Add fcntl sealing interfaces from Linux 3.17 to bits/fcntl-linux.h.
[glibc.git] / sysdeps / aarch64 / strcpy.S
blob4ef49816fbe161c301eae1f5e4633f13366d2710
1 /* strcpy/stpcpy - copy a string returning pointer to start/end.
2    Copyright (C) 2013-2017 Free Software Foundation, Inc.
3    This file is part of the GNU C Library.
5    The GNU C Library is free software; you can redistribute it and/or
6    modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
7    License as published by the Free Software Foundation; either
8    version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
10    The GNU C Library is distributed in the hope that it will be useful,
11    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
13    Lesser General Public License for more details.
15    You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
16    License along with the GNU C Library; if not, see
17    <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
19 /* To build as stpcpy, define BUILD_STPCPY before compiling this file.
21    To test the page crossing code path more thoroughly, compile with
22    -DSTRCPY_TEST_PAGE_CROSS - this will force all unaligned copies through
23    the slower entry path.  This option is not intended for production use.  */
25 #include <sysdep.h>
27 /* Assumptions:
28  *
29  * ARMv8-a, AArch64, unaligned accesses, min page size 4k.
30  */
32 /* Arguments and results.  */
33 #define dstin           x0
34 #define srcin           x1
36 /* Locals and temporaries.  */
37 #define src             x2
38 #define dst             x3
39 #define data1           x4
40 #define data1w          w4
41 #define data2           x5
42 #define data2w          w5
43 #define has_nul1        x6
44 #define has_nul2        x7
45 #define tmp1            x8
46 #define tmp2            x9
47 #define tmp3            x10
48 #define tmp4            x11
49 #define zeroones        x12
50 #define data1a          x13
51 #define data2a          x14
52 #define pos             x15
53 #define len             x16
54 #define to_align        x17
56 #ifdef BUILD_STPCPY
57 #define STRCPY __stpcpy
58 #else
59 #define STRCPY strcpy
60 #endif
62         /* NUL detection works on the principle that (X - 1) & (~X) & 0x80
63            (=> (X - 1) & ~(X | 0x7f)) is non-zero iff a byte is zero, and
64            can be done in parallel across the entire word.  */
66 #define REP8_01 0x0101010101010101
67 #define REP8_7f 0x7f7f7f7f7f7f7f7f
68 #define REP8_80 0x8080808080808080
70         /* AArch64 systems have a minimum page size of 4k.  We can do a quick
71            page size check for crossing this boundary on entry and if we
72            do not, then we can short-circuit much of the entry code.  We
73            expect early page-crossing strings to be rare (probability of
74            16/MIN_PAGE_SIZE ~= 0.4%), so the branch should be quite
75            predictable, even with random strings.
77            We don't bother checking for larger page sizes, the cost of setting
78            up the correct page size is just not worth the extra gain from
79            a small reduction in the cases taking the slow path.  Note that
80            we only care about whether the first fetch, which may be
81            misaligned, crosses a page boundary - after that we move to aligned
82            fetches for the remainder of the string.  */
84 #ifdef STRCPY_TEST_PAGE_CROSS
85         /* Make everything that isn't Qword aligned look like a page cross.  */
86 #define MIN_PAGE_P2 4
87 #else
88 #define MIN_PAGE_P2 12
89 #endif
91 #define MIN_PAGE_SIZE (1 << MIN_PAGE_P2)
93 ENTRY_ALIGN (STRCPY, 6)
94         DELOUSE (0)
95         DELOUSE (1)
96         /* For moderately short strings, the fastest way to do the copy is to
97            calculate the length of the string in the same way as strlen, then
98            essentially do a memcpy of the result.  This avoids the need for
99            multiple byte copies and further means that by the time we
100            reach the bulk copy loop we know we can always use DWord
101            accesses.  We expect strcpy to rarely be called repeatedly
102            with the same source string, so branch prediction is likely to
103            always be difficult - we mitigate against this by preferring
104            conditional select operations over branches whenever this is
105            feasible.  */
106         and     tmp2, srcin, #(MIN_PAGE_SIZE - 1)
107         mov     zeroones, #REP8_01
108         and     to_align, srcin, #15
109         cmp     tmp2, #(MIN_PAGE_SIZE - 16)
110         neg     tmp1, to_align
111         /* The first fetch will straddle a (possible) page boundary iff
112            srcin + 15 causes bit[MIN_PAGE_P2] to change value.  A 16-byte
113            aligned string will never fail the page align check, so will
114            always take the fast path.  */
115         b.gt    L(page_cross)
117 L(page_cross_ok):
118         ldp     data1, data2, [srcin]
119 #ifdef __AARCH64EB__
120         /* Because we expect the end to be found within 16 characters
121            (profiling shows this is the most common case), it's worth
122            swapping the bytes now to save having to recalculate the
123            termination syndrome later.  We preserve data1 and data2
124            so that we can re-use the values later on.  */
125         rev     tmp2, data1
126         sub     tmp1, tmp2, zeroones
127         orr     tmp2, tmp2, #REP8_7f
128         bics    has_nul1, tmp1, tmp2
129         b.ne    L(fp_le8)
130         rev     tmp4, data2
131         sub     tmp3, tmp4, zeroones
132         orr     tmp4, tmp4, #REP8_7f
133 #else
134         sub     tmp1, data1, zeroones
135         orr     tmp2, data1, #REP8_7f
136         bics    has_nul1, tmp1, tmp2
137         b.ne    L(fp_le8)
138         sub     tmp3, data2, zeroones
139         orr     tmp4, data2, #REP8_7f
140 #endif
141         bics    has_nul2, tmp3, tmp4
142         b.eq    L(bulk_entry)
144         /* The string is short (<=16 bytes).  We don't know exactly how
145            short though, yet.  Work out the exact length so that we can
146            quickly select the optimal copy strategy.  */
147 L(fp_gt8):
148         rev     has_nul2, has_nul2
149         clz     pos, has_nul2
150         mov     tmp2, #56
151         add     dst, dstin, pos, lsr #3         /* Bits to bytes.  */
152         sub     pos, tmp2, pos
153 #ifdef __AARCH64EB__
154         lsr     data2, data2, pos
155 #else
156         lsl     data2, data2, pos
157 #endif
158         str     data2, [dst, #1]
159         str     data1, [dstin]
160 #ifdef BUILD_STPCPY
161         add     dstin, dst, #8
162 #endif
163         ret
165 L(fp_le8):
166         rev     has_nul1, has_nul1
167         clz     pos, has_nul1
168         add     dst, dstin, pos, lsr #3         /* Bits to bytes.  */
169         subs    tmp2, pos, #24                  /* Pos in bits. */
170         b.lt    L(fp_lt4)
171 #ifdef __AARCH64EB__
172         mov     tmp2, #56
173         sub     pos, tmp2, pos
174         lsr     data2, data1, pos
175         lsr     data1, data1, #32
176 #else
177         lsr     data2, data1, tmp2
178 #endif
179         /* 4->7 bytes to copy.  */
180         str     data2w, [dst, #-3]
181         str     data1w, [dstin]
182 #ifdef BUILD_STPCPY
183         mov     dstin, dst
184 #endif
185         ret
186 L(fp_lt4):
187         cbz     pos, L(fp_lt2)
188         /* 2->3 bytes to copy.  */
189 #ifdef __AARCH64EB__
190         lsr     data1, data1, #48
191 #endif
192         strh    data1w, [dstin]
193         /* Fall-through, one byte (max) to go.  */
194 L(fp_lt2):
195         /* Null-terminated string.  Last character must be zero!  */
196         strb    wzr, [dst]
197 #ifdef BUILD_STPCPY
198         mov     dstin, dst
199 #endif
200         ret
202         .p2align 6
203         /* Aligning here ensures that the entry code and main loop all lies
204            within one 64-byte cache line.  */
205 L(bulk_entry):
206         sub     to_align, to_align, #16
207         stp     data1, data2, [dstin]
208         sub     src, srcin, to_align
209         sub     dst, dstin, to_align
210         b       L(entry_no_page_cross)
212         /* The inner loop deals with two Dwords at a time.  This has a
213            slightly higher start-up cost, but we should win quite quickly,
214            especially on cores with a high number of issue slots per
215            cycle, as we get much better parallelism out of the operations.  */
216 L(main_loop):
217         stp     data1, data2, [dst], #16
218 L(entry_no_page_cross):
219         ldp     data1, data2, [src], #16
220         sub     tmp1, data1, zeroones
221         orr     tmp2, data1, #REP8_7f
222         sub     tmp3, data2, zeroones
223         orr     tmp4, data2, #REP8_7f
224         bic     has_nul1, tmp1, tmp2
225         bics    has_nul2, tmp3, tmp4
226         ccmp    has_nul1, #0, #0, eq    /* NZCV = 0000  */
227         b.eq    L(main_loop)
229         /* Since we know we are copying at least 16 bytes, the fastest way
230            to deal with the tail is to determine the location of the
231            trailing NUL, then (re)copy the 16 bytes leading up to that.  */
232         cmp     has_nul1, #0
233 #ifdef __AARCH64EB__
234         /* For big-endian, carry propagation (if the final byte in the
235            string is 0x01) means we cannot use has_nul directly.  The
236            easiest way to get the correct byte is to byte-swap the data
237            and calculate the syndrome a second time.  */
238         csel    data1, data1, data2, ne
239         rev     data1, data1
240         sub     tmp1, data1, zeroones
241         orr     tmp2, data1, #REP8_7f
242         bic     has_nul1, tmp1, tmp2
243 #else
244         csel    has_nul1, has_nul1, has_nul2, ne
245 #endif
246         rev     has_nul1, has_nul1
247         clz     pos, has_nul1
248         add     tmp1, pos, #72
249         add     pos, pos, #8
250         csel    pos, pos, tmp1, ne
251         add     src, src, pos, lsr #3
252         add     dst, dst, pos, lsr #3
253         ldp     data1, data2, [src, #-32]
254         stp     data1, data2, [dst, #-16]
255 #ifdef BUILD_STPCPY
256         sub     dstin, dst, #1
257 #endif
258         ret
260 L(page_cross):
261         bic     src, srcin, #15
262         /* Start by loading two words at [srcin & ~15], then forcing the
263            bytes that precede srcin to 0xff.  This means they never look
264            like termination bytes.  */
265         ldp     data1, data2, [src]
266         lsl     tmp1, tmp1, #3  /* Bytes beyond alignment -> bits.  */
267         tst     to_align, #7
268         csetm   tmp2, ne
269 #ifdef __AARCH64EB__
270         lsl     tmp2, tmp2, tmp1        /* Shift (tmp1 & 63).  */
271 #else
272         lsr     tmp2, tmp2, tmp1        /* Shift (tmp1 & 63).  */
273 #endif
274         orr     data1, data1, tmp2
275         orr     data2a, data2, tmp2
276         cmp     to_align, #8
277         csinv   data1, data1, xzr, lt
278         csel    data2, data2, data2a, lt
279         sub     tmp1, data1, zeroones
280         orr     tmp2, data1, #REP8_7f
281         sub     tmp3, data2, zeroones
282         orr     tmp4, data2, #REP8_7f
283         bic     has_nul1, tmp1, tmp2
284         bics    has_nul2, tmp3, tmp4
285         ccmp    has_nul1, #0, #0, eq    /* NZCV = 0000  */
286         b.eq    L(page_cross_ok)
287         /* We now need to make data1 and data2 look like they've been
288            loaded directly from srcin.  Do a rotate on the 128-bit value.  */
289         lsl     tmp1, to_align, #3      /* Bytes->bits.  */
290         neg     tmp2, to_align, lsl #3
291 #ifdef __AARCH64EB__
292         lsl     data1a, data1, tmp1
293         lsr     tmp4, data2, tmp2
294         lsl     data2, data2, tmp1
295         orr     tmp4, tmp4, data1a
296         cmp     to_align, #8
297         csel    data1, tmp4, data2, lt
298         rev     tmp2, data1
299         rev     tmp4, data2
300         sub     tmp1, tmp2, zeroones
301         orr     tmp2, tmp2, #REP8_7f
302         sub     tmp3, tmp4, zeroones
303         orr     tmp4, tmp4, #REP8_7f
304 #else
305         lsr     data1a, data1, tmp1
306         lsl     tmp4, data2, tmp2
307         lsr     data2, data2, tmp1
308         orr     tmp4, tmp4, data1a
309         cmp     to_align, #8
310         csel    data1, tmp4, data2, lt
311         sub     tmp1, data1, zeroones
312         orr     tmp2, data1, #REP8_7f
313         sub     tmp3, data2, zeroones
314         orr     tmp4, data2, #REP8_7f
315 #endif
316         bic     has_nul1, tmp1, tmp2
317         cbnz    has_nul1, L(fp_le8)
318         bic     has_nul2, tmp3, tmp4
319         b       L(fp_gt8)
320 END (STRCPY)
322 #ifdef BUILD_STPCPY
323 weak_alias (__stpcpy, stpcpy)
324 libc_hidden_def (__stpcpy)
325 libc_hidden_builtin_def (stpcpy)
326 #else
327 libc_hidden_builtin_def (strcpy)
328 #endif