]> git.ipfire.org Git - thirdparty/linux.git/commitdiff
lib/base64: optimize base64_decode() with reverse lookup tables
authorKuan-Wei Chiu <visitorckw@gmail.com>
Fri, 14 Nov 2025 06:01:07 +0000 (14:01 +0800)
committerAndrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Thu, 20 Nov 2025 22:03:44 +0000 (14:03 -0800)
Replace the use of strchr() in base64_decode() with precomputed reverse
lookup tables for each variant. This avoids repeated string scans and
improves performance. Use -1 in the tables to mark invalid characters.

Decode:
  64B   ~1530ns  ->  ~80ns    (~19.1x)
  1KB  ~27726ns  -> ~1239ns   (~22.4x)

[akpm@linux-foundation.org: fix kernedoc]
Link: https://lkml.kernel.org/r/20251114060107.89026-1-409411716@gms.tku.edu.tw
Signed-off-by: Kuan-Wei Chiu <visitorckw@gmail.com>
Co-developed-by: Guan-Chun Wu <409411716@gms.tku.edu.tw>
Signed-off-by: Guan-Chun Wu <409411716@gms.tku.edu.tw>
Reviewed-by: David Laight <david.laight.linux@gmail.com>
Cc: Christoph Hellwig <hch@lst.de>
Cc: Eric Biggers <ebiggers@kernel.org>
Cc: Ilya Dryomov <idryomov@gmail.com>
Cc: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>
Cc: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>
Cc: Keith Busch <kbusch@kernel.org>
Cc: Sagi Grimberg <sagi@grimberg.me>
Cc: "Theodore Y. Ts'o" <tytso@mit.edu>
Cc: Viacheslav Dubeyko <Slava.Dubeyko@ibm.com>
Cc: Xiubo Li <xiubli@redhat.com>
Cc: Yu-Sheng Huang <home7438072@gmail.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
lib/base64.c

index a7c20a8e8e9874a062b0282970291b6cdece73d8..2d0b775def64b79256affae689b5f60bc8caf456 100644 (file)
@@ -21,6 +21,50 @@ static const char base64_tables[][65] = {
        [BASE64_IMAP] = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+,",
 };
 
+/*
+ * Initialize the base64 reverse mapping for a single character
+ * This macro maps a character to its corresponding base64 value,
+ * returning -1 if the character is invalid.
+ * char 'A'-'Z' maps to 0-25, 'a'-'z' maps to 26-51, '0'-'9' maps to 52-61,
+ * ch_62 maps to 62, ch_63 maps to 63, and other characters return -1
+ */
+#define INIT_1(v, ch_62, ch_63) \
+       [v] = (v) >= 'A' && (v) <= 'Z' ? (v) - 'A' \
+               : (v) >= 'a' && (v) <= 'z' ? (v) - 'a' + 26 \
+               : (v) >= '0' && (v) <= '9' ? (v) - '0' + 52 \
+               : (v) == (ch_62) ? 62 : (v) == (ch_63) ? 63 : -1
+
+/*
+ * Recursive macros to generate multiple Base64 reverse mapping table entries.
+ * Each macro generates a sequence of entries in the lookup table:
+ * INIT_2 generates 2 entries, INIT_4 generates 4, INIT_8 generates 8, and so on up to INIT_32.
+ */
+#define INIT_2(v, ...) INIT_1(v, __VA_ARGS__), INIT_1((v) + 1, __VA_ARGS__)
+#define INIT_4(v, ...) INIT_2(v, __VA_ARGS__), INIT_2((v) + 2, __VA_ARGS__)
+#define INIT_8(v, ...) INIT_4(v, __VA_ARGS__), INIT_4((v) + 4, __VA_ARGS__)
+#define INIT_16(v, ...) INIT_8(v, __VA_ARGS__), INIT_8((v) + 8, __VA_ARGS__)
+#define INIT_32(v, ...) INIT_16(v, __VA_ARGS__), INIT_16((v) + 16, __VA_ARGS__)
+
+#define BASE64_REV_INIT(ch_62, ch_63) { \
+       [0 ... 0x1f] = -1, \
+       INIT_32(0x20, ch_62, ch_63), \
+       INIT_32(0x40, ch_62, ch_63), \
+       INIT_32(0x60, ch_62, ch_63), \
+       [0x80 ... 0xff] = -1 }
+
+static const s8 base64_rev_maps[][256] = {
+       [BASE64_STD] = BASE64_REV_INIT('+', '/'),
+       [BASE64_URLSAFE] = BASE64_REV_INIT('-', '_'),
+       [BASE64_IMAP] = BASE64_REV_INIT('+', ',')
+};
+
+#undef BASE64_REV_INIT
+#undef INIT_32
+#undef INIT_16
+#undef INIT_8
+#undef INIT_4
+#undef INIT_2
+#undef INIT_1
 /**
  * base64_encode() - Base64-encode some binary data
  * @src: the binary data to encode
@@ -84,10 +128,9 @@ int base64_decode(const char *src, int srclen, u8 *dst, bool padding, enum base6
        int bits = 0;
        int i;
        u8 *bp = dst;
-       const char *base64_table = base64_tables[variant];
+       s8 ch;
 
        for (i = 0; i < srclen; i++) {
-               const char *p = strchr(base64_table, src[i]);
                if (padding) {
                        if (src[i] == '=') {
                                ac = (ac << 6);
@@ -97,9 +140,10 @@ int base64_decode(const char *src, int srclen, u8 *dst, bool padding, enum base6
                                continue;
                        }
                }
-               if (p == NULL || src[i] == 0)
+               ch = base64_rev_maps[variant][(u8)src[i]];
+               if (ch == -1)
                        return -1;
-               ac = (ac << 6) | (p - base64_table);
+               ac = (ac << 6) | ch;
                bits += 6;
                if (bits >= 8) {
                        bits -= 8;