#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include<xmmintrin.h> //SSE1 support
#include<emmintrin.h> //SSE2 support
#include<pmmintrin.h> //SSE3 support


//Gibt einen Zufallsfloat im Intervall [0.0; max) aus
float getRand(int max) {
	return (rand() % (max * 10)) / 10.0;
}


int main()
{
	srand(time(NULL));
	int i, j, k, m;

	// Dimension der Matrix
	int n;
	printf("n=");
	scanf("%d", &n);
	int  numberOfEntries = n*n;

	// Speicher der Grüße n*n holen;
	float *A = (float*)calloc(numberOfEntries, sizeof(float));
	float *B = (float*)calloc(numberOfEntries, sizeof(float));
	float *C = (float*)calloc(numberOfEntries, sizeof(float));

	float temp[4];

	//Matrizen mit Zufallszahlen füllen
	for (i=0; i < numberOfEntries; i++) {
		A[i] = getRand(10);
		B[i] = getRand(20);
	}

	//Timer starten
	int time = (int)clock();

	// Jeweils zwei "SSE-Register" erstellen
	__m128 SSE_A;
	__m128 SSE_B;
	__m128 SSE_temp;
	float tempSum;
	float sum = 0;

	//Matrizen ausgeben

/*
	printf("A: ");
	for (int i = 0; i < numberOfEntries; i++) {
		printf("%f, ", A[i]);
	}
	printf("\n B: ");
	for (int i = 0; i < numberOfEntries; i++) {
		printf("%f, ", B[i]);
	}
*/

	for (i=0; i < (n*n); i += n) {
		for (j=0; j < n; j++) {
			for (k=0; k < n; k += 4) {
				// Die 4 aktuellen Werte der Matrix in SSE_A speichern
				SSE_A = (__m128) _mm_loadu_ps(&A[i + k]);

				// Die 4 Werte aus Matrix B in ein temporäres Array speichern
				for (m=0; m < 4; m++) {
					temp[m] = B[(n*k) + (m*n) + j];
				}

				// Werte aus Array in SSE_B Register schreiben
				SSE_B = (__m128) _mm_loadu_ps(temp);

				// Parallele Multiplikation durchführen
				SSE_temp = _mm_mul_ps(SSE_A, SSE_B);

				// 4 Werte aufaddieren
				SSE_temp = _mm_hadd_ps(SSE_temp, SSE_temp);
				SSE_temp = _mm_hadd_ps(SSE_temp, SSE_temp);

				// Summe in sum speichern
				_mm_store_ss(&tempSum, SSE_temp);
				sum += tempSum;
			}
			// Ergebnis in Matrix C speichern
			C[i+j] = sum;
			sum = 0;
		}
	}

	// Timer stoppen
	time = -(time - (int)clock())/CLOCKS_PER_SEC;
/*
	printf("\n \n C: ");
	for (int i = 0; i < numberOfEntries; i++) {
		printf("%f, ", C[i]);
	}
*/

	// Zeit ausgeben
	printf("Ende!, Zeit: %d Sekunden \n", time);
	return 0;

}