Check-in of baseline 2.6.34 tree
[linux-2.6.34-lpc32xx.git] / arch / alpha / lib / ev6-memchr.S
1 /*
2  * arch/alpha/lib/ev6-memchr.S
3  *
4  * 21264 version contributed by Rick Gorton <rick.gorton@alpha-processor.com>
5  *
6  * Finds characters in a memory area.  Optimized for the Alpha:
7  *
8  *    - memory accessed as aligned quadwords only
9  *    - uses cmpbge to compare 8 bytes in parallel
10  *    - does binary search to find 0 byte in last
11  *      quadword (HAKMEM needed 12 instructions to
12  *      do this instead of the 9 instructions that
13  *      binary search needs).
14  *
15  * For correctness consider that:
16  *
17  *    - only minimum number of quadwords may be accessed
18  *    - the third argument is an unsigned long
19  *
20  * Much of the information about 21264 scheduling/coding comes from:
21  *      Compiler Writer's Guide for the Alpha 21264
22  *      abbreviated as 'CWG' in other comments here
23  *      ftp.digital.com/pub/Digital/info/semiconductor/literature/dsc-library.html
24  * Scheduling notation:
25  *      E       - either cluster
26  *      U       - upper subcluster; U0 - subcluster U0; U1 - subcluster U1
27  *      L       - lower subcluster; L0 - subcluster L0; L1 - subcluster L1
28  * Try not to change the actual algorithm if possible for consistency.
29  */
30
31         .set noreorder
32         .set noat
33
34         .align  4
35         .globl memchr
36         .ent memchr
37 memchr:
38         .frame $30,0,$26,0
39         .prologue 0
40
41         # Hack -- if someone passes in (size_t)-1, hoping to just
42         # search til the end of the address space, we will overflow
43         # below when we find the address of the last byte.  Given
44         # that we will never have a 56-bit address space, cropping
45         # the length is the easiest way to avoid trouble.
46         zap     $18, 0x80, $5   # U : Bound length
47         beq     $18, $not_found # U :
48         ldq_u   $1, 0($16)      # L : load first quadword Latency=3
49         and     $17, 0xff, $17  # E : L L U U : 00000000000000ch
50
51         insbl   $17, 1, $2      # U : 000000000000ch00
52         cmpult  $18, 9, $4      # E : small (< 1 quad) string?
53         or      $2, $17, $17    # E : 000000000000chch
54         lda     $3, -1($31)     # E : U L L U
55
56         sll     $17, 16, $2     # U : 00000000chch0000
57         addq    $16, $5, $5     # E : Max search address
58         or      $2, $17, $17    # E : 00000000chchchch
59         sll     $17, 32, $2     # U : U L L U : chchchch00000000
60
61         or      $2, $17, $17    # E : chchchchchchchch
62         extql   $1, $16, $7     # U : $7 is upper bits
63         beq     $4, $first_quad # U :
64         ldq_u   $6, -1($5)      # L : L U U L : eight or less bytes to search Latency=3
65
66         extqh   $6, $16, $6     # U : 2 cycle stall for $6
67         mov     $16, $0         # E :
68         nop                     # E :
69         or      $7, $6, $1      # E : L U L U $1 = quadword starting at $16
70
71         # Deal with the case where at most 8 bytes remain to be searched
72         # in $1.  E.g.:
73         #       $18 = 6
74         #       $1 = ????c6c5c4c3c2c1
75 $last_quad:
76         negq    $18, $6         # E :
77         xor     $17, $1, $1     # E :
78         srl     $3, $6, $6      # U : $6 = mask of $18 bits set
79         cmpbge  $31, $1, $2     # E : L U L U
80
81         nop
82         nop
83         and     $2, $6, $2      # E :
84         beq     $2, $not_found  # U : U L U L
85
86 $found_it:
87 #ifdef CONFIG_ALPHA_EV67
88         /*
89          * Since we are guaranteed to have set one of the bits, we don't
90          * have to worry about coming back with a 0x40 out of cttz...
91          */
92         cttz    $2, $3          # U0 :
93         addq    $0, $3, $0      # E : All done
94         nop                     # E :
95         ret                     # L0 : L U L U
96 #else
97         /*
98          * Slow and clunky.  It can probably be improved.
99          * An exercise left for others.
100          */
101         negq    $2, $3          # E :
102         and     $2, $3, $2      # E :
103         and     $2, 0x0f, $1    # E :
104         addq    $0, 4, $3       # E :
105
106         cmoveq  $1, $3, $0      # E : Latency 2, extra map cycle
107         nop                     # E : keep with cmov
108         and     $2, 0x33, $1    # E :
109         addq    $0, 2, $3       # E : U L U L : 2 cycle stall on $0
110
111         cmoveq  $1, $3, $0      # E : Latency 2, extra map cycle
112         nop                     # E : keep with cmov
113         and     $2, 0x55, $1    # E :
114         addq    $0, 1, $3       # E : U L U L : 2 cycle stall on $0
115
116         cmoveq  $1, $3, $0      # E : Latency 2, extra map cycle
117         nop
118         nop
119         ret                     # L0 : L U L U
120 #endif
121
122         # Deal with the case where $18 > 8 bytes remain to be
123         # searched.  $16 may not be aligned.
124         .align 4
125 $first_quad:
126         andnot  $16, 0x7, $0    # E :
127         insqh   $3, $16, $2     # U : $2 = 0000ffffffffffff ($16<0:2> ff)
128         xor     $1, $17, $1     # E :
129         or      $1, $2, $1      # E : U L U L $1 = ====ffffffffffff
130
131         cmpbge  $31, $1, $2     # E :
132         bne     $2, $found_it   # U :
133         # At least one byte left to process.
134         ldq     $1, 8($0)       # L :
135         subq    $5, 1, $18      # E : U L U L
136
137         addq    $0, 8, $0       # E :
138         # Make $18 point to last quad to be accessed (the
139         # last quad may or may not be partial).
140         andnot  $18, 0x7, $18   # E :
141         cmpult  $0, $18, $2     # E :
142         beq     $2, $final      # U : U L U L
143
144         # At least two quads remain to be accessed.
145
146         subq    $18, $0, $4     # E : $4 <- nr quads to be processed
147         and     $4, 8, $4       # E : odd number of quads?
148         bne     $4, $odd_quad_count # U :
149         # At least three quads remain to be accessed
150         mov     $1, $4          # E : L U L U : move prefetched value to correct reg
151
152         .align  4
153 $unrolled_loop:
154         ldq     $1, 8($0)       # L : prefetch $1
155         xor     $17, $4, $2     # E :
156         cmpbge  $31, $2, $2     # E :
157         bne     $2, $found_it   # U : U L U L
158
159         addq    $0, 8, $0       # E :
160         nop                     # E :
161         nop                     # E :
162         nop                     # E :
163
164 $odd_quad_count:
165         xor     $17, $1, $2     # E :
166         ldq     $4, 8($0)       # L : prefetch $4
167         cmpbge  $31, $2, $2     # E :
168         addq    $0, 8, $6       # E :
169
170         bne     $2, $found_it   # U :
171         cmpult  $6, $18, $6     # E :
172         addq    $0, 8, $0       # E :
173         nop                     # E :
174
175         bne     $6, $unrolled_loop # U :
176         mov     $4, $1          # E : move prefetched value into $1
177         nop                     # E :
178         nop                     # E :
179
180 $final: subq    $5, $0, $18     # E : $18 <- number of bytes left to do
181         nop                     # E :
182         nop                     # E :
183         bne     $18, $last_quad # U :
184
185 $not_found:
186         mov     $31, $0         # E :
187         nop                     # E :
188         nop                     # E :
189         ret                     # L0 :
190
191         .end memchr