[SPARC64]: Niagara optimized memcpy() and copy_{to,from}_user().
authorDavid S. Miller <davem@sunset.davemloft.net>
Mon, 6 Mar 2006 00:41:56 +0000 (16:41 -0800)
committerDavid S. Miller <davem@sunset.davemloft.net>
Mon, 20 Mar 2006 09:11:42 +0000 (01:11 -0800)
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>
arch/sparc64/lib/Makefile
arch/sparc64/lib/NGcopy_from_user.S [new file with mode: 0644]
arch/sparc64/lib/NGcopy_to_user.S [new file with mode: 0644]
arch/sparc64/lib/NGmemcpy.S [new file with mode: 0644]
arch/sparc64/lib/NGpatch.S [new file with mode: 0644]

index c295806500f78d66168f7efb003f31489f97b52e..813f622b5c4ef49b1a4c55ff882b3608c087d1ba 100644 (file)
@@ -11,6 +11,7 @@ lib-y := PeeCeeI.o copy_page.o clear_page.o strlen.o strncmp.o \
         VISsave.o atomic.o bitops.o \
         U1memcpy.o U1copy_from_user.o U1copy_to_user.o \
         U3memcpy.o U3copy_from_user.o U3copy_to_user.o U3patch.o \
+        NGmemcpy.o NGcopy_from_user.o NGcopy_to_user.o NGpatch.o \
         copy_in_user.o user_fixup.o memmove.o \
         mcount.o ipcsum.o rwsem.o xor.o find_bit.o delay.o
 
diff --git a/arch/sparc64/lib/NGcopy_from_user.S b/arch/sparc64/lib/NGcopy_from_user.S
new file mode 100644 (file)
index 0000000..2d93456
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,37 @@
+/* NGcopy_from_user.S: Niagara optimized copy from userspace.
+ *
+ * Copyright (C) 2006 David S. Miller (davem@davemloft.net)
+ */
+
+#define EX_LD(x)               \
+98:    x;                      \
+       .section .fixup;        \
+       .align 4;               \
+99:    wr      %g0, ASI_AIUS, %asi;\
+       retl;                   \
+        mov    1, %o0;         \
+       .section __ex_table,"a";\
+       .align 4;               \
+       .word 98b, 99b;         \
+       .text;                  \
+       .align 4;
+
+#ifndef ASI_AIUS
+#define ASI_AIUS       0x11
+#endif
+
+#define FUNC_NAME              NGcopy_from_user
+#define LOAD(type,addr,dest)   type##a [addr] ASI_AIUS, dest
+#define LOAD_TWIN(addr_reg,dest0,dest1)        \
+       ldda [addr_reg] ASI_BLK_INIT_QUAD_LDD_AIUS, dest0
+#define EX_RETVAL(x)           0
+
+#ifdef __KERNEL__
+#define PREAMBLE                                       \
+       rd              %asi, %g1;                      \
+       cmp             %g1, ASI_AIUS;                  \
+       bne,pn          %icc, memcpy_user_stub;         \
+        nop
+#endif
+
+#include "NGmemcpy.S"
diff --git a/arch/sparc64/lib/NGcopy_to_user.S b/arch/sparc64/lib/NGcopy_to_user.S
new file mode 100644 (file)
index 0000000..4a12395
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,40 @@
+/* NGcopy_to_user.S: Niagara optimized copy to userspace.
+ *
+ * Copyright (C) 2006 David S. Miller (davem@davemloft.net)
+ */
+
+#define EX_ST(x)               \
+98:    x;                      \
+       .section .fixup;        \
+       .align 4;               \
+99:    wr      %g0, ASI_AIUS, %asi;\
+       retl;                   \
+        mov    1, %o0;         \
+       .section __ex_table,"a";\
+       .align 4;               \
+       .word 98b, 99b;         \
+       .text;                  \
+       .align 4;
+
+#ifndef ASI_AIUS
+#define ASI_AIUS       0x11
+#endif
+
+#define FUNC_NAME              NGcopy_to_user
+#define STORE(type,src,addr)   type##a src, [addr] ASI_AIUS
+#define STORE_ASI              ASI_BLK_INIT_QUAD_LDD_AIUS
+#define EX_RETVAL(x)           0
+
+#ifdef __KERNEL__
+       /* Writing to %asi is _expensive_ so we hardcode it.
+        * Reading %asi to check for KERNEL_DS is comparatively
+        * cheap.
+        */
+#define PREAMBLE                                       \
+       rd              %asi, %g1;                      \
+       cmp             %g1, ASI_AIUS;                  \
+       bne,pn          %icc, memcpy_user_stub;         \
+        nop
+#endif
+
+#include "U3memcpy.S"
diff --git a/arch/sparc64/lib/NGmemcpy.S b/arch/sparc64/lib/NGmemcpy.S
new file mode 100644 (file)
index 0000000..a39aa3b
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,364 @@
+/* NGmemcpy.S: Niagara optimized memcpy.
+ *
+ * Copyright (C) 2006 David S. Miller (davem@davemloft.net)
+ */
+
+#ifdef __KERNEL__
+#include <asm/asi.h>
+#define GLOBAL_SPARE   %g7
+#define RESTORE_ASI    wr      %g0, ASI_AIUS, %asi
+#else
+#define GLOBAL_SPARE   %g5
+#define RESTORE_ASI
+#endif
+
+#ifndef STORE_ASI
+#define STORE_ASI      ASI_BLK_INIT_QUAD_LDD_P
+#endif
+
+#ifndef EX_LD
+#define EX_LD(x)       x
+#endif
+
+#ifndef EX_ST
+#define EX_ST(x)       x
+#endif
+
+#ifndef EX_RETVAL
+#define EX_RETVAL(x)   x
+#endif
+
+#ifndef LOAD
+#ifndef MEMCPY_DEBUG
+#define LOAD(type,addr,dest)   type [addr], dest
+#else
+#define LOAD(type,addr,dest)   type##a [addr] 0x80, dest
+#endif
+#endif
+
+#ifndef LOAD_TWIN
+#define LOAD_TWIN(addr_reg,dest0,dest1)        \
+       ldda [addr_reg] ASI_BLK_INIT_QUAD_LDD_P, dest0
+#endif
+
+#ifndef STORE
+#define STORE(type,src,addr)   type src, [addr]
+#endif
+
+#ifndef STORE_INIT
+#define STORE_INIT(src,addr)   stxa src, [addr] %asi
+#endif
+
+#ifndef FUNC_NAME
+#define FUNC_NAME      NGmemcpy
+#endif
+
+#ifndef PREAMBLE
+#define PREAMBLE
+#endif
+
+#ifndef XCC
+#define XCC xcc
+#endif
+
+       .register       %g2,#scratch
+       .register       %g3,#scratch
+
+       .text
+       .align          64
+
+       .globl  FUNC_NAME
+       .type   FUNC_NAME,#function
+FUNC_NAME:     /* %o0=dst, %o1=src, %o2=len */
+       srlx            %o2, 31, %g2
+       cmp             %g2, 0
+       tne             %xcc, 5
+       PREAMBLE
+       mov             %o0, GLOBAL_SPARE
+       cmp             %o2, 0
+       be,pn           %XCC, 85f
+        or             %o0, %o1, %o3
+       cmp             %o2, 16
+       blu,a,pn        %XCC, 80f
+        or             %o3, %o2, %o3
+
+       /* 2 blocks (128 bytes) is the minimum we can do the block
+        * copy with.  We need to ensure that we'll iterate at least
+        * once in the block copy loop.  At worst we'll need to align
+        * the destination to a 64-byte boundary which can chew up
+        * to (64 - 1) bytes from the length before we perform the
+        * block copy loop.
+        */
+       cmp             %o2, (2 * 64)
+       blu,pt          %XCC, 70f
+        andcc          %o3, 0x7, %g0
+
+       /* %o0: dst
+        * %o1: src
+        * %o2: len  (known to be >= 128)
+        *
+        * The block copy loops will use %o4/%o5,%g2/%g3 as
+        * temporaries while copying the data.
+        */
+
+       LOAD(prefetch, %o1, #one_read)
+       wr              %g0, STORE_ASI, %asi
+
+       /* Align destination on 64-byte boundary.  */
+       andcc           %o0, (64 - 1), %o4
+       be,pt           %XCC, 2f
+        sub            %o4, 64, %o4
+       sub             %g0, %o4, %o4   ! bytes to align dst
+       sub             %o2, %o4, %o2
+1:     subcc           %o4, 1, %o4
+       EX_LD(LOAD(ldub, %o1, %g1))
+       EX_ST(STORE(stb, %g1, %o0))
+       add             %o1, 1, %o1
+       bne,pt          %XCC, 1b
+       add             %o0, 1, %o0
+
+       /* If the source is on a 16-byte boundary we can do
+        * the direct block copy loop.  If it is 8-byte aligned
+        * we can do the 16-byte loads offset by -8 bytes and the
+        * init stores offset by one register.
+        *
+        * If the source is not even 8-byte aligned, we need to do
+        * shifting and masking (basically integer faligndata).
+        *
+        * The careful bit with init stores is that if we store
+        * to any part of the cache line we have to store the whole
+        * cacheline else we can end up with corrupt L2 cache line
+        * contents.  Since the loop works on 64-bytes of 64-byte
+        * aligned store data at a time, this is easy to ensure.
+        */
+2:
+       andcc           %o1, (16 - 1), %o4
+       andn            %o2, (64 - 1), %g1      ! block copy loop iterator
+       sub             %o2, %g1, %o2           ! final sub-block copy bytes
+       be,pt           %XCC, 50f
+        cmp            %o4, 8
+       be,a,pt         %XCC, 10f
+        sub            %o1, 0x8, %o1
+
+       /* Neither 8-byte nor 16-byte aligned, shift and mask.  */
+       mov             %g1, %o4
+       and             %o1, 0x7, %g1
+       sll             %g1, 3, %g1
+       mov             64, %o3
+       andn            %o1, 0x7, %o1
+       EX_LD(LOAD(ldx, %o1, %g2))
+       sub             %o3, %g1, %o3
+       sllx            %g2, %g1, %g2
+
+#define SWIVEL_ONE_DWORD(SRC, TMP1, TMP2, PRE_VAL, PRE_SHIFT, POST_SHIFT, DST)\
+       EX_LD(LOAD(ldx, SRC, TMP1)); \
+       srlx            TMP1, PRE_SHIFT, TMP2; \
+       or              TMP2, PRE_VAL, TMP2; \
+       EX_ST(STORE_INIT(TMP2, DST)); \
+       sllx            TMP1, POST_SHIFT, PRE_VAL;
+
+1:     add             %o1, 0x8, %o1
+       SWIVEL_ONE_DWORD(%o1, %g3, %o5, %g2, %o3, %g1, %o0 + 0x00)
+       add             %o1, 0x8, %o1
+       SWIVEL_ONE_DWORD(%o1, %g3, %o5, %g2, %o3, %g1, %o0 + 0x08)
+       add             %o1, 0x8, %o1
+       SWIVEL_ONE_DWORD(%o1, %g3, %o5, %g2, %o3, %g1, %o0 + 0x10)
+       add             %o1, 0x8, %o1
+       SWIVEL_ONE_DWORD(%o1, %g3, %o5, %g2, %o3, %g1, %o0 + 0x18)
+       add             %o1, 32, %o1
+       LOAD(prefetch, %o1, #one_read)
+       sub             %o1, 32 - 8, %o1
+       SWIVEL_ONE_DWORD(%o1, %g3, %o5, %g2, %o3, %g1, %o0 + 0x20)
+       add             %o1, 8, %o1
+       SWIVEL_ONE_DWORD(%o1, %g3, %o5, %g2, %o3, %g1, %o0 + 0x28)
+       add             %o1, 8, %o1
+       SWIVEL_ONE_DWORD(%o1, %g3, %o5, %g2, %o3, %g1, %o0 + 0x30)
+       add             %o1, 8, %o1
+       SWIVEL_ONE_DWORD(%o1, %g3, %o5, %g2, %o3, %g1, %o0 + 0x38)
+       subcc           %o4, 64, %o4
+       bne,pt          %XCC, 1b
+        add            %o0, 64, %o0
+
+#undef SWIVEL_ONE_DWORD
+
+       srl             %g1, 3, %g1
+       ba,pt           %XCC, 60f
+        add            %o1, %g1, %o1
+
+10:    /* Destination is 64-byte aligned, source was only 8-byte
+        * aligned but it has been subtracted by 8 and we perform
+        * one twin load ahead, then add 8 back into source when
+        * we finish the loop.
+        */
+       EX_LD(LOAD_TWIN(%o1, %o4, %o5))
+1:     add             %o1, 16, %o1
+       EX_LD(LOAD_TWIN(%o1, %g2, %g3))
+       add             %o1, 16 + 32, %o1
+       LOAD(prefetch, %o1, #one_read)
+       sub             %o1, 32, %o1
+       EX_ST(STORE_INIT(%o5, %o0 + 0x00))      ! initializes cache line
+       EX_ST(STORE_INIT(%g2, %o0 + 0x08))
+       EX_LD(LOAD_TWIN(%o1, %o4, %o5))
+       add             %o1, 16, %o1
+       EX_ST(STORE_INIT(%g3, %o0 + 0x10))
+       EX_ST(STORE_INIT(%o4, %o0 + 0x18))
+       EX_LD(LOAD_TWIN(%o1, %g2, %g3))
+       add             %o1, 16, %o1
+       EX_ST(STORE_INIT(%o5, %o0 + 0x20))
+       EX_ST(STORE_INIT(%g2, %o0 + 0x28))
+       EX_LD(LOAD_TWIN(%o1, %o4, %o5))
+       EX_ST(STORE_INIT(%g3, %o0 + 0x30))
+       EX_ST(STORE_INIT(%o4, %o0 + 0x38))
+       subcc           %g1, 64, %g1
+       bne,pt          %XCC, 1b
+        add            %o0, 64, %o0
+
+       ba,pt           %XCC, 60f
+        add            %o1, 0x8, %o1
+
+50:    /* Destination is 64-byte aligned, and source is 16-byte
+        * aligned.
+        */
+1:     EX_LD(LOAD_TWIN(%o1, %o4, %o5))
+       add     %o1, 16, %o1
+       EX_LD(LOAD_TWIN(%o1, %g2, %g3))
+       add     %o1, 16 + 32, %o1
+       LOAD(prefetch, %o1, #one_read)
+       sub     %o1, 32, %o1
+       EX_ST(STORE_INIT(%o4, %o0 + 0x00))      ! initializes cache line
+       EX_ST(STORE_INIT(%o5, %o0 + 0x08))
+       EX_LD(LOAD_TWIN(%o1, %o4, %o5))
+       add     %o1, 16, %o1
+       EX_ST(STORE_INIT(%g2, %o0 + 0x10))
+       EX_ST(STORE_INIT(%g3, %o0 + 0x18))
+       EX_LD(LOAD_TWIN(%o1, %g2, %g3))
+       add     %o1, 16, %o1
+       EX_ST(STORE_INIT(%o4, %o0 + 0x20))
+       EX_ST(STORE_INIT(%o5, %o0 + 0x28))
+       EX_ST(STORE_INIT(%g2, %o0 + 0x30))
+       EX_ST(STORE_INIT(%g3, %o0 + 0x38))
+       subcc   %g1, 64, %g1
+       bne,pt  %XCC, 1b
+        add    %o0, 64, %o0
+       /* fall through */
+
+60:    
+       /* %o2 contains any final bytes still needed to be copied
+        * over. If anything is left, we copy it one byte at a time.
+        */
+       RESTORE_ASI
+       brz,pt          %o2, 85f
+        sub            %o0, %o1, %o3
+       ba,a,pt         %XCC, 90f
+
+       .align          64
+70: /* 16 < len <= 64 */
+       bne,pn          %XCC, 75f
+        sub            %o0, %o1, %o3
+
+72:
+       andn            %o2, 0xf, %o4
+       and             %o2, 0xf, %o2
+1:     subcc           %o4, 0x10, %o4
+       EX_LD(LOAD(ldx, %o1, %o5))
+       add             %o1, 0x08, %o1
+       EX_LD(LOAD(ldx, %o1, %g1))
+       sub             %o1, 0x08, %o1
+       EX_ST(STORE(stx, %o5, %o1 + %o3))
+       add             %o1, 0x8, %o1
+       EX_ST(STORE(stx, %g1, %o1 + %o3))
+       bgu,pt          %XCC, 1b
+        add            %o1, 0x8, %o1
+73:    andcc           %o2, 0x8, %g0
+       be,pt           %XCC, 1f
+        nop
+       sub             %o2, 0x8, %o2
+       EX_LD(LOAD(ldx, %o1, %o5))
+       EX_ST(STORE(stx, %o5, %o1 + %o3))
+       add             %o1, 0x8, %o1
+1:     andcc           %o2, 0x4, %g0
+       be,pt           %XCC, 1f
+        nop
+       sub             %o2, 0x4, %o2
+       EX_LD(LOAD(lduw, %o1, %o5))
+       EX_ST(STORE(stw, %o5, %o1 + %o3))
+       add             %o1, 0x4, %o1
+1:     cmp             %o2, 0
+       be,pt           %XCC, 85f
+        nop
+       ba,pt           %xcc, 90f
+        nop
+
+75:
+       andcc           %o0, 0x7, %g1
+       sub             %g1, 0x8, %g1
+       be,pn           %icc, 2f
+        sub            %g0, %g1, %g1
+       sub             %o2, %g1, %o2
+
+1:     subcc           %g1, 1, %g1
+       EX_LD(LOAD(ldub, %o1, %o5))
+       EX_ST(STORE(stb, %o5, %o1 + %o3))
+       bgu,pt          %icc, 1b
+        add            %o1, 1, %o1
+
+2:     add             %o1, %o3, %o0
+       andcc           %o1, 0x7, %g1
+       bne,pt          %icc, 8f
+        sll            %g1, 3, %g1
+
+       cmp             %o2, 16
+       bgeu,pt         %icc, 72b
+        nop
+       ba,a,pt         %xcc, 73b
+
+8:     mov             64, %o3
+       andn            %o1, 0x7, %o1
+       EX_LD(LOAD(ldx, %o1, %g2))
+       sub             %o3, %g1, %o3
+       andn            %o2, 0x7, %o4
+       sllx            %g2, %g1, %g2
+1:     add             %o1, 0x8, %o1
+       EX_LD(LOAD(ldx, %o1, %g3))
+       subcc           %o4, 0x8, %o4
+       srlx            %g3, %o3, %o5
+       or              %o5, %g2, %o5
+       EX_ST(STORE(stx, %o5, %o0))
+       add             %o0, 0x8, %o0
+       bgu,pt          %icc, 1b
+        sllx           %g3, %g1, %g2
+
+       srl             %g1, 3, %g1
+       andcc           %o2, 0x7, %o2
+       be,pn           %icc, 85f
+        add            %o1, %g1, %o1
+       ba,pt           %xcc, 90f
+        sub            %o0, %o1, %o3
+
+       .align          64
+80: /* 0 < len <= 16 */
+       andcc           %o3, 0x3, %g0
+       bne,pn          %XCC, 90f
+        sub            %o0, %o1, %o3
+
+1:
+       subcc           %o2, 4, %o2
+       EX_LD(LOAD(lduw, %o1, %g1))
+       EX_ST(STORE(stw, %g1, %o1 + %o3))
+       bgu,pt          %XCC, 1b
+        add            %o1, 4, %o1
+
+85:    retl
+        mov            EX_RETVAL(GLOBAL_SPARE), %o0
+
+       .align          32
+90:
+       subcc           %o2, 1, %o2
+       EX_LD(LOAD(ldub, %o1, %g1))
+       EX_ST(STORE(stb, %g1, %o1 + %o3))
+       bgu,pt          %XCC, 90b
+        add            %o1, 1, %o1
+       retl
+        mov            EX_RETVAL(GLOBAL_SPARE), %o0
+
+       .size           FUNC_NAME, .-FUNC_NAME
diff --git a/arch/sparc64/lib/NGpatch.S b/arch/sparc64/lib/NGpatch.S
new file mode 100644 (file)
index 0000000..f13ec9e
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,32 @@
+/* NGpatch.S: Patch Ultra-I routines with Niagara variant.
+ *
+ * Copyright (C) 2006 David S. Miller <davem@davemloft.net>
+ */
+
+#define BRANCH_ALWAYS  0x10680000
+#define NOP            0x01000000
+#define NG_DO_PATCH(OLD, NEW)  \
+       sethi   %hi(NEW), %g1; \
+       or      %g1, %lo(NEW), %g1; \
+       sethi   %hi(OLD), %g2; \
+       or      %g2, %lo(OLD), %g2; \
+       sub     %g1, %g2, %g1; \
+       sethi   %hi(BRANCH_ALWAYS), %g3; \
+       srl     %g1, 2, %g1; \
+       or      %g3, %lo(BRANCH_ALWAYS), %g3; \
+       or      %g3, %g1, %g3; \
+       stw     %g3, [%g2]; \
+       sethi   %hi(NOP), %g3; \
+       or      %g3, %lo(NOP), %g3; \
+       stw     %g3, [%g2 + 0x4]; \
+       flush   %g2;
+
+       .globl  niagara_patch_copyops
+       .type   niagara_patch_copyops,#function
+niagara_patch_copyops:
+       NG_DO_PATCH(memcpy, NGmemcpy)
+       NG_DO_PATCH(___copy_from_user, NGcopy_from_user)
+       NG_DO_PATCH(___copy_to_user, NGcopy_to_user)
+       retl
+        nop
+       .size   niagara_patch_copyops,.-niagara_patch_copyops