]> git.ipfire.org Git - thirdparty/glibc.git/commitdiff
x86_64: Implement evex512 version of memchr, rawmemchr and wmemchr
authorSunil K Pandey <skpgkp2@gmail.com>
Thu, 18 Aug 2022 13:48:07 +0000 (06:48 -0700)
committerSunil K Pandey <skpgkp2@gmail.com>
Tue, 18 Oct 2022 20:26:33 +0000 (13:26 -0700)
This patch implements following evex512 version of string functions.
evex512 version takes up to 30% less cycle as compared to evex,
depending on length and alignment.

- memchr function using 512 bit vectors.
- rawmemchr function using 512 bit vectors.
- wmemchr function using 512 bit vectors.

Code size data:

memchr-evex.o 762 byte
memchr-evex512.o 576 byte (-24%)

rawmemchr-evex.o 461 byte
rawmemchr-evex512.o 412 byte (-11%)

wmemchr-evex.o 794 byte
wmemchr-evex512.o 552 byte (-30%)

Placeholder function, not used by any processor at the moment.

Reviewed-by: Noah Goldstein <goldstein.w.n@gmail.com>
sysdeps/x86_64/multiarch/Makefile
sysdeps/x86_64/multiarch/ifunc-impl-list.c
sysdeps/x86_64/multiarch/memchr-evex-base.S [new file with mode: 0644]
sysdeps/x86_64/multiarch/memchr-evex512.S [new file with mode: 0644]
sysdeps/x86_64/multiarch/rawmemchr-evex512.S [new file with mode: 0644]
sysdeps/x86_64/multiarch/wmemchr-evex512.S [new file with mode: 0644]

index df4601c294deb17990c0fe5d5b0d7948c0fe76c6..e974b1ad979d5c4f74fb5890b531fd4346af6a6d 100644 (file)
@@ -4,6 +4,7 @@ sysdep_routines += \
   memchr-avx2 \
   memchr-avx2-rtm \
   memchr-evex \
+  memchr-evex512 \
   memchr-evex-rtm \
   memchr-sse2 \
   memcmp-avx2-movbe \
@@ -36,6 +37,7 @@ sysdep_routines += \
   rawmemchr-avx2 \
   rawmemchr-avx2-rtm \
   rawmemchr-evex \
+  rawmemchr-evex512 \
   rawmemchr-evex-rtm \
   rawmemchr-sse2 \
   stpcpy-avx2 \
@@ -156,6 +158,7 @@ sysdep_routines += \
   wmemchr-avx2 \
   wmemchr-avx2-rtm \
   wmemchr-evex \
+  wmemchr-evex512 \
   wmemchr-evex-rtm \
   wmemchr-sse2 \
   wmemcmp-avx2-movbe \
index 00a91123d36743838728fed4599466ad27e23417..529c0b0ef05876765d1a613b34b599faf987122f 100644 (file)
@@ -63,6 +63,11 @@ __libc_ifunc_impl_list (const char *name, struct libc_ifunc_impl *array,
                                      && CPU_FEATURE_USABLE (AVX512BW)
                                      && CPU_FEATURE_USABLE (BMI2)),
                                     __memchr_evex)
+             X86_IFUNC_IMPL_ADD_V4 (array, i, memchr,
+                                    (CPU_FEATURE_USABLE (AVX512VL)
+                                     && CPU_FEATURE_USABLE (AVX512BW)
+                                     && CPU_FEATURE_USABLE (BMI2)),
+                                    __memchr_evex512)
              X86_IFUNC_IMPL_ADD_V4 (array, i, memchr,
                                     (CPU_FEATURE_USABLE (AVX512VL)
                                      && CPU_FEATURE_USABLE (AVX512BW)
@@ -337,6 +342,11 @@ __libc_ifunc_impl_list (const char *name, struct libc_ifunc_impl *array,
                                      && CPU_FEATURE_USABLE (AVX512BW)
                                      && CPU_FEATURE_USABLE (BMI2)),
                                     __rawmemchr_evex)
+             X86_IFUNC_IMPL_ADD_V4 (array, i, rawmemchr,
+                                    (CPU_FEATURE_USABLE (AVX512VL)
+                                     && CPU_FEATURE_USABLE (AVX512BW)
+                                     && CPU_FEATURE_USABLE (BMI2)),
+                                    __rawmemchr_evex512)
              X86_IFUNC_IMPL_ADD_V4 (array, i, rawmemchr,
                                     (CPU_FEATURE_USABLE (AVX512VL)
                                      && CPU_FEATURE_USABLE (AVX512BW)
@@ -942,6 +952,11 @@ __libc_ifunc_impl_list (const char *name, struct libc_ifunc_impl *array,
                                      && CPU_FEATURE_USABLE (AVX512BW)
                                      && CPU_FEATURE_USABLE (BMI2)),
                                     __wmemchr_evex)
+             X86_IFUNC_IMPL_ADD_V4 (array, i, wmemchr,
+                                    (CPU_FEATURE_USABLE (AVX512VL)
+                                     && CPU_FEATURE_USABLE (AVX512BW)
+                                     && CPU_FEATURE_USABLE (BMI2)),
+                                    __wmemchr_evex512)
              X86_IFUNC_IMPL_ADD_V4 (array, i, wmemchr,
                                     (CPU_FEATURE_USABLE (AVX512VL)
                                      && CPU_FEATURE_USABLE (AVX512BW)
diff --git a/sysdeps/x86_64/multiarch/memchr-evex-base.S b/sysdeps/x86_64/multiarch/memchr-evex-base.S
new file mode 100644 (file)
index 0000000..6ebc9a6
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,304 @@
+/* Placeholder function, not used by any processor at the moment.
+   Copyright (C) 2022 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
+   <https://www.gnu.org/licenses/>.  */
+
+/* UNUSED. Exists purely as reference implementation.  */
+
+#include <isa-level.h>
+
+#if ISA_SHOULD_BUILD (4)
+
+# include <sysdep.h>
+
+# ifdef USE_AS_WMEMCHR
+#  define CHAR_SIZE    4
+#  define VPBROADCAST   vpbroadcastd
+#  define VPCMPEQ      vpcmpeqd
+#  define VPCMPNE      vpcmpneqd
+#  define VPMINU       vpminud
+#  define VPTESTNM     vptestnmd
+# else
+#  define CHAR_SIZE    1
+#  define VPBROADCAST   vpbroadcastb
+#  define VPCMPEQ      vpcmpeqb
+#  define VPCMPNE      vpcmpneqb
+#  define VPMINU       vpminub
+#  define VPTESTNM     vptestnmb
+# endif
+
+# define PAGE_SIZE     4096
+# define CHAR_PER_VEC  (VEC_SIZE / CHAR_SIZE)
+
+       .section SECTION(.text), "ax", @progbits
+/* Aligning entry point to 64 byte, provides better performance for
+   one vector length string.  */
+ENTRY_P2ALIGN (MEMCHR, 6)
+# ifndef USE_AS_RAWMEMCHR
+       /* Check for zero length.  */
+       test    %RDX_LP, %RDX_LP
+       jz      L(zero)
+
+#  ifdef __ILP32__
+       /* Clear the upper 32 bits.  */
+       movl    %edx, %edx
+#  endif
+# endif
+
+       /* Broadcast CHAR to VMM(1).  */
+       VPBROADCAST %esi, %VMM(1)
+       movl    %edi, %eax
+       andl    $(PAGE_SIZE - 1), %eax
+       cmpl    $(PAGE_SIZE - VEC_SIZE), %eax
+       ja      L(page_cross)
+
+       /* Compare [w]char for null, mask bit will be set for match.  */
+       VPCMPEQ (%rdi), %VMM(1), %k0
+
+       KMOV    %k0, %VRCX
+# ifndef USE_AS_RAWMEMCHR
+       mov     %rdx, %rsi
+       /* Need to use bsfq here as upper 32 bit of rsi may zero out
+          for 'bsf %ecx, %esi', if %ecx is 0.  */
+       bsfq    %rcx, %rsi
+       cmp     $CHAR_PER_VEC, %rsi
+       ja      L(align_more)
+#  ifdef USE_AS_WMEMCHR
+       leaq    (%rdi, %rsi, CHAR_SIZE), %rdi
+#  else
+       addq    %rsi, %rdi
+#  endif
+       xor     %eax, %eax
+       cmp     %rsi, %rdx
+       cmova   %rdi, %rax
+# else
+       bsf     %VRCX, %VRAX
+       jz      L(align_more)
+       add     %rdi, %rax
+# endif
+       ret
+
+       .p2align 5,,5
+L(page_cross):
+       movl    %eax, %ecx
+       andl    $(VEC_SIZE - 1), %ecx
+# ifdef USE_AS_WMEMCHR
+       shrl    $2, %ecx
+# endif
+       xorq    %rdi, %rax
+       VPCMPEQ (PAGE_SIZE - VEC_SIZE)(%rax), %VMM(1), %k0
+       KMOV    %k0, %VRSI
+       shr     %cl, %VRSI
+# ifndef USE_AS_RAWMEMCHR
+       jnz     L(page_cross_end)
+       movl    $CHAR_PER_VEC, %eax
+       sub     %ecx, %eax
+       cmp     %rax, %rdx
+       ja      L(align_more)
+# else
+       jz      L(align_more)
+# endif
+
+L(page_cross_end):
+# ifndef USE_AS_RAWMEMCHR
+       bsf     %VRSI, %VRCX
+       jz      L(zero)
+       leaq    (%rdi, %rcx, CHAR_SIZE), %rdi
+       xor     %eax, %eax
+       cmp     %rcx, %rdx
+       cmova   %rdi, %rax
+# else
+       bsf     %VRSI, %VRAX
+       add     %rdi, %rax
+# endif
+       ret
+
+# ifndef USE_AS_RAWMEMCHR
+L(zero):
+       xorl    %eax, %eax
+       ret
+# endif
+
+L(ret_vec_x2):
+       subq    $-VEC_SIZE, %rdi
+L(ret_vec_x1):
+       bsf     %VRAX, %VRAX
+# ifndef USE_AS_RAWMEMCHR
+       cmp     %rax, %rdx
+       jbe     L(zero)
+# endif
+# ifdef USE_AS_WMEMCHR
+       leaq    (%rdi, %rax, CHAR_SIZE), %rax
+# else
+       add     %rdi, %rax
+# endif
+       ret
+
+       .p2align 5,,5
+L(align_more):
+# ifndef USE_AS_RAWMEMCHR
+       mov     %rdi, %rax
+# endif
+       subq    $-VEC_SIZE, %rdi
+       /* Align rdi to VEC_SIZE.  */
+       andq    $-VEC_SIZE, %rdi
+
+# ifndef USE_AS_RAWMEMCHR
+       subq    %rdi, %rax
+#  ifdef USE_AS_WMEMCHR
+       sar     $2, %rax
+#  endif
+       addq    %rax, %rdx
+# endif
+
+       /* Loop unroll 4 times for 4 vector loop.  */
+       VPCMPEQ (%rdi), %VMM(1), %k0
+
+       KMOV    %k0, %VRAX
+       test    %VRAX, %VRAX
+       jnz     L(ret_vec_x1)
+
+# ifndef USE_AS_RAWMEMCHR
+       subq    $CHAR_PER_VEC, %rdx
+       jbe     L(zero)
+# endif
+
+       VPCMPEQ VEC_SIZE(%rdi), %VMM(1), %k0
+
+       KMOV    %k0, %VRAX
+       test    %VRAX, %VRAX
+       jnz     L(ret_vec_x2)
+
+# ifndef USE_AS_RAWMEMCHR
+       subq    $CHAR_PER_VEC, %rdx
+       jbe     L(zero)
+# endif
+
+       VPCMPEQ (VEC_SIZE * 2)(%rdi), %VMM(1), %k0
+
+       KMOV    %k0, %VRAX
+       test    %VRAX, %VRAX
+       jnz     L(ret_vec_x3)
+
+# ifndef USE_AS_RAWMEMCHR
+       subq    $CHAR_PER_VEC, %rdx
+       jbe     L(zero)
+# endif
+
+       VPCMPEQ (VEC_SIZE * 3)(%rdi), %VMM(1), %k0
+
+       KMOV    %k0, %VRAX
+       test    %VRAX, %VRAX
+       jnz     L(ret_vec_x4)
+
+# ifndef USE_AS_RAWMEMCHR
+       subq    $CHAR_PER_VEC, %rdx
+       jbe     L(zero)
+       /* Save pointer to find alignment adjustment.  */
+       movq    %rdi, %rax
+# endif
+       /* Align address to VEC_SIZE * 4 for loop.  */
+       andq    $-(VEC_SIZE * 4), %rdi
+
+       /* Add alignment difference to rdx.  */
+# ifndef USE_AS_RAWMEMCHR
+       subq    %rdi, %rax
+#  ifdef USE_AS_WMEMCHR
+       shr     $2, %VRAX
+#  endif
+       addq    %rax, %rdx
+# endif
+
+       /* 4 vector loop.  */
+       .p2align 5,,11
+L(loop):
+
+       VPCMPNE (VEC_SIZE * 4)(%rdi), %VMM(1), %k1
+       vpxorq  (VEC_SIZE * 5)(%rdi), %VMM(1), %VMM(2)
+       vpxorq  (VEC_SIZE * 6)(%rdi), %VMM(1), %VMM(3)
+       VPCMPEQ (VEC_SIZE * 7)(%rdi), %VMM(1), %k3
+       VPMINU  %VMM(2), %VMM(3), %VMM(3){%k1}{z}
+       VPTESTNM %VMM(3), %VMM(3), %k2
+
+       subq    $-(VEC_SIZE * 4), %rdi
+       KORTEST %k2, %k3
+# ifdef USE_AS_RAWMEMCHR
+       jz      L(loop)
+# else
+       jnz     L(loopend)
+       subq    $(CHAR_PER_VEC * 4), %rdx
+       ja      L(loop)
+L(zero_2):
+       xor     %eax, %eax
+       ret
+# endif
+
+L(loopend):
+       VPCMPEQ (%rdi), %VMM(1), %k1
+       KMOV    %k1, %VRAX
+       test    %VRAX, %VRAX
+       jnz     L(ret_vec_x1)
+
+# ifndef USE_AS_RAWMEMCHR
+       subq    $CHAR_PER_VEC, %rdx
+       jbe     L(zero_2)
+# endif
+
+       VPCMPEQ VEC_SIZE(%rdi), %VMM(1), %k1
+       KMOV    %k1, %VRAX
+       test    %VRAX, %VRAX
+       jnz     L(ret_vec_x2)
+
+# ifndef USE_AS_RAWMEMCHR
+       subq    $CHAR_PER_VEC, %rdx
+       jbe     L(zero_2)
+# endif
+
+       VPCMPEQ (VEC_SIZE * 2)(%rdi), %VMM(1), %k1
+       KMOV    %k1, %VRAX
+       test    %VRAX, %VRAX
+       jnz     L(ret_vec_x3)
+
+# ifndef USE_AS_RAWMEMCHR
+       subq    $CHAR_PER_VEC, %rdx
+       jbe     L(zero_2)
+# endif
+
+       /* At this point null [w]char must be in the fourth vector so no
+          need to check.  */
+       KMOV    %k3, %VRAX
+
+L(ret_vec_x4):
+       bsf     %VRAX, %VRAX
+# ifndef USE_AS_RAWMEMCHR
+       cmp     %rax, %rdx
+       jbe     L(zero)
+# endif
+       leaq    (VEC_SIZE * 3)(%rdi, %rax, CHAR_SIZE), %rax
+       ret
+
+       .p2align 5,,5
+L(ret_vec_x3):
+       bsf     %VRAX, %VRAX
+# ifndef USE_AS_RAWMEMCHR
+       cmp     %rax, %rdx
+       jbe     L(zero)
+# endif
+       leaq    (VEC_SIZE * 2)(%rdi, %rax, CHAR_SIZE), %rax
+       ret
+
+END (MEMCHR)
+#endif
diff --git a/sysdeps/x86_64/multiarch/memchr-evex512.S b/sysdeps/x86_64/multiarch/memchr-evex512.S
new file mode 100644 (file)
index 0000000..002f8c8
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,8 @@
+# ifndef MEMCHR
+#  define MEMCHR       __memchr_evex512
+# endif
+
+#include "x86-evex512-vecs.h"
+#include "reg-macros.h"
+
+#include "memchr-evex-base.S"
diff --git a/sysdeps/x86_64/multiarch/rawmemchr-evex512.S b/sysdeps/x86_64/multiarch/rawmemchr-evex512.S
new file mode 100644 (file)
index 0000000..302d3cb
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,7 @@
+#ifndef RAWMEMCHR
+# define RAWMEMCHR     __rawmemchr_evex512
+#endif
+#define USE_AS_RAWMEMCHR       1
+#define MEMCHR RAWMEMCHR
+
+#include "memchr-evex512.S"
diff --git a/sysdeps/x86_64/multiarch/wmemchr-evex512.S b/sysdeps/x86_64/multiarch/wmemchr-evex512.S
new file mode 100644 (file)
index 0000000..78ec4ee
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,9 @@
+#ifndef WMEMCHR
+# define WMEMCHR       __wmemchr_evex512
+#endif
+
+#define MEMCHR WMEMCHR
+#define USE_AS_WMEMCHR 1
+
+#define USE_WIDE_CHAR  1
+#include "memchr-evex512.S"