lib: add fast path for find_next_*_bit()
authorYury Norov <yury.norov@gmail.com>
Fri, 7 May 2021 01:03:11 +0000 (18:03 -0700)
committerLinus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>
Fri, 7 May 2021 02:24:12 +0000 (19:24 -0700)
commit277a20a498d30753f5d8a607dbf967bc163552c1
tree0da13bba918e56b385cf362b9775c23039b39c16
parentea81c1ef441733ee779d776292d6269a97c5d2e1
lib: add fast path for find_next_*_bit()

Similarly to bitmap functions, find_next_*_bit() users will benefit if
we'll handle a case of bitmaps that fit into a single word inline.  In the
very best case, the compiler may replace a function call with a few
instructions.

This is the quite typical find_next_bit() user:

unsigned int cpumask_next(int n, const struct cpumask *srcp)
{
/* -1 is a legal arg here. */
if (n != -1)
cpumask_check(n);
return find_next_bit(cpumask_bits(srcp), nr_cpumask_bits, n + 1);
}
EXPORT_SYMBOL(cpumask_next);

Currently, on ARM64 the generated code looks like this:
0000000000000000 <cpumask_next>:
   0:   a9bf7bfd        stp     x29, x30, [sp, #-16]!
   4:   11000402        add     w2, w0, #0x1
   8:   aa0103e0        mov     x0, x1
   c:   d2800401        mov     x1, #0x40                       // #64
  10:   910003fd        mov     x29, sp
  14:   93407c42        sxtw    x2, w2
  18:   94000000        bl      0 <find_next_bit>
  1c:   a8c17bfd        ldp     x29, x30, [sp], #16
  20:   d65f03c0        ret
  24:   d503201f        nop

After applying this patch:
0000000000000140 <cpumask_next>:
 140:   11000400        add     w0, w0, #0x1
 144:   93407c00        sxtw    x0, w0
 148:   f100fc1f        cmp     x0, #0x3f
 14c:   54000168        b.hi    178 <cpumask_next+0x38>  // b.pmore
 150:   f9400023        ldr     x3, [x1]
 154:   92800001        mov     x1, #0xffffffffffffffff         // #-1
 158:   9ac02020        lsl     x0, x1, x0
 15c:   52800802        mov     w2, #0x40                       // #64
 160:   8a030001        and     x1, x0, x3
 164:   dac00020        rbit    x0, x1
 168:   f100003f        cmp     x1, #0x0
 16c:   dac01000        clz     x0, x0
 170:   1a800040        csel    w0, w2, w0, eq  // eq = none
 174:   d65f03c0        ret
 178:   52800800        mov     w0, #0x40                       // #64
 17c:   d65f03c0        ret

find_next_bit() call is replaced with 6 instructions.  find_next_bit()
itself is 41 instructions plus function call overhead.

Despite inlining, the scripts/bloat-o-meter report smaller .text size
after applying the series:
add/remove: 11/9 grow/shrink: 233/176 up/down: 5780/-6768 (-988)

Link: https://lkml.kernel.org/r/20210401003153.97325-10-yury.norov@gmail.com
Signed-off-by: Yury Norov <yury.norov@gmail.com>
Acked-by: Rasmus Villemoes <linux@rasmusvillemoes.dk>
Acked-by: Andy Shevchenko <andy.shevchenko@gmail.com>
Cc: Alexey Klimov <aklimov@redhat.com>
Cc: Arnd Bergmann <arnd@arndb.de>
Cc: David Sterba <dsterba@suse.com>
Cc: Dennis Zhou <dennis@kernel.org>
Cc: Geert Uytterhoeven <geert@linux-m68k.org>
Cc: Jianpeng Ma <jianpeng.ma@intel.com>
Cc: Joe Perches <joe@perches.com>
Cc: John Paul Adrian Glaubitz <glaubitz@physik.fu-berlin.de>
Cc: Josh Poimboeuf <jpoimboe@redhat.com>
Cc: Rich Felker <dalias@libc.org>
Cc: Stefano Brivio <sbrivio@redhat.com>
Cc: Wei Yang <richard.weiyang@linux.alibaba.com>
Cc: Wolfram Sang <wsa+renesas@sang-engineering.com>
Cc: Yoshinori Sato <ysato@users.osdn.me>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>
include/asm-generic/bitops/find.h
include/asm-generic/bitops/le.h