sysdeps/ia64/memset.S

   1 /* Optimized version of the standard memset() function.
   2    This file is part of the GNU C Library.
   3    Copyright (C) 2000, 2001, 2002 Free Software Foundation, Inc.
   4    Contributed by Dan Pop for Itanium <Dan.Pop@cern.ch>.
   5    Rewritten for McKinley by Sverre Jarp, HP Labs/CERN <Sverre.Jarp@cern.ch>
   6
   7    The GNU C Library is free software; you can redistribute it and/or
   8    modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9    License as published by the Free Software Foundation; either
  10    version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11
  12    The GNU C Library is distributed in the hope that it will be useful,
  13    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15    Lesser General Public License for more details.
  16
  17    You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18    License along with the GNU C Library; if not, write to the Free
  19    Software Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA
  20    02111-1307 USA.  */
  21
  22 /* Return: dest
  23
  24    Inputs:
  25         in0:    dest
  26         in1:    value
  27         in2:    count
  28
  29    The algorithm is fairly straightforward: set byte by byte until we
  30    we get to a 16B-aligned address, then loop on 128 B chunks using an
  31    early store as prefetching, then loop on 32B chucks, then clear remaining
  32    words, finally clear remaining bytes.
  33    Since a stf.spill f0 can store 16B in one go, we use this instruction
  34    to get peak speed when value = 0.  */
  35
  36 #include <sysdep.h>
  37 #undef ret
  38
  39 #define dest            in0
  40 #define value           in1
  41 #define cnt             in2
  42
  43 #define tmp             r31
  44 #define save_lc         r30
  45 #define ptr0            r29
  46 #define ptr1            r28
  47 #define ptr2            r27
  48 #define ptr3            r26
  49 #define ptr9            r24
  50 #define loopcnt         r23
  51 #define linecnt         r22
  52 #define bytecnt         r21
  53
  54 #define fvalue          f6
  55
  56 // This routine uses only scratch predicate registers (p6 - p15)
  57 #define p_scr           p6                      // default register for same-cycle branches
  58 #define p_nz            p7
  59 #define p_zr            p8
  60 #define p_unalgn        p9
  61 #define p_y             p11
  62 #define p_n             p12
  63 #define p_yy            p13
  64 #define p_nn            p14
  65
  66 #define movi0           mov
  67
  68 #define MIN1            15
  69 #define MIN1P1HALF      8
  70 #define LINE_SIZE       128
  71 #define LSIZE_SH        7                       // shift amount
  72 #define PREF_AHEAD      8
  73
  74 #define USE_FLP
  75 #if defined(USE_INT)
  76 #define store           st8
  77 #define myval           value
  78 #elif defined(USE_FLP)
  79 #define store           stf8
  80 #define myval           fvalue
  81 #endif
  82
  83 .align  64
  84 ENTRY(memset)
  85 { .mmi
  86         .prologue
  87         alloc   tmp = ar.pfs, 3, 0, 0, 0
  88         lfetch.nt1 [dest]
  89         .save   ar.lc, save_lc
  90         movi0   save_lc = ar.lc
  91 } { .mmi
  92         .body
  93         mov     ret0 = dest             // return value
  94         cmp.ne  p_nz, p_zr = value, r0  // use stf.spill if value is zero
  95         cmp.eq  p_scr, p0 = cnt, r0
  96 ;; }
  97 { .mmi
  98         and     ptr2 = -(MIN1+1), dest  // aligned address
  99         and     tmp = MIN1, dest        // prepare to check for alignment
 100         tbit.nz p_y, p_n = dest, 0      // Do we have an odd address? (M_B_U)
 101 } { .mib
 102         mov     ptr1 = dest
 103         mux1    value = value, @brcst   // create 8 identical bytes in word
 104 (p_scr) br.ret.dpnt.many rp             // return immediately if count = 0
 105 ;; }
 106 { .mib
 107         cmp.ne  p_unalgn, p0 = tmp, r0
 108 } { .mib                                // NB: # of bytes to move is 1 higher
 109         sub     bytecnt = (MIN1+1), tmp //     than loopcnt
 110         cmp.gt  p_scr, p0 = 16, cnt             // is it a minimalistic task?
 111 (p_scr) br.cond.dptk.many .move_bytes_unaligned // go move just a few (M_B_U)
 112 ;; }
 113 { .mmi
 114 (p_unalgn) add  ptr1 = (MIN1+1), ptr2           // after alignment
 115 (p_unalgn) add  ptr2 = MIN1P1HALF, ptr2         // after alignment
 116 (p_unalgn) tbit.nz.unc p_y, p_n = bytecnt, 3    // should we do a st8 ?
 117 ;; }
 118 { .mib
 119 (p_y)   add     cnt = -8, cnt
 120 (p_unalgn) tbit.nz.unc p_yy, p_nn = bytecnt, 2  // should we do a st4 ?
 121 } { .mib
 122 (p_y)   st8     [ptr2] = value, -4
 123 (p_n)   add     ptr2 = 4, ptr2
 124 ;; }
 125 { .mib
 126 (p_yy)  add     cnt = -4, cnt
 127 (p_unalgn) tbit.nz.unc p_y, p_n = bytecnt, 1    // should we do a st2 ?
 128 } { .mib
 129 (p_yy)  st4     [ptr2] = value, -2
 130 (p_nn)  add     ptr2 = 2, ptr2
 131 ;; }
 132 { .mmi
 133         mov     tmp = LINE_SIZE+1               // for compare
 134 (p_y)   add     cnt = -2, cnt
 135 (p_unalgn) tbit.nz.unc p_yy, p_nn = bytecnt, 0  // should we do a st1 ?
 136 } { .mmi
 137         setf.sig fvalue=value                   // transfer value to FLP side
 138 (p_y)   st2     [ptr2] = value, -1
 139 (p_n)   add     ptr2 = 1, ptr2
 140 ;; }
 141
 142 { .mmi
 143 (p_yy)  st1     [ptr2] = value
 144         cmp.gt  p_scr, p0 = tmp, cnt            // is it a minimalistic task?
 145 } { .mbb
 146 (p_yy)  add     cnt = -1, cnt
 147 (p_scr) br.cond.dpnt.many .fraction_of_line     // go move just a few
 148 ;; }
 149
 150 { .mib
 151         nop.m 0
 152         shr.u   linecnt = cnt, LSIZE_SH
 153 (p_zr)  br.cond.dptk.many .l1b                  // Jump to use stf.spill
 154 ;; }
 155
 156         .align 32 // -------- //  L1A: store ahead into cache lines; fill later
 157 { .mmi
 158         and     tmp = -(LINE_SIZE), cnt         // compute end of range
 159         mov     ptr9 = ptr1                     // used for prefetching
 160         and     cnt = (LINE_SIZE-1), cnt        // remainder
 161 } { .mmi
 162         mov     loopcnt = PREF_AHEAD-1          // default prefetch loop
 163         cmp.gt  p_scr, p0 = PREF_AHEAD, linecnt // check against actual value
 164 ;; }
 165 { .mmi
 166 (p_scr) add     loopcnt = -1, linecnt           // start of stores
 167         add     ptr2 = 8, ptr1                  // (beyond prefetch stores)
 168         add     ptr1 = tmp, ptr1                // first address beyond total
 169 ;; }                                            // range
 170 { .mmi
 171         add     tmp = -1, linecnt               // next loop count
 172         movi0   ar.lc = loopcnt
 173 ;; }
 174 .pref_l1a:
 175 { .mib
 176         store [ptr9] = myval, 128       // Do stores one cache line apart
 177         nop.i   0
 178         br.cloop.dptk.few .pref_l1a
 179 ;; }
 180 { .mmi
 181         add     ptr0 = 16, ptr2         // Two stores in parallel
 182         movi0   ar.lc = tmp
 183 ;; }
 184 .l1ax:
 185  { .mmi
 186         store [ptr2] = myval, 8
 187         store [ptr0] = myval, 8
 188  ;; }
 189  { .mmi
 190         store [ptr2] = myval, 24
 191         store [ptr0] = myval, 24
 192  ;; }
 193  { .mmi
 194         store [ptr2] = myval, 8
 195         store [ptr0] = myval, 8
 196  ;; }
 197  { .mmi
 198         store [ptr2] = myval, 24
 199         store [ptr0] = myval, 24
 200  ;; }
 201  { .mmi
 202         store [ptr2] = myval, 8
 203         store [ptr0] = myval, 8
 204  ;; }
 205  { .mmi
 206         store [ptr2] = myval, 24
 207         store [ptr0] = myval, 24
 208  ;; }
 209  { .mmi
 210         store [ptr2] = myval, 8
 211         store [ptr0] = myval, 32
 212         cmp.lt  p_scr, p0 = ptr9, ptr1          // do we need more prefetching?
 213  ;; }
 214 { .mmb
 215         store [ptr2] = myval, 24
 216 (p_scr) store [ptr9] = myval, 128
 217         br.cloop.dptk.few .l1ax
 218 ;; }
 219 { .mbb
 220         cmp.le  p_scr, p0 = 8, cnt              // just a few bytes left ?
 221 (p_scr) br.cond.dpnt.many  .fraction_of_line    // Branch no. 2
 222         br.cond.dpnt.many  .move_bytes_from_alignment   // Branch no. 3
 223 ;; }
 224
 225         .align 32
 226 .l1b:   // ------------------ //  L1B: store ahead into cache lines; fill later
 227 { .mmi
 228         and     tmp = -(LINE_SIZE), cnt         // compute end of range
 229         mov     ptr9 = ptr1                     // used for prefetching
 230         and     cnt = (LINE_SIZE-1), cnt        // remainder
 231 } { .mmi
 232         mov     loopcnt = PREF_AHEAD-1          // default prefetch loop
 233         cmp.gt  p_scr, p0 = PREF_AHEAD, linecnt // check against actual value
 234 ;; }
 235 { .mmi
 236 (p_scr) add     loopcnt = -1, linecnt
 237         add     ptr2 = 16, ptr1 // start of stores (beyond prefetch stores)
 238         add     ptr1 = tmp, ptr1        // first address beyond total range
 239 ;; }
 240 { .mmi
 241         add     tmp = -1, linecnt       // next loop count
 242         movi0   ar.lc = loopcnt
 243 ;; }
 244 .pref_l1b:
 245 { .mib
 246         stf.spill [ptr9] = f0, 128      // Do stores one cache line apart
 247         nop.i   0
 248         br.cloop.dptk.few .pref_l1b
 249 ;; }
 250 { .mmi
 251         add     ptr0 = 16, ptr2         // Two stores in parallel
 252         movi0   ar.lc = tmp
 253 ;; }
 254 .l1bx:
 255  { .mmi
 256         stf.spill [ptr2] = f0, 32
 257         stf.spill [ptr0] = f0, 32
 258  ;; }
 259  { .mmi
 260         stf.spill [ptr2] = f0, 32
 261         stf.spill [ptr0] = f0, 32
 262  ;; }
 263  { .mmi
 264         stf.spill [ptr2] = f0, 32
 265         stf.spill [ptr0] = f0, 64
 266         cmp.lt  p_scr, p0 = ptr9, ptr1  // do we need more prefetching?
 267  ;; }
 268 { .mmb
 269         stf.spill [ptr2] = f0, 32
 270 (p_scr) stf.spill [ptr9] = f0, 128
 271         br.cloop.dptk.few .l1bx
 272 ;; }
 273 { .mib
 274         cmp.gt  p_scr, p0 = 8, cnt      // just a few bytes left ?
 275 (p_scr) br.cond.dpnt.many  .move_bytes_from_alignment
 276 ;; }
 277
 278 .fraction_of_line:
 279 { .mib
 280         add     ptr2 = 16, ptr1
 281         shr.u   loopcnt = cnt, 5        // loopcnt = cnt / 32
 282 ;; }
 283 { .mib
 284         cmp.eq  p_scr, p0 = loopcnt, r0
 285         add     loopcnt = -1, loopcnt
 286 (p_scr) br.cond.dpnt.many .store_words
 287 ;; }
 288 { .mib
 289         and     cnt = 0x1f, cnt         // compute the remaining cnt
 290         movi0   ar.lc = loopcnt
 291 ;; }
 292         .align 32
 293 .l2:    // ---------------------------- //  L2A:  store 32B in 2 cycles
 294 { .mmb
 295         store   [ptr1] = myval, 8
 296         store   [ptr2] = myval, 8
 297 ;; } { .mmb
 298         store   [ptr1] = myval, 24
 299         store   [ptr2] = myval, 24
 300         br.cloop.dptk.many .l2
 301 ;; }
 302 .store_words:
 303 { .mib
 304         cmp.gt  p_scr, p0 = 8, cnt              // just a few bytes left ?
 305 (p_scr) br.cond.dpnt.many .move_bytes_from_alignment    // Branch
 306 ;; }
 307
 308 { .mmi
 309         store   [ptr1] = myval, 8               // store
 310         cmp.le  p_y, p_n = 16, cnt              //
 311         add     cnt = -8, cnt                   // subtract
 312 ;; }
 313 { .mmi
 314 (p_y)   store   [ptr1] = myval, 8               // store
 315 (p_y)   cmp.le.unc p_yy, p_nn = 16, cnt         //
 316 (p_y)   add     cnt = -8, cnt                   // subtract
 317 ;; }
 318 { .mmi                                          // store
 319 (p_yy)  store   [ptr1] = myval, 8               //
 320 (p_yy)  add     cnt = -8, cnt                   // subtract
 321 ;; }
 322
 323 .move_bytes_from_alignment:
 324 { .mib
 325         cmp.eq  p_scr, p0 = cnt, r0
 326         tbit.nz.unc p_y, p0 = cnt, 2    // should we terminate with a st4 ?
 327 (p_scr) br.cond.dpnt.few .restore_and_exit
 328 ;; }
 329 { .mib
 330 (p_y)   st4     [ptr1] = value, 4
 331         tbit.nz.unc p_yy, p0 = cnt, 1   // should we terminate with a st2 ?
 332 ;; }
 333 { .mib
 334 (p_yy)  st2     [ptr1] = value, 2
 335         tbit.nz.unc p_y, p0 = cnt, 0
 336 ;; }
 337
 338 { .mib
 339 (p_y)   st1     [ptr1] = value
 340 ;; }
 341 .restore_and_exit:
 342 { .mib
 343         nop.m   0
 344         movi0   ar.lc = save_lc
 345         br.ret.sptk.many rp
 346 ;; }
 347
 348 .move_bytes_unaligned:
 349 { .mmi
 350        .pred.rel "mutex",p_y, p_n
 351        .pred.rel "mutex",p_yy, p_nn
 352 (p_n)   cmp.le  p_yy, p_nn = 4, cnt
 353 (p_y)   cmp.le  p_yy, p_nn = 5, cnt
 354 (p_n)   add     ptr2 = 2, ptr1
 355 } { .mmi
 356 (p_y)   add     ptr2 = 3, ptr1
 357 (p_y)   st1     [ptr1] = value, 1       // fill 1 (odd-aligned) byte
 358 (p_y)   add     cnt = -1, cnt           // [15, 14 (or less) left]
 359 ;; }
 360 { .mmi
 361 (p_yy)  cmp.le.unc p_y, p0 = 8, cnt
 362         add     ptr3 = ptr1, cnt        // prepare last store
 363         movi0   ar.lc = save_lc
 364 } { .mmi
 365 (p_yy)  st2     [ptr1] = value, 4       // fill 2 (aligned) bytes
 366 (p_yy)  st2     [ptr2] = value, 4       // fill 2 (aligned) bytes
 367 (p_yy)  add     cnt = -4, cnt           // [11, 10 (o less) left]
 368 ;; }
 369 { .mmi
 370 (p_y)   cmp.le.unc p_yy, p0 = 8, cnt
 371         add     ptr3 = -1, ptr3         // last store
 372         tbit.nz p_scr, p0 = cnt, 1      // will there be a st2 at the end ?
 373 } { .mmi
 374 (p_y)   st2     [ptr1] = value, 4       // fill 2 (aligned) bytes
 375 (p_y)   st2     [ptr2] = value, 4       // fill 2 (aligned) bytes
 376 (p_y)   add     cnt = -4, cnt           // [7, 6 (or less) left]
 377 ;; }
 378 { .mmi
 379 (p_yy)  st2     [ptr1] = value, 4       // fill 2 (aligned) bytes
 380 (p_yy)  st2     [ptr2] = value, 4       // fill 2 (aligned) bytes
 381                                         // [3, 2 (or less) left]
 382         tbit.nz p_y, p0 = cnt, 0        // will there be a st1 at the end ?
 383 } { .mmi
 384 (p_yy)  add     cnt = -4, cnt
 385 ;; }
 386 { .mmb
 387 (p_scr) st2     [ptr1] = value          // fill 2 (aligned) bytes
 388 (p_y)   st1     [ptr3] = value          // fill last byte (using ptr3)
 389         br.ret.sptk.many rp
 390 ;; }
 391 END(memset)
 392