arm64: lib: Implement optimized memset routine
authorzhichang.yuan <zhichang.yuan@linaro.org>
Mon, 28 Apr 2014 05:11:31 +0000 (06:11 +0100)
committerMark Brown <broonie@kernel.org>
Fri, 24 Oct 2014 10:28:03 +0000 (11:28 +0100)
This patch, based on Linaro's Cortex Strings library, improves
the performance of the assembly optimized memset() function.

Signed-off-by: Zhichang Yuan <zhichang.yuan@linaro.org>
Signed-off-by: Deepak Saxena <dsaxena@linaro.org>
Signed-off-by: Catalin Marinas <catalin.marinas@arm.com>
(cherry picked from commit b29a51fe0e0be63157d8661666be8bbfd8f0c5d7)
Signed-off-by: Mark Brown <broonie@kernel.org>
arch/arm64/lib/memset.S

index 87e4a68fbbbcd8176b9a82e189c7704e5ec9af40..7c72dfd36b6396a921b7d2b7d66e5880f8314d72 100644 (file)
@@ -1,5 +1,13 @@
 /*
  * Copyright (C) 2013 ARM Ltd.
+ * Copyright (C) 2013 Linaro.
+ *
+ * This code is based on glibc cortex strings work originally authored by Linaro
+ * and re-licensed under GPLv2 for the Linux kernel. The original code can
+ * be found @
+ *
+ * http://bazaar.launchpad.net/~linaro-toolchain-dev/cortex-strings/trunk/
+ * files/head:/src/aarch64/
  *
  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
@@ -16,6 +24,7 @@
 
 #include <linux/linkage.h>
 #include <asm/assembler.h>
+#include <asm/cache.h>
 
 /*
  * Fill in the buffer with character c (alignment handled by the hardware)
  * Returns:
  *     x0 - buf
  */
+
+dstin          .req    x0
+val            .req    w1
+count          .req    x2
+tmp1           .req    x3
+tmp1w          .req    w3
+tmp2           .req    x4
+tmp2w          .req    w4
+zva_len_x      .req    x5
+zva_len                .req    w5
+zva_bits_x     .req    x6
+
+A_l            .req    x7
+A_lw           .req    w7
+dst            .req    x8
+tmp3w          .req    w9
+tmp3           .req    x9
+
 ENTRY(memset)
-       mov     x4, x0
-       and     w1, w1, #0xff
-       orr     w1, w1, w1, lsl #8
-       orr     w1, w1, w1, lsl #16
-       orr     x1, x1, x1, lsl #32
-       subs    x2, x2, #8
-       b.mi    2f
-1:     str     x1, [x4], #8
-       subs    x2, x2, #8
-       b.pl    1b
-2:     adds    x2, x2, #4
-       b.mi    3f
-       sub     x2, x2, #4
-       str     w1, [x4], #4
-3:     adds    x2, x2, #2
-       b.mi    4f
-       sub     x2, x2, #2
-       strh    w1, [x4], #2
-4:     adds    x2, x2, #1
-       b.mi    5f
-       strb    w1, [x4]
-5:     ret
+       mov     dst, dstin      /* Preserve return value.  */
+       and     A_lw, val, #255
+       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
+
+       cmp     count, #15
+       b.hi    .Lover16_proc
+       /*All store maybe are non-aligned..*/
+       tbz     count, #3, 1f
+       str     A_l, [dst], #8
+1:
+       tbz     count, #2, 2f
+       str     A_lw, [dst], #4
+2:
+       tbz     count, #1, 3f
+       strh    A_lw, [dst], #2
+3:
+       tbz     count, #0, 4f
+       strb    A_lw, [dst]
+4:
+       ret
+
+.Lover16_proc:
+       /*Whether  the start address is aligned with 16.*/
+       neg     tmp2, dst
+       ands    tmp2, tmp2, #15
+       b.eq    .Laligned
+/*
+* The count is not less than 16, we can use stp to store the start 16 bytes,
+* then adjust the dst aligned with 16.This process will make the current
+* memory address at alignment boundary.
+*/
+       stp     A_l, A_l, [dst] /*non-aligned store..*/
+       /*make the dst aligned..*/
+       sub     count, count, tmp2
+       add     dst, dst, tmp2
+
+.Laligned:
+       cbz     A_l, .Lzero_mem
+
+.Ltail_maybe_long:
+       cmp     count, #64
+       b.ge    .Lnot_short
+.Ltail63:
+       ands    tmp1, count, #0x30
+       b.eq    3f
+       cmp     tmp1w, #0x20
+       b.eq    1f
+       b.lt    2f
+       stp     A_l, A_l, [dst], #16
+1:
+       stp     A_l, A_l, [dst], #16
+2:
+       stp     A_l, A_l, [dst], #16
+/*
+* The last store length is less than 16,use stp to write last 16 bytes.
+* It will lead some bytes written twice and the access is non-aligned.
+*/
+3:
+       ands    count, count, #15
+       cbz     count, 4f
+       add     dst, dst, count
+       stp     A_l, A_l, [dst, #-16]   /* Repeat some/all of last store. */
+4:
+       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        L1_CACHE_SHIFT
+.Lnot_short:
+       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    .Ltail63
+.Lexitfunc:
+       ret
+
+       /*
+       * For zeroing memory, check to see if we can use the ZVA feature to
+       * zero entire 'cache' lines.
+       */
+.Lzero_mem:
+       cmp     count, #63
+       b.le    .Ltail63
+       /*
+       * For zeroing small amounts of memory, it's not worth setting up
+       * the line-clear code.
+       */
+       cmp     count, #128
+       b.lt    .Lnot_short /*count is at least  128 bytes*/
+
+       mrs     tmp1, dczid_el0
+       tbnz    tmp1, #4, .Lnot_short
+       mov     tmp3w, #4
+       and     zva_len, tmp1w, #15     /* Safety: other bits reserved.  */
+       lsl     zva_len, tmp3w, zva_len
+
+       ands    tmp3w, zva_len, #63
+       /*
+       * ensure the zva_len is not less than 64.
+       * It is not meaningful to use ZVA if the block size is less than 64.
+       */
+       b.ne    .Lnot_short
+.Lzero_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    .Lnot_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    2f                      /* Already aligned.  */
+       /* Not aligned, check that there's enough to copy after alignment.*/
+       sub     tmp1, count, tmp2
+       /*
+       * grantee the remain length to be ZVA is bigger than 64,
+       * avoid to make the 2f's process over mem range.*/
+       cmp     tmp1, #64
+       ccmp    tmp1, zva_len_x, #8, ge /* NZCV=0b1000 */
+       b.lt    .Lnot_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
+1:
+       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    1b
+       /* We've overrun a bit, so adjust dst downwards.*/
+       add     dst, dst, tmp2
+2:
+       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    .Ltail_maybe_long
+       ret
 ENDPROC(memset)