~linaro-toolchain-dev/cortex-strings/trunk

« back to all changes in this revision

Viewing changes to reference/bionic-a15/strcmp.S

  • Committer: Will Newton
  • Date: 2013-04-30 14:31:08 UTC
  • Revision ID: will.newton@linaro.org-20130430143108-ww31c741wek8dnus
Split bionic reference code into A15 and A9 versions.

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
 
1
/*
 
2
 * Copyright (c) 2013 ARM Ltd
 
3
 * All rights reserved.
 
4
 *
 
5
 * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
 
6
 * modification, are permitted provided that the following conditions
 
7
 * are met:
 
8
 * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
 
9
 *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
 
10
 * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
 
11
 *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
 
12
 *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
 
13
 * 3. The name of the company may not be used to endorse or promote
 
14
 *    products derived from this software without specific prior written
 
15
 *    permission.
 
16
 *
 
17
 * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY ARM LTD ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED
 
18
 * WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF
 
19
 * MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
 
20
 * IN NO EVENT SHALL ARM LTD BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
 
21
 * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED
 
22
 * TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR
 
23
 * PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF
 
24
 * LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING
 
25
 * NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS
 
26
 * SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
 
27
 */
 
28
 
 
29
#ifdef __ARMEB__
 
30
#define S2LOMEM lsl
 
31
#define S2LOMEMEQ lsleq
 
32
#define S2HIMEM lsr
 
33
#define MSB 0x000000ff
 
34
#define LSB 0xff000000
 
35
#define BYTE0_OFFSET 24
 
36
#define BYTE1_OFFSET 16
 
37
#define BYTE2_OFFSET 8
 
38
#define BYTE3_OFFSET 0
 
39
#else /* not  __ARMEB__ */
 
40
#define S2LOMEM lsr
 
41
#define S2LOMEMEQ lsreq
 
42
#define S2HIMEM lsl
 
43
#define BYTE0_OFFSET 0
 
44
#define BYTE1_OFFSET 8
 
45
#define BYTE2_OFFSET 16
 
46
#define BYTE3_OFFSET 24
 
47
#define MSB 0xff000000
 
48
#define LSB 0x000000ff
 
49
#endif /* not  __ARMEB__ */
 
50
 
 
51
.syntax         unified
 
52
 
 
53
#if defined (__thumb__)
 
54
        .thumb
 
55
        .thumb_func
 
56
#endif
 
57
 
 
58
        .globl strcmp
 
59
        .type strcmp,%function
 
60
strcmp:
 
61
        .fnstart
 
62
      /* Use LDRD whenever possible.  */
 
63
 
 
64
/* The main thing to look out for when comparing large blocks is that
 
65
   the loads do not cross a page boundary when loading past the index
 
66
   of the byte with the first difference or the first string-terminator.
 
67
 
 
68
   For example, if the strings are identical and the string-terminator
 
69
   is at index k, byte by byte comparison will not load beyond address
 
70
   s1+k and s2+k; word by word comparison may load up to 3 bytes beyond
 
71
   k; double word - up to 7 bytes.  If the load of these bytes crosses
 
72
   a page boundary, it might cause a memory fault (if the page is not mapped)
 
73
   that would not have happened in byte by byte comparison.
 
74
 
 
75
   If an address is (double) word aligned, then a load of a (double) word
 
76
   from that address will not cross a page boundary.
 
77
   Therefore, the algorithm below considers word and double-word alignment
 
78
   of strings separately.  */
 
79
 
 
80
/* High-level description of the algorithm.
 
81
 
 
82
   * The fast path: if both strings are double-word aligned,
 
83
     use LDRD to load two words from each string in every loop iteration.
 
84
   * If the strings have the same offset from a word boundary,
 
85
     use LDRB to load and compare byte by byte until
 
86
     the first string is aligned to a word boundary (at most 3 bytes).
 
87
     This is optimized for quick return on short unaligned strings.
 
88
   * If the strings have the same offset from a double-word boundary,
 
89
     use LDRD to load two words from each string in every loop iteration, as in the fast path.
 
90
   * If the strings do not have the same offset from a double-word boundary,
 
91
     load a word from the second string before the loop to initialize the queue.
 
92
     Use LDRD to load two words from every string in every loop iteration.
 
93
     Inside the loop, load the second word from the second string only after comparing
 
94
     the first word, using the queued value, to guarantee safety across page boundaries.
 
95
   * If the strings do not have the same offset from a word boundary,
 
96
     use LDR and a shift queue. Order of loads and comparisons matters,
 
97
     similarly to the previous case.
 
98
 
 
99
   * Use UADD8 and SEL to compare words, and use REV and CLZ to compute the return value.
 
100
   * The only difference between ARM and Thumb modes is the use of CBZ instruction.
 
101
   * The only difference between big and little endian is the use of REV in little endian
 
102
     to compute the return value, instead of MOV.
 
103
*/
 
104
 
 
105
        .macro m_cbz reg label
 
106
#ifdef __thumb2__
 
107
        cbz     \reg, \label
 
108
#else   /* not defined __thumb2__ */
 
109
        cmp     \reg, #0
 
110
        beq     \label
 
111
#endif /* not defined __thumb2__ */
 
112
        .endm /* m_cbz */
 
113
 
 
114
        .macro m_cbnz reg label
 
115
#ifdef __thumb2__
 
116
        cbnz    \reg, \label
 
117
#else   /* not defined __thumb2__ */
 
118
        cmp     \reg, #0
 
119
        bne     \label
 
120
#endif /* not defined __thumb2__ */
 
121
        .endm /* m_cbnz */
 
122
 
 
123
        .macro  init
 
124
        /* Macro to save temporary registers and prepare magic values.  */
 
125
        subs    sp, sp, #16
 
126
        strd    r4, r5, [sp, #8]
 
127
        strd    r6, r7, [sp]
 
128
        mvn     r6, #0  /* all F */
 
129
        mov     r7, #0  /* all 0 */
 
130
        .endm   /* init */
 
131
 
 
132
        .macro  magic_compare_and_branch w1 w2 label
 
133
        /* Macro to compare registers w1 and w2 and conditionally branch to label.  */
 
134
        cmp     \w1, \w2        /* Are w1 and w2 the same?  */
 
135
        magic_find_zero_bytes \w1
 
136
        it      eq
 
137
        cmpeq   ip, #0          /* Is there a zero byte in w1?  */
 
138
        bne     \label
 
139
        .endm /* magic_compare_and_branch */
 
140
 
 
141
        .macro  magic_find_zero_bytes w1
 
142
        /* Macro to find all-zero bytes in w1, result is in ip.  */
 
143
#if (defined (__ARM_FEATURE_DSP))
 
144
        uadd8   ip, \w1, r6
 
145
        sel     ip, r7, r6
 
146
#else /* not defined (__ARM_FEATURE_DSP) */
 
147
        /* __ARM_FEATURE_DSP is not defined for some Cortex-M processors.
 
148
        Coincidently, these processors only have Thumb-2 mode, where we can use the
 
149
        the (large) magic constant available directly as an immediate in instructions.
 
150
        Note that we cannot use the magic constant in ARM mode, where we need
 
151
        to create the constant in a register.  */
 
152
        sub     ip, \w1, #0x01010101
 
153
        bic     ip, ip, \w1
 
154
        and     ip, ip, #0x80808080
 
155
#endif /* not defined (__ARM_FEATURE_DSP) */
 
156
        .endm /* magic_find_zero_bytes */
 
157
 
 
158
        .macro  setup_return w1 w2
 
159
#ifdef __ARMEB__
 
160
        mov     r1, \w1
 
161
        mov     r2, \w2
 
162
#else /* not  __ARMEB__ */
 
163
        rev     r1, \w1
 
164
        rev     r2, \w2
 
165
#endif /* not  __ARMEB__ */
 
166
        .endm /* setup_return */
 
167
 
 
168
        pld [r0, #0]
 
169
        pld [r1, #0]
 
170
 
 
171
        /* Are both strings double-word aligned?  */
 
172
        orr     ip, r0, r1
 
173
        tst     ip, #7
 
174
        bne     do_align
 
175
 
 
176
        /* Fast path.  */
 
177
        init
 
178
 
 
179
doubleword_aligned:
 
180
 
 
181
        /* Get here when the strings to compare are double-word aligned.  */
 
182
        /* Compare two words in every iteration.  */
 
183
        .p2align        2
 
184
2:
 
185
        pld [r0, #16]
 
186
        pld [r1, #16]
 
187
 
 
188
        /* Load the next double-word from each string.  */
 
189
        ldrd    r2, r3, [r0], #8
 
190
        ldrd    r4, r5, [r1], #8
 
191
 
 
192
        magic_compare_and_branch w1=r2, w2=r4, label=return_24
 
193
        magic_compare_and_branch w1=r3, w2=r5, label=return_35
 
194
        b       2b
 
195
 
 
196
do_align:
 
197
        /* Is the first string word-aligned?  */
 
198
        ands    ip, r0, #3
 
199
        beq     word_aligned_r0
 
200
 
 
201
        /* Fast compare byte by byte until the first string is word-aligned.  */
 
202
        /* The offset of r0 from a word boundary is in ip. Thus, the number of bytes
 
203
        to read until the next word boundary is 4-ip.  */
 
204
        bic     r0, r0, #3
 
205
        ldr     r2, [r0], #4
 
206
        lsls    ip, ip, #31
 
207
        beq     byte2
 
208
        bcs     byte3
 
209
 
 
210
byte1:
 
211
        ldrb    ip, [r1], #1
 
212
        uxtb    r3, r2, ror #BYTE1_OFFSET
 
213
        subs    ip, r3, ip
 
214
        bne     fast_return
 
215
        m_cbz   reg=r3, label=fast_return
 
216
 
 
217
byte2:
 
218
        ldrb    ip, [r1], #1
 
219
        uxtb    r3, r2, ror #BYTE2_OFFSET
 
220
        subs    ip, r3, ip
 
221
        bne     fast_return
 
222
        m_cbz   reg=r3, label=fast_return
 
223
 
 
224
byte3:
 
225
        ldrb    ip, [r1], #1
 
226
        uxtb    r3, r2, ror #BYTE3_OFFSET
 
227
        subs    ip, r3, ip
 
228
        bne     fast_return
 
229
        m_cbnz  reg=r3, label=word_aligned_r0
 
230
 
 
231
fast_return:
 
232
        mov     r0, ip
 
233
        bx      lr
 
234
 
 
235
word_aligned_r0:
 
236
        init
 
237
        /* The first string is word-aligned.  */
 
238
        /* Is the second string word-aligned?  */
 
239
        ands    ip, r1, #3
 
240
        bne     strcmp_unaligned
 
241
 
 
242
word_aligned:
 
243
        /* The strings are word-aligned. */
 
244
        /* Is the first string double-word aligned?  */
 
245
        tst     r0, #4
 
246
        beq     doubleword_aligned_r0
 
247
 
 
248
        /* If r0 is not double-word aligned yet, align it by loading
 
249
        and comparing the next word from each string.  */
 
250
        ldr     r2, [r0], #4
 
251
        ldr     r4, [r1], #4
 
252
        magic_compare_and_branch w1=r2 w2=r4 label=return_24
 
253
 
 
254
doubleword_aligned_r0:
 
255
        /* Get here when r0 is double-word aligned.  */
 
256
        /* Is r1 doubleword_aligned?  */
 
257
        tst     r1, #4
 
258
        beq     doubleword_aligned
 
259
 
 
260
        /* Get here when the strings to compare are word-aligned,
 
261
        r0 is double-word aligned, but r1 is not double-word aligned.  */
 
262
 
 
263
        /* Initialize the queue.  */
 
264
        ldr     r5, [r1], #4
 
265
 
 
266
        /* Compare two words in every iteration.  */
 
267
        .p2align        2
 
268
3:
 
269
        pld [r0, #16]
 
270
        pld [r1, #16]
 
271
 
 
272
        /* Load the next double-word from each string and compare.  */
 
273
        ldrd    r2, r3, [r0], #8
 
274
        magic_compare_and_branch w1=r2 w2=r5 label=return_25
 
275
        ldrd    r4, r5, [r1], #8
 
276
        magic_compare_and_branch w1=r3 w2=r4 label=return_34
 
277
        b       3b
 
278
 
 
279
        .macro miscmp_word offsetlo offsethi
 
280
        /* Macro to compare misaligned strings.  */
 
281
        /* r0, r1 are word-aligned, and at least one of the strings
 
282
        is not double-word aligned.  */
 
283
        /* Compare one word in every loop iteration.  */
 
284
        /* OFFSETLO is the original bit-offset of r1 from a word-boundary,
 
285
        OFFSETHI is 32 - OFFSETLO (i.e., offset from the next word).  */
 
286
 
 
287
        /* Initialize the shift queue.  */
 
288
        ldr     r5, [r1], #4
 
289
 
 
290
        /* Compare one word from each string in every loop iteration.  */
 
291
        .p2align        2
 
292
7:
 
293
        ldr     r3, [r0], #4
 
294
        S2LOMEM r5, r5, #\offsetlo
 
295
        magic_find_zero_bytes w1=r3
 
296
        cmp     r7, ip, S2HIMEM #\offsetlo
 
297
        and     r2, r3, r6, S2LOMEM #\offsetlo
 
298
        it      eq
 
299
        cmpeq   r2, r5
 
300
        bne     return_25
 
301
        ldr     r5, [r1], #4
 
302
        cmp     ip, #0
 
303
        eor r3, r2, r3
 
304
        S2HIMEM r2, r5, #\offsethi
 
305
        it      eq
 
306
        cmpeq   r3, r2
 
307
        bne     return_32
 
308
        b       7b
 
309
        .endm /* miscmp_word */
 
310
 
 
311
strcmp_unaligned:
 
312
        /* r0 is word-aligned, r1 is at offset ip from a word.  */
 
313
        /* Align r1 to the (previous) word-boundary.  */
 
314
        bic     r1, r1, #3
 
315
 
 
316
        /* Unaligned comparison word by word using LDRs. */
 
317
        cmp     ip, #2
 
318
        beq     miscmp_word_16                    /* If ip == 2.  */
 
319
        bge     miscmp_word_24                    /* If ip == 3.  */
 
320
        miscmp_word offsetlo=8 offsethi=24        /* If ip == 1.  */
 
321
miscmp_word_16:  miscmp_word offsetlo=16 offsethi=16
 
322
miscmp_word_24:  miscmp_word offsetlo=24 offsethi=8
 
323
 
 
324
 
 
325
return_32:
 
326
        setup_return w1=r3, w2=r2
 
327
        b       do_return
 
328
return_34:
 
329
        setup_return w1=r3, w2=r4
 
330
        b       do_return
 
331
return_25:
 
332
        setup_return w1=r2, w2=r5
 
333
        b       do_return
 
334
return_35:
 
335
        setup_return w1=r3, w2=r5
 
336
        b       do_return
 
337
return_24:
 
338
        setup_return w1=r2, w2=r4
 
339
 
 
340
do_return:
 
341
 
 
342
#ifdef __ARMEB__
 
343
        mov     r0, ip
 
344
#else /* not  __ARMEB__ */
 
345
        rev     r0, ip
 
346
#endif /* not  __ARMEB__ */
 
347
 
 
348
        /* Restore temporaries early, before computing the return value.  */
 
349
        ldrd    r6, r7, [sp]
 
350
        ldrd    r4, r5, [sp, #8]
 
351
        adds    sp, sp, #16
 
352
 
 
353
        /* There is a zero or a different byte between r1 and r2.  */
 
354
        /* r0 contains a mask of all-zero bytes in r1.  */
 
355
        /* Using r0 and not ip here because cbz requires low register.  */
 
356
        m_cbz   reg=r0, label=compute_return_value
 
357
        clz     r0, r0
 
358
        /* r0 contains the number of bits on the left of the first all-zero byte in r1.  */
 
359
        rsb     r0, r0, #24
 
360
        /* Here, r0 contains the number of bits on the right of the first all-zero byte in r1.  */
 
361
        lsr     r1, r1, r0
 
362
        lsr     r2, r2, r0
 
363
 
 
364
compute_return_value:
 
365
        movs    r0, #1
 
366
        cmp     r1, r2
 
367
        /* The return value is computed as follows.
 
368
        If r1>r2 then (C==1 and Z==0) and LS doesn't hold and r0 is #1 at return.
 
369
        If r1<r2 then (C==0 and Z==0) and we execute SBC with carry_in=0,
 
370
        which means r0:=r0-r0-1 and r0 is #-1 at return.
 
371
        If r1=r2 then (C==1 and Z==1) and we execute SBC with carry_in=1,
 
372
        which means r0:=r0-r0 and r0 is #0 at return.
 
373
        (C==0 and Z==1) cannot happen because the carry bit is "not borrow".  */
 
374
        it      ls
 
375
        sbcls   r0, r0, r0
 
376
        bx      lr
 
377
        .fnend
 
378
        .size strcmp, .-strcmp