]> git.ipfire.org Git - thirdparty/glibc.git/commitdiff
aarch64: MTE compatible strchrnul
authorAndrea Corallo <andrea.corallo@arm.com>
Fri, 5 Jun 2020 15:18:49 +0000 (17:18 +0200)
committerSzabolcs Nagy <szabolcs.nagy@arm.com>
Tue, 9 Jun 2020 08:20:27 +0000 (09:20 +0100)
Introduce an Arm MTE compatible strchrnul implementation.

The existing implementation assumes that any access to the pages in
which the string resides is safe.  This assumption is not true when
MTE is enabled.  This patch updates the algorithm to ensure that
accesses remain within the bounds of an MTE tag (16-byte chunks) and
improves overall performance.

Benchmarked on Cortex-A72, Cortex-A53, Neoverse N1.

Co-authored-by: Wilco Dijkstra <wilco.dijkstra@arm.com>
sysdeps/aarch64/strchrnul.S

index a65be6cba83aa1c2124e8db4732e5938064ea653..1ae4598f82126b24eb918012768917ac35002432 100644 (file)
 
 /* Assumptions:
  *
- * ARMv8-a, AArch64
- * Neon Available.
+ * ARMv8-a, AArch64, Advanced SIMD.
+ * MTE compatible.
  */
 
-/* Arguments and results.  */
 #define srcin          x0
 #define chrin          w1
-
 #define result         x0
 
-/* Locals and temporaries.  */
-
 #define src            x2
-#define tmp1           x3
-#define wtmp2          w4
-#define tmp3           x5
+#define tmp1           x1
+#define tmp2           x3
+#define tmp2w          w3
 
 #define vrepchr                v0
-#define vdata1         v1
-#define vdata2         v2
-#define vhas_nul1      v3
-#define vhas_nul2      v4
-#define vhas_chr1      v5
-#define vhas_chr2      v6
-#define vrepmask       v7
-#define vend1          v16
-
-/* Core algorithm.
-
-   For each 32-byte hunk we calculate a 64-bit syndrome value, with
-   two bits per byte (LSB is always in bits 0 and 1, for both big
-   and little-endian systems).  For each tuple, bit 0 is set iff
-   the relevant byte matched the requested character or nul.  Since the
-   bits in the syndrome reflect exactly the order in which things occur
-   in the original string a count_trailing_zeros() operation will
-   identify exactly which byte is causing the termination.  */
+#define vdata          v1
+#define qdata          q1
+#define vhas_nul       v2
+#define vhas_chr       v3
+#define vrepmask       v4
+#define vend           v5
+#define dend           d5
+
+/* Core algorithm:
+
+   For each 16-byte chunk we calculate a 64-bit syndrome value with four bits
+   per byte. For even bytes, bits 0-3 are set if the relevant byte matched the
+   requested character or the byte is NUL. Bits 4-7 must be zero. Bits 4-7 are
+   set likewise for odd bytes so that adjacent bytes can be merged. Since the
+   bits in the syndrome reflect the order in which things occur in the original
+   string, counting trailing zeros identifies exactly which byte matched.  */
 
 ENTRY (__strchrnul)
        DELOUSE (0)
-       /* Magic constant 0x40100401 to allow us to identify which lane
-          matches the termination condition.  */
-       mov     wtmp2, #0x0401
-       movk    wtmp2, #0x4010, lsl #16
+       bic     src, srcin, 15
        dup     vrepchr.16b, chrin
-       bic     src, srcin, #31         /* Work with aligned 32-byte hunks.  */
-       dup     vrepmask.4s, wtmp2
-       ands    tmp1, srcin, #31
-       b.eq    L(loop)
-
-       /* Input string is not 32-byte aligned.  Rather than forcing
-          the padding bytes to a safe value, we calculate the syndrome
-          for all the bytes, but then mask off those bits of the
-          syndrome that are related to the padding.  */
-       ld1     {vdata1.16b, vdata2.16b}, [src], #32
-       neg     tmp1, tmp1
-       cmeq    vhas_nul1.16b, vdata1.16b, #0
-       cmeq    vhas_chr1.16b, vdata1.16b, vrepchr.16b
-       cmeq    vhas_nul2.16b, vdata2.16b, #0
-       cmeq    vhas_chr2.16b, vdata2.16b, vrepchr.16b
-       orr     vhas_chr1.16b, vhas_chr1.16b, vhas_nul1.16b
-       orr     vhas_chr2.16b, vhas_chr2.16b, vhas_nul2.16b
-       and     vhas_chr1.16b, vhas_chr1.16b, vrepmask.16b
-       and     vhas_chr2.16b, vhas_chr2.16b, vrepmask.16b
-       lsl     tmp1, tmp1, #1
-       addp    vend1.16b, vhas_chr1.16b, vhas_chr2.16b // 256->128
-       mov     tmp3, #~0
-       addp    vend1.16b, vend1.16b, vend1.16b         // 128->64
-       lsr     tmp1, tmp3, tmp1
-
-       mov     tmp3, vend1.2d[0]
-       bic     tmp1, tmp3, tmp1        // Mask padding bits.
-       cbnz    tmp1, L(tail)
+       ld1     {vdata.16b}, [src]
+       mov     tmp2w, 0xf00f
+       dup     vrepmask.8h, tmp2w
+       cmeq    vhas_chr.16b, vdata.16b, vrepchr.16b
+       cmhs    vhas_chr.16b, vhas_chr.16b, vdata.16b
+       lsl     tmp2, srcin, 2
+       and     vhas_chr.16b, vhas_chr.16b, vrepmask.16b
+       addp    vend.16b, vhas_chr.16b, vhas_chr.16b            /* 128->64 */
+       fmov    tmp1, dend
+       lsr     tmp1, tmp1, tmp2        /* Mask padding bits.  */
+       cbz     tmp1, L(loop)
 
+       rbit    tmp1, tmp1
+       clz     tmp1, tmp1
+       add     result, srcin, tmp1, lsr 2
+       ret
+
+       .p2align 4
 L(loop):
-       ld1     {vdata1.16b, vdata2.16b}, [src], #32
-       cmeq    vhas_nul1.16b, vdata1.16b, #0
-       cmeq    vhas_chr1.16b, vdata1.16b, vrepchr.16b
-       cmeq    vhas_nul2.16b, vdata2.16b, #0
-       cmeq    vhas_chr2.16b, vdata2.16b, vrepchr.16b
-       /* Use a fast check for the termination condition.  */
-       orr     vhas_chr1.16b, vhas_nul1.16b, vhas_chr1.16b
-       orr     vhas_chr2.16b, vhas_nul2.16b, vhas_chr2.16b
-       orr     vend1.16b, vhas_chr1.16b, vhas_chr2.16b
-       addp    vend1.2d, vend1.2d, vend1.2d
-       mov     tmp1, vend1.2d[0]
+       ldr     qdata, [src, 16]!
+       cmeq    vhas_chr.16b, vdata.16b, vrepchr.16b
+       cmhs    vhas_chr.16b, vhas_chr.16b, vdata.16b
+       umaxp   vend.16b, vhas_chr.16b, vhas_chr.16b
+       fmov    tmp1, dend
        cbz     tmp1, L(loop)
 
-       /* Termination condition found.  Now need to establish exactly why
-          we terminated.  */
-       and     vhas_chr1.16b, vhas_chr1.16b, vrepmask.16b
-       and     vhas_chr2.16b, vhas_chr2.16b, vrepmask.16b
-       addp    vend1.16b, vhas_chr1.16b, vhas_chr2.16b         // 256->128
-       addp    vend1.16b, vend1.16b, vend1.16b         // 128->64
-
-       mov     tmp1, vend1.2d[0]
-L(tail):
-       /* Count the trailing zeros, by bit reversing...  */
+       and     vhas_chr.16b, vhas_chr.16b, vrepmask.16b
+       addp    vend.16b, vhas_chr.16b, vhas_chr.16b            /* 128->64 */
+       fmov    tmp1, dend
+#ifndef __AARCH64EB__
        rbit    tmp1, tmp1
-       /* Re-bias source.  */
-       sub     src, src, #32
-       clz     tmp1, tmp1      /* ... and counting the leading zeros.  */
-       /* tmp1 is twice the offset into the fragment.  */
-       add     result, src, tmp1, lsr #1
+#endif
+       clz     tmp1, tmp1
+       add     result, src, tmp1, lsr 2
        ret
 
 END(__strchrnul)