WIP FPC-III support
[linux/fpc-iii.git] / arch / hexagon / lib / memcpy.S
blobf8b3c02a8ad1bdb154ec9b82b9cabd57f72256ed
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only */
2 /*
3  * Copyright (c) 2010-2011, The Linux Foundation. All rights reserved.
4  */
6 /*
7  * Description
8  *
9  *   library function for memcpy where length bytes are copied from
10  *   ptr_in to ptr_out. ptr_out is returned unchanged.
11  *   Allows any combination of alignment on input and output pointers
12  *   and length from 0 to 2^32-1
13  *
14  * Restrictions
15  *   The arrays should not overlap, the program will produce undefined output
16  *   if they do.
17  *   For blocks less than 16 bytes a byte by byte copy is performed. For
18  *   8byte alignments, and length multiples, a dword copy is performed up to
19  *   96bytes
20  * History
21  *
22  *   DJH  5/15/09 Initial version 1.0
23  *   DJH  6/ 1/09 Version 1.1 modified ABI to inlcude R16-R19
24  *   DJH  7/12/09 Version 1.2 optimized codesize down to 760 was 840
25  *   DJH 10/14/09 Version 1.3 added special loop for aligned case, was
26  *                            overreading bloated codesize back up to 892
27  *   DJH  4/20/10 Version 1.4 fixed Ldword_loop_epilog loop to prevent loads
28  *                            occurring if only 1 left outstanding, fixes bug
29  *                            # 3888, corrected for all alignments. Peeled off
30  *                            1 32byte chunk from kernel loop and extended 8byte
31  *                            loop at end to solve all combinations and prevent
32  *                            over read.  Fixed Ldword_loop_prolog to prevent
33  *                            overread for blocks less than 48bytes. Reduced
34  *                            codesize to 752 bytes
35  *   DJH  4/21/10 version 1.5 1.4 fix broke code for input block ends not
36  *                            aligned to dword boundaries,underwriting by 1
37  *                            byte, added detection for this and fixed. A
38  *                            little bloat.
39  *   DJH  4/23/10 version 1.6 corrected stack error, R20 was not being restored
40  *                            always, fixed the error of R20 being modified
41  *                            before it was being saved
42  * Natural c model
43  * ===============
44  * void * memcpy(char * ptr_out, char * ptr_in, int length) {
45  *   int i;
46  *   if(length) for(i=0; i < length; i++) { ptr_out[i] = ptr_in[i]; }
47  *   return(ptr_out);
48  * }
49  *
50  * Optimized memcpy function
51  * =========================
52  * void * memcpy(char * ptr_out, char * ptr_in, int len) {
53  *   int i, prolog, kernel, epilog, mask;
54  *   u8 offset;
55  *   s64 data0, dataF8, data70;
56  *
57  *   s64 * ptr8_in;
58  *   s64 * ptr8_out;
59  *   s32 * ptr4;
60  *   s16 * ptr2;
61  *
62  *   offset = ((int) ptr_in) & 7;
63  *   ptr8_in = (s64 *) &ptr_in[-offset];   //read in the aligned pointers
64  *
65  *   data70 = *ptr8_in++;
66  *   dataF8 = *ptr8_in++;
67  *
68  *   data0 = HEXAGON_P_valignb_PPp(dataF8, data70, offset);
69  *
70  *   prolog = 32 - ((int) ptr_out);
71  *   mask  = 0x7fffffff >> HEXAGON_R_cl0_R(len);
72  *   prolog = prolog & mask;
73  *   kernel = len - prolog;
74  *   epilog = kernel & 0x1F;
75  *   kernel = kernel>>5;
76  *
77  *   if (prolog & 1) { ptr_out[0] = (u8) data0; data0 >>= 8; ptr_out += 1;}
78  *   ptr2 = (s16 *) &ptr_out[0];
79  *   if (prolog & 2) { ptr2[0] = (u16) data0;  data0 >>= 16; ptr_out += 2;}
80  *   ptr4 = (s32 *) &ptr_out[0];
81  *   if (prolog & 4) { ptr4[0] = (u32) data0;  data0 >>= 32; ptr_out += 4;}
82  *
83  *   offset = offset + (prolog & 7);
84  *   if (offset >= 8) {
85  *     data70 = dataF8;
86  *     dataF8 = *ptr8_in++;
87  *   }
88  *   offset = offset & 0x7;
89  *
90  *   prolog = prolog >> 3;
91  *   if (prolog) for (i=0; i < prolog; i++) {
92  *       data0 = HEXAGON_P_valignb_PPp(dataF8, data70, offset);
93  *       ptr8_out = (s64 *) &ptr_out[0]; *ptr8_out = data0; ptr_out += 8;
94  *       data70 = dataF8;
95  *       dataF8 = *ptr8_in++;
96  *   }
97  *   if(kernel) { kernel -= 1; epilog += 32; }
98  *   if(kernel) for(i=0; i < kernel; i++) {
99  *       data0 = HEXAGON_P_valignb_PPp(dataF8, data70, offset);
100  *       ptr8_out = (s64 *) &ptr_out[0]; *ptr8_out = data0; ptr_out += 8;
101  *       data70 = *ptr8_in++;
103  *       data0 = HEXAGON_P_valignb_PPp(data70, dataF8, offset);
104  *       ptr8_out = (s64 *) &ptr_out[0]; *ptr8_out = data0; ptr_out += 8;
105  *       dataF8 = *ptr8_in++;
107  *       data0 = HEXAGON_P_valignb_PPp(dataF8, data70, offset);
108  *       ptr8_out = (s64 *) &ptr_out[0]; *ptr8_out = data0; ptr_out += 8;
109  *       data70 = *ptr8_in++;
111  *       data0 = HEXAGON_P_valignb_PPp(data70, dataF8, offset);
112  *       ptr8_out = (s64 *) &ptr_out[0]; *ptr8_out = data0; ptr_out += 8;
113  *       dataF8 = *ptr8_in++;
114  *   }
115  *   epilogdws = epilog >> 3;
116  *   if (epilogdws) for (i=0; i < epilogdws; i++) {
117  *       data0 = HEXAGON_P_valignb_PPp(dataF8, data70, offset);
118  *       ptr8_out = (s64 *) &ptr_out[0]; *ptr8_out = data0; ptr_out += 8;
119  *       data70 = dataF8;
120  *       dataF8 = *ptr8_in++;
121  *   }
122  *   data0 = HEXAGON_P_valignb_PPp(dataF8, data70, offset);
124  *   ptr4 = (s32 *) &ptr_out[0];
125  *   if (epilog & 4) { ptr4[0] = (u32) data0; data0 >>= 32; ptr_out += 4;}
126  *   ptr2 = (s16 *) &ptr_out[0];
127  *   if (epilog & 2) { ptr2[0] = (u16) data0; data0 >>= 16; ptr_out += 2;}
128  *   if (epilog & 1) { *ptr_out++ = (u8) data0; }
130  *   return(ptr_out - length);
131  * }
133  * Codesize : 784 bytes
134  */
137 #define ptr_out         R0      /*  destination  pounter  */
138 #define ptr_in          R1      /*  source pointer  */
139 #define len             R2      /*  length of copy in bytes  */
141 #define data70          R13:12  /*  lo 8 bytes of non-aligned transfer  */
142 #define dataF8          R11:10  /*  hi 8 bytes of non-aligned transfer  */
143 #define ldata0          R7:6    /*  even 8 bytes chunks  */
144 #define ldata1          R25:24  /*  odd 8 bytes chunks  */
145 #define data1           R7      /*  lower 8 bytes of ldata1  */
146 #define data0           R6      /*  lower 8 bytes of ldata0  */
148 #define ifbyte          p0      /*  if transfer has bytes in epilog/prolog  */
149 #define ifhword         p0      /*  if transfer has shorts in epilog/prolog  */
150 #define ifword          p0      /*  if transfer has words in epilog/prolog  */
151 #define noprolog        p0      /*  no prolog, xfer starts at 32byte  */
152 #define nokernel        p1      /*  no 32byte multiple block in the transfer  */
153 #define noepilog        p0      /*  no epilog, xfer ends on 32byte boundary  */
154 #define align           p2      /*  alignment of input rel to 8byte boundary  */
155 #define kernel1         p0      /*  kernel count == 1  */
157 #define dalign          R25     /*  rel alignment of input to output data  */
158 #define star3           R16     /*  number bytes in prolog - dwords  */
159 #define rest            R8      /*  length - prolog bytes  */
160 #define back            R7      /*  nr bytes > dword boundary in src block  */
161 #define epilog          R3      /*  bytes in epilog  */
162 #define inc             R15:14  /*  inc kernel by -1 and defetch ptr by 32  */
163 #define kernel          R4      /*  number of 32byte chunks in kernel  */
164 #define ptr_in_p_128    R5      /*  pointer for prefetch of input data  */
165 #define mask            R8      /*  mask used to determine prolog size  */
166 #define shift           R8      /*  used to work a shifter to extract bytes  */
167 #define shift2          R5      /*  in epilog to workshifter to extract bytes */
168 #define prolog          R15     /*  bytes in  prolog  */
169 #define epilogdws       R15     /*  number dwords in epilog  */
170 #define shiftb          R14     /*  used to extract bytes  */
171 #define offset          R9      /*  same as align in reg  */
172 #define ptr_out_p_32    R17     /*  pointer to output dczero  */
173 #define align888        R14     /*  if simple dword loop can be used  */
174 #define len8            R9      /*  number of dwords in length  */
175 #define over            R20     /*  nr of bytes > last inp buf dword boundary */
177 #define ptr_in_p_128kernel      R5:4    /*  packed fetch pointer & kernel cnt */
179         .section .text
180         .p2align 4
181         .global memcpy
182         .type memcpy, @function
183 memcpy:
185         p2 = cmp.eq(len, #0);           /*  =0 */
186         align888 = or(ptr_in, ptr_out); /*  %8 < 97 */
187         p0 = cmp.gtu(len, #23);         /*  %1, <24 */
188         p1 = cmp.eq(ptr_in, ptr_out);   /*  attempt to overwrite self */
191         p1 = or(p2, p1);
192         p3 = cmp.gtu(len, #95);         /*  %8 < 97 */
193         align888 = or(align888, len);   /*  %8 < 97 */
194         len8 = lsr(len, #3);            /*  %8 < 97 */
197         dcfetch(ptr_in);                /*  zero/ptrin=ptrout causes fetch */
198         p2 = bitsclr(align888, #7);     /*  %8 < 97  */
199         if(p1) jumpr r31;               /*  =0  */
202         p2 = and(p2,!p3);                       /*  %8 < 97  */
203         if (p2.new) len = add(len, #-8);        /*  %8 < 97  */
204         if (p2.new) jump:NT .Ldwordaligned;     /*  %8 < 97  */
207         if(!p0) jump .Lbytes23orless;   /*  %1, <24  */
208         mask.l = #LO(0x7fffffff);
209         /*  all bytes before line multiples of data  */
210         prolog = sub(#0, ptr_out);
213         /*  save r31 on stack, decrement sp by 16  */
214         allocframe(#24);
215         mask.h = #HI(0x7fffffff);
216         ptr_in_p_128 = add(ptr_in, #32);
217         back = cl0(len);
220         memd(sp+#0) = R17:16;           /*  save r16,r17 on stack6  */
221         r31.l = #LO(.Lmemcpy_return);   /*  set up final return pointer  */
222         prolog &= lsr(mask, back);
223         offset = and(ptr_in, #7);
226         memd(sp+#8) = R25:24;           /*  save r25,r24 on stack  */
227         dalign = sub(ptr_out, ptr_in);
228         r31.h = #HI(.Lmemcpy_return);   /*  set up final return pointer  */
231         /*  see if there if input buffer end if aligned  */
232         over = add(len, ptr_in);
233         back = add(len, offset);
234         memd(sp+#16) = R21:20;          /*  save r20,r21 on stack  */
237         noprolog = bitsclr(prolog, #7);
238         prolog = and(prolog, #31);
239         dcfetch(ptr_in_p_128);
240         ptr_in_p_128 = add(ptr_in_p_128, #32);
243         kernel = sub(len, prolog);
244         shift = asl(prolog, #3);
245         star3 = and(prolog, #7);
246         ptr_in = and(ptr_in, #-8);
249         prolog = lsr(prolog, #3);
250         epilog = and(kernel, #31);
251         ptr_out_p_32 = add(ptr_out, prolog);
252         over = and(over, #7);
255         p3 = cmp.gtu(back, #8);
256         kernel = lsr(kernel, #5);
257         dcfetch(ptr_in_p_128);
258         ptr_in_p_128 = add(ptr_in_p_128, #32);
261         p1 = cmp.eq(prolog, #0);
262         if(!p1.new) prolog = add(prolog, #1);
263         dcfetch(ptr_in_p_128);  /*  reserve the line 64bytes on  */
264         ptr_in_p_128 = add(ptr_in_p_128, #32);
267         nokernel = cmp.eq(kernel,#0);
268         dcfetch(ptr_in_p_128);  /* reserve the line 64bytes on  */
269         ptr_in_p_128 = add(ptr_in_p_128, #32);
270         shiftb = and(shift, #8);
273         dcfetch(ptr_in_p_128);          /*  reserve the line 64bytes on  */
274         ptr_in_p_128 = add(ptr_in_p_128, #32);
275         if(nokernel) jump .Lskip64;
276         p2 = cmp.eq(kernel, #1);        /*  skip ovr if kernel == 0  */
279         dczeroa(ptr_out_p_32);
280         /*  don't advance pointer  */
281         if(!p2) ptr_out_p_32 = add(ptr_out_p_32, #32);
284         dalign = and(dalign, #31);
285         dczeroa(ptr_out_p_32);
287 .Lskip64:
289         data70 = memd(ptr_in++#16);
290         if(p3) dataF8 = memd(ptr_in+#8);
291         if(noprolog) jump .Lnoprolog32;
292         align = offset;
294 /*  upto initial 7 bytes  */
296         ldata0 = valignb(dataF8, data70, align);
297         ifbyte = tstbit(shift,#3);
298         offset = add(offset, star3);
301         if(ifbyte) memb(ptr_out++#1) = data0;
302         ldata0 = lsr(ldata0, shiftb);
303         shiftb = and(shift, #16);
304         ifhword = tstbit(shift,#4);
307         if(ifhword) memh(ptr_out++#2) = data0;
308         ldata0 = lsr(ldata0, shiftb);
309         ifword = tstbit(shift,#5);
310         p2 = cmp.gtu(offset, #7);
313         if(ifword) memw(ptr_out++#4) = data0;
314         if(p2) data70 = dataF8;
315         if(p2) dataF8 = memd(ptr_in++#8);       /*  another 8 bytes  */
316         align = offset;
318 .Lnoprolog32:
320         p3 = sp1loop0(.Ldword_loop_prolog, prolog)
321         rest = sub(len, star3); /*  whats left after the loop  */
322         p0 = cmp.gt(over, #0);
324         if(p0) rest = add(rest, #16);
325 .Ldword_loop_prolog:
327         if(p3) memd(ptr_out++#8) = ldata0;
328         ldata0 = valignb(dataF8, data70, align);
329         p0 = cmp.gt(rest, #16);
332         data70 = dataF8;
333         if(p0) dataF8 = memd(ptr_in++#8);
334         rest = add(rest, #-8);
335 }:endloop0
336 .Lkernel:
338         /*  kernel is at least 32bytes  */
339         p3 = cmp.gtu(kernel, #0);
340         /*  last itn. remove edge effects  */
341         if(p3.new) kernel = add(kernel, #-1);
342         /*  dealt with in last dword loop  */
343         if(p3.new) epilog = add(epilog, #32);
346         nokernel = cmp.eq(kernel, #0);          /*  after adjustment, recheck */
347         if(nokernel.new) jump:NT .Lepilog;      /*  likely not taken  */
348         inc = combine(#32, #-1);
349         p3 = cmp.gtu(dalign, #24);
352         if(p3) jump .Lodd_alignment;
355         loop0(.Loword_loop_25to31, kernel);
356         kernel1 = cmp.gtu(kernel, #1);
357         rest = kernel;
359         .falign
360 .Loword_loop_25to31:
362         dcfetch(ptr_in_p_128);  /*  prefetch 4 lines ahead  */
363         if(kernel1) ptr_out_p_32 = add(ptr_out_p_32, #32);
366         dczeroa(ptr_out_p_32);  /*  reserve the next 32bytes in cache  */
367         p3 = cmp.eq(kernel, rest);
370         /*  kernel -= 1  */
371         ptr_in_p_128kernel = vaddw(ptr_in_p_128kernel, inc);
372         /*  kill write on first iteration  */
373         if(!p3) memd(ptr_out++#8) = ldata1;
374         ldata1 = valignb(dataF8, data70, align);
375         data70 = memd(ptr_in++#8);
378         memd(ptr_out++#8) = ldata0;
379         ldata0 = valignb(data70, dataF8, align);
380         dataF8 = memd(ptr_in++#8);
383         memd(ptr_out++#8) = ldata1;
384         ldata1 = valignb(dataF8, data70, align);
385         data70 = memd(ptr_in++#8);
388         memd(ptr_out++#8) = ldata0;
389         ldata0 = valignb(data70, dataF8, align);
390         dataF8 = memd(ptr_in++#8);
391         kernel1 = cmp.gtu(kernel, #1);
392 }:endloop0
394         memd(ptr_out++#8) = ldata1;
395         jump .Lepilog;
397 .Lodd_alignment:
399         loop0(.Loword_loop_00to24, kernel);
400         kernel1 = cmp.gtu(kernel, #1);
401         rest = add(kernel, #-1);
403         .falign
404 .Loword_loop_00to24:
406         dcfetch(ptr_in_p_128);  /*  prefetch 4 lines ahead  */
407         ptr_in_p_128kernel = vaddw(ptr_in_p_128kernel, inc);
408         if(kernel1) ptr_out_p_32 = add(ptr_out_p_32, #32);
411         dczeroa(ptr_out_p_32);  /*  reserve the next 32bytes in cache  */
414         memd(ptr_out++#8) = ldata0;
415         ldata0 = valignb(dataF8, data70, align);
416         data70 = memd(ptr_in++#8);
419         memd(ptr_out++#8) = ldata0;
420         ldata0 = valignb(data70, dataF8, align);
421         dataF8 = memd(ptr_in++#8);
424         memd(ptr_out++#8) = ldata0;
425         ldata0 = valignb(dataF8, data70, align);
426         data70 = memd(ptr_in++#8);
429         memd(ptr_out++#8) = ldata0;
430         ldata0 = valignb(data70, dataF8, align);
431         dataF8 = memd(ptr_in++#8);
432         kernel1 = cmp.gtu(kernel, #1);
433 }:endloop0
434 .Lepilog:
436         noepilog = cmp.eq(epilog,#0);
437         epilogdws = lsr(epilog, #3);
438         kernel = and(epilog, #7);
441         if(noepilog) jumpr r31;
442         if(noepilog) ptr_out = sub(ptr_out, len);
443         p3 = cmp.eq(epilogdws, #0);
444         shift2 = asl(epilog, #3);
447         shiftb = and(shift2, #32);
448         ifword = tstbit(epilog,#2);
449         if(p3) jump .Lepilog60;
450         if(!p3) epilog = add(epilog, #-16);
453         loop0(.Ldword_loop_epilog, epilogdws);
454         /*  stop criteria is lsbs unless = 0 then its 8  */
455         p3 = cmp.eq(kernel, #0);
456         if(p3.new) kernel= #8;
457         p1 = cmp.gt(over, #0);
459         /*  if not aligned to end of buffer execute 1 more iteration  */
460         if(p1) kernel= #0;
461 .Ldword_loop_epilog:
463         memd(ptr_out++#8) = ldata0;
464         ldata0 = valignb(dataF8, data70, align);
465         p3 = cmp.gt(epilog, kernel);
468         data70 = dataF8;
469         if(p3) dataF8 = memd(ptr_in++#8);
470         epilog = add(epilog, #-8);
471 }:endloop0
472 /* copy last 7 bytes */
473 .Lepilog60:
475         if(ifword) memw(ptr_out++#4) = data0;
476         ldata0 = lsr(ldata0, shiftb);
477         ifhword = tstbit(epilog,#1);
478         shiftb = and(shift2, #16);
481         if(ifhword) memh(ptr_out++#2) = data0;
482         ldata0 = lsr(ldata0, shiftb);
483         ifbyte = tstbit(epilog,#0);
484         if(ifbyte.new) len = add(len, #-1);
487         if(ifbyte) memb(ptr_out) = data0;
488         ptr_out = sub(ptr_out, len);    /*  return dest pointer  */
489         jumpr r31;
491 /*  do byte copy for small n  */
492 .Lbytes23orless:
494         p3 = sp1loop0(.Lbyte_copy, len);
495         len = add(len, #-1);
497 .Lbyte_copy:
499         data0 = memb(ptr_in++#1);
500         if(p3) memb(ptr_out++#1) = data0;
501 }:endloop0
503         memb(ptr_out) = data0;
504         ptr_out = sub(ptr_out, len);
505         jumpr r31;
507 /*  do dword copies for aligned in, out and length  */
508 .Ldwordaligned:
510         p3 = sp1loop0(.Ldword_copy, len8);
512 .Ldword_copy:
514         if(p3) memd(ptr_out++#8) = ldata0;
515         ldata0 = memd(ptr_in++#8);
516 }:endloop0
518         memd(ptr_out) = ldata0;
519         ptr_out = sub(ptr_out, len);
520         jumpr r31;      /*  return to function caller  */
522 .Lmemcpy_return:
523         r21:20 = memd(sp+#16);  /*  restore r20+r21  */
525         r25:24 = memd(sp+#8);   /*  restore r24+r25  */
526         r17:16 = memd(sp+#0);   /*  restore r16+r17  */
528         deallocframe;   /*  restore r31 and incrment stack by 16  */
529         jumpr r31