]> sourceware.org Git - glibc.git/commitdiff
aarch64: MTE compatible memchr
authorAlex Butler <Alex.Butler@arm.com>
Tue, 9 Jun 2020 16:06:03 +0000 (16:06 +0000)
committerSzabolcs Nagy <szabolcs.nagy@arm.com>
Tue, 23 Jun 2020 16:55:39 +0000 (17:55 +0100)
Add support for MTE to memchr. Regression tested with xcheck and benchmarked
with glibc's benchtests on the Cortex-A53, Cortex-A72, and Neoverse N1.

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.

Co-authored-by: Gabor Kertesz <gabor.kertesz@arm.com>
sysdeps/aarch64/memchr.S

index 85c65cbfca8102a0a7deac495fb6f80afd3f9c78..23f30f61b2294ada713cb4113f6d6b942fb3ec55 100644 (file)
@@ -22,8 +22,8 @@
 
 /* Assumptions:
  *
- * ARMv8-a, AArch64
- * Neon Available.
+ * ARMv8-a, AArch64, Advanced SIMD.
+ * MTE compatible.
  */
 
 #ifndef MEMCHR
 #define srcin          x0
 #define chrin          w1
 #define cntin          x2
-
 #define result         x0
 
 #define src            x3
-#define        tmp             x4
-#define wtmp2          w5
-#define synd           x6
-#define soff           x9
-#define cntrem         x10
+#define cntrem         x4
+#define synd           x5
+#define shift          x6
+#define        tmp             x7
+#define wtmp           w7
 
 #define vrepchr                v0
-#define vdata1         v1
-#define vdata2         v2
-#define vhas_chr1      v3
-#define vhas_chr2      v4
-#define vrepmask       v5
-#define vend           v6
+#define qdata          q1
+#define vdata          v1
+#define vhas_chr       v2
+#define vrepmask       v3
+#define vend           v4
+#define dend           d4
 
 /*
- * Core algorithm:
- *
- * For each 32-byte chunk we calculate a 64-bit syndrome value, with two bits
- * per byte. For each tuple, bit 0 is set if the relevant byte matched the
- * requested character and bit 1 is not used (faster than using a 32bit
- * syndrome). Since the bits in the syndrome reflect exactly the order in which
- * things occur in the original string, counting trailing zeros allows to
- * identify exactly which byte has matched.
- */
+   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 (MEMCHR)
-       /* Do not dereference srcin if no bytes to compare.  */
-       cbz     cntin, L(zero_length)
-       /*
-        * Magic constant 0x40100401 allows us to identify which lane matches
-        * the requested byte.
-        */
-       mov     wtmp2, #0x0401
-       movk    wtmp2, #0x4010, lsl #16
+       DELOUSE (0)
+       DELOUSE (2)
+       bic     src, srcin, 15
+       cbz     cntin, L(nomatch)
+       ld1     {vdata.16b}, [src]
        dup     vrepchr.16b, chrin
-       /* Work with aligned 32-byte chunks */
-       bic     src, srcin, #31
-       dup     vrepmask.4s, wtmp2
-       ands    soff, srcin, #31
-       and     cntrem, cntin, #31
-       b.eq    L(loop)
-
-       /*
-        * Input string is not 32-byte aligned. We calculate the syndrome
-        * value for the aligned 32 bytes block containing the first bytes
-        * and mask the irrelevant part.
-        */
-
-       ld1     {vdata1.16b, vdata2.16b}, [src], #32
-       sub     tmp, soff, #32
-       adds    cntin, cntin, tmp
-       cmeq    vhas_chr1.16b, vdata1.16b, vrepchr.16b
-       cmeq    vhas_chr2.16b, vdata2.16b, vrepchr.16b
-       and     vhas_chr1.16b, vhas_chr1.16b, vrepmask.16b
-       and     vhas_chr2.16b, vhas_chr2.16b, vrepmask.16b
-       addp    vend.16b, vhas_chr1.16b, vhas_chr2.16b          /* 256->128 */
-       addp    vend.16b, vend.16b, vend.16b                    /* 128->64 */
-       mov     synd, vend.2d[0]
-       /* Clear the soff*2 lower bits */
-       lsl     tmp, soff, #1
-       lsr     synd, synd, tmp
-       lsl     synd, synd, tmp
-       /* The first block can also be the last */
-       b.ls    L(masklast)
-       /* Have we found something already? */
-       cbnz    synd, L(tail)
-
-L(loop):
-       ld1     {vdata1.16b, vdata2.16b}, [src], #32
-       subs    cntin, cntin, #32
-       cmeq    vhas_chr1.16b, vdata1.16b, vrepchr.16b
-       cmeq    vhas_chr2.16b, vdata2.16b, vrepchr.16b
-       /* If we're out of data we finish regardless of the result */
-       b.ls    L(end)
-       /* Use a fast check for the termination condition */
-       orr     vend.16b, vhas_chr1.16b, vhas_chr2.16b
-       addp    vend.2d, vend.2d, vend.2d
-       mov     synd, vend.2d[0]
-       /* We're not out of data, loop if we haven't found the character */
-       cbz     synd, L(loop)
+       mov     wtmp, 0xf00f
+       dup     vrepmask.8h, wtmp
+       cmeq    vhas_chr.16b, vdata.16b, vrepchr.16b
+       lsl     shift, srcin, 2
+       and     vhas_chr.16b, vhas_chr.16b, vrepmask.16b
+       addp    vend.16b, vhas_chr.16b, vhas_chr.16b            /* 128->64 */
+       fmov    synd, dend
+       lsr     synd, synd, shift
+       cbz     synd, L(start_loop)
 
+       rbit    synd, synd
+       clz     synd, synd
+       add     result, srcin, synd, lsr 2
+       cmp     cntin, synd, lsr 2
+       csel    result, result, xzr, hi
+       ret
+
+L(start_loop):
+       sub     tmp, src, srcin
+       add     tmp, tmp, 16
+       subs    cntrem, cntin, tmp
+       b.ls    L(nomatch)
+
+       /* Make sure that it won't overread by a 16-byte chunk */
+       add     tmp, cntrem, 15
+       tbnz    tmp, 4, L(loop32_2)
+
+       .p2align 4
+L(loop32):
+       ldr     qdata, [src, 16]!
+       cmeq    vhas_chr.16b, vdata.16b, vrepchr.16b
+       umaxp   vend.16b, vhas_chr.16b, vhas_chr.16b            /* 128->64 */
+       fmov    synd, dend
+       cbnz    synd, L(end)
+
+L(loop32_2):
+       ldr     qdata, [src, 16]!
+       subs    cntrem, cntrem, 32
+       cmeq    vhas_chr.16b, vdata.16b, vrepchr.16b
+       b.ls    L(end)
+       umaxp   vend.16b, vhas_chr.16b, vhas_chr.16b            /* 128->64 */
+       fmov    synd, dend
+       cbz     synd, L(loop32)
 L(end):
-       /* Termination condition found, let's calculate the syndrome value */
-       and     vhas_chr1.16b, vhas_chr1.16b, vrepmask.16b
-       and     vhas_chr2.16b, vhas_chr2.16b, vrepmask.16b
-       addp    vend.16b, vhas_chr1.16b, vhas_chr2.16b          /* 256->128 */
-       addp    vend.16b, vend.16b, vend.16b                    /* 128->64 */
-       mov     synd, vend.2d[0]
-       /* Only do the clear for the last possible block */
-       b.hi    L(tail)
-
-L(masklast):
-       /* Clear the (32 - ((cntrem + soff) % 32)) * 2 upper bits */
-       add     tmp, cntrem, soff
-       and     tmp, tmp, #31
-       sub     tmp, tmp, #32
-       neg     tmp, tmp, lsl #1
-       lsl     synd, synd, tmp
-       lsr     synd, synd, tmp
-
-L(tail):
-       /* Count the trailing zeros using bit reversing */
+       and     vhas_chr.16b, vhas_chr.16b, vrepmask.16b
+       addp    vend.16b, vhas_chr.16b, vhas_chr.16b            /* 128->64 */
+       fmov    synd, dend
+       add     tmp, srcin, cntin
+       sub     cntrem, tmp, src
+#ifndef __AARCH64EB__
        rbit    synd, synd
-       /* Compensate the last post-increment */
-       sub     src, src, #32
-       /* Check that we have found a character */
-       cmp     synd, #0
-       /* And count the leading zeros */
+#endif
        clz     synd, synd
-       /* Compute the potential result */
-       add     result, src, synd, lsr #1
-       /* Select result or NULL */
-       csel    result, xzr, result, eq
+       cmp     cntrem, synd, lsr 2
+       add     result, src, synd, lsr 2
+       csel    result, result, xzr, hi
        ret
 
-L(zero_length):
-       mov     result, #0
+L(nomatch):
+       mov     result, 0
        ret
+
 END (MEMCHR)
 weak_alias (MEMCHR, memchr)
 libc_hidden_builtin_def (memchr)
This page took 0.048179 seconds and 5 git commands to generate.