [x0, #320] // .............*................
mul v15.8H, v11.8H, v0.H[0] // ...............*..............
ldr q13, [x0, #384] // ................*.............
// ------ cycle (expected) ------>
// 0 25
// |------------------------|-----
// ldr q21, [x0, #0] // *..............................
// ldr q26, [x0, #64] // ..*............................
// ldr q29, [x0, #128] // ....*..........................
// ldr q20, [x0, #192] // ......*........................
// ldr q23, [x0, #256] // ........*......................
// ldr q17, [x0, #320] // .............*.................
// mul v2.8H, v23.8H, v0.H[0] // ............*..................
// ldr q11, [x0, #448] // ..........*....................
// ldr q13, [x0, #384] // ................*..............
// mul v15.8H, v11.8H, v0.H[0] // ...............*...............
sub count, count, #1
1:
// Instructions: 76
// Expected cycles: 84
// Expected IPC: 0.90
//
// Cycle bound: 84.0
// IPC bound: 0.90
//
// Wall time: 2.36s
// User time: 2.36s
//
// -------------------------------- cycle (expected) --------------------------------->
// 0 25 50 75
// |------------------------|------------------------|------------------------|--------
sqrdmulh v14.8H, v23.8H, v0.H[1] // *...................................................................................
sqrdmulh v23.8H, v17.8H, v0.H[1] // .*..................................................................................
mul v17.8H, v17.8H, v0.H[0] // ..*.................................................................................
sqrdmulh v28.8H, v13.8H, v0.H[1] // ...*................................................................................
mls v2.8H, v14.8H, v7.H[0] // ....*...............................................................................
mul v14.8H, v13.8H, v0.H[0] // .....*..............................................................................
mls v17.8H, v23.8H, v7.H[0] // ......*.............................................................................
sqrdmulh v23.8H, v11.8H, v0.H[1] // .......*............................................................................
sub v11.8H, v21.8H, v2.8H // ........*...........................................................................
mls v14.8H, v28.8H, v7.H[0] // .........*..........................................................................
sub v28.8H, v26.8H, v17.8H // ..........*.........................................................................
add v17.8H, v26.8H, v17.8H // ...........*........................................................................
add v2.8H, v21.8H, v2.8H // ............*.......................................................................
sub v13.8H, v29.8H, v14.8H // .............*......................................................................
add v14.8H, v29.8H, v14.8H // ..............*.....................................................................
mls v15.8H, v23.8H, v7.H[0] // ...............*....................................................................
sqrdmulh v23.8H, v13.8H, v0.H[5] // ................*...................................................................
mul v13.8H, v13.8H, v0.H[4] // .................*..................................................................
sqrdmulh v21.8H, v14.8H, v0.H[3] // ..................*.................................................................
sub v26.8H, v20.8H, v15.8H // ...................*................................................................
add v15.8H, v20.8H, v15.8H // ....................*...............................................................
mls v13.8H, v23.8H, v7.H[0] // .....................*..............................................................
sqrdmulh v23.8H, v26.8H, v0.H[5] // ......................*.............................................................
mul v26.8H, v26.8H, v0.H[4] // .......................*............................................................
mul v14.8H, v14.8H, v0.H[2] // ........................*...........................................................
sub v29.8H, v11.8H, v13.8H // .........................*..........................................................
add v11.8H, v11.8H, v13.8H // ..........................*.........................................................
mls v26.8H, v23.8H, v7.H[0] // ...........................*........................................................
sqrdmulh v23.8H, v15.8H, v0.H[3] // ............................*.......................................................
mul v13.8H, v15.8H, v0.H[2] // .............................*......................................................
mls v14.8H, v21.8H, v7.H[0] // ..............................*.....................................................
sub v15.8H, v28.8H, v26.8H // ...............................*....................................................
add v28.8H, v28.8H, v26.8H // ................................*...................................................
mls v13.8H, v23.8H, v7.H[0] // .................................*..................................................
sub v23.8H, v2.8H, v14.8H // ..................................*.................................................
add v14.8H, v2.8H, v14.8H // ...................................*................................................
sqrdmulh v2.8H, v28.8H, v1.H[3] // ....................................*...............................................
sub v21.8H, v17.8H, v13.8H // .....................................*..............................................
add v17.8H, v17.8H, v13.8H // ......................................*.............................................
mul v28.8H, v28.8H, v1.H[2] // .......................................*............................................
sqrdmulh v13.8H, v21.8H, v1.H[1] // ........................................*...........................................
sqrdmulh v26.8H, v17.8H, v0.H[7] // .........................................*..........................................
mul v17.8H, v17.8H, v0.H[6] // ..........................................*.........................................
mul v21.8H, v21.8H, v1.H[0] // ...........................................*........................................
mls v28.8H, v2.8H, v7.H[0] // ............................................*.......................................
sqrdmulh v2.8H, v15.8H, v1.H[5] // .............................................*......................................
mls v17.8H, v26.8H, v7.H[0] // ..............................................*.....................................
mls v21.8H, v13.8H, v7.H[0] // ...............................................*....................................
sub v13.8H, v11.8H, v28.8H // ................................................*...................................
add v28.8H, v11.8H, v28.8H // .................................................*..................................
sub v11.8H, v14.8H, v17.8H // ..................................................*.................................
mul v15.8H, v15.8H, v1.H[4] // ...................................................*................................
add v14.8H, v14.8H, v17.8H // ....................................................*...............................
sub v17.8H, v23.8H, v21.8H // .....................................................*..............................
add v23.8H, v23.8H, v21.8H // ......................................................*.............................
mls v15.8H, v2.8H, v7.H[0] // .......................................................*............................
str q14, [x0], #(16) // ........................................................*...........................
ldr q21, [x0, #0] // .........................................................e..........................
sub v14.8H, v29.8H, v15.8H // ...........................................................*........................
add v2.8H, v29.8H, v15.8H // ............................................................*.......................
str q11, [x0, #48] // .............................................................*......................
ldr q26, [x0, #64] // ..............................................................e.....................
str q23, [x0, #112] // ................................................................*...................
ldr q29, [x0, #128] // .................................................................e..................
str q17, [x0, #176] // ...................................................................*................
ldr q20, [x0, #192] // ....................................................................e...............
str q28, [x0, #240] // ......................................................................*.............
ldr q23, [x0, #256] // .......................................................................e............
str q13, [x0, #304] // .........................................................................*..........
ldr q17, [x0, #320] // ..........................................................................e.........
str q2, [x0, #368] // ............................................................................*.......
mul v2.8H, v23.8H, v0.H[0] // .............................................................................e......
str q14, [x0, #432] // ..............................................................................*.....
ldr q11, [x0, #448] // ...............................................................................e....
ldr q13, [x0, #384] // .................................................................................e..
mul v15.8H, v11.8H, v0.H[0] // ...................................................................................e
// ------------------------------------------- cycle (expected) -------------------------------------------->
// 0 25 50 75 100
// |------------------------|------------------------|------------------------|------------------------|-----
// ldr q8, [x0, #0] // e..........................'........................................................~.....................
// ldr q9, [x0, #(1*(512/8))] // .....e.....................'.............................................................~................
// ldr q10, [x0, #(2*(512/8))] // ........e..................'................................................................~.............
// ldr q11, [x0, #(3*(512/8))] // ...........e...............'...................................................................~..........
// ldr q12, [x0, #(4*(512/8))] // ..............e............'......................................................................~.......
// ldr q13, [x0, #(5*(512/8))] // .................e.........'.........................................................................~....
// ldr q14, [x0, #(6*(512/8))] // ........................e..'..............................................................................
// ldr q15, [x0, #(7*(512/8))] // ......................e....'..............................................................................
// sqrdmulh v27.8h, v12.8h, v0.h[1] // ...........................*..............................................................................
// mul v24.8h, v12.8h, v0.h[0] // ....................e......'............................................................................~.
// mls v24.8h, v27.8h, v7.h[0] // ...........................'...*..........................................................................
// sub v12.8h, v8.8h, v24.8h // ...........................'.......*......................................................................
// add v8.8h, v8.8h, v24.8h // ...........................'...........*..................................................................
// sqrdmulh v27.8h, v13.8h, v0.h[1] // ...........................'*.............................................................................
// mul v24.8h, v13.8h, v0.h[0] // ...........................'.*............................................................................
// mls v24.8h, v27.8h, v7.h[0] // ...........................'.....*........................................................................
// sub v13.8h, v9.8h, v24.8h // ...........................'.........*....................................................................
// add v9.8h, v9.8h, v24.8h // ...........................'..........*...................................................................
// sqrdmulh v27.8h, v14.8h, v0.h[1] // ...........................'..*...........................................................................
// mul v24.8h, v14.8h, v0.h[0] // ...........................'....*.........................................................................
// mls v24.8h, v27.8h, v7.h[0] // ...........................'........*.....................................................................
// sub v14.8h, v10.8h, v24.8h // ...........................'............*.................................................................
// add v10.8h, v10.8h, v24.8h // ...........................'.............*................................................................
// sqrdmulh v27.8h, v15.8h, v0.h[1] // ...........................'......*.......................................................................
// mul v24.8h, v15.8h, v0.h[0] // ..........................e'..............................................................................
// mls v24.8h, v27.8h, v7.h[0] // ...........................'..............*...............................................................
// sub v15.8h, v11.8h, v24.8h // ...........................'..................*...........................................................
// add v11.8h, v11.8h, v24.8h // ...........................'...................*..........................................................
// sqrdmulh v27.8h, v10.8h, v0.h[3] // ...........................'.................*............................................................
// mul v24.8h, v10.8h, v0.h[2] // ...........................'.......................*......................................................
// mls v24.8h, v27.8h, v7.h[0] // ...........................'.............................*................................................
// sub v10.8h, v8.8h, v24.8h // ...........................'.................................*............................................
// add v8.8h, v8.8h, v24.8h // ...........................'..................................*...........................................
// sqrdmulh v27.8h, v11.8h, v0.h[3] // ...........................'...........................*..................................................
// mul v24.8h, v11.8h, v0.h[2] // ...........................'............................*.................................................
// mls v24.8h, v27.8h, v7.h[0] // ...........................'................................*.............................................
// sub v11.8h, v9.8h, v24.8h // ...........................'....................................*.........................................
// add v9.8h, v9.8h, v24.8h // ...........................'.....................................*........................................
// sqrdmulh v27.8h, v14.8h, v0.h[5] // ...........................'...............*..............................................................
// mul v24.8h, v14.8h, v0.h[4] // ...........................'................*.............................................................
// mls v24.8h, v27.8h, v7.h[0] // ...........................'....................*.........................................................
// sub v14.8h, v12.8h, v24.8h // ...........................'........................*.....................................................
// add v12.8h, v12.8h, v24.8h // ...........................'.........................*....................................................
// sqrdmulh v27.8h, v15.8h, v0.h[5] // ...........................'.....................*........................................................
// mul v24.8h, v15.8h, v0.h[4] // ...........................'......................*.......................................................
// mls v24.8h, v27.8h, v7.h[0] // ...........................'..........................*...................................................
// sub v15.8h, v13.8h, v24.8h // ...........................'..............................*...............................................
// add v13.8h, v13.8h, v24.8h // ...........................'...............................*..............................................
// sqrdmulh v27.8h, v9.8h, v0.h[7] // ...........................'........................................*.....................................
// mul v24.8h, v9.8h, v0.h[6] // ...........................'.........................................*....................................
// mls v24.8h, v27.8h, v7.h[0] // ...........................'.............................................*................................
// sub v9.8h, v8.8h, v24.8h // ...........................'.................................................*............................
// add v8.8h, v8.8h, v24.8h // ...........................'...................................................*..........................
// sqrdmulh v27.8h, v11.8h, v1.h[1] // ...........................'.......................................*......................................
// mul v24.8h, v11.8h, v1.h[0] // ...........................'..........................................*...................................
// mls v24.8h, v27.8h, v7.h[0] // ...........................'..............................................*...............................
// sub v11.8h, v10.8h, v24.8h // ...........................'....................................................*.........................
// add v10.8h, v10.8h, v24.8h // ...........................'.....................................................*........................
// sqrdmulh v27.8h, v13.8h, v1.h[3] // ...........................'...................................*..........................................
// mul v24.8h, v13.8h, v1.h[2] // ...........................'......................................*.......................................
// mls v24.8h, v27.8h, v7.h[0] // ...........................'...........................................*..................................
// sub v13.8h, v12.8h, v24.8h // ...........................'...............................................*..............................
// add v12.8h, v12.8h, v24.8h // ...........................'................................................*.............................
// sqrdmulh v27.8h, v15.8h, v1.h[5] // ...........................'............................................*.................................
// mul v24.8h, v15.8h, v1.h[4] // ...........................'..................................................*...........................
// mls v24.8h, v27.8h, v7.h[0] // ...........................'......................................................*.......................
// sub v15.8h, v14.8h, v24.8h // ..~........................'..........................................................*...................
// add v14.8h, v14.8h, v24.8h // ...~.......................'...........................................................*..................
// str q8, [x0], #(16) // ...........................'.......................................................*......................
// str q9, [x0, #(-16 + 1*(512/8))] // ....~......................'............................................................*.................
// str q10, [x0, #(-16 + 2*(512/8))] // .......~...................'...............................................................*..............
// str q11, [x0, #(-16 + 3*(512/8))] // ..........~................'..................................................................*...........
// str q12, [x0, #(-16 + 4*(512/8))] // .............~.............'.....................................................................*........
// str q13, [x0, #(-16 + 5*(512/8))] // ................~..........'........................................................................*.....
// str q14, [x0, #(-16 + 6*(512/8))] // ...................~.......'...........................................................................*..
// str q15, [x0, #(-16 + 7*(512/8))] // .....................~.....'.............................................................................*
sub count, count, 1
cbnz count, 1b
// Instructions: 66
// Expected cycles: 67
// Expected IPC: 0.99
//
// Cycle bound: 67.0
// IPC bound: 0.99
//
// Wall time: 7.51s
// User time: 7.51s
//
// ------------------------ cycle (expected) ------------------------>
// 0 25 50
// |------------------------|------------------------|----------------
sqrdmulh v27.8H, v11.8H, v0.H[1] // *..................................................................
mul v8.8H, v13.8H, v0.H[0] // .*.................................................................
sqrdmulh v22.8H, v13.8H, v0.H[1] // ..*................................................................
mul v11.8H, v17.8H, v0.H[0] // ...*...............................................................
mls v15.8H, v27.8H, v7.H[0] // ....*..............................................................
sqrdmulh v28.8H, v17.8H, v0.H[1] // .....*.............................................................
mls v8.8H, v22.8H, v7.H[0] // ......*............................................................
sqrdmulh v5.8H, v23.8H, v0.H[1] // .......*...........................................................
add v16.8H, v20.8H, v15.8H // ........*..........................................................
mls v11.8H, v28.8H, v7.H[0] // .........*.........................................................
sub v6.8H, v29.8H, v8.8H // ..........*........................................................
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sqrdmulh v28.8H, v6.8H, v0.H[5] // ..............*....................................................
mls v2.8H, v5.8H, v7.H[0] // ...............*...................................................
mls v23.8H, v17.8H, v7.H[0] // ................*..................................................
add v27.8H, v26.8H, v11.8H // .................*.................................................
mls v13.8H, v28.8H, v7.H[0] // ..................*................................................
sub v9.8H, v21.8H, v2.8H // ...................*...............................................
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sub v14.8H, v27.8H, v23.8H // .....................*.............................................
add v29.8H, v9.8H, v13.8H // ......................*............................................
sub v30.8H, v9.8H, v13.8H // .......................*...........................................
mul v28.8H, v14.8H, v1.H[0] // ........................*..........................................
sqrdmulh v9.8H, v18.8H, v0.H[3] // .........................*.........................................
mul v22.8H, v18.8H, v0.H[2] // ..........................*........................................
sqrdmulh v17.8H, v14.8H, v1.H[1] // ...........................*.......................................
sub v14.8H, v20.8H, v15.8H // ............................*......................................
add v24.8H, v21.8H, v2.8H // .............................*.....................................
mls v22.8H, v9.8H, v7.H[0] // ..............................*....................................
sqrdmulh v9.8H, v14.8H, v0.H[5] // ...............................*...................................
mul v13.8H, v14.8H, v0.H[4] // ................................*..................................
mls v28.8H, v17.8H, v7.H[0] // .................................*.................................
sub v5.8H, v24.8H, v22.8H // ..................................*................................
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sub v17.8H, v5.8H, v28.8H // .....................................*.............................
add v14.8H, v5.8H, v28.8H // ......................................*............................
add v28.8H, v27.8H, v23.8H // .......................................*...........................
str q17, [x0, #192] // ........................................*..........................
add v17.8H, v2.8H, v13.8H // .........................................*.........................
str q14, [x0, #128] // ..........................................*........................
sub v13.8H, v2.8H, v13.8H // ...........................................*.......................
sqrdmulh v26.8H, v17.8H, v1.H[3] // ............................................*......................
mul v15.8H, v17.8H, v1.H[2] // .............................................*.....................
add v5.8H, v24.8H, v22.8H // ..............................................*....................
sqrdmulh v23.8H, v13.8H, v1.H[5] // ...............................................*...................
mul v13.8H, v13.8H, v1.H[4] // ................................................*..................
mls v15.8H, v26.8H, v7.H[0] // .................................................*.................
sqrdmulh v14.8H, v28.8H, v0.H[7] // ..................................................*................
mul v17.8H, v28.8H, v0.H[6] // ...................................................*...............
mls v13.8H, v23.8H, v7.H[0] // ....................................................*..............
add v6.8H, v29.8H, v15.8H // .....................................................*.............
sub v28.8H, v29.8H, v15.8H // ......................................................*............
mls v17.8H, v14.8H, v7.H[0] // .......................................................*...........
str q6, [x0, #256] // ........................................................*..........
add v14.8H, v30.8H, v13.8H // .........................................................*.........
str q28, [x0, #320] // ..........................................................*........
sub v23.8H, v30.8H, v13.8H // ...........................................................*.......
str q14, [x0, #384] // ............................................................*......
add v3.8H, v5.8H, v17.8H // .............................................................*.....
str q23, [x0, #448] // ..............................................................*....
sub v28.8H, v5.8H, v17.8H // ...............................................................*...
str q3, [x0], #(16) // ................................................................*..
str q28, [x0, #48] // ..................................................................*
// ------------------------ cycle (expected) ------------------------>
// 0 25 50
// |------------------------|------------------------|----------------
// sqrdmulh v14.8H, v23.8H, v0.H[1] // .......*...........................................................
// sqrdmulh v23.8H, v17.8H, v0.H[1] // .....*.............................................................
// mul v17.8H, v17.8H, v0.H[0] // ...*...............................................................
// sqrdmulh v28.8H, v13.8H, v0.H[1] // ..*................................................................
// mls v2.8H, v14.8H, v7.H[0] // ...............*...................................................
// mul v14.8H, v13.8H, v0.H[0] // .*.................................................................
// mls v17.8H, v23.8H, v7.H[0] // .........*.........................................................
// sqrdmulh v23.8H, v11.8H, v0.H[1] // *..................................................................
// sub v11.8H, v21.8H, v2.8H // ...................*...............................................
// mls v14.8H, v28.8H, v7.H[0] // ......*............................................................
// sub v28.8H, v26.8H, v17.8H // ...................................*...............................
// add v17.8H, v26.8H, v17.8H // .................*.................................................
// add v2.8H, v21.8H, v2.8H // .............................*.....................................
// sub v13.8H, v29.8H, v14.8H // ..........*........................................................
// add v14.8H, v29.8H, v14.8H // ....................*..............................................
// mls v15.8H, v23.8H, v7.H[0] // ....*..............................................................
// sqrdmulh v23.8H, v13.8H, v0.H[5] // ..............*....................................................
// mul v13.8H, v13.8H, v0.H[4] // .............*.....................................................
// sqrdmulh v21.8H, v14.8H, v0.H[3] // .........................*.........................................
// sub v26.8H, v20.8H, v15.8H // ............................*......................................
// add v15.8H, v20.8H, v15.8H // ........*..........................................................
// mls v13.8H, v23.8H, v7.H[0] // ..................*................................................
// sqrdmulh v23.8H, v26.8H, v0.H[5] // ...............................*...................................
// mul v26.8H, v26.8H, v0.H[4] // ................................*..................................
// mul v14.8H, v14.8H, v0.H[2] // ..........................*........................................
// sub v29.8H, v11.8H, v13.8H // .......................*...........................................
// add v11.8H, v11.8H, v13.8H // ......................*............................................
// mls v26.8H, v23.8H, v7.H[0] // ....................................*..............................
// sqrdmulh v23.8H, v15.8H, v0.H[3] // ...........*.......................................................
// mul v13.8H, v15.8H, v0.H[2] // ............*......................................................
// mls v14.8H, v21.8H, v7.H[0] // ..............................*....................................
// sub v15.8H, v28.8H, v26.8H // ...........................................*.......................
// add v28.8H, v28.8H, v26.8H // .........................................*.........................
// mls v13.8H, v23.8H, v7.H[0] // ................*..................................................
// sub v23.8H, v2.8H, v14.8H // ..................................*................................
// add v14.8H, v2.8H, v14.8H // ..............................................*....................
// sqrdmulh v2.8H, v28.8H, v1.H[3] // ............................................*......................
// sub v21.8H, v17.8H, v13.8H // .....................*.............................................
// add v17.8H, v17.8H, v13.8H // .......................................*...........................
// mul v28.8H, v28.8H, v1.H[2] // .............................................*.....................
// sqrdmulh v13.8H, v21.8H, v1.H[1] // ...........................*.......................................
// sqrdmulh v26.8H, v17.8H, v0.H[7] // ..................................................*................
// mul v17.8H, v17.8H, v0.H[6] // ...................................................*...............
// mul v21.8H, v21.8H, v1.H[0] // ........................*..........................................
// mls v28.8H, v2.8H, v7.H[0] // .................................................*.................
// sqrdmulh v2.8H, v15.8H, v1.H[5] // ...............................................*...................
// mls v17.8H, v26.8H, v7.H[0] // .......................................................*...........
// mls v21.8H, v13.8H, v7.H[0] // .................................*.................................
// sub v13.8H, v11.8H, v28.8H // ......................................................*............
// add v28.8H, v11.8H, v28.8H // .....................................................*.............
// sub v11.8H, v14.8H, v17.8H // ...............................................................*...
// mul v15.8H, v15.8H, v1.H[4] // ................................................*..................
// add v14.8H, v14.8H, v17.8H // .............................................................*.....
// sub v17.8H, v23.8H, v21.8H // .....................................*.............................
// add v23.8H, v23.8H, v21.8H // ......................................*............................
// mls v15.8H, v2.8H, v7.H[0] // ....................................................*..............
// str q14, [x0], #(16) // ................................................................*..
// sub v14.8H, v29.8H, v15.8H // ...........................................................*.......
// add v2.8H, v29.8H, v15.8H // .........................................................*.........
// str q11, [x0, #48] // ..................................................................*
// str q23, [x0, #112] // ..........................................*........................
// str q17, [x0, #176] // ........................................*..........................
// str q28, [x0, #240] // ........................................................*..........
// str q13, [x0, #304] // ..........................................................*........
// str q2, [x0, #368] // ............................................................*......
// str q14, [x0, #432] // ..............................................................*....
mov in, inp
mov count, #8
.p2align 2
// Instructions: 24
// Expected cycles: 31
// Expected IPC: 0.77
//
// Cycle bound: 31.0
// IPC bound: 0.77
//
// Wall time: 0.08s
// User time: 0.08s
//
// ------ cycle (expected) ------>
// 0 25
// |------------------------|-----
ldr q2, [x1], #16 // *..............................
ldr q14, [x0, #48] // ..*............................
ldr q1, [x0, #32] // ....*..........................
mul v17.8H, v14.8H, v2.H[0] // ......*........................
sqrdmulh v14.8H, v14.8H, v2.H[1] // .......*.......................
mul v8.8H, v1.8H, v2.H[0] // ........*......................
ldr q23, [x0, #16] // .........*.....................
mls v17.8H, v14.8H, v7.H[0] // ...........*...................
sqrdmulh v1.8H, v1.8H, v2.H[1] // ............*..................
ldr q30, [x2], #(6*16) // .............*.................
sub v14.8H, v23.8H, v17.8H // ...............*...............
add v10.8H, v23.8H, v17.8H // ................*..............
mls v8.8H, v1.8H, v7.H[0] // .................*.............
sqrdmulh v1.8H, v14.8H, v2.H[5] // ..................*............
mul v14.8H, v14.8H, v2.H[4] // ...................*...........
ldr q27, [x0, #0] // ....................*..........
mul v23.8H, v10.8H, v2.H[2] // ......................*........
mls v14.8H, v1.8H, v7.H[0] // .......................*.......
sub v1.8H, v27.8H, v8.8H // ........................*......
ldr q28, [x2, #-64] // .........................*.....
add v12.8H, v1.8H, v14.8H // ...........................*...
sqrdmulh v21.8H, v10.8H, v2.H[3] // ............................*..
sub v5.8H, v1.8H, v14.8H // .............................*.
ldr q13, [x2, #-16] // ..............................*
// ------ cycle (expected) ------>
// 0 25
// |------------------------|-----
// ldr q19, [x0, #48] // ..*............................
// ldr q1, [x1], #16 // *..............................
// mul v4.8H, v19.8H, v1.H[0] // ......*........................
// sqrdmulh v19.8H, v19.8H, v1.H[1] // .......*.......................
// ldr q25, [x0, #16] // .........*.....................
// mls v4.8H, v19.8H, v7.H[0] // ...........*...................
// sub v24.8H, v25.8H, v4.8H // ...............*...............
// add v4.8H, v25.8H, v4.8H // ................*..............
// sqrdmulh v23.8H, v24.8H, v1.H[5] // ..................*............
// mul v20.8H, v24.8H, v1.H[4] // ...................*...........
// sqrdmulh v21.8H, v4.8H, v1.H[3] // ............................*..
// mls v20.8H, v23.8H, v7.H[0] // .......................*.......
// mul v23.8H, v4.8H, v1.H[2] // ......................*........
// ldr q31, [x0, #32] // ....*..........................
// mul v8.8H, v31.8H, v1.H[0] // ........*......................
// sqrdmulh v1.8H, v31.8H, v1.H[1] // ............*..................
// mls v8.8H, v1.8H, v7.H[0] // .................*.............
// ldr q27, [x0, #0] // ....................*..........
// sub v10.8H, v27.8H, v8.8H // ........................*......
// add v12.8H, v10.8H, v20.8H // ...........................*...
// ldr q30, [x2], #(6*16) // .............*.................
// ldr q28, [x2, #-64] // .........................*.....
// sub v5.8H, v10.8H, v20.8H // .............................*.
// ldr q13, [x2, #-16] // ..............................*
sub count, count, #1
1:
// Instructions: 71
// Expected cycles: 82
// Expected IPC: 0.87
//
// Cycle bound: 82.0
// IPC bound: 0.87
//
// Wall time: 11.93s
// User time: 11.93s
//
// ------------------------------- cycle (expected) -------------------------------->
// 0 25 50 75
// |------------------------|------------------------|------------------------|------
ldr q19, [x0, #112] // e.................................................................................
ldr q1, [x1], #16 // ..e...............................................................................
mls v23.8H, v21.8H, v7.H[0] // ....*.............................................................................
add v6.8H, v27.8H, v8.8H // .....*............................................................................
mul v4.8H, v19.8H, v1.H[0] // ......e...........................................................................
sqrdmulh v19.8H, v19.8H, v1.H[1] // .......e..........................................................................
ldr q25, [x0, #80] // ........e.........................................................................
trn1 v11.4S, v12.4S, v5.4S // ..........*.......................................................................
mls v4.8H, v19.8H, v7.H[0] // ...........e......................................................................
sub v0.8H, v6.8H, v23.8H // ............*.....................................................................
ldr q16, [x2, #-80] // .............*....................................................................
sub v24.8H, v25.8H, v4.8H // ...............e..................................................................
add v26.8H, v6.8H, v23.8H // ................*.................................................................
add v4.8H, v25.8H, v4.8H // .................e................................................................
sqrdmulh v23.8H, v24.8H, v1.H[5] // ..................e...............................................................
mul v20.8H, v24.8H, v1.H[4] // ...................e..............................................................
sqrdmulh v21.8H, v4.8H, v1.H[3] // ....................e.............................................................
trn1 v27.4S, v26.4S, v0.4S // .....................*............................................................
trn2 v25.4S, v12.4S, v5.4S // ......................*...........................................................
mls v20.8H, v23.8H, v7.H[0] // .......................e..........................................................
mul v23.8H, v4.8H, v1.H[2] // ........................e.........................................................
ldr q31, [x0, #96] // .........................e........................................................
trn2 v12.4S, v26.4S, v0.4S // ...........................*......................................................
trn2 v19.2D, v27.2D, v11.2D // ............................*.....................................................
mul v8.8H, v31.8H, v1.H[0] // .............................e....................................................
sqrdmulh v1.8H, v31.8H, v1.H[1] // ..............................e...................................................
trn2 v10.2D, v12.2D, v25.2D // ...............................*..................................................
sqrdmulh v0.8H, v19.8H, v16.8H // ................................*.................................................
sqrdmulh v18.8H, v10.8H, v16.8H // .................................*................................................
trn1 v16.2D, v27.2D, v11.2D // ..................................*...............................................
trn1 v2.2D, v12.2D, v25.2D // ...................................*..............................................
mul v12.8H, v10.8H, v30.8H // ....................................*.............................................
mul v10.8H, v19.8H, v30.8H // .....................................*............................................
mls v8.8H, v1.8H, v7.H[0] // ......................................e...........................................
ldr q14, [x2, #-48] // .......................................*..........................................
mls v10.8H, v0.8H, v7.H[0] // .........................................*........................................
mls v12.8H, v18.8H, v7.H[0] // ..........................................*.......................................
ldr q27, [x0, #64] // ...........................................e......................................
add v9.8H, v16.8H, v10.8H // .............................................*....................................
sub v16.8H, v16.8H, v10.8H // ..............................................*...................................
sub v25.8H, v2.8H, v12.8H // ...............................................*..................................
add v30.8H, v2.8H, v12.8H // ................................................*.................................
sub v10.8H, v27.8H, v8.8H // .................................................e................................
sqrdmulh v22.8H, v25.8H, v13.8H // ..................................................*...............................
sqrdmulh v13.8H, v30.8H, v14.8H // ...................................................*..............................
ldr q14, [x2, #-32] // ....................................................*.............................
add v12.8H, v10.8H, v20.8H // ......................................................e...........................
mul v5.8H, v30.8H, v28.8H // .......................................................*..........................
mul v26.8H, v25.8H, v14.8H // ........................................................*.........................
ldr q30, [x2], #(6*16) // .........................................................e........................
mls v5.8H, v13.8H, v7.H[0] // ...........................................................*......................
mls v26.8H, v22.8H, v7.H[0] // ............................................................*.....................
ldr q28, [x2, #-64] // .............................................................e....................
add v13.8H, v9.8H, v5.8H // ...............................................................*..................
sub v9.8H, v9.8H, v5.8H // ................................................................*.................
sub v5.8H, v16.8H, v26.8H // .................................................................*................
add v25.8H, v16.8H, v26.8H // ..................................................................*...............
trn1 v15.4S, v13.4S, v9.4S // ...................................................................*..............
trn2 v3.4S, v13.4S, v9.4S // ....................................................................*.............
trn1 v13.4S, v25.4S, v5.4S // .....................................................................*............
trn2 v31.4S, v25.4S, v5.4S // ......................................................................*...........
sub v5.8H, v10.8H, v20.8H // .......................................................................e..........
trn1 v2.2D, v15.2D, v13.2D // ........................................................................*.........
trn2 v9.2D, v15.2D, v13.2D // .........................................................................*........
str q2, [x0], #(16*4) // ..........................................................................*.......
trn1 v29.2D, v3.2D, v31.2D // ...........................................................................*......
str q9, [x0, #-32] // ............................................................................*.....
trn2 v9.2D, v3.2D, v31.2D // .............................................................................*....
str q29, [x0, #-48] // ..............................................................................*...
ldr q13, [x2, #-16] // ...............................................................................e..
str q9, [x0, #-16] // .................................................................................*
// ------------------------------------------------------------------------ cycle (expected) ------------------------------------------------------------------------->
// 0 25 50 75 100 125 150
// |------------------------|------------------------|------------------------|------------------------|------------------------|------------------------|-------------
// ldr q8, [x0, #(16*0)] // ...........................................e......................................'..........................................~......................................
// ldr q9, [x0, #(16*1)] // ........e.........................................................................'.......~.........................................................................
// ldr q10, [x0, #(16*2)] // .........................e........................................................'........................~........................................................
// ldr q11, [x0, #(16*3)] // e.................................................................................~.................................................................................
// ldr q0, [x1], #16 // ..e...............................................................................'.~...............................................................................
// sqrdmulh v27.8h, v10.8h, v0.h[1] // ..............................e...................................................'.............................~...................................................
// mul v24.8h, v10.8h, v0.h[0] // .............................e....................................................'............................~....................................................
// mls v24.8h, v27.8h, v7.h[0] // ......................................e...........................................'.....................................~...........................................
// sub v10.8h, v8.8h, v24.8h // .................................................e................................'................................................~................................
// add v8.8h, v8.8h, v24.8h // .....~............................................................................'....*............................................................................
// sqrdmulh v27.8h, v11.8h, v0.h[1] // .......e..........................................................................'......~..........................................................................
// mul v24.8h, v11.8h, v0.h[0] // ......e...........................................................................'.....~...........................................................................
// mls v24.8h, v27.8h, v7.h[0] // ...........e......................................................................'..........~......................................................................
// sub v11.8h, v9.8h, v24.8h // ...............e..................................................................'..............~..................................................................
// add v9.8h, v9.8h, v24.8h // .................e................................................................'................~................................................................
// sqrdmulh v27.8h, v9.8h, v0.h[3] // ....................e.............................................................'...................~.............................................................
// mul v24.8h, v9.8h, v0.h[2] // ........................e.........................................................'.......................~.........................................................
// mls v24.8h, v27.8h, v7.h[0] // ....~.............................................................................'...*.............................................................................
// sub v9.8h, v8.8h, v24.8h // ............~.....................................................................'...........*.....................................................................
// add v8.8h, v8.8h, v24.8h // ................~.................................................................'...............*.................................................................
// sqrdmulh v27.8h, v11.8h, v0.h[5] // ..................e...............................................................'.................~...............................................................
// mul v24.8h, v11.8h, v0.h[4] // ...................e..............................................................'..................~..............................................................
// mls v24.8h, v27.8h, v7.h[0] // .......................e..........................................................'......................~..........................................................
// sub v11.8h, v10.8h, v24.8h // .......................................................................e..........'......................................................................~..........
// add v10.8h, v10.8h, v24.8h // ......................................................e...........................'.....................................................~...........................
// trn1 v25.4s, v8.4s, v9.4s // .....................~............................................................'....................*............................................................
// trn2 v26.4s, v8.4s, v9.4s // ...........................~......................................................'..........................*......................................................
// trn1 v27.4s, v10.4s, v11.4s // ..........~.......................................................................'.........*.......................................................................
// trn2 v28.4s, v10.4s, v11.4s // ......................~...........................................................'.....................*...........................................................
// trn2 v10.2d, v25.2d, v27.2d // ............................~.....................................................'...........................*.....................................................
// trn2 v11.2d, v26.2d, v28.2d // ...............................~..................................................'..............................*..................................................
// trn1 v8.2d, v25.2d, v27.2d // ..................................~...............................................'.................................*...............................................
// trn1 v9.2d, v26.2d, v28.2d // ...................................~..............................................'..................................*..............................................
// ldr q0, [x2], #(6*16) // .........................................................e........................'........................................................~........................
// ldr q4, [x2, #(-6*16 + 1*16)] // .............~....................................................................'............*....................................................................
// ldr q1, [x2, #(-6*16 + 2*16)] // .............................................................e....................'............................................................~....................
// ldr q5, [x2, #(-6*16 + 3*16)] // .......................................~..........................................'......................................*..........................................
// ldr q2, [x2, #(-6*16 + 4*16)] // ....................................................~.............................'...................................................*.............................
// ldr q6, [x2, #(-6*16 + 5*16)] // ...............................................................................e..'..............................................................................~..
// sqrdmulh v27.8h, v10.8h, v4.8h // ................................~.................................................'...............................*.................................................
// mul v24.8h, v10.8h, v0.8h // .....................................~............................................'....................................*............................................
// mls v24.8h, v27.8h, v7.h[0] // .........................................~........................................'........................................*........................................
// sub v10.8h, v8.8h, v24.8h // ..............................................~...................................'.............................................*...................................
// add v8.8h, v8.8h, v24.8h // .............................................~....................................'............................................*....................................
// sqrdmulh v27.8h, v11.8h, v4.8h // .................................~................................................'................................*................................................
// mul v24.8h, v11.8h, v0.8h // ....................................~.............................................'...................................*.............................................
// mls v24.8h, v27.8h, v7.h[0] // ..........................................~.......................................'.........................................*.......................................
// sub v11.8h, v9.8h, v24.8h // ...............................................~..................................'..............................................*..................................
// add v9.8h, v9.8h, v24.8h // ................................................~.................................'...............................................*.................................
// sqrdmulh v27.8h, v9.8h, v5.8h // ...................................................~..............................'..................................................*..............................
// mul v24.8h, v9.8h, v1.8h // .......................................................~..........................'......................................................*..........................
// mls v24.8h, v27.8h, v7.h[0] // ...........................................................~......................'..........................................................*......................
// sub v9.8h, v8.8h, v24.8h // ................................................................~.................'...............................................................*.................
// add v8.8h, v8.8h, v24.8h // ...............................................................~..................'..............................................................*..................
// sqrdmulh v27.8h, v11.8h, v6.8h // ..................................................~...............................'.................................................*...............................
// mul v24.8h, v11.8h, v2.8h // ........................................................~.........................'.......................................................*.........................
// mls v24.8h, v27.8h, v7.h[0] // ............................................................~.....................'...........................................................*.....................
// sub v11.8h, v10.8h, v24.8h // .................................................................~................'................................................................*................
// add v10.8h, v10.8h, v24.8h // ..................................................................~...............'.................................................................*...............
// trn1 v25.4s, v8.4s, v9.4s // ...................................................................~..............'..................................................................*..............
// trn2 v26.4s, v8.4s, v9.4s // ....................................................................~.............'...................................................................*.............
// trn1 v27.4s, v10.4s, v11.4s // .....................................................................~............'....................................................................*............
// trn2 v28.4s, v10.4s, v11.4s // ......................................................................~...........'.....................................................................*...........
// trn2 v10.2d, v25.2d, v27.2d // .........................................................................~........'........................................................................*........
// trn2 v11.2d, v26.2d, v28.2d // .............................................................................~....'............................................................................*....
// trn1 v8.2d, v25.2d, v27.2d // ........................................................................~.........'.......................................................................*.........
// trn1 v9.2d, v26.2d, v28.2d // ...........................................................................~......'..........................................................................*......
// str q8, [x0], #(16*4) // ..........................................................................~.......'.........................................................................*.......
// str q9, [x0, #(-16*3)] // ..............................................................................~...'.............................................................................*...
// str q10, [x0, #(-16*2)] // ............................................................................~.....'...........................................................................*.....
// str q11, [x0, #(-16*1)] // .................................................................................~'................................................................................*
sub count, count, 1
cbnz count, 1b
// Instructions: 47
// Expected cycles: 52
// Expected IPC: 0.90
//
// Cycle bound: 52.0
// IPC bound: 0.90
//
// Wall time: 5.32s
// User time: 5.32s
//
// ---------------- cycle (expected) ----------------->
// 0 25 50
// |------------------------|------------------------|-
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add v14.8H, v27.8H, v8.8H // .*..................................................
ldr q1, [x2, #-32] // ..*.................................................
add v17.8H, v14.8H, v23.8H // ....*...............................................
sub v23.8H, v14.8H, v23.8H // .....*..............................................
trn2 v11.4S, v12.4S, v5.4S // ......*.............................................
trn1 v27.4S, v12.4S, v5.4S // .......*............................................
trn2 v2.4S, v17.4S, v23.4S // ........*...........................................
ldr q26, [x2, #-80] // .........*..........................................
trn2 v14.2D, v2.2D, v11.2D // ...........*........................................
trn1 v15.4S, v17.4S, v23.4S // ............*.......................................
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trn2 v17.2D, v15.2D, v27.2D // ...............*....................................
trn1 v14.2D, v2.2D, v11.2D // ................*...................................
mul v21.8H, v17.8H, v30.8H // .................*..................................
mls v5.8H, v23.8H, v7.H[0] // ..................*.................................
sqrdmulh v17.8H, v17.8H, v26.8H // ...................*................................
ldr q2, [x2, #-48] // ....................*...............................
sub v23.8H, v14.8H, v5.8H // ......................*.............................
add v14.8H, v14.8H, v5.8H // .......................*............................
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sqrdmulh v17.8H, v23.8H, v13.8H // ..........................*.........................
mul v23.8H, v14.8H, v28.8H // ...........................*........................
sqrdmulh v14.8H, v14.8H, v2.8H // ............................*.......................
trn1 v28.2D, v15.2D, v27.2D // .............................*......................
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sub v11.8H, v28.8H, v21.8H // ...............................*....................
mls v23.8H, v14.8H, v7.H[0] // ................................*...................
add v17.8H, v28.8H, v21.8H // .................................*..................
sub v14.8H, v11.8H, v1.8H // ..................................*.................
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sub v28.8H, v17.8H, v23.8H // ....................................*...............
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str q1, [x0, #48] // .............................................*......
trn2 v1.2D, v28.2D, v23.2D // ..............................................*.....
str q14, [x0, #16] // ...............................................*....
trn1 v14.2D, v28.2D, v23.2D // ................................................*...
str q1, [x0, #32] // .................................................*..
str q14, [x0], #(16*4) // ...................................................*
// ---------------- cycle (expected) ----------------->
// 0 25 50
// |------------------------|------------------------|-
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// add v6.8H, v27.8H, v8.8H // .*..................................................
// trn1 v11.4S, v12.4S, v5.4S // .......*............................................
// sub v0.8H, v6.8H, v23.8H // .....*..............................................
// ldr q16, [x2, #-80] // .........*..........................................
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// trn2 v19.2D, v27.2D, v11.2D // ...............*....................................
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// ldr q14, [x2, #-48] // ....................*...............................
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// ldr q14, [x2, #-32] // ..*.................................................
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ret
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