arm64: lib: Implement optimized string length routines
authorzhichang.yuan <zhichang.yuan@linaro.org>
Mon, 28 Apr 2014 05:11:34 +0000 (13:11 +0800)
committerCatalin Marinas <catalin.marinas@arm.com>
Fri, 23 May 2014 14:17:12 +0000 (15:17 +0100)
This patch, based on Linaro's Cortex Strings library, adds
an assembly optimized strlen() and strnlen() functions.

Signed-off-by: Zhichang Yuan <zhichang.yuan@linaro.org>
Signed-off-by: Deepak Saxena <dsaxena@linaro.org>
Signed-off-by: Catalin Marinas <catalin.marinas@arm.com>
arch/arm64/include/asm/string.h
arch/arm64/kernel/arm64ksyms.c
arch/arm64/lib/Makefile
arch/arm64/lib/strlen.S [new file with mode: 0644]
arch/arm64/lib/strnlen.S [new file with mode: 0644]

index 6133f4970027f81d785d55355e55cec1e5e490ba..64d2d4884a9db1e663b1d025eca2a8db3bbdcce4 100644 (file)
@@ -28,6 +28,12 @@ extern int strcmp(const char *, const char *);
 #define __HAVE_ARCH_STRNCMP
 extern int strncmp(const char *, const char *, __kernel_size_t);
 
+#define __HAVE_ARCH_STRLEN
+extern __kernel_size_t strlen(const char *);
+
+#define __HAVE_ARCH_STRNLEN
+extern __kernel_size_t strnlen(const char *, __kernel_size_t);
+
 #define __HAVE_ARCH_MEMCPY
 extern void *memcpy(void *, const void *, __kernel_size_t);
 
index 2784a79dbdd9bb0dd3d56ffcc088642ea584d829..1edc792b4a1f2f567f52f31c3708328a74668ca5 100644 (file)
@@ -46,6 +46,8 @@ EXPORT_SYMBOL(strchr);
 EXPORT_SYMBOL(strrchr);
 EXPORT_SYMBOL(strcmp);
 EXPORT_SYMBOL(strncmp);
+EXPORT_SYMBOL(strlen);
+EXPORT_SYMBOL(strnlen);
 EXPORT_SYMBOL(memset);
 EXPORT_SYMBOL(memcpy);
 EXPORT_SYMBOL(memmove);
index aaaf6180c558120e5c07c69a84be7c4a6b2b870b..d98d3e39879eb91789ad174305492fc865a38f93 100644 (file)
@@ -1,4 +1,5 @@
 lib-y          := bitops.o clear_user.o delay.o copy_from_user.o       \
                   copy_to_user.o copy_in_user.o copy_page.o            \
                   clear_page.o memchr.o memcpy.o memmove.o memset.o    \
-                  memcmp.o strcmp.o strncmp.o strchr.o strrchr.o
+                  memcmp.o strcmp.o strncmp.o strlen.o strnlen.o       \
+                  strchr.o strrchr.o
diff --git a/arch/arm64/lib/strlen.S b/arch/arm64/lib/strlen.S
new file mode 100644 (file)
index 0000000..987b68b
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,126 @@
+/*
+ * Copyright (C) 2013 ARM Ltd.
+ * Copyright (C) 2013 Linaro.
+ *
+ * This code is based on glibc cortex strings work originally authored by Linaro
+ * and re-licensed under GPLv2 for the Linux kernel. The original code can
+ * be found @
+ *
+ * http://bazaar.launchpad.net/~linaro-toolchain-dev/cortex-strings/trunk/
+ * files/head:/src/aarch64/
+ *
+ * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
+ * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
+ * published by the Free Software Foundation.
+ *
+ * This program 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 General Public License for more details.
+ *
+ * You should have received a copy of the GNU General Public License
+ * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
+ */
+
+#include <linux/linkage.h>
+#include <asm/assembler.h>
+
+/*
+ * calculate the length of a string
+ *
+ * Parameters:
+ *     x0 - const string pointer
+ * Returns:
+ *     x0 - the return length of specific string
+ */
+
+/* Arguments and results.  */
+srcin          .req    x0
+len            .req    x0
+
+/* Locals and temporaries.  */
+src            .req    x1
+data1          .req    x2
+data2          .req    x3
+data2a         .req    x4
+has_nul1       .req    x5
+has_nul2       .req    x6
+tmp1           .req    x7
+tmp2           .req    x8
+tmp3           .req    x9
+tmp4           .req    x10
+zeroones       .req    x11
+pos            .req    x12
+
+#define REP8_01 0x0101010101010101
+#define REP8_7f 0x7f7f7f7f7f7f7f7f
+#define REP8_80 0x8080808080808080
+
+ENTRY(strlen)
+       mov     zeroones, #REP8_01
+       bic     src, srcin, #15
+       ands    tmp1, srcin, #15
+       b.ne    .Lmisaligned
+       /*
+       * NUL detection works on the principle that (X - 1) & (~X) & 0x80
+       * (=> (X - 1) & ~(X | 0x7f)) is non-zero iff a byte is zero, and
+       * can be done in parallel across the entire word.
+       */
+       /*
+       * The inner loop deals with two Dwords at a time. This has a
+       * slightly higher start-up cost, but we should win quite quickly,
+       * especially on cores with a high number of issue slots per
+       * cycle, as we get much better parallelism out of the operations.
+       */
+.Lloop:
+       ldp     data1, data2, [src], #16
+.Lrealigned:
+       sub     tmp1, data1, zeroones
+       orr     tmp2, data1, #REP8_7f
+       sub     tmp3, data2, zeroones
+       orr     tmp4, data2, #REP8_7f
+       bic     has_nul1, tmp1, tmp2
+       bics    has_nul2, tmp3, tmp4
+       ccmp    has_nul1, #0, #0, eq    /* NZCV = 0000  */
+       b.eq    .Lloop
+
+       sub     len, src, srcin
+       cbz     has_nul1, .Lnul_in_data2
+CPU_BE(        mov     data2, data1 )  /*prepare data to re-calculate the syndrome*/
+       sub     len, len, #8
+       mov     has_nul2, has_nul1
+.Lnul_in_data2:
+       /*
+       * For big-endian, carry propagation (if the final byte in the
+       * string is 0x01) means we cannot use has_nul directly.  The
+       * easiest way to get the correct byte is to byte-swap the data
+       * and calculate the syndrome a second time.
+       */
+CPU_BE( rev    data2, data2 )
+CPU_BE( sub    tmp1, data2, zeroones )
+CPU_BE( orr    tmp2, data2, #REP8_7f )
+CPU_BE( bic    has_nul2, tmp1, tmp2 )
+
+       sub     len, len, #8
+       rev     has_nul2, has_nul2
+       clz     pos, has_nul2
+       add     len, len, pos, lsr #3           /* Bits to bytes.  */
+       ret
+
+.Lmisaligned:
+       cmp     tmp1, #8
+       neg     tmp1, tmp1
+       ldp     data1, data2, [src], #16
+       lsl     tmp1, tmp1, #3          /* Bytes beyond alignment -> bits.  */
+       mov     tmp2, #~0
+       /* Big-endian.  Early bytes are at MSB.  */
+CPU_BE( lsl    tmp2, tmp2, tmp1 )      /* Shift (tmp1 & 63).  */
+       /* Little-endian.  Early bytes are at LSB.  */
+CPU_LE( lsr    tmp2, tmp2, tmp1 )      /* Shift (tmp1 & 63).  */
+
+       orr     data1, data1, tmp2
+       orr     data2a, data2, tmp2
+       csinv   data1, data1, xzr, le
+       csel    data2, data2, data2a, le
+       b       .Lrealigned
+ENDPROC(strlen)
diff --git a/arch/arm64/lib/strnlen.S b/arch/arm64/lib/strnlen.S
new file mode 100644 (file)
index 0000000..2ca6657
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,171 @@
+/*
+ * Copyright (C) 2013 ARM Ltd.
+ * Copyright (C) 2013 Linaro.
+ *
+ * This code is based on glibc cortex strings work originally authored by Linaro
+ * and re-licensed under GPLv2 for the Linux kernel. The original code can
+ * be found @
+ *
+ * http://bazaar.launchpad.net/~linaro-toolchain-dev/cortex-strings/trunk/
+ * files/head:/src/aarch64/
+ *
+ * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
+ * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
+ * published by the Free Software Foundation.
+ *
+ * This program 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 General Public License for more details.
+ *
+ * You should have received a copy of the GNU General Public License
+ * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
+ */
+
+#include <linux/linkage.h>
+#include <asm/assembler.h>
+
+/*
+ * determine the length of a fixed-size string
+ *
+ * Parameters:
+ *     x0 - const string pointer
+ *     x1 - maximal string length
+ * Returns:
+ *     x0 - the return length of specific string
+ */
+
+/* Arguments and results.  */
+srcin          .req    x0
+len            .req    x0
+limit          .req    x1
+
+/* Locals and temporaries.  */
+src            .req    x2
+data1          .req    x3
+data2          .req    x4
+data2a         .req    x5
+has_nul1       .req    x6
+has_nul2       .req    x7
+tmp1           .req    x8
+tmp2           .req    x9
+tmp3           .req    x10
+tmp4           .req    x11
+zeroones       .req    x12
+pos            .req    x13
+limit_wd       .req    x14
+
+#define REP8_01 0x0101010101010101
+#define REP8_7f 0x7f7f7f7f7f7f7f7f
+#define REP8_80 0x8080808080808080
+
+ENTRY(strnlen)
+       cbz     limit, .Lhit_limit
+       mov     zeroones, #REP8_01
+       bic     src, srcin, #15
+       ands    tmp1, srcin, #15
+       b.ne    .Lmisaligned
+       /* Calculate the number of full and partial words -1.  */
+       sub     limit_wd, limit, #1 /* Limit != 0, so no underflow.  */
+       lsr     limit_wd, limit_wd, #4  /* Convert to Qwords.  */
+
+       /*
+       * NUL detection works on the principle that (X - 1) & (~X) & 0x80
+       * (=> (X - 1) & ~(X | 0x7f)) is non-zero iff a byte is zero, and
+       * can be done in parallel across the entire word.
+       */
+       /*
+       * The inner loop deals with two Dwords at a time.  This has a
+       * slightly higher start-up cost, but we should win quite quickly,
+       * especially on cores with a high number of issue slots per
+       * cycle, as we get much better parallelism out of the operations.
+       */
+.Lloop:
+       ldp     data1, data2, [src], #16
+.Lrealigned:
+       sub     tmp1, data1, zeroones
+       orr     tmp2, data1, #REP8_7f
+       sub     tmp3, data2, zeroones
+       orr     tmp4, data2, #REP8_7f
+       bic     has_nul1, tmp1, tmp2
+       bic     has_nul2, tmp3, tmp4
+       subs    limit_wd, limit_wd, #1
+       orr     tmp1, has_nul1, has_nul2
+       ccmp    tmp1, #0, #0, pl    /* NZCV = 0000  */
+       b.eq    .Lloop
+
+       cbz     tmp1, .Lhit_limit   /* No null in final Qword.  */
+
+       /*
+       * We know there's a null in the final Qword. The easiest thing
+       * to do now is work out the length of the string and return
+       * MIN (len, limit).
+       */
+       sub     len, src, srcin
+       cbz     has_nul1, .Lnul_in_data2
+CPU_BE( mov    data2, data1 )  /*perpare data to re-calculate the syndrome*/
+
+       sub     len, len, #8
+       mov     has_nul2, has_nul1
+.Lnul_in_data2:
+       /*
+       * For big-endian, carry propagation (if the final byte in the
+       * string is 0x01) means we cannot use has_nul directly.  The
+       * easiest way to get the correct byte is to byte-swap the data
+       * and calculate the syndrome a second time.
+       */
+CPU_BE( rev    data2, data2 )
+CPU_BE( sub    tmp1, data2, zeroones )
+CPU_BE( orr    tmp2, data2, #REP8_7f )
+CPU_BE( bic    has_nul2, tmp1, tmp2 )
+
+       sub     len, len, #8
+       rev     has_nul2, has_nul2
+       clz     pos, has_nul2
+       add     len, len, pos, lsr #3       /* Bits to bytes.  */
+       cmp     len, limit
+       csel    len, len, limit, ls     /* Return the lower value.  */
+       ret
+
+.Lmisaligned:
+       /*
+       * Deal with a partial first word.
+       * We're doing two things in parallel here;
+       * 1) Calculate the number of words (but avoiding overflow if
+       * limit is near ULONG_MAX) - to do this we need to work out
+       * limit + tmp1 - 1 as a 65-bit value before shifting it;
+       * 2) Load and mask the initial data words - we force the bytes
+       * before the ones we are interested in to 0xff - this ensures
+       * early bytes will not hit any zero detection.
+       */
+       ldp     data1, data2, [src], #16
+
+       sub     limit_wd, limit, #1
+       and     tmp3, limit_wd, #15
+       lsr     limit_wd, limit_wd, #4
+
+       add     tmp3, tmp3, tmp1
+       add     limit_wd, limit_wd, tmp3, lsr #4
+
+       neg     tmp4, tmp1
+       lsl     tmp4, tmp4, #3  /* Bytes beyond alignment -> bits.  */
+
+       mov     tmp2, #~0
+       /* Big-endian.  Early bytes are at MSB.  */
+CPU_BE( lsl    tmp2, tmp2, tmp4 )      /* Shift (tmp1 & 63).  */
+       /* Little-endian.  Early bytes are at LSB.  */
+CPU_LE( lsr    tmp2, tmp2, tmp4 )      /* Shift (tmp1 & 63).  */
+
+       cmp     tmp1, #8
+
+       orr     data1, data1, tmp2
+       orr     data2a, data2, tmp2
+
+       csinv   data1, data1, xzr, le
+       csel    data2, data2, data2a, le
+       b       .Lrealigned
+
+.Lhit_limit:
+       mov     len, limit
+       ret
+ENDPROC(strnlen)