]> git.ipfire.org Git - thirdparty/glibc.git/commitdiff
Add x86_64 memset optimized for AVX2
authorLing Ma <ling.ml@alibaba-inc.com>
Thu, 19 Jun 2014 20:00:56 +0000 (13:00 -0700)
committerH.J. Lu <hjl.tools@gmail.com>
Thu, 19 Jun 2014 22:14:08 +0000 (15:14 -0700)
In this patch we take advantage of HSW memory bandwidth, manage to
reduce miss branch prediction by avoiding using branch instructions and
force destination to be aligned with avx & avx2 instruction.

The CPU2006 403.gcc benchmark indicates this patch improves performance
from 26% to 59%.

* sysdeps/x86_64/multiarch/Makefile: Add memset-avx2.
* sysdeps/x86_64/multiarch/memset-avx2.S: New file.
* sysdeps/x86_64/multiarch/memset.S: Likewise.
* sysdeps/x86_64/multiarch/memset_chk.S: Likewise.
* sysdeps/x86_64/multiarch/rtld-memset.S: Likewise.

ChangeLog
sysdeps/x86_64/multiarch/Makefile
sysdeps/x86_64/multiarch/memset-avx2.S [new file with mode: 0644]
sysdeps/x86_64/multiarch/memset.S [new file with mode: 0644]
sysdeps/x86_64/multiarch/memset_chk.S [new file with mode: 0644]
sysdeps/x86_64/multiarch/rtld-memset.S [new file with mode: 0644]

index bc8bc31a22f6f74fef2456436672cdc59ea3fb4c..841d55e3408a59b10fc78e2f2d38c2f4a4746ef0 100644 (file)
--- a/ChangeLog
+++ b/ChangeLog
@@ -1,3 +1,12 @@
+2014-06-19  Ling Ma  <ling.ml@alibaba-inc.com>
+           H.J. Lu  <hongjiu.lu@intel.com>
+
+       * sysdeps/x86_64/multiarch/Makefile: Add memset-avx2.
+       * sysdeps/x86_64/multiarch/memset-avx2.S: New file.
+       * sysdeps/x86_64/multiarch/memset.S: Likewise.
+       * sysdeps/x86_64/multiarch/memset_chk.S: Likewise.
+       * sysdeps/x86_64/multiarch/rtld-memset.S: Likewise.
+
 2014-06-19  Andreas Schwab  <schwab@linux-m68k.org>
 
        [BZ #17069]
index 57a3c13e8a88c33e91ddf000a6e8fa20915f3939..42df96f63652580b2df317fce17c5db274f1d2b2 100644 (file)
@@ -17,7 +17,9 @@ sysdep_routines += strncat-c stpncpy-c strncpy-c strcmp-ssse3 \
                   strcpy-sse2-unaligned strncpy-sse2-unaligned \
                   stpcpy-sse2-unaligned stpncpy-sse2-unaligned \
                   strcat-sse2-unaligned strncat-sse2-unaligned \
-                  strchr-sse2-no-bsf memcmp-ssse3 strstr-sse2-unaligned
+                  strchr-sse2-no-bsf memcmp-ssse3 strstr-sse2-unaligned \
+                  memset-avx2
+
 ifeq (yes,$(config-cflags-sse4))
 sysdep_routines += strcspn-c strpbrk-c strspn-c varshift
 CFLAGS-varshift.c += -msse4
diff --git a/sysdeps/x86_64/multiarch/memset-avx2.S b/sysdeps/x86_64/multiarch/memset-avx2.S
new file mode 100644 (file)
index 0000000..b45f8a0
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,168 @@
+/* memset with AVX2
+   Copyright (C) 2014 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
+   <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
+
+#include <sysdep.h>
+
+#if !defined NOT_IN_libc
+
+#include "asm-syntax.h"
+#ifndef MEMSET
+# define MEMSET        __memset_avx2
+# define MEMSET_CHK    __memset_chk_avx2
+#endif
+
+       .section .text.avx2,"ax",@progbits
+#if defined PIC
+ENTRY (MEMSET_CHK)
+       cmpq    %rdx, %rcx
+       jb      HIDDEN_JUMPTARGET (__chk_fail)
+END (MEMSET_CHK)
+#endif
+
+ENTRY (MEMSET)
+       vpxor   %xmm0, %xmm0, %xmm0
+       vmovd   %esi, %xmm1
+       lea     (%rdi, %rdx), %rsi
+       mov     %rdi, %rax
+       vpshufb %xmm0, %xmm1, %xmm0
+       cmp     $16, %rdx
+       jb      L(less_16bytes)
+       cmp     $256, %rdx
+       jae     L(256bytesormore)
+       cmp     $128, %dl
+       jb      L(less_128bytes)
+       vmovdqu %xmm0, (%rdi)
+       vmovdqu %xmm0, 0x10(%rdi)
+       vmovdqu %xmm0, 0x20(%rdi)
+       vmovdqu %xmm0, 0x30(%rdi)
+       vmovdqu %xmm0, 0x40(%rdi)
+       vmovdqu %xmm0, 0x50(%rdi)
+       vmovdqu %xmm0, 0x60(%rdi)
+       vmovdqu %xmm0, 0x70(%rdi)
+       vmovdqu %xmm0, -0x80(%rsi)
+       vmovdqu %xmm0, -0x70(%rsi)
+       vmovdqu %xmm0, -0x60(%rsi)
+       vmovdqu %xmm0, -0x50(%rsi)
+       vmovdqu %xmm0, -0x40(%rsi)
+       vmovdqu %xmm0, -0x30(%rsi)
+       vmovdqu %xmm0, -0x20(%rsi)
+       vmovdqu %xmm0, -0x10(%rsi)
+       ret
+
+       .p2align 4
+L(less_128bytes):
+       cmp     $64, %dl
+       jb      L(less_64bytes)
+       vmovdqu %xmm0, (%rdi)
+       vmovdqu %xmm0, 0x10(%rdi)
+       vmovdqu %xmm0, 0x20(%rdi)
+       vmovdqu %xmm0, 0x30(%rdi)
+       vmovdqu %xmm0, -0x40(%rsi)
+       vmovdqu %xmm0, -0x30(%rsi)
+       vmovdqu %xmm0, -0x20(%rsi)
+       vmovdqu %xmm0, -0x10(%rsi)
+       ret
+
+       .p2align 4
+L(less_64bytes):
+       cmp     $32, %dl
+       jb      L(less_32bytes)
+       vmovdqu %xmm0, (%rdi)
+       vmovdqu %xmm0, 0x10(%rdi)
+       vmovdqu %xmm0, -0x20(%rsi)
+       vmovdqu %xmm0, -0x10(%rsi)
+       ret
+
+       .p2align 4
+L(less_32bytes):
+       vmovdqu %xmm0, (%rdi)
+       vmovdqu %xmm0, -0x10(%rsi)
+       ret
+
+       .p2align 4
+L(less_16bytes):
+       cmp     $8, %dl
+       jb      L(less_8bytes)
+       vmovq %xmm0, (%rdi)
+       vmovq %xmm0, -0x08(%rsi)
+       ret
+
+       .p2align 4
+L(less_8bytes):
+       vmovd   %xmm0, %ecx
+       cmp     $4, %dl
+       jb      L(less_4bytes)
+       mov     %ecx, (%rdi)
+       mov     %ecx, -0x04(%rsi)
+       ret
+
+       .p2align 4
+L(less_4bytes):
+       cmp     $2, %dl
+       jb      L(less_2bytes)
+       mov     %cx, (%rdi)
+       mov     %cx, -0x02(%rsi)
+       ret
+
+       .p2align 4
+L(less_2bytes):
+       cmp     $1, %dl
+       jb      L(less_1bytes)
+       mov     %cl, (%rdi)
+L(less_1bytes):
+       ret
+
+       .p2align 4
+L(256bytesormore):
+       vinserti128 $1, %xmm0, %ymm0, %ymm0
+       and     $-0x20, %rdi
+       add     $0x20, %rdi
+       vmovdqu %ymm0, (%rax)
+       sub     %rdi, %rax
+       lea     -0x80(%rax, %rdx), %rcx
+       cmp     $4096, %rcx
+       ja      L(gobble_data)
+L(gobble_128_loop):
+       vmovdqa %ymm0, (%rdi)
+       vmovdqa %ymm0, 0x20(%rdi)
+       vmovdqa %ymm0, 0x40(%rdi)
+       vmovdqa %ymm0, 0x60(%rdi)
+       sub     $-0x80, %rdi
+       add     $-0x80, %ecx
+       jb      L(gobble_128_loop)
+       mov     %rsi, %rax
+       vmovdqu %ymm0, -0x80(%rsi)
+       vmovdqu %ymm0, -0x60(%rsi)
+       vmovdqu %ymm0, -0x40(%rsi)
+       vmovdqu %ymm0, -0x20(%rsi)
+       sub     %rdx, %rax
+       vzeroupper
+       ret
+
+       .p2align 4
+L(gobble_data):
+       sub     $-0x80, %rcx
+       vmovd   %xmm0, %eax
+       rep     stosb
+       mov     %rsi, %rax
+       sub     %rdx, %rax
+       vzeroupper
+       ret
+
+END (MEMSET)
+#endif
diff --git a/sysdeps/x86_64/multiarch/memset.S b/sysdeps/x86_64/multiarch/memset.S
new file mode 100644 (file)
index 0000000..3113d1c
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,59 @@
+/* Multiple versions of memset
+   All versions must be listed in ifunc-impl-list.c.
+   Copyright (C) 2014 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
+   <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
+
+#include <sysdep.h>
+#include <shlib-compat.h>
+#include <init-arch.h>
+
+/* Define multiple versions only for the definition in lib.  */
+#ifndef NOT_IN_libc
+ENTRY(memset)
+       .type   memset, @gnu_indirect_function
+       cmpl    $0, __cpu_features+KIND_OFFSET(%rip)
+       jne     1f
+       call    __init_cpu_features
+1:     leaq    __memset_sse2(%rip), %rax
+       testl   $bit_AVX2_Usable, __cpu_features+FEATURE_OFFSET+index_AVX2_Usable(%rip)
+       jz      2f
+       leaq    __memset_avx2(%rip), %rax
+2:     ret
+END(memset)
+#endif
+
+#if !defined NOT_IN_libc
+# undef memset
+# define memset __memset_sse2
+
+# undef __memset_chk
+# define __memset_chk __memset_chk_sse2
+
+# ifdef SHARED
+#  undef libc_hidden_builtin_def
+/* It doesn't make sense to send libc-internal memset calls through a PLT.
+   The speedup we get from using GPR instruction is likely eaten away
+   by the indirect call in the PLT.  */
+#  define libc_hidden_builtin_def(name) \
+       .globl __GI_memset; __GI_memset = __memset_sse2
+# endif
+
+# undef strong_alias
+# define strong_alias(original, alias)
+#endif
+
+#include "../memset.S"
diff --git a/sysdeps/x86_64/multiarch/memset_chk.S b/sysdeps/x86_64/multiarch/memset_chk.S
new file mode 100644 (file)
index 0000000..2182780
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,44 @@
+/* Multiple versions of memset_chk
+   All versions must be listed in ifunc-impl-list.c.
+   Copyright (C) 2014 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
+   <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
+
+#include <sysdep.h>
+#include <init-arch.h>
+
+/* Define multiple versions only for the definition in lib.  */
+#ifndef NOT_IN_libc
+# ifdef SHARED
+ENTRY(__memset_chk)
+       .type   __memset_chk, @gnu_indirect_function
+       cmpl    $0, __cpu_features+KIND_OFFSET(%rip)
+       jne     1f
+       call    __init_cpu_features
+1:     leaq    __memset_chk_sse2(%rip), %rax
+       testl   $bit_AVX2_Usable, __cpu_features+FEATURE_OFFSET+index_AVX2_Usable(%rip)
+       jz      2f
+       leaq    __memset_chk_avx2(%rip), %rax
+2:     ret
+END(__memset_chk)
+
+strong_alias (__memset_chk, __memset_zero_constant_len_parameter)
+       .section .gnu.warning.__memset_zero_constant_len_parameter
+       .string "memset used with constant zero length parameter; this could be due to transposed parameters"
+# else
+#  include "../memset_chk.S"
+# endif
+#endif
diff --git a/sysdeps/x86_64/multiarch/rtld-memset.S b/sysdeps/x86_64/multiarch/rtld-memset.S
new file mode 100644 (file)
index 0000000..8092aa0
--- /dev/null
@@ -0,0 +1 @@
+#include "../rtld-memset.S"