AArch64: Implement optimized memset.
authorMarcus Shawcroft <marcus.shawcroft@linaro.org>
Wed, 16 Jan 2013 13:03:43 +0000 (13:03 +0000)
committerMarcus Shawcroft <marcus.shawcroft@linaro.org>
Thu, 17 Jan 2013 10:56:48 +0000 (10:56 +0000)
ports/ChangeLog.aarch64
ports/sysdeps/aarch64/memset.S [new file with mode: 0644]

index 17a9179..9c7b155 100644 (file)
@@ -1,5 +1,9 @@
 2013-01-17  Marcus Shawcroft  <marcus.shawcroft@linaro.org>
 
+       * sysdeps/aarch64/memset.S: New file.
+
+2013-01-17  Marcus Shawcroft  <marcus.shawcroft@linaro.org>
+
        * sysdeps/aarch64/sysdep.h (ENTRY_ALIGN): New.
        * sysdeps/aarch64/memcmp.S: New file.
 
diff --git a/ports/sysdeps/aarch64/memset.S b/ports/sysdeps/aarch64/memset.S
new file mode 100644 (file)
index 0000000..f96f6a6
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,229 @@
+/* Copyright (C) 2012-2013 Free Software Foundation, Inc.
+
+   This file is part of the GNU C Library.
+
+   The GNU C Library is free software; you can redistribute it and/or
+   modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
+   License as published by the Free Software Foundation; either
+   version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
+
+   The GNU C Library is distributed in the hope that it will be useful,
+   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
+   Lesser General Public License for more details.
+
+   You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
+   License along with the GNU C Library.  If not, see
+   <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
+
+/* Assumptions:
+ *
+ * ARMv8-a, AArch64
+ * Unaligned accesses
+ *
+ */
+
+#include <sysdep.h>
+
+/* By default we assume that the DC instruction can be used to zero
+   data blocks more efficiently.  In some circumstances this might be
+   unsafe, for example in an asymmetric multiprocessor environment with
+   different DC clear lengths (neither the upper nor lower lengths are
+   safe to use).  The feature can be disabled by defining DONT_USE_DC.
+
+   If code may be run in a virtualized environment, then define
+   MAYBE_VIRT.  This will cause the code to cache the system register
+   values rather than re-reading them each call.  */
+
+#define dstin          x0
+#define val            w1
+#define count          x2
+#define tmp1           x3
+#define tmp1w          w3
+#define tmp2           x4
+#define tmp2w          w4
+#define zva_len_x      x5
+#define zva_len                w5
+#define zva_bits_x     x6
+
+#define A_l            x7
+#define A_lw           w7
+#define dst            x8
+#define tmp3w          w9
+
+ENTRY_ALIGN (__memset, 6)
+
+       mov     dst, dstin              /* Preserve return value.  */
+       ands    A_lw, val, #255
+#ifndef DONT_USE_DC
+       b.eq    L(zero_mem)
+#endif
+       orr     A_lw, A_lw, A_lw, lsl #8
+       orr     A_lw, A_lw, A_lw, lsl #16
+       orr     A_l, A_l, A_l, lsl #32
+L(tail_maybe_long):
+       cmp     count, #64
+       b.ge    L(not_short)
+L(tail_maybe_tiny):
+       cmp     count, #15
+       b.le    L(tail15tiny)
+L(tail63):
+       ands    tmp1, count, #0x30
+       b.eq    L(tail15)
+       add     dst, dst, tmp1
+       cmp     tmp1w, #0x20
+       b.eq    1f
+       b.lt    2f
+       stp     A_l, A_l, [dst, #-48]
+1:
+       stp     A_l, A_l, [dst, #-32]
+2:
+       stp     A_l, A_l, [dst, #-16]
+
+L(tail15):
+       and     count, count, #15
+       add     dst, dst, count
+       stp     A_l, A_l, [dst, #-16]   /* Repeat some/all of last store. */
+       RET
+
+L(tail15tiny):
+       /* Set up to 15 bytes.  Does not assume earlier memory
+          being set.  */
+       tbz     count, #3, 1f
+       str     A_l, [dst], #8
+1:
+       tbz     count, #2, 1f
+       str     A_lw, [dst], #4
+1:
+       tbz     count, #1, 1f
+       strh    A_lw, [dst], #2
+1:
+       tbz     count, #0, 1f
+       strb    A_lw, [dst]
+1:
+       RET
+
+       /* Critical loop.  Start at a new cache line boundary.  Assuming
+        * 64 bytes per line, this ensures the entire loop is in one line.  */
+       .p2align 6
+L(not_short):
+       neg     tmp2, dst
+       ands    tmp2, tmp2, #15
+       b.eq    2f
+       /* Bring DST to 128-bit (16-byte) alignment.  We know that there's
+        * more than that to set, so we simply store 16 bytes and advance by
+        * the amount required to reach alignment.  */
+       sub     count, count, tmp2
+       stp     A_l, A_l, [dst]
+       add     dst, dst, tmp2
+       /* There may be less than 63 bytes to go now.  */
+       cmp     count, #63
+       b.le    L(tail63)
+2:
+       sub     dst, dst, #16           /* Pre-bias.  */
+       sub     count, count, #64
+1:
+       stp     A_l, A_l, [dst, #16]
+       stp     A_l, A_l, [dst, #32]
+       stp     A_l, A_l, [dst, #48]
+       stp     A_l, A_l, [dst, #64]!
+       subs    count, count, #64
+       b.ge    1b
+       tst     count, #0x3f
+       add     dst, dst, #16
+       b.ne    L(tail63)
+       RET
+
+#ifndef DONT_USE_DC
+       /* For zeroing memory, check to see if we can use the ZVA feature to
+        * zero entire 'cache' lines.  */
+L(zero_mem):
+       mov     A_l, #0
+       cmp     count, #63
+       b.le    L(tail_maybe_tiny)
+       neg     tmp2, dst
+       ands    tmp2, tmp2, #15
+       b.eq    1f
+       sub     count, count, tmp2
+       stp     A_l, A_l, [dst]
+       add     dst, dst, tmp2
+       cmp     count, #63
+       b.le    L(tail63)
+1:
+       /* For zeroing small amounts of memory, it's not worth setting up
+        * the line-clear code.  */
+       cmp     count, #128
+       b.lt    L(not_short)
+#ifdef MAYBE_VIRT
+       /* For efficiency when virtualized, we cache the ZVA capability.  */
+       adrp    tmp2, L(cache_clear)
+       ldr     zva_len, [tmp2, #:lo12:L(cache_clear)]
+       tbnz    zva_len, #31, L(not_short)
+       cbnz    zva_len, L(zero_by_line)
+       mrs     tmp1, dczid_el0
+       tbz     tmp1, #4, 1f
+       /* ZVA not available.  Remember this for next time.  */
+       mov     zva_len, #~0
+       str     zva_len, [tmp2, #:lo12:L(cache_clear)]
+       b       L(not_short)
+1:
+       mov     tmp3w, #4
+       and     zva_len, tmp1w, #15     /* Safety: other bits reserved.  */
+       lsl     zva_len, tmp3w, zva_len
+       str     zva_len, [tmp2, #:lo12:L(cache_clear)]
+#else
+       mrs     tmp1, dczid_el0
+       tbnz    tmp1, #4, L(not_short)
+       mov     tmp3w, #4
+       and     zva_len, tmp1w, #15     /* Safety: other bits reserved.  */
+       lsl     zva_len, tmp3w, zva_len
+#endif
+
+L(zero_by_line):
+       /* Compute how far we need to go to become suitably aligned.  We're
+        * already at quad-word alignment.  */
+       cmp     count, zva_len_x
+       b.lt    L(not_short)            /* Not enough to reach alignment.  */
+       sub     zva_bits_x, zva_len_x, #1
+       neg     tmp2, dst
+       ands    tmp2, tmp2, zva_bits_x
+       b.eq    1f                      /* Already aligned.  */
+       /* Not aligned, check that there's enough to copy after alignment.  */
+       sub     tmp1, count, tmp2
+       cmp     tmp1, #64
+       ccmp    tmp1, zva_len_x, #8, ge /* NZCV=0b1000 */
+       b.lt    L(not_short)
+       /* We know that there's at least 64 bytes to zero and that it's safe
+        * to overrun by 64 bytes.  */
+       mov     count, tmp1
+2:
+       stp     A_l, A_l, [dst]
+       stp     A_l, A_l, [dst, #16]
+       stp     A_l, A_l, [dst, #32]
+       subs    tmp2, tmp2, #64
+       stp     A_l, A_l, [dst, #48]
+       add     dst, dst, #64
+       b.ge    2b
+       /* We've overrun a bit, so adjust dst downwards.  */
+       add     dst, dst, tmp2
+1:
+       sub     count, count, zva_len_x
+3:
+       dc      zva, dst
+       add     dst, dst, zva_len_x
+       subs    count, count, zva_len_x
+       b.ge    3b
+       ands    count, count, zva_bits_x
+       b.ne    L(tail_maybe_long)
+       RET
+#ifdef MAYBE_VIRT
+       .bss
+       .p2align 2
+L(cache_clear):
+       .space 4
+#endif
+#endif /* DONT_USE_DC */
+
+END (__memset)
+weak_alias (__memset, memset)
+libc_hidden_builtin_def (memset)