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/* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
/*
 * arch/alpha/lib/ev6-stxncpy.S
 * 21264 version contributed by Rick Gorton <rick.gorton@api-networks.com>
 *
 * Copy no more than COUNT bytes of the null-terminated string from
 * SRC to DST.
 *
 * This is an internal routine used by strncpy, stpncpy, and strncat.
 * As such, it uses special linkage conventions to make implementation
 * of these public functions more efficient.
 *
 * On input:
 *    t9 = return address
 *    a0 = DST
 *    a1 = SRC
 *    a2 = COUNT
 *
 * Furthermore, COUNT may not be zero.
 *
 * On output:
 *    t0  = last word written
 *    t10 = bitmask (with one bit set) indicating the byte position of
 *          the end of the range specified by COUNT
 *    t12 = bitmask (with one bit set) indicating the last byte written
 *    a0  = unaligned address of the last *word* written
 *    a2  = the number of full words left in COUNT
 *
 * Furthermore, v0, a3-a5, t11, and $at are untouched.
 *
 * Much of the information about 21264 scheduling/coding comes from:
 *    Compiler Writer's Guide for the Alpha 21264
 *    abbreviated as 'CWG' in other comments here
 *    ftp.digital.com/pub/Digital/info/semiconductor/literature/dsc-library.html
 * Scheduling notation:
 *    E    - either cluster
 *    U    - upper subcluster; U0 - subcluster U0; U1 - subcluster U1
 *    L    - lower subcluster; L0 - subcluster L0; L1 - subcluster L1
 * Try not to change the actual algorithm if possible for consistency.
 */
 
#include <asm/regdef.h>
 
   .set noat
   .set noreorder
 
   .text
 
/* There is a problem with either gdb (as of 4.16) or gas (as of 2.7) that
   doesn't like putting the entry point for a procedure somewhere in the
   middle of the procedure descriptor.  Work around this by putting the
   aligned copy in its own procedure descriptor */
 
 
   .ent stxncpy_aligned
   .align 4
stxncpy_aligned:
   .frame sp, 0, t9, 0
   .prologue 0
 
   /* On entry to this basic block:
      t0 == the first destination word for masking back in
      t1 == the first source word.  */
 
   /* Create the 1st output word and detect 0's in the 1st input word.  */
   lda    t2, -1        # E : build a mask against false zero
   mskqh    t2, a1, t2    # U :   detection in the src word (stall)
   mskqh    t1, a1, t3    # U :
   ornot    t1, t2, t2    # E : (stall)
 
   mskql    t0, a1, t0    # U : assemble the first output word
   cmpbge    zero, t2, t8    # E : bits set iff null found
   or    t0, t3, t0    # E : (stall)
   beq    a2, $a_eoc    # U :
 
   bne    t8, $a_eos    # U :
   nop
   nop
   nop
 
   /* On entry to this basic block:
      t0 == a source word not containing a null.  */
 
   /*
    * nops here to:
    *    separate store quads from load quads
    *    limit of 1 bcond/quad to permit training
    */
$a_loop:
   stq_u    t0, 0(a0)    # L :
   addq    a0, 8, a0    # E :
   subq    a2, 1, a2    # E :
   nop
 
   ldq_u    t0, 0(a1)    # L :
   addq    a1, 8, a1    # E :
   cmpbge    zero, t0, t8    # E :
   beq    a2, $a_eoc      # U :
 
   beq    t8, $a_loop    # U :
   nop
   nop
   nop
 
   /* Take care of the final (partial) word store.  At this point
      the end-of-count bit is set in t8 iff it applies.
 
      On entry to this basic block we have:
      t0 == the source word containing the null
      t8 == the cmpbge mask that found it.  */
 
$a_eos:
   negq    t8, t12        # E : find low bit set
   and    t8, t12, t12    # E : (stall)
   /* For the sake of the cache, don't read a destination word
      if we're not going to need it.  */
   and    t12, 0x80, t6    # E : (stall)
   bne    t6, 1f        # U : (stall)
 
   /* We're doing a partial word store and so need to combine
      our source and original destination words.  */
   ldq_u    t1, 0(a0)    # L :
   subq    t12, 1, t6    # E :
   or    t12, t6, t8    # E : (stall)
   zapnot    t0, t8, t0    # U : clear src bytes > null (stall)
 
   zap    t1, t8, t1    # .. e1 : clear dst bytes <= null
   or    t0, t1, t0    # e1    : (stall)
   nop
   nop
 
1:    stq_u    t0, 0(a0)    # L :
   ret    (t9)        # L0 : Latency=3
   nop
   nop
 
   /* Add the end-of-count bit to the eos detection bitmask.  */
$a_eoc:
   or    t10, t8, t8    # E :
   br    $a_eos        # L0 : Latency=3
   nop
   nop
 
   .end stxncpy_aligned
 
   .align 4
   .ent __stxncpy
   .globl __stxncpy
__stxncpy:
   .frame sp, 0, t9, 0
   .prologue 0
 
   /* Are source and destination co-aligned?  */
   xor    a0, a1, t1    # E :
   and    a0, 7, t0    # E : find dest misalignment
   and    t1, 7, t1    # E : (stall)
   addq    a2, t0, a2    # E : bias count by dest misalignment (stall)
 
   subq    a2, 1, a2    # E :
   and    a2, 7, t2    # E : (stall)
   srl    a2, 3, a2    # U : a2 = loop counter = (count - 1)/8 (stall)
   addq    zero, 1, t10    # E :
 
   sll    t10, t2, t10    # U : t10 = bitmask of last count byte
   bne    t1, $unaligned    # U :
   /* We are co-aligned; take care of a partial first word.  */
   ldq_u    t1, 0(a1)    # L : load first src word
   addq    a1, 8, a1    # E :
 
   beq    t0, stxncpy_aligned     # U : avoid loading dest word if not needed
   ldq_u    t0, 0(a0)    # L :
   nop
   nop
 
   br    stxncpy_aligned    # .. e1 :
   nop
   nop
   nop
 
 
 
/* The source and destination are not co-aligned.  Align the destination
   and cope.  We have to be very careful about not reading too much and
   causing a SEGV.  */
 
   .align 4
$u_head:
   /* We know just enough now to be able to assemble the first
      full source word.  We can still find a zero at the end of it
      that prevents us from outputting the whole thing.
 
      On entry to this basic block:
      t0 == the first dest word, unmasked
      t1 == the shifted low bits of the first source word
      t6 == bytemask that is -1 in dest word bytes */
 
   ldq_u    t2, 8(a1)    # L : Latency=3 load second src word
   addq    a1, 8, a1    # E :
   mskql    t0, a0, t0    # U : mask trailing garbage in dst
   extqh    t2, a1, t4    # U : (3 cycle stall on t2)
 
   or    t1, t4, t1    # E : first aligned src word complete (stall)
   mskqh    t1, a0, t1    # U : mask leading garbage in src (stall)
   or    t0, t1, t0    # E : first output word complete (stall)
   or    t0, t6, t6    # E : mask original data for zero test (stall)
 
   cmpbge    zero, t6, t8    # E :
   beq    a2, $u_eocfin    # U :
   lda    t6, -1        # E :
   nop
 
   bne    t8, $u_final    # U :
   mskql    t6, a1, t6    # U : mask out bits already seen
   stq_u    t0, 0(a0)    # L : store first output word
   or      t6, t2, t2    # E : (stall)
 
   cmpbge    zero, t2, t8    # E : find nulls in second partial
   addq    a0, 8, a0    # E :
   subq    a2, 1, a2    # E :
   bne    t8, $u_late_head_exit    # U :
 
   /* Finally, we've got all the stupid leading edge cases taken care
      of and we can set up to enter the main loop.  */
   extql    t2, a1, t1    # U : position hi-bits of lo word
   beq    a2, $u_eoc    # U :
   ldq_u    t2, 8(a1)    # L : read next high-order source word
   addq    a1, 8, a1    # E :
 
   extqh    t2, a1, t0    # U : position lo-bits of hi word (stall)
   cmpbge    zero, t2, t8    # E :
   nop
   bne    t8, $u_eos    # U :
 
   /* Unaligned copy main loop.  In order to avoid reading too much,
      the loop is structured to detect zeros in aligned source words.
      This has, unfortunately, effectively pulled half of a loop
      iteration out into the head and half into the tail, but it does
      prevent nastiness from accumulating in the very thing we want
      to run as fast as possible.
 
      On entry to this basic block:
      t0 == the shifted low-order bits from the current source word
      t1 == the shifted high-order bits from the previous source word
      t2 == the unshifted current source word
 
      We further know that t2 does not contain a null terminator.  */
 
   .align 4
$u_loop:
   or    t0, t1, t0    # E : current dst word now complete
   subq    a2, 1, a2    # E : decrement word count
   extql    t2, a1, t1    # U : extract low bits for next time
   addq    a0, 8, a0    # E :
 
   stq_u    t0, -8(a0)    # U : save the current word
   beq    a2, $u_eoc    # U :
   ldq_u    t2, 8(a1)    # U : Latency=3 load high word for next time
   addq    a1, 8, a1    # E :
 
   extqh    t2, a1, t0    # U : extract low bits (2 cycle stall)
   cmpbge    zero, t2, t8    # E : test new word for eos
   nop
   beq    t8, $u_loop    # U :
 
   /* We've found a zero somewhere in the source word we just read.
      If it resides in the lower half, we have one (probably partial)
      word to write out, and if it resides in the upper half, we
      have one full and one partial word left to write out.
 
      On entry to this basic block:
      t0 == the shifted low-order bits from the current source word
      t1 == the shifted high-order bits from the previous source word
      t2 == the unshifted current source word.  */
$u_eos:
   or    t0, t1, t0    # E : first (partial) source word complete
   nop
   cmpbge    zero, t0, t8    # E : is the null in this first bit? (stall)
   bne    t8, $u_final    # U : (stall)
 
   stq_u    t0, 0(a0)    # L : the null was in the high-order bits
   addq    a0, 8, a0    # E :
   subq    a2, 1, a2    # E :
   nop
 
$u_late_head_exit:
   extql    t2, a1, t0    # U :
   cmpbge    zero, t0, t8    # E :
   or    t8, t10, t6    # E : (stall)
   cmoveq    a2, t6, t8    # E : Latency=2, extra map slot (stall)
 
   /* Take care of a final (probably partial) result word.
      On entry to this basic block:
      t0 == assembled source word
      t8 == cmpbge mask that found the null.  */
$u_final:
   negq    t8, t6        # E : isolate low bit set
   and    t6, t8, t12    # E : (stall)
   and    t12, 0x80, t6    # E : avoid dest word load if we can (stall)
   bne    t6, 1f        # U : (stall)
 
   ldq_u    t1, 0(a0)    # L :
   subq    t12, 1, t6    # E :
   or    t6, t12, t8    # E : (stall)
   zapnot    t0, t8, t0    # U : kill source bytes > null
 
   zap    t1, t8, t1    # U : kill dest bytes <= null
   or    t0, t1, t0    # E : (stall)
   nop
   nop
 
1:    stq_u    t0, 0(a0)    # L :
   ret    (t9)        # L0 : Latency=3
 
     /* Got to end-of-count before end of string.  
        On entry to this basic block:
        t1 == the shifted high-order bits from the previous source word  */
$u_eoc:
   and    a1, 7, t6    # E : avoid final load if possible
   sll    t10, t6, t6    # U : (stall)
   and    t6, 0xff, t6    # E : (stall)
   bne    t6, 1f        # U : (stall)
 
   ldq_u    t2, 8(a1)    # L : load final src word
   nop
   extqh    t2, a1, t0    # U : extract low bits for last word (stall)
   or    t1, t0, t1    # E : (stall)
 
1:    cmpbge    zero, t1, t8    # E :
   mov    t1, t0        # E :
 
$u_eocfin:            # end-of-count, final word
   or    t10, t8, t8    # E :
   br    $u_final    # L0 : Latency=3
 
   /* Unaligned copy entry point.  */
   .align 4
$unaligned:
 
   ldq_u    t1, 0(a1)    # L : load first source word
   and    a0, 7, t4    # E : find dest misalignment
   and    a1, 7, t5    # E : find src misalignment
   /* Conditionally load the first destination word and a bytemask
      with 0xff indicating that the destination byte is sacrosanct.  */
   mov    zero, t0    # E :
 
   mov    zero, t6    # E :
   beq    t4, 1f        # U :
   ldq_u    t0, 0(a0)    # L :
   lda    t6, -1        # E :
 
   mskql    t6, a0, t6    # U :
   nop
   nop
   subq    a1, t4, a1    # E : sub dest misalignment from src addr
 
   /* If source misalignment is larger than dest misalignment, we need
      extra startup checks to avoid SEGV.  */
 
1:    cmplt    t4, t5, t12    # E :
   extql    t1, a1, t1    # U : shift src into place
   lda    t2, -1        # E : for creating masks later
   beq    t12, $u_head    # U : (stall)
 
   extql    t2, a1, t2    # U :
   cmpbge    zero, t1, t8    # E : is there a zero?
   andnot    t2, t6, t2    # E : dest mask for a single word copy
   or    t8, t10, t5    # E : test for end-of-count too
 
   cmpbge    zero, t2, t3    # E :
   cmoveq    a2, t5, t8    # E : Latency=2, extra map slot
   nop            # E : keep with cmoveq
   andnot    t8, t3, t8    # E : (stall)
 
   beq    t8, $u_head    # U :
   /* At this point we've found a zero in the first partial word of
      the source.  We need to isolate the valid source data and mask
      it into the original destination data.  (Incidentally, we know
      that we'll need at least one byte of that original dest word.) */
   ldq_u    t0, 0(a0)    # L :
   negq    t8, t6        # E : build bitmask of bytes <= zero
   mskqh    t1, t4, t1    # U :
 
   and    t6, t8, t12    # E :
   subq    t12, 1, t6    # E : (stall)
   or    t6, t12, t8    # E : (stall)
   zapnot    t2, t8, t2    # U : prepare source word; mirror changes (stall)
 
   zapnot    t1, t8, t1    # U : to source validity mask
   andnot    t0, t2, t0    # E : zero place for source to reside
   or    t0, t1, t0    # E : and put it there (stall both t0, t1)
   stq_u    t0, 0(a0)    # L : (stall)
 
   ret    (t9)        # L0 : Latency=3
   nop
   nop
   nop
 
   .end __stxncpy