source: rtems/cpukit/zlib/contrib/amd64/amd64-match.S @ 69f34ca

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Line 
1/*
2 * match.S -- optimized version of longest_match()
3 * based on the similar work by Gilles Vollant, and Brian Raiter, written 1998
4 *
5 * This is free software; you can redistribute it and/or modify it
6 * under the terms of the BSD License. Use by owners of Che Guevarra
7 * parafernalia is prohibited, where possible, and highly discouraged
8 * elsewhere.
9 */
10
11#ifndef NO_UNDERLINE
12#       define  match_init      _match_init
13#       define  longest_match   _longest_match
14#endif
15
16#define scanend         ebx
17#define scanendw        bx
18#define chainlenwmask   edx /* high word: current chain len low word: s->wmask */
19#define curmatch        rsi
20#define curmatchd       esi
21#define windowbestlen   r8
22#define scanalign       r9
23#define scanalignd      r9d
24#define window          r10
25#define bestlen         r11
26#define bestlend        r11d
27#define scanstart       r12d
28#define scanstartw      r12w
29#define scan            r13
30#define nicematch       r14d
31#define limit           r15
32#define limitd          r15d
33#define prev            rcx
34
35/*
36 * The 258 is a "magic number, not a parameter -- changing it
37 * breaks the hell loose
38 */
39#define MAX_MATCH       (258)
40#define MIN_MATCH       (3)
41#define MIN_LOOKAHEAD   (MAX_MATCH + MIN_MATCH + 1)
42#define MAX_MATCH_8     ((MAX_MATCH + 7) & ~7)
43
44/* stack frame offsets */
45#define LocalVarsSize   (112)
46#define _chainlenwmask  ( 8-LocalVarsSize)(%rsp)
47#define _windowbestlen  (16-LocalVarsSize)(%rsp)
48#define save_r14        (24-LocalVarsSize)(%rsp)
49#define save_rsi        (32-LocalVarsSize)(%rsp)
50#define save_rbx        (40-LocalVarsSize)(%rsp)
51#define save_r12        (56-LocalVarsSize)(%rsp)
52#define save_r13        (64-LocalVarsSize)(%rsp)
53#define save_r15        (80-LocalVarsSize)(%rsp)
54
55
56.globl  match_init, longest_match
57
58/*
59 * On AMD64 the first argument of a function (in our case -- the pointer to
60 * deflate_state structure) is passed in %rdi, hence our offsets below are
61 * all off of that.
62 */
63
64/* you can check the structure offset by running
65
66#include <stdlib.h>
67#include <stdio.h>
68#include "deflate.h"
69
70void print_depl()
71{
72deflate_state ds;
73deflate_state *s=&ds;
74printf("size pointer=%u\n",(int)sizeof(void*));
75
76printf("#define dsWSize         (%3u)(%%rdi)\n",(int)(((char*)&(s->w_size))-((char*)s)));
77printf("#define dsWMask         (%3u)(%%rdi)\n",(int)(((char*)&(s->w_mask))-((char*)s)));
78printf("#define dsWindow        (%3u)(%%rdi)\n",(int)(((char*)&(s->window))-((char*)s)));
79printf("#define dsPrev          (%3u)(%%rdi)\n",(int)(((char*)&(s->prev))-((char*)s)));
80printf("#define dsMatchLen      (%3u)(%%rdi)\n",(int)(((char*)&(s->match_length))-((char*)s)));
81printf("#define dsPrevMatch     (%3u)(%%rdi)\n",(int)(((char*)&(s->prev_match))-((char*)s)));
82printf("#define dsStrStart      (%3u)(%%rdi)\n",(int)(((char*)&(s->strstart))-((char*)s)));
83printf("#define dsMatchStart    (%3u)(%%rdi)\n",(int)(((char*)&(s->match_start))-((char*)s)));
84printf("#define dsLookahead     (%3u)(%%rdi)\n",(int)(((char*)&(s->lookahead))-((char*)s)));
85printf("#define dsPrevLen       (%3u)(%%rdi)\n",(int)(((char*)&(s->prev_length))-((char*)s)));
86printf("#define dsMaxChainLen   (%3u)(%%rdi)\n",(int)(((char*)&(s->max_chain_length))-((char*)s)));
87printf("#define dsGoodMatch     (%3u)(%%rdi)\n",(int)(((char*)&(s->good_match))-((char*)s)));
88printf("#define dsNiceMatch     (%3u)(%%rdi)\n",(int)(((char*)&(s->nice_match))-((char*)s)));
89}
90
91*/
92
93
94/*
95  to compile for XCode 3.2 on MacOSX x86_64
96  - run "gcc -g -c -DXCODE_MAC_X64_STRUCTURE amd64-match.S"
97 */
98
99
100#ifndef CURRENT_LINX_XCODE_MAC_X64_STRUCTURE
101#define dsWSize         ( 68)(%rdi)
102#define dsWMask         ( 76)(%rdi)
103#define dsWindow        ( 80)(%rdi)
104#define dsPrev          ( 96)(%rdi)
105#define dsMatchLen      (144)(%rdi)
106#define dsPrevMatch     (148)(%rdi)
107#define dsStrStart      (156)(%rdi)
108#define dsMatchStart    (160)(%rdi)
109#define dsLookahead     (164)(%rdi)
110#define dsPrevLen       (168)(%rdi)
111#define dsMaxChainLen   (172)(%rdi)
112#define dsGoodMatch     (188)(%rdi)
113#define dsNiceMatch     (192)(%rdi)
114
115#else
116
117#ifndef STRUCT_OFFSET
118#       define STRUCT_OFFSET    (0)
119#endif
120
121
122#define dsWSize         ( 56 + STRUCT_OFFSET)(%rdi)
123#define dsWMask         ( 64 + STRUCT_OFFSET)(%rdi)
124#define dsWindow        ( 72 + STRUCT_OFFSET)(%rdi)
125#define dsPrev          ( 88 + STRUCT_OFFSET)(%rdi)
126#define dsMatchLen      (136 + STRUCT_OFFSET)(%rdi)
127#define dsPrevMatch     (140 + STRUCT_OFFSET)(%rdi)
128#define dsStrStart      (148 + STRUCT_OFFSET)(%rdi)
129#define dsMatchStart    (152 + STRUCT_OFFSET)(%rdi)
130#define dsLookahead     (156 + STRUCT_OFFSET)(%rdi)
131#define dsPrevLen       (160 + STRUCT_OFFSET)(%rdi)
132#define dsMaxChainLen   (164 + STRUCT_OFFSET)(%rdi)
133#define dsGoodMatch     (180 + STRUCT_OFFSET)(%rdi)
134#define dsNiceMatch     (184 + STRUCT_OFFSET)(%rdi)
135
136#endif
137
138
139
140
141.text
142
143/* uInt longest_match(deflate_state *deflatestate, IPos curmatch) */
144
145longest_match:
146/*
147 * Retrieve the function arguments. %curmatch will hold cur_match
148 * throughout the entire function (passed via rsi on amd64).
149 * rdi will hold the pointer to the deflate_state (first arg on amd64)
150 */
151                mov     %rsi, save_rsi
152                mov     %rbx, save_rbx
153                mov     %r12, save_r12
154                mov     %r13, save_r13
155                mov     %r14, save_r14
156                mov     %r15, save_r15
157
158/* uInt wmask = s->w_mask;                                              */
159/* unsigned chain_length = s->max_chain_length;                         */
160/* if (s->prev_length >= s->good_match) {                               */
161/*     chain_length >>= 2;                                              */
162/* }                                                                    */
163
164                movl    dsPrevLen, %eax
165                movl    dsGoodMatch, %ebx
166                cmpl    %ebx, %eax
167                movl    dsWMask, %eax
168                movl    dsMaxChainLen, %chainlenwmask
169                jl      LastMatchGood
170                shrl    $2, %chainlenwmask
171LastMatchGood:
172
173/* chainlen is decremented once beforehand so that the function can     */
174/* use the sign flag instead of the zero flag for the exit test.        */
175/* It is then shifted into the high word, to make room for the wmask    */
176/* value, which it will always accompany.                               */
177
178                decl    %chainlenwmask
179                shll    $16, %chainlenwmask
180                orl     %eax, %chainlenwmask
181
182/* if ((uInt)nice_match > s->lookahead) nice_match = s->lookahead;      */
183
184                movl    dsNiceMatch, %eax
185                movl    dsLookahead, %ebx
186                cmpl    %eax, %ebx
187                jl      LookaheadLess
188                movl    %eax, %ebx
189LookaheadLess:  movl    %ebx, %nicematch
190
191/* register Bytef *scan = s->window + s->strstart;                      */
192
193                mov     dsWindow, %window
194                movl    dsStrStart, %limitd
195                lea     (%limit, %window), %scan
196
197/* Determine how many bytes the scan ptr is off from being              */
198/* dword-aligned.                                                       */
199
200                mov     %scan, %scanalign
201                negl    %scanalignd
202                andl    $3, %scanalignd
203
204/* IPos limit = s->strstart > (IPos)MAX_DIST(s) ?                       */
205/*     s->strstart - (IPos)MAX_DIST(s) : NIL;                           */
206
207                movl    dsWSize, %eax
208                subl    $MIN_LOOKAHEAD, %eax
209                xorl    %ecx, %ecx
210                subl    %eax, %limitd
211                cmovng  %ecx, %limitd
212
213/* int best_len = s->prev_length;                                       */
214
215                movl    dsPrevLen, %bestlend
216
217/* Store the sum of s->window + best_len in %windowbestlen locally, and in memory.      */
218
219                lea     (%window, %bestlen), %windowbestlen
220                mov     %windowbestlen, _windowbestlen
221
222/* register ush scan_start = *(ushf*)scan;                              */
223/* register ush scan_end   = *(ushf*)(scan+best_len-1);                 */
224/* Posf *prev = s->prev;                                                */
225
226                movzwl  (%scan), %scanstart
227                movzwl  -1(%scan, %bestlen), %scanend
228                mov     dsPrev, %prev
229
230/* Jump into the main loop.                                             */
231
232                movl    %chainlenwmask, _chainlenwmask
233                jmp     LoopEntry
234
235.balign 16
236
237/* do {
238 *     match = s->window + cur_match;
239 *     if (*(ushf*)(match+best_len-1) != scan_end ||
240 *         *(ushf*)match != scan_start) continue;
241 *     [...]
242 * } while ((cur_match = prev[cur_match & wmask]) > limit
243 *          && --chain_length != 0);
244 *
245 * Here is the inner loop of the function. The function will spend the
246 * majority of its time in this loop, and majority of that time will
247 * be spent in the first ten instructions.
248 */
249LookupLoop:
250                andl    %chainlenwmask, %curmatchd
251                movzwl  (%prev, %curmatch, 2), %curmatchd
252                cmpl    %limitd, %curmatchd
253                jbe     LeaveNow
254                subl    $0x00010000, %chainlenwmask
255                js      LeaveNow
256LoopEntry:      cmpw    -1(%windowbestlen, %curmatch), %scanendw
257                jne     LookupLoop
258                cmpw    %scanstartw, (%window, %curmatch)
259                jne     LookupLoop
260
261/* Store the current value of chainlen.                                 */
262                movl    %chainlenwmask, _chainlenwmask
263
264/* %scan is the string under scrutiny, and %prev to the string we       */
265/* are hoping to match it up with. In actuality, %esi and %edi are      */
266/* both pointed (MAX_MATCH_8 - scanalign) bytes ahead, and %edx is      */
267/* initialized to -(MAX_MATCH_8 - scanalign).                           */
268
269                mov     $(-MAX_MATCH_8), %rdx
270                lea     (%curmatch, %window), %windowbestlen
271                lea     MAX_MATCH_8(%windowbestlen, %scanalign), %windowbestlen
272                lea     MAX_MATCH_8(%scan, %scanalign), %prev
273
274/* the prefetching below makes very little difference... */
275                prefetcht1      (%windowbestlen, %rdx)
276                prefetcht1      (%prev, %rdx)
277
278/*
279 * Test the strings for equality, 8 bytes at a time. At the end,
280 * adjust %rdx so that it is offset to the exact byte that mismatched.
281 *
282 * It should be confessed that this loop usually does not represent
283 * much of the total running time. Replacing it with a more
284 * straightforward "rep cmpsb" would not drastically degrade
285 * performance -- unrolling it, for example, makes no difference.
286 */
287
288#undef USE_SSE  /* works, but is 6-7% slower, than non-SSE... */
289
290LoopCmps:
291#ifdef USE_SSE
292                /* Preload the SSE registers */
293                movdqu    (%windowbestlen, %rdx), %xmm1
294                movdqu    (%prev, %rdx), %xmm2
295                pcmpeqb %xmm2, %xmm1
296                movdqu  16(%windowbestlen, %rdx), %xmm3
297                movdqu  16(%prev, %rdx), %xmm4
298                pcmpeqb %xmm4, %xmm3
299                movdqu  32(%windowbestlen, %rdx), %xmm5
300                movdqu  32(%prev, %rdx), %xmm6
301                pcmpeqb %xmm6, %xmm5
302                movdqu  48(%windowbestlen, %rdx), %xmm7
303                movdqu  48(%prev, %rdx), %xmm8
304                pcmpeqb %xmm8, %xmm7
305
306                /* Check the comparisions' results */
307                pmovmskb %xmm1, %rax
308                notw    %ax
309                bsfw    %ax, %ax
310                jnz     LeaveLoopCmps
311               
312                /* this is the only iteration of the loop with a possibility of having
313                   incremented rdx by 0x108 (each loop iteration add 16*4 = 0x40
314                   and (0x40*4)+8=0x108 */
315                add     $8, %rdx
316                jz LenMaximum
317                add     $8, %rdx
318
319               
320                pmovmskb %xmm3, %rax
321                notw    %ax
322                bsfw    %ax, %ax
323                jnz     LeaveLoopCmps
324               
325               
326                add     $16, %rdx
327
328
329                pmovmskb %xmm5, %rax
330                notw    %ax
331                bsfw    %ax, %ax
332                jnz     LeaveLoopCmps
333               
334                add     $16, %rdx
335
336
337                pmovmskb %xmm7, %rax
338                notw    %ax
339                bsfw    %ax, %ax
340                jnz     LeaveLoopCmps
341               
342                add     $16, %rdx
343               
344                jmp     LoopCmps
345LeaveLoopCmps:  add     %rax, %rdx
346#else
347                mov     (%windowbestlen, %rdx), %rax
348                xor     (%prev, %rdx), %rax
349                jnz     LeaveLoopCmps
350               
351                mov     8(%windowbestlen, %rdx), %rax
352                xor     8(%prev, %rdx), %rax
353                jnz     LeaveLoopCmps8
354
355                mov     16(%windowbestlen, %rdx), %rax
356                xor     16(%prev, %rdx), %rax
357                jnz     LeaveLoopCmps16
358                               
359                add     $24, %rdx
360                jnz     LoopCmps
361                jmp     LenMaximum
362#       if 0
363/*
364 * This three-liner is tantalizingly simple, but bsf is a slow instruction,
365 * and the complicated alternative down below is quite a bit faster. Sad...
366 */
367
368LeaveLoopCmps:  bsf     %rax, %rax /* find the first non-zero bit */
369                shrl    $3, %eax /* divide by 8 to get the byte */
370                add     %rax, %rdx
371#       else
372LeaveLoopCmps16:
373                add     $8, %rdx
374LeaveLoopCmps8:
375                add     $8, %rdx
376LeaveLoopCmps:  testl   $0xFFFFFFFF, %eax /* Check the first 4 bytes */
377                jnz     Check16
378                add     $4, %rdx
379                shr     $32, %rax
380Check16:        testw   $0xFFFF, %ax
381                jnz     LenLower
382                add     $2, %rdx
383                shrl    $16, %eax
384LenLower:       subb    $1, %al
385                adc     $0, %rdx
386#       endif
387#endif
388
389/* Calculate the length of the match. If it is longer than MAX_MATCH,   */
390/* then automatically accept it as the best possible match and leave.   */
391
392                lea     (%prev, %rdx), %rax
393                sub     %scan, %rax
394                cmpl    $MAX_MATCH, %eax
395                jge     LenMaximum
396
397/* If the length of the match is not longer than the best match we      */
398/* have so far, then forget it and return to the lookup loop.           */
399
400                cmpl    %bestlend, %eax
401                jg      LongerMatch
402                mov     _windowbestlen, %windowbestlen
403                mov     dsPrev, %prev
404                movl    _chainlenwmask, %edx
405                jmp     LookupLoop
406
407/*         s->match_start = cur_match;                                  */
408/*         best_len = len;                                              */
409/*         if (len >= nice_match) break;                                */
410/*         scan_end = *(ushf*)(scan+best_len-1);                        */
411
412LongerMatch:
413                movl    %eax, %bestlend
414                movl    %curmatchd, dsMatchStart
415                cmpl    %nicematch, %eax
416                jge     LeaveNow
417
418                lea     (%window, %bestlen), %windowbestlen
419                mov     %windowbestlen, _windowbestlen
420
421                movzwl  -1(%scan, %rax), %scanend
422                mov     dsPrev, %prev
423                movl    _chainlenwmask, %chainlenwmask
424                jmp     LookupLoop
425
426/* Accept the current string, with the maximum possible length.         */
427
428LenMaximum:
429                movl    $MAX_MATCH, %bestlend
430                movl    %curmatchd, dsMatchStart
431
432/* if ((uInt)best_len <= s->lookahead) return (uInt)best_len;           */
433/* return s->lookahead;                                                 */
434
435LeaveNow:
436                movl    dsLookahead, %eax
437                cmpl    %eax, %bestlend
438                cmovngl %bestlend, %eax
439LookaheadRet:
440
441/* Restore the registers and return from whence we came.                        */
442
443        mov     save_rsi, %rsi
444        mov     save_rbx, %rbx
445        mov     save_r12, %r12
446        mov     save_r13, %r13
447        mov     save_r14, %r14
448        mov     save_r15, %r15
449
450        ret
451
452match_init:     ret
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.