sysdeps/i386/rawmemchr.S

   1 /* rawmemchr (str, ch) -- Return pointer to first occurrence of CH in STR.
   2    For Intel 80x86, x>=3.
   3    Copyright (C) 1994, 95, 96, 97, 98, 99, 2000 Free Software Foundation, Inc.
   4    This file is part of the GNU C Library.
   5    Contributed by Ulrich Drepper <drepper@gnu.ai.mit.edu>
   6    Optimised a little by Alan Modra <Alan@SPRI.Levels.UniSA.Edu.Au>
   7    This version is developed using the same algorithm as the fast C
   8    version which carries the following introduction:
   9    Based on strlen implementation by Torbjorn Granlund (tege@sics.se),
  10    with help from Dan Sahlin (dan@sics.se) and
  11    commentary by Jim Blandy (jimb@ai.mit.edu);
  12    adaptation to memchr suggested by Dick Karpinski (dick@cca.ucsf.edu),
  13    and implemented by Roland McGrath (roland@ai.mit.edu).
  14
  15    The GNU C Library is free software; you can redistribute it and/or
  16    modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  17    License as published by the Free Software Foundation; either
  18    version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  19
  20    The GNU C Library is distributed in the hope that it will be useful,
  21    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  22    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  23    Lesser General Public License for more details.
  24
  25    You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  26    License along with the GNU C Library; if not, write to the Free
  27    Software Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA
  28    02111-1307 USA.  */
  29
  30 #include <sysdep.h>
  31 #include "asm-syntax.h"
  32 #include "bp-sym.h"
  33 #include "bp-asm.h"
  34
  35 #define PARMS   LINKAGE+4       /* space for 1 saved reg */
  36 #define RTN     PARMS
  37 #define STR     RTN+RTN_SIZE
  38 #define CHR     STR+PTR_SIZE
  39
  40         .text
  41 ENTRY (BP_SYM (__rawmemchr))
  42         ENTER
  43
  44         /* Save callee-safe register used in this function.  */
  45         pushl %edi
  46
  47         /* Load parameters into registers.  */
  48         movl STR(%esp), %eax
  49         movl CHR(%esp), %edx
  50         CHECK_BOUNDS_LOW (%eax, STR(%esp))
  51
  52         /* At the moment %edx contains C.  What we need for the
  53            algorithm is C in all bytes of the dword.  Avoid
  54            operations on 16 bit words because these require an
  55            prefix byte (and one more cycle).  */
  56         movb %dl, %dh           /* Now it is 0|0|c|c */
  57         movl %edx, %ecx
  58         shll $16, %edx          /* Now c|c|0|0 */
  59         movw %cx, %dx           /* And finally c|c|c|c */
  60
  61         /* Better performance can be achieved if the word (32
  62            bit) memory access is aligned on a four-byte-boundary.
  63            So process first bytes one by one until boundary is
  64            reached. Don't use a loop for better performance.  */
  65
  66         testb $3, %al           /* correctly aligned ? */
  67         je L(1)                 /* yes => begin loop */
  68         cmpb %dl, (%eax)        /* compare byte */
  69         je L(9)                 /* target found => return */
  70         incl %eax               /* increment source pointer */
  71
  72         testb $3, %al           /* correctly aligned ? */
  73         je L(1)                 /* yes => begin loop */
  74         cmpb %dl, (%eax)        /* compare byte */
  75         je L(9)                 /* target found => return */
  76         incl %eax               /* increment source pointer */
  77
  78         testb $3, %al           /* correctly aligned ? */
  79         je L(1)                 /* yes => begin loop */
  80         cmpb %dl, (%eax)        /* compare byte */
  81         je L(9)                 /* target found => return */
  82         incl %eax               /* increment source pointer */
  83
  84       /* We exit the loop if adding MAGIC_BITS to LONGWORD fails to
  85          change any of the hole bits of LONGWORD.
  86
  87          1) Is this safe?  Will it catch all the zero bytes?
  88          Suppose there is a byte with all zeros.  Any carry bits
  89          propagating from its left will fall into the hole at its
  90          least significant bit and stop.  Since there will be no
  91          carry from its most significant bit, the LSB of the
  92          byte to the left will be unchanged, and the zero will be
  93          detected.
  94
  95          2) Is this worthwhile?  Will it ignore everything except
  96          zero bytes?  Suppose every byte of LONGWORD has a bit set
  97          somewhere.  There will be a carry into bit 8.  If bit 8
  98          is set, this will carry into bit 16.  If bit 8 is clear,
  99          one of bits 9-15 must be set, so there will be a carry
 100          into bit 16.  Similarly, there will be a carry into bit
 101          24.  If one of bits 24-31 is set, there will be a carry
 102          into bit 32 (=carry flag), so all of the hole bits will
 103          be changed.
 104
 105          3) But wait!  Aren't we looking for C, not zero?
 106          Good point.  So what we do is XOR LONGWORD with a longword,
 107          each of whose bytes is C.  This turns each byte that is C
 108          into a zero.  */
 109
 110
 111         /* Each round the main loop processes 16 bytes.  */
 112         ALIGN (4)
 113
 114 L(1):   movl (%eax), %ecx       /* get word (= 4 bytes) in question */
 115         movl $0xfefefeff, %edi  /* magic value */
 116         xorl %edx, %ecx         /* XOR with word c|c|c|c => bytes of str == c
 117                                    are now 0 */
 118         addl %ecx, %edi         /* add the magic value to the word.  We get
 119                                    carry bits reported for each byte which
 120                                    is *not* 0 */
 121
 122         /* According to the algorithm we had to reverse the effect of the
 123            XOR first and then test the overflow bits.  But because the
 124            following XOR would destroy the carry flag and it would (in a
 125            representation with more than 32 bits) not alter then last
 126            overflow, we can now test this condition.  If no carry is signaled
 127            no overflow must have occurred in the last byte => it was 0. */
 128         jnc L(8)
 129
 130         /* We are only interested in carry bits that change due to the
 131            previous add, so remove original bits */
 132         xorl %ecx, %edi         /* ((word^charmask)+magic)^(word^charmask) */
 133
 134         /* Now test for the other three overflow bits.  */
 135         orl $0xfefefeff, %edi   /* set all non-carry bits */
 136         incl %edi               /* add 1: if one carry bit was *not* set
 137                                    the addition will not result in 0.  */
 138
 139         /* If at least one byte of the word is C we don't get 0 in %edi.  */
 140         jnz L(8)                /* found it => return pointer */
 141
 142         /* This process is unfolded four times for better performance.
 143            we don't increment the source pointer each time.  Instead we
 144            use offsets and increment by 16 in each run of the loop.  But
 145            before probing for the matching byte we need some extra code
 146            (following LL(13) below).  Even the len can be compared with
 147            constants instead of decrementing each time.  */
 148
 149         movl 4(%eax), %ecx      /* get word (= 4 bytes) in question */
 150         movl $0xfefefeff, %edi  /* magic value */
 151         xorl %edx, %ecx         /* XOR with word c|c|c|c => bytes of str == c
 152                                    are now 0 */
 153         addl %ecx, %edi         /* add the magic value to the word.  We get
 154                                    carry bits reported for each byte which
 155                                    is *not* 0 */
 156         jnc L(7)                /* highest byte is C => return pointer */
 157         xorl %ecx, %edi         /* ((word^charmask)+magic)^(word^charmask) */
 158         orl $0xfefefeff, %edi   /* set all non-carry bits */
 159         incl %edi               /* add 1: if one carry bit was *not* set
 160                                    the addition will not result in 0.  */
 161         jnz L(7)                /* found it => return pointer */
 162
 163         movl 8(%eax), %ecx      /* get word (= 4 bytes) in question */
 164         movl $0xfefefeff, %edi  /* magic value */
 165         xorl %edx, %ecx         /* XOR with word c|c|c|c => bytes of str == c
 166                                    are now 0 */
 167         addl %ecx, %edi         /* add the magic value to the word.  We get
 168                                    carry bits reported for each byte which
 169                                    is *not* 0 */
 170         jnc L(6)                /* highest byte is C => return pointer */
 171         xorl %ecx, %edi         /* ((word^charmask)+magic)^(word^charmask) */
 172         orl $0xfefefeff, %edi   /* set all non-carry bits */
 173         incl %edi               /* add 1: if one carry bit was *not* set
 174                                    the addition will not result in 0.  */
 175         jnz L(6)                /* found it => return pointer */
 176
 177         movl 12(%eax), %ecx     /* get word (= 4 bytes) in question */
 178         movl $0xfefefeff, %edi  /* magic value */
 179         xorl %edx, %ecx         /* XOR with word c|c|c|c => bytes of str == c
 180                                    are now 0 */
 181         addl %ecx, %edi         /* add the magic value to the word.  We get
 182                                    carry bits reported for each byte which
 183                                    is *not* 0 */
 184         jnc L(5)                /* highest byte is C => return pointer */
 185         xorl %ecx, %edi         /* ((word^charmask)+magic)^(word^charmask) */
 186         orl $0xfefefeff, %edi   /* set all non-carry bits */
 187         incl %edi               /* add 1: if one carry bit was *not* set
 188                                    the addition will not result in 0.  */
 189         jnz L(5)                /* found it => return pointer */
 190
 191         /* Adjust both counters for a full round, i.e. 16 bytes.  */
 192         addl $16, %eax
 193         jmp L(1)
 194         /* add missing source pointer increments */
 195 L(5):   addl $4, %eax
 196 L(6):   addl $4, %eax
 197 L(7):   addl $4, %eax
 198
 199         /* Test for the matching byte in the word.  %ecx contains a NUL
 200            char in the byte which originally was the byte we are looking
 201            at.  */
 202 L(8):   testb %cl, %cl          /* test first byte in dword */
 203         jz L(9)                 /* if zero => return pointer */
 204         incl %eax               /* increment source pointer */
 205
 206         testb %ch, %ch          /* test second byte in dword */
 207         jz L(9)                 /* if zero => return pointer */
 208         incl %eax               /* increment source pointer */
 209
 210         testl $0xff0000, %ecx   /* test third byte in dword */
 211         jz L(9)                 /* if zero => return pointer */
 212         incl %eax               /* increment source pointer */
 213
 214         /* No further test needed we we know it is one of the four bytes.  */
 215
 216 L(9):
 217         CHECK_BOUNDS_HIGH (%eax, STR(%esp), jb)
 218         RETURN_BOUNDED_POINTER (STR(%esp))
 219         popl %edi               /* pop saved register */
 220
 221         LEAVE
 222         RET_PTR
 223 END (BP_SYM (__rawmemchr))
 224
 225 weak_alias (BP_SYM (__rawmemchr), BP_SYM (rawmemchr))