使用SIMD指令usub8,sel加速strlen

sppz

先看一usub8的行为

可以看到字节溢出则对应的GE位为0
APSR情况如下

字节值下溢时为0对应GE为0再看一下sel行为

通过GE又可以选择该字节的值,这里我们GE=1时0,GE=0时选择1,这样有'\0'时,值才会不为0

代码如下(未经验证),如果有人试了有问题,请告诉我,谢谢

1. size_t strlen(const char *string)
   
2. {
   
3.     const char *data;
   
4.     size_t value0, value1, value2;
   
5. 
   
6.     data = string;
   
7.     while (((size_t)data) % sizeof(void *) != 0)
   
8.     {
   
9.         if (*data == '\0')
   
10.         {
    
11.             return data - string;
    
12.         }
    
13.         ++data;
    
14.     }
    
15.     value1 = 0x01010101, value2 = 0;
    
16.     __asm__(
    
17.         "__loop:;\n"
    
18.         "ldr %[value0], [%[data]], #4;\n"
    
19.         "usub8 %[value0], %[value0], %[value1];\n"
    
20.         "sel %[result],  %[value2], %[value1];\n"
    
21.         "cmp %[result], #0;\n"
    
22.         "beq __loop;\n"
    
23.         : [result]"=r" (value0)
    
24.         : [data]"r" (data), [value0]"r" (value0), [value1]"r" (value1), [value2]"r" (value2)
    
25.         :
    
26.     );
    
27.     if ((value0 & 0xff) != 0)
    
28.     {
    
29.         return data - string - 4;
    
30.     }
    
31.     else if ((value0 & 0xff00) != 0)
    
32.     {
    
33.         return data - string - 3;
    
34.     }
    
35.     else if ((value0 & 0xff0000) != 0)
    
36.     {
    
37.         return data - string - 2;
    
38.     }
    
39.     else
    
40.     {
    
41.         return data - string - 1;
    
42.     }
    
43. }

复制代码

附加汇编,可以看出关键部分效率应该还是很高的

1. 08000dc0 strlen:
   
2. 8000dc0: 81 07                                lsls        r1, r0, #30
   
3. 8000dc2: 01 46                                mov        r1, r0
   
4. 8000dc4: 1a d0                                beq        #52 <__loop+0x30>
   
5. 8000dc6: 4f f0 01 32                          mov.w        r2, #16843009
   
6. 8000dca: 00 23                                movs        r3, #0
   
7. 
   
8. 08000dcc __loop:
   
9. 8000dcc: 51 f8 04 0b                          ldr        r0, [r1], #4
   
10. 8000dd0: c0 fa 42 f0                          usub8        r0, r0, r2
    
11. 8000dd4: a3 fa 82 f2                          sel        r2, r3, r2
    
12. 8000dd8: 00 2a                                cmp        r2, #0
    
13. 8000dda: f7 d0                                beq        #-18 <__loop>
    
14. 8000ddc: 08 1a                                subs        r0, r1, r0
    
15. 8000dde: 13 06                                lsls        r3, r2, #24
    
16. 8000de0: 1c bf                                itt        ne
    
17. 8000de2: 04 38                                subne        r0, #4
    
18. 8000de4: 70 47                                bxne        lr
    
19. 8000de6: 12 f4 7f 4f                          tst.w        r2, #65280
    
20. 8000dea: 1c bf                                itt        ne
    
21. 8000dec: 03 38                                subne        r0, #3
    
22. 8000dee: 70 47                                bxne        lr
    
23. 8000df0: 12 f4 7f 0f                          tst.w        r2, #16711680
    
24. 8000df4: 14 bf                                ite        ne
    
25. 8000df6: 02 38                                subne        r0, #2
    
26. 8000df8: 01 38                                subeq        r0, #1
    
27. 8000dfa: 70 47                                bx        lr
    
28. 8000dfc: 01 78                                ldrb        r1, [r0]
    
29. 8000dfe: 02 46                                mov        r2, r0
    
30. 8000e00: a1 b1                                cbz        r1, #40
    
31. 8000e02: 51 1c                                adds        r1, r2, #1
    
32. 8000e04: 8b 07                                lsls        r3, r1, #30
    
33. 8000e06: de d1                                bne        #-68 <strlen+0x6>
    
34. 8000e08: 0b 78                                ldrb        r3, [r1]
    
35. 8000e0a: 8b b1                                cbz        r3, #34
    
36. 8000e0c: 91 1c                                adds        r1, r2, #2
    
37. 8000e0e: 8b 07                                lsls        r3, r1, #30
    
38. 8000e10: d9 d1                                bne        #-78 <strlen+0x6>
    
39. 8000e12: 0b 78                                ldrb        r3, [r1]
    
40. 8000e14: 63 b1                                cbz        r3, #24
    
41. 8000e16: d1 1c                                adds        r1, r2, #3
    
42. 8000e18: 8b 07                                lsls        r3, r1, #30
    
43. 8000e1a: d4 d1                                bne        #-88 <strlen+0x6>
    
44. 8000e1c: 0b 78                                ldrb        r3, [r1]
    
45. 8000e1e: 3b b1                                cbz        r3, #14
    
46. 8000e20: 04 32                                adds        r2, #4
    
47. 8000e22: 91 07                                lsls        r1, r2, #30
    
48. 8000e24: 07 d1                                bne        #14 <__loop+0x6a>
    
49. 8000e26: 11 78                                ldrb        r1, [r2]
    
50. 8000e28: 00 29                                cmp        r1, #0
    
51. 8000e2a: ea d1                                bne        #-44 <__loop+0x36>
    
52. 8000e2c: 10 1a                                subs        r0, r2, r0
    
53. 8000e2e: 70 47                                bx        lr
    
54. 8000e30: 0a 46                                mov        r2, r1
    
55. 8000e32: 10 1a                                subs        r0, r2, r0
    
56. 8000e34: 70 47                                bx        lr
    
57. 8000e36: 11 46                                mov        r1, r2
    
58. 8000e38: c5 e7                                b        #-118 <strlen+0x6>

复制代码

修正,编译器真就各种负优化...

aozima

楼主研究得真深入

sppz

aozima 发表于 2020-2-15 17:30
楼主研究得真深入

是新手

sppz

反汇编看了下核心代码,效率应该非常高(usub8够快的话)