Merge branch 'for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/viro/vfs
[cascardo/linux.git] / arch / ia64 / lib / strlen.S
1 /*
2  *
3  * Optimized version of the standard strlen() function
4  *
5  *
6  * Inputs:
7  *      in0     address of string
8  *
9  * Outputs:
10  *      ret0    the number of characters in the string (0 if empty string)
11  *      does not count the \0
12  *
13  * Copyright (C) 1999, 2001 Hewlett-Packard Co
14  *      Stephane Eranian <eranian@hpl.hp.com>
15  *
16  * 09/24/99 S.Eranian add speculation recovery code
17  */
18
19 #include <asm/asmmacro.h>
20 #include <asm/export.h>
21
22 //
23 //
24 // This is an enhanced version of the basic strlen. it includes a combination
25 // of compute zero index (czx), parallel comparisons, speculative loads and
26 // loop unroll using rotating registers.
27 //
28 // General Ideas about the algorithm:
29 //        The goal is to look at the string in chunks of 8 bytes.
30 //        so we need to do a few extra checks at the beginning because the
31 //        string may not be 8-byte aligned. In this case we load the 8byte
32 //        quantity which includes the start of the string and mask the unused
33 //        bytes with 0xff to avoid confusing czx.
34 //        We use speculative loads and software pipelining to hide memory
35 //        latency and do read ahead safely. This way we defer any exception.
36 //
37 //        Because we don't want the kernel to be relying on particular
38 //        settings of the DCR register, we provide recovery code in case
39 //        speculation fails. The recovery code is going to "redo" the work using
40 //        only normal loads. If we still get a fault then we generate a
41 //        kernel panic. Otherwise we return the strlen as usual.
42 //
43 //        The fact that speculation may fail can be caused, for instance, by
44 //        the DCR.dm bit being set. In this case TLB misses are deferred, i.e.,
45 //        a NaT bit will be set if the translation is not present. The normal
46 //        load, on the other hand, will cause the translation to be inserted
47 //        if the mapping exists.
48 //
49 //        It should be noted that we execute recovery code only when we need
50 //        to use the data that has been speculatively loaded: we don't execute
51 //        recovery code on pure read ahead data.
52 //
53 // Remarks:
54 //      - the cmp r0,r0 is used as a fast way to initialize a predicate
55 //        register to 1. This is required to make sure that we get the parallel
56 //        compare correct.
57 //
58 //      - we don't use the epilogue counter to exit the loop but we need to set
59 //        it to zero beforehand.
60 //
61 //      - after the loop we must test for Nat values because neither the
62 //        czx nor cmp instruction raise a NaT consumption fault. We must be
63 //        careful not to look too far for a Nat for which we don't care.
64 //        For instance we don't need to look at a NaT in val2 if the zero byte
65 //        was in val1.
66 //
67 //      - Clearly performance tuning is required.
68 //
69 //
70 //
71 #define saved_pfs       r11
72 #define tmp             r10
73 #define base            r16
74 #define orig            r17
75 #define saved_pr        r18
76 #define src             r19
77 #define mask            r20
78 #define val             r21
79 #define val1            r22
80 #define val2            r23
81
82 GLOBAL_ENTRY(strlen)
83         .prologue
84         .save ar.pfs, saved_pfs
85         alloc saved_pfs=ar.pfs,11,0,0,8 // rotating must be multiple of 8
86
87         .rotr v[2], w[2]        // declares our 4 aliases
88
89         extr.u tmp=in0,0,3      // tmp=least significant 3 bits
90         mov orig=in0            // keep trackof initial byte address
91         dep src=0,in0,0,3       // src=8byte-aligned in0 address
92         .save pr, saved_pr
93         mov saved_pr=pr         // preserve predicates (rotation)
94         ;;
95
96         .body
97
98         ld8 v[1]=[src],8        // must not speculate: can fail here
99         shl tmp=tmp,3           // multiply by 8bits/byte
100         mov mask=-1             // our mask
101         ;;
102         ld8.s w[1]=[src],8      // speculatively load next
103         cmp.eq p6,p0=r0,r0      // sets p6 to true for cmp.and
104         sub tmp=64,tmp          // how many bits to shift our mask on the right
105         ;;
106         shr.u   mask=mask,tmp   // zero enough bits to hold v[1] valuable part
107         mov ar.ec=r0            // clear epilogue counter (saved in ar.pfs)
108         ;;
109         add base=-16,src        // keep track of aligned base
110         or v[1]=v[1],mask       // now we have a safe initial byte pattern
111         ;;
112 1:
113         ld8.s v[0]=[src],8      // speculatively load next
114         czx1.r val1=v[1]        // search 0 byte from right
115         czx1.r val2=w[1]        // search 0 byte from right following 8bytes
116         ;;
117         ld8.s w[0]=[src],8      // speculatively load next to next
118         cmp.eq.and p6,p0=8,val1 // p6 = p6 and val1==8
119         cmp.eq.and p6,p0=8,val2 // p6 = p6 and mask==8
120 (p6)    br.wtop.dptk 1b         // loop until p6 == 0
121         ;;
122         //
123         // We must return try the recovery code iff
124         // val1_is_nat || (val1==8 && val2_is_nat)
125         //
126         // XXX Fixme
127         //      - there must be a better way of doing the test
128         //
129         cmp.eq  p8,p9=8,val1    // p6 = val1 had zero (disambiguate)
130         tnat.nz p6,p7=val1      // test NaT on val1
131 (p6)    br.cond.spnt .recover   // jump to recovery if val1 is NaT
132         ;;
133         //
134         // if we come here p7 is true, i.e., initialized for // cmp
135         //
136         cmp.eq.and  p7,p0=8,val1// val1==8?
137         tnat.nz.and p7,p0=val2  // test NaT if val2
138 (p7)    br.cond.spnt .recover   // jump to recovery if val2 is NaT
139         ;;
140 (p8)    mov val1=val2           // the other test got us out of the loop
141 (p8)    adds src=-16,src        // correct position when 3 ahead
142 (p9)    adds src=-24,src        // correct position when 4 ahead
143         ;;
144         sub ret0=src,orig       // distance from base
145         sub tmp=8,val1          // which byte in word
146         mov pr=saved_pr,0xffffffffffff0000
147         ;;
148         sub ret0=ret0,tmp       // adjust
149         mov ar.pfs=saved_pfs    // because of ar.ec, restore no matter what
150         br.ret.sptk.many rp     // end of normal execution
151
152         //
153         // Outlined recovery code when speculation failed
154         //
155         // This time we don't use speculation and rely on the normal exception
156         // mechanism. that's why the loop is not as good as the previous one
157         // because read ahead is not possible
158         //
159         // IMPORTANT:
160         // Please note that in the case of strlen() as opposed to strlen_user()
161         // we don't use the exception mechanism, as this function is not
162         // supposed to fail. If that happens it means we have a bug and the
163         // code will cause of kernel fault.
164         //
165         // XXX Fixme
166         //      - today we restart from the beginning of the string instead
167         //        of trying to continue where we left off.
168         //
169 .recover:
170         ld8 val=[base],8        // will fail if unrecoverable fault
171         ;;
172         or val=val,mask         // remask first bytes
173         cmp.eq p0,p6=r0,r0      // nullify first ld8 in loop
174         ;;
175         //
176         // ar.ec is still zero here
177         //
178 2:
179 (p6)    ld8 val=[base],8        // will fail if unrecoverable fault
180         ;;
181         czx1.r val1=val         // search 0 byte from right
182         ;;
183         cmp.eq p6,p0=8,val1     // val1==8 ?
184 (p6)    br.wtop.dptk 2b         // loop until p6 == 0
185         ;;                      // (avoid WAW on p63)
186         sub ret0=base,orig      // distance from base
187         sub tmp=8,val1
188         mov pr=saved_pr,0xffffffffffff0000
189         ;;
190         sub ret0=ret0,tmp       // length=now - back -1
191         mov ar.pfs=saved_pfs    // because of ar.ec, restore no matter what
192         br.ret.sptk.many rp     // end of successful recovery code
193 END(strlen)
194 EXPORT_SYMBOL(strlen)