]> git.ipfire.org Git - thirdparty/glibc.git/commitdiff
x86: Optimize strchr-avx2.S
authorNoah Goldstein <goldstein.w.n@gmail.com>
Fri, 23 Apr 2021 19:56:24 +0000 (15:56 -0400)
committerH.J. Lu <hjl.tools@gmail.com>
Sun, 25 Apr 2021 17:04:31 +0000 (10:04 -0700)
No bug. This commit optimizes strchr-avx2.S. The optimizations are all
small things such as save an ALU in the alignment process, saving a
few instructions in the loop return, saving some bytes in the main
loop, and increasing the ILP in the return cases. test-strchr,
test-strchrnul, test-wcschr, and test-wcschrnul are all passing.

Signed-off-by: Noah Goldstein <goldstein.w.n@gmail.com>
sysdeps/x86_64/multiarch/strchr-avx2.S

index 25bec38b5dd9e1924de8bfbb907851d282c34428..413942b96a835c4a989fb9ea8777d3966b6bb973 100644 (file)
 
        .section SECTION(.text),"ax",@progbits
 ENTRY (STRCHR)
-       movl    %edi, %ecx
-# ifndef USE_AS_STRCHRNUL
-       xorl    %edx, %edx
-# endif
-
        /* Broadcast CHAR to YMM0.      */
        vmovd   %esi, %xmm0
+       movl    %edi, %eax
+       andl    $(PAGE_SIZE - 1), %eax
+       VPBROADCAST     %xmm0, %ymm0
        vpxor   %xmm9, %xmm9, %xmm9
-       VPBROADCAST %xmm0, %ymm0
 
        /* Check if we cross page boundary with one vector load.  */
-       andl    $(PAGE_SIZE - 1), %ecx
-       cmpl    $(PAGE_SIZE - VEC_SIZE), %ecx
-       ja  L(cross_page_boundary)
+       cmpl    $(PAGE_SIZE - VEC_SIZE), %eax
+       ja      L(cross_page_boundary)
 
        /* Check the first VEC_SIZE bytes.      Search for both CHAR and the
           null byte.  */
        vmovdqu (%rdi), %ymm8
-       VPCMPEQ %ymm8, %ymm0, %ymm1
-       VPCMPEQ %ymm8, %ymm9, %ymm2
+       VPCMPEQ %ymm8, %ymm0, %ymm1
+       VPCMPEQ %ymm8, %ymm9, %ymm2
        vpor    %ymm1, %ymm2, %ymm1
        vpmovmskb %ymm1, %eax
        testl   %eax, %eax
-       jz      L(more_vecs)
+       jz      L(aligned_more)
        tzcntl  %eax, %eax
-       /* Found CHAR or the null byte.  */
-       addq    %rdi, %rax
 # ifndef USE_AS_STRCHRNUL
-       cmp (%rax), %CHAR_REG
-       cmovne  %rdx, %rax
+       /* Found CHAR or the null byte.  */
+       cmp     (%rdi, %rax), %CHAR_REG
+       jne     L(zero)
 # endif
-L(return_vzeroupper):
-       ZERO_UPPER_VEC_REGISTERS_RETURN
-
-       .p2align 4
-L(more_vecs):
-       /* Align data for aligned loads in the loop.  */
-       andq    $-VEC_SIZE, %rdi
-L(aligned_more):
-
-       /* Check the next 4 * VEC_SIZE.  Only one VEC_SIZE at a time
-          since data is only aligned to VEC_SIZE.      */
-       vmovdqa VEC_SIZE(%rdi), %ymm8
-       addq    $VEC_SIZE, %rdi
-       VPCMPEQ %ymm8, %ymm0, %ymm1
-       VPCMPEQ %ymm8, %ymm9, %ymm2
-       vpor    %ymm1, %ymm2, %ymm1
-       vpmovmskb %ymm1, %eax
-       testl   %eax, %eax
-       jnz     L(first_vec_x0)
-
-       vmovdqa VEC_SIZE(%rdi), %ymm8
-       VPCMPEQ %ymm8, %ymm0, %ymm1
-       VPCMPEQ %ymm8, %ymm9, %ymm2
-       vpor    %ymm1, %ymm2, %ymm1
-       vpmovmskb %ymm1, %eax
-       testl   %eax, %eax
-       jnz     L(first_vec_x1)
-
-       vmovdqa (VEC_SIZE * 2)(%rdi), %ymm8
-       VPCMPEQ %ymm8, %ymm0, %ymm1
-       VPCMPEQ %ymm8, %ymm9, %ymm2
-       vpor    %ymm1, %ymm2, %ymm1
-       vpmovmskb %ymm1, %eax
-       testl   %eax, %eax
-       jnz     L(first_vec_x2)
-
-       vmovdqa (VEC_SIZE * 3)(%rdi), %ymm8
-       VPCMPEQ %ymm8, %ymm0, %ymm1
-       VPCMPEQ %ymm8, %ymm9, %ymm2
-       vpor    %ymm1, %ymm2, %ymm1
-       vpmovmskb %ymm1, %eax
-       testl   %eax, %eax
-       jz      L(prep_loop_4x)
+       addq    %rdi, %rax
+       VZEROUPPER_RETURN
 
+       /* .p2align 5 helps keep performance more consistent if ENTRY()
+          alignment % 32 was either 16 or 0. As well this makes the
+          alignment % 32 of the loop_4x_vec fixed which makes tuning it
+          easier.  */
+       .p2align 5
+L(first_vec_x4):
        tzcntl  %eax, %eax
-       leaq    (VEC_SIZE * 3)(%rdi, %rax), %rax
+       addq    $(VEC_SIZE * 3 + 1), %rdi
 # ifndef USE_AS_STRCHRNUL
-       cmp (%rax), %CHAR_REG
-       cmovne  %rdx, %rax
+       /* Found CHAR or the null byte.  */
+       cmp     (%rdi, %rax), %CHAR_REG
+       jne     L(zero)
 # endif
+       addq    %rdi, %rax
        VZEROUPPER_RETURN
 
-       .p2align 4
-L(first_vec_x0):
-       tzcntl  %eax, %eax
-       /* Found CHAR or the null byte.  */
-       addq    %rdi, %rax
 # ifndef USE_AS_STRCHRNUL
-       cmp (%rax), %CHAR_REG
-       cmovne  %rdx, %rax
-# endif
+L(zero):
+       xorl    %eax, %eax
        VZEROUPPER_RETURN
+# endif
+
 
        .p2align 4
 L(first_vec_x1):
        tzcntl  %eax, %eax
-       leaq    VEC_SIZE(%rdi, %rax), %rax
+       incq    %rdi
 # ifndef USE_AS_STRCHRNUL
-       cmp (%rax), %CHAR_REG
-       cmovne  %rdx, %rax
+       /* Found CHAR or the null byte.  */
+       cmp     (%rdi, %rax), %CHAR_REG
+       jne     L(zero)
 # endif
+       addq    %rdi, %rax
        VZEROUPPER_RETURN
 
        .p2align 4
 L(first_vec_x2):
        tzcntl  %eax, %eax
+       addq    $(VEC_SIZE + 1), %rdi
+# ifndef USE_AS_STRCHRNUL
        /* Found CHAR or the null byte.  */
-       leaq    (VEC_SIZE * 2)(%rdi, %rax), %rax
+       cmp     (%rdi, %rax), %CHAR_REG
+       jne     L(zero)
+# endif
+       addq    %rdi, %rax
+       VZEROUPPER_RETURN
+
+       .p2align 4
+L(first_vec_x3):
+       tzcntl  %eax, %eax
+       addq    $(VEC_SIZE * 2 + 1), %rdi
 # ifndef USE_AS_STRCHRNUL
-       cmp (%rax), %CHAR_REG
-       cmovne  %rdx, %rax
+       /* Found CHAR or the null byte.  */
+       cmp     (%rdi, %rax), %CHAR_REG
+       jne     L(zero)
 # endif
+       addq    %rdi, %rax
        VZEROUPPER_RETURN
 
-L(prep_loop_4x):
-       /* Align data to 4 * VEC_SIZE.  */
-       andq    $-(VEC_SIZE * 4), %rdi
+       .p2align 4
+L(aligned_more):
+       /* Align data to VEC_SIZE - 1. This is the same number of
+          instructions as using andq -VEC_SIZE but saves 4 bytes of code
+          on x4 check.  */
+       orq     $(VEC_SIZE - 1), %rdi
+L(cross_page_continue):
+       /* Check the next 4 * VEC_SIZE.  Only one VEC_SIZE at a time
+          since data is only aligned to VEC_SIZE.  */
+       vmovdqa 1(%rdi), %ymm8
+       VPCMPEQ %ymm8, %ymm0, %ymm1
+       VPCMPEQ %ymm8, %ymm9, %ymm2
+       vpor    %ymm1, %ymm2, %ymm1
+       vpmovmskb %ymm1, %eax
+       testl   %eax, %eax
+       jnz     L(first_vec_x1)
+
+       vmovdqa (VEC_SIZE + 1)(%rdi), %ymm8
+       VPCMPEQ %ymm8, %ymm0, %ymm1
+       VPCMPEQ %ymm8, %ymm9, %ymm2
+       vpor    %ymm1, %ymm2, %ymm1
+       vpmovmskb %ymm1, %eax
+       testl   %eax, %eax
+       jnz     L(first_vec_x2)
 
+       vmovdqa (VEC_SIZE * 2 + 1)(%rdi), %ymm8
+       VPCMPEQ %ymm8, %ymm0, %ymm1
+       VPCMPEQ %ymm8, %ymm9, %ymm2
+       vpor    %ymm1, %ymm2, %ymm1
+       vpmovmskb %ymm1, %eax
+       testl   %eax, %eax
+       jnz     L(first_vec_x3)
+
+       vmovdqa (VEC_SIZE * 3 + 1)(%rdi), %ymm8
+       VPCMPEQ %ymm8, %ymm0, %ymm1
+       VPCMPEQ %ymm8, %ymm9, %ymm2
+       vpor    %ymm1, %ymm2, %ymm1
+       vpmovmskb %ymm1, %eax
+       testl   %eax, %eax
+       jnz     L(first_vec_x4)
+       /* Align data to VEC_SIZE * 4 - 1.      */
+       addq    $(VEC_SIZE * 4 + 1), %rdi
+       andq    $-(VEC_SIZE * 4), %rdi
        .p2align 4
 L(loop_4x_vec):
        /* Compare 4 * VEC at a time forward.  */
-       vmovdqa (VEC_SIZE * 4)(%rdi), %ymm5
-       vmovdqa (VEC_SIZE * 5)(%rdi), %ymm6
-       vmovdqa (VEC_SIZE * 6)(%rdi), %ymm7
-       vmovdqa (VEC_SIZE * 7)(%rdi), %ymm8
+       vmovdqa (%rdi), %ymm5
+       vmovdqa (VEC_SIZE)(%rdi), %ymm6
+       vmovdqa (VEC_SIZE * 2)(%rdi), %ymm7
+       vmovdqa (VEC_SIZE * 3)(%rdi), %ymm8
 
        /* Leaves only CHARS matching esi as 0.  */
        vpxor   %ymm5, %ymm0, %ymm1
@@ -190,62 +202,102 @@ L(loop_4x_vec):
        VPMINU  %ymm1, %ymm2, %ymm5
        VPMINU  %ymm3, %ymm4, %ymm6
 
-       VPMINU  %ymm5, %ymm6, %ymm5
+       VPMINU  %ymm5, %ymm6, %ymm6
 
-       VPCMPEQ %ymm5, %ymm9, %ymm5
-       vpmovmskb %ymm5, %eax
+       VPCMPEQ %ymm6, %ymm9, %ymm6
+       vpmovmskb %ymm6, %ecx
+       subq    $-(VEC_SIZE * 4), %rdi
+       testl   %ecx, %ecx
+       jz      L(loop_4x_vec)
 
-       addq    $(VEC_SIZE * 4), %rdi
-       testl   %eax, %eax
-       jz  L(loop_4x_vec)
 
-       VPCMPEQ %ymm1, %ymm9, %ymm1
+       VPCMPEQ %ymm1, %ymm9, %ymm1
        vpmovmskb %ymm1, %eax
        testl   %eax, %eax
-       jnz     L(first_vec_x0)
+       jnz     L(last_vec_x0)
 
-       VPCMPEQ %ymm2, %ymm9, %ymm2
+
+       VPCMPEQ %ymm5, %ymm9, %ymm2
        vpmovmskb %ymm2, %eax
        testl   %eax, %eax
-       jnz     L(first_vec_x1)
+       jnz     L(last_vec_x1)
+
+       VPCMPEQ %ymm3, %ymm9, %ymm3
+       vpmovmskb %ymm3, %eax
+       /* rcx has combined result from all 4 VEC. It will only be used
+          if the first 3 other VEC all did not contain a match.  */
+       salq    $32, %rcx
+       orq     %rcx, %rax
+       tzcntq  %rax, %rax
+       subq    $(VEC_SIZE * 2), %rdi
+# ifndef USE_AS_STRCHRNUL
+       /* Found CHAR or the null byte.  */
+       cmp     (%rdi, %rax), %CHAR_REG
+       jne     L(zero_end)
+# endif
+       addq    %rdi, %rax
+       VZEROUPPER_RETURN
+
 
-       VPCMPEQ %ymm3, %ymm9, %ymm3
-       VPCMPEQ %ymm4, %ymm9, %ymm4
-       vpmovmskb %ymm3, %ecx
-       vpmovmskb %ymm4, %eax
-       salq    $32, %rax
-       orq %rcx, %rax
-       tzcntq  %rax, %rax
-       leaq    (VEC_SIZE * 2)(%rdi, %rax), %rax
+       .p2align 4
+L(last_vec_x0):
+       tzcntl  %eax, %eax
+       addq    $-(VEC_SIZE * 4), %rdi
 # ifndef USE_AS_STRCHRNUL
-       cmp (%rax), %CHAR_REG
-       cmovne  %rdx, %rax
+       /* Found CHAR or the null byte.  */
+       cmp     (%rdi, %rax), %CHAR_REG
+       jne     L(zero_end)
 # endif
+       addq    %rdi, %rax
+       VZEROUPPER_RETURN
+
+# ifndef USE_AS_STRCHRNUL
+L(zero_end):
+       xorl    %eax, %eax
        VZEROUPPER_RETURN
+# endif
+
+       .p2align 4
+L(last_vec_x1):
+       tzcntl  %eax, %eax
+       subq    $(VEC_SIZE * 3), %rdi
+# ifndef USE_AS_STRCHRNUL
+       /* Found CHAR or the null byte.  */
+       cmp     (%rdi, %rax), %CHAR_REG
+       jne     L(zero_end)
+# endif
+       addq    %rdi, %rax
+       VZEROUPPER_RETURN
+
 
        /* Cold case for crossing page with first load.  */
        .p2align 4
 L(cross_page_boundary):
-       andq    $-VEC_SIZE, %rdi
-       andl    $(VEC_SIZE - 1), %ecx
-
-       vmovdqa (%rdi), %ymm8
-       VPCMPEQ %ymm8, %ymm0, %ymm1
-       VPCMPEQ %ymm8, %ymm9, %ymm2
+       movq    %rdi, %rdx
+       /* Align rdi to VEC_SIZE - 1.  */
+       orq     $(VEC_SIZE - 1), %rdi
+       vmovdqa -(VEC_SIZE - 1)(%rdi), %ymm8
+       VPCMPEQ %ymm8, %ymm0, %ymm1
+       VPCMPEQ %ymm8, %ymm9, %ymm2
        vpor    %ymm1, %ymm2, %ymm1
        vpmovmskb %ymm1, %eax
-       /* Remove the leading bits.      */
-       sarxl   %ecx, %eax, %eax
+       /* Remove the leading bytes. sarxl only uses bits [5:0] of COUNT
+          so no need to manually mod edx.  */
+       sarxl   %edx, %eax, %eax
        testl   %eax, %eax
-       jz      L(aligned_more)
+       jz      L(cross_page_continue)
        tzcntl  %eax, %eax
-       addq    %rcx, %rdi
-       addq    %rdi, %rax
 # ifndef USE_AS_STRCHRNUL
-       cmp (%rax), %CHAR_REG
-       cmovne  %rdx, %rax
+       xorl    %ecx, %ecx
+       /* Found CHAR or the null byte.  */
+       cmp     (%rdx, %rax), %CHAR_REG
+       leaq    (%rdx, %rax), %rax
+       cmovne  %rcx, %rax
+# else
+       addq    %rdx, %rax
 # endif
-       VZEROUPPER_RETURN
+L(return_vzeroupper):
+       ZERO_UPPER_VEC_REGISTERS_RETURN
 
 END (STRCHR)
 # endif