Line data Source code
1 : /*
2 : * Copyright (c) 2018 Cisco and/or its affiliates.
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12 : * See the License for the specific language governing permissions and
13 : * limitations under the License.
14 : */
15 :
16 : #ifndef included_vector_avx2_h
17 : #define included_vector_avx2_h
18 :
19 : #include <vppinfra/clib.h>
20 : #include <x86intrin.h>
21 :
22 : /* *INDENT-OFF* */
23 : #define foreach_avx2_vec256i \
24 : _(i,8,32,epi8) _(i,16,16,epi16) _(i,32,8,epi32) _(i,64,4,epi64)
25 : #define foreach_avx2_vec256u \
26 : _(u,8,32,epi8) _(u,16,16,epi16) _(u,32,8,epi32) _(u,64,4,epi64)
27 : #define foreach_avx2_vec256f \
28 : _(f,32,8,ps) _(f,64,4,pd)
29 :
30 : #define _mm256_set1_epi64 _mm256_set1_epi64x
31 :
32 : /* splat, load_unaligned, store_unaligned, is_all_zero, is_equal,
33 : is_all_equal */
34 : #define _(t, s, c, i) \
35 : static_always_inline t##s##x##c \
36 : t##s##x##c##_splat (t##s x) \
37 : { return (t##s##x##c) _mm256_set1_##i (x); } \
38 : \
39 : static_always_inline t##s##x##c \
40 : t##s##x##c##_load_unaligned (void *p) \
41 : { return (t##s##x##c) _mm256_loadu_si256 (p); } \
42 : \
43 : static_always_inline void \
44 : t##s##x##c##_store_unaligned (t##s##x##c v, void *p) \
45 : { _mm256_storeu_si256 ((__m256i *) p, (__m256i) v); } \
46 : \
47 : static_always_inline int \
48 : t##s##x##c##_is_all_zero (t##s##x##c x) \
49 : { return _mm256_testz_si256 ((__m256i) x, (__m256i) x); } \
50 : \
51 : static_always_inline int \
52 : t##s##x##c##_is_equal (t##s##x##c a, t##s##x##c b) \
53 : { return t##s##x##c##_is_all_zero (a ^ b); } \
54 : \
55 : static_always_inline int \
56 : t##s##x##c##_is_all_equal (t##s##x##c v, t##s x) \
57 : { return t##s##x##c##_is_equal (v, t##s##x##c##_splat (x)); } \
58 : \
59 : static_always_inline t##s##x##c \
60 : t##s##x##c##_interleave_lo (t##s##x##c a, t##s##x##c b) \
61 : { return (t##s##x##c) _mm256_unpacklo_##i ((__m256i) a, (__m256i) b); } \
62 : \
63 : static_always_inline t##s##x##c \
64 : t##s##x##c##_interleave_hi (t##s##x##c a, t##s##x##c b) \
65 : { return (t##s##x##c) _mm256_unpackhi_##i ((__m256i) a, (__m256i) b); } \
66 :
67 :
68 17435973162 : foreach_avx2_vec256i foreach_avx2_vec256u
69 : #undef _
70 : /* *INDENT-ON* */
71 :
72 : always_inline u32x8
73 20 : u32x8_permute (u32x8 v, u32x8 idx)
74 : {
75 40 : return (u32x8) _mm256_permutevar8x32_epi32 ((__m256i) v, (__m256i) idx);
76 : }
77 :
78 : #define u64x4_permute(v, m0, m1, m2, m3) \
79 : (u64x4) _mm256_permute4x64_epi64 ( \
80 : (__m256i) v, ((m0) | (m1) << 2 | (m2) << 4 | (m3) << 6))
81 :
82 : /* _extract_lo, _extract_hi */
83 : /* *INDENT-OFF* */
84 : #define _(t1,t2) \
85 : always_inline t1 \
86 : t2##_extract_lo (t2 v) \
87 : { return (t1) _mm256_extracti128_si256 ((__m256i) v, 0); } \
88 : \
89 : always_inline t1 \
90 : t2##_extract_hi (t2 v) \
91 : { return (t1) _mm256_extracti128_si256 ((__m256i) v, 1); } \
92 : \
93 : always_inline t2 \
94 : t2##_insert_lo (t2 v1, t1 v2) \
95 : { return (t2) _mm256_inserti128_si256 ((__m256i) v1, (__m128i) v2, 0); }\
96 : \
97 : always_inline t2 \
98 : t2##_insert_hi (t2 v1, t1 v2) \
99 : { return (t2) _mm256_inserti128_si256 ((__m256i) v1, (__m128i) v2, 1); }\
100 :
101 0 : _(u8x16, u8x32)
102 : _(u16x8, u16x16)
103 0 : _(u32x4, u32x8)
104 29221042 : _(u64x2, u64x4)
105 : #undef _
106 : /* *INDENT-ON* */
107 :
108 : /* 256 bit packs. */
109 : #define _(f, t, fn) \
110 : always_inline t t##_pack (f lo, f hi) \
111 : { \
112 : return (t) fn ((__m256i) lo, (__m256i) hi); \
113 : }
114 :
115 48475640 : _ (i16x16, i8x32, _mm256_packs_epi16)
116 : _ (i16x16, u8x32, _mm256_packus_epi16)
117 80 : _ (i32x8, i16x16, _mm256_packs_epi32)
118 : _ (i32x8, u16x16, _mm256_packus_epi32)
119 :
120 : #undef _
121 :
122 : static_always_inline u32
123 3692660 : u8x32_msb_mask (u8x32 v)
124 : {
125 7385330 : return _mm256_movemask_epi8 ((__m256i) v);
126 : }
127 :
128 : static_always_inline u32
129 24237820 : i8x32_msb_mask (i8x32 v)
130 : {
131 48475640 : return _mm256_movemask_epi8 ((__m256i) v);
132 : }
133 :
134 : /* _from_ */
135 : /* *INDENT-OFF* */
136 : #define _(f,t,i) \
137 : static_always_inline t \
138 : t##_from_##f (f x) \
139 : { return (t) _mm256_cvt##i ((__m128i) x); }
140 :
141 : _(u16x8, u32x8, epu16_epi32)
142 : _(u16x8, u64x4, epu16_epi64)
143 374608290 : _(u32x4, u64x4, epu32_epi64)
144 : _ (u8x16, u16x16, epu8_epi16)
145 : _(u8x16, u32x8, epu8_epi32)
146 : _(u8x16, u64x4, epu8_epi64)
147 : _(i16x8, i32x8, epi16_epi32)
148 : _(i16x8, i64x4, epi16_epi64)
149 : _(i32x4, i64x4, epi32_epi64)
150 : _ (i8x16, i16x16, epi8_epi16)
151 : _(i8x16, i32x8, epi8_epi32)
152 : _(i8x16, i64x4, epi8_epi64)
153 : #undef _
154 : /* *INDENT-ON* */
155 :
156 : static_always_inline u64x4
157 : u64x4_byte_swap (u64x4 v)
158 : {
159 : u8x32 swap = {
160 : 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8,
161 : 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8,
162 : };
163 : return (u64x4) _mm256_shuffle_epi8 ((__m256i) v, (__m256i) swap);
164 : }
165 :
166 : static_always_inline u32x8
167 : u32x8_byte_swap (u32x8 v)
168 : {
169 : u8x32 swap = {
170 : 3, 2, 1, 0, 7, 6, 5, 4, 11, 10, 9, 8, 15, 14, 13, 12,
171 : 3, 2, 1, 0, 7, 6, 5, 4, 11, 10, 9, 8, 15, 14, 13, 12
172 : };
173 : return (u32x8) _mm256_shuffle_epi8 ((__m256i) v, (__m256i) swap);
174 : }
175 :
176 : static_always_inline u16x16
177 : u16x16_byte_swap (u16x16 v)
178 : {
179 : u8x32 swap = {
180 : 1, 0, 3, 2, 5, 4, 7, 6, 9, 8, 11, 10, 13, 12, 15, 14,
181 : 1, 0, 3, 2, 5, 4, 7, 6, 9, 8, 11, 10, 13, 12, 15, 14
182 : };
183 : return (u16x16) _mm256_shuffle_epi8 ((__m256i) v, (__m256i) swap);
184 : }
185 :
186 : #define u8x32_align_right(a, b, imm) \
187 : (u8x32) _mm256_alignr_epi8 ((__m256i) a, (__m256i) b, imm)
188 :
189 : #define u64x4_align_right(a, b, imm) \
190 : (u64x4) _mm256_alignr_epi64 ((__m256i) a, (__m256i) b, imm)
191 :
192 : static_always_inline u32
193 : u32x8_sum_elts (u32x8 sum8)
194 : {
195 : sum8 += (u32x8) u8x32_align_right (sum8, sum8, 8);
196 : sum8 += (u32x8) u8x32_align_right (sum8, sum8, 4);
197 : return sum8[0] + sum8[4];
198 : }
199 :
200 : static_always_inline u32x8
201 : u32x8_hadd (u32x8 v1, u32x8 v2)
202 : {
203 : return (u32x8) _mm256_hadd_epi32 ((__m256i) v1, (__m256i) v2);
204 : }
205 :
206 : static_always_inline u32
207 : u32x8_hxor (u32x8 v)
208 : {
209 : u32x4 v4;
210 : v4 = u32x8_extract_lo (v) ^ u32x8_extract_hi (v);
211 : v4 ^= (u32x4) u8x16_align_right (v4, v4, 8);
212 : v4 ^= (u32x4) u8x16_align_right (v4, v4, 4);
213 : return v4[0];
214 : }
215 :
216 : static_always_inline u8x32
217 : u8x32_xor3 (u8x32 a, u8x32 b, u8x32 c)
218 : {
219 : #if __AVX512F__
220 : return (u8x32) _mm256_ternarylogic_epi32 ((__m256i) a, (__m256i) b,
221 : (__m256i) c, 0x96);
222 : #endif
223 : return a ^ b ^ c;
224 : }
225 :
226 : static_always_inline u8x32
227 : u8x32_reflect_u8x16 (u8x32 x)
228 : {
229 : static const u8x32 mask = {
230 : 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0,
231 : 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0,
232 : };
233 : return (u8x32) _mm256_shuffle_epi8 ((__m256i) x, (__m256i) mask);
234 : }
235 :
236 : static_always_inline u16x16
237 : u16x16_mask_last (u16x16 v, u8 n_last)
238 : {
239 : const u16x16 masks[17] = {
240 : {0},
241 : {-1},
242 : {-1, -1},
243 : {-1, -1, -1},
244 : {-1, -1, -1, -1},
245 : {-1, -1, -1, -1, -1},
246 : {-1, -1, -1, -1, -1, -1},
247 : {-1, -1, -1, -1, -1, -1, -1},
248 : {-1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1},
249 : {-1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1},
250 : {-1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1},
251 : {-1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1},
252 : {-1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1},
253 : {-1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1},
254 : {-1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1},
255 : {-1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1},
256 : {-1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1},
257 : };
258 :
259 : ASSERT (n_last < 17);
260 :
261 : return v & masks[16 - n_last];
262 : }
263 :
264 : static_always_inline f32x8
265 : f32x8_from_u32x8 (u32x8 v)
266 : {
267 : return (f32x8) _mm256_cvtepi32_ps ((__m256i) v);
268 : }
269 :
270 : static_always_inline u32x8
271 : u32x8_from_f32x8 (f32x8 v)
272 : {
273 : return (u32x8) _mm256_cvttps_epi32 ((__m256) v);
274 : }
275 :
276 : #define u32x8_blend(a,b,m) \
277 : (u32x8) _mm256_blend_epi32 ((__m256i) a, (__m256i) b, m)
278 :
279 : #define u16x16_blend(v1, v2, mask) \
280 : (u16x16) _mm256_blend_epi16 ((__m256i) (v1), (__m256i) (v2), mask)
281 :
282 : static_always_inline u64x4
283 14898400 : u64x4_gather (void *p0, void *p1, void *p2, void *p3)
284 : {
285 14898400 : u64x4 r = {
286 14898400 : *(u64 *) p0, *(u64 *) p1, *(u64 *) p2, *(u64 *) p3
287 : };
288 14898400 : return r;
289 : }
290 :
291 : static_always_inline u32x8
292 : u32x8_gather (void *p0, void *p1, void *p2, void *p3, void *p4, void *p5,
293 : void *p6, void *p7)
294 : {
295 : u32x8 r = {
296 : *(u32 *) p0, *(u32 *) p1, *(u32 *) p2, *(u32 *) p3,
297 : *(u32 *) p4, *(u32 *) p5, *(u32 *) p6, *(u32 *) p7,
298 : };
299 : return r;
300 : }
301 :
302 :
303 : static_always_inline void
304 14898400 : u64x4_scatter (u64x4 r, void *p0, void *p1, void *p2, void *p3)
305 : {
306 14898400 : *(u64 *) p0 = r[0];
307 14898400 : *(u64 *) p1 = r[1];
308 14898400 : *(u64 *) p2 = r[2];
309 14898400 : *(u64 *) p3 = r[3];
310 14898400 : }
311 :
312 : static_always_inline void
313 : u32x8_scatter (u32x8 r, void *p0, void *p1, void *p2, void *p3, void *p4,
314 : void *p5, void *p6, void *p7)
315 : {
316 : *(u32 *) p0 = r[0];
317 : *(u32 *) p1 = r[1];
318 : *(u32 *) p2 = r[2];
319 : *(u32 *) p3 = r[3];
320 : *(u32 *) p4 = r[4];
321 : *(u32 *) p5 = r[5];
322 : *(u32 *) p6 = r[6];
323 : *(u32 *) p7 = r[7];
324 : }
325 :
326 : static_always_inline void
327 : u64x4_scatter_one (u64x4 r, int index, void *p)
328 : {
329 : *(u64 *) p = r[index];
330 : }
331 :
332 : static_always_inline void
333 59593800 : u32x8_scatter_one (u32x8 r, int index, void *p)
334 : {
335 59593800 : *(u32 *) p = r[index];
336 59593800 : }
337 :
338 : #define u32x8_gather_u32(base, indices, scale) \
339 : (u32x8) _mm256_i32gather_epi32 (base, (__m256i) indices, scale)
340 :
341 : #ifdef __AVX512F__
342 : #define u32x8_scatter_u32(base, indices, v, scale) \
343 : _mm256_i32scatter_epi32 (base, (__m256i) indices, (__m256i) v, scale)
344 : #else
345 : #define u32x8_scatter_u32(base, indices, v, scale) \
346 : for (u32 i = 0; i < 8; i++) \
347 : *((u32u *) ((u8 *) base + (scale) * (indices)[i])) = (v)[i];
348 : #endif
349 :
350 : static_always_inline u8x32
351 812256 : u8x32_blend (u8x32 v1, u8x32 v2, u8x32 mask)
352 : {
353 1624512 : return (u8x32) _mm256_blendv_epi8 ((__m256i) v1, (__m256i) v2,
354 : (__m256i) mask);
355 : }
356 :
357 : #define u8x32_word_shift_left(a, n) \
358 : (u8x32) _mm256_bslli_epi128 ((__m256i) a, n)
359 : #define u8x32_word_shift_right(a, n) \
360 : (u8x32) _mm256_bsrli_epi128 ((__m256i) a, n)
361 :
362 : #define u32x8_permute_lanes(a, b, m) \
363 : (u32x8) _mm256_permute2x128_si256 ((__m256i) a, (__m256i) b, m)
364 : #define u64x4_permute_lanes(a, b, m) \
365 : (u64x4) _mm256_permute2x128_si256 ((__m256i) a, (__m256i) b, m)
366 :
367 : static_always_inline u32x8
368 0 : u32x8_min (u32x8 a, u32x8 b)
369 : {
370 0 : return (u32x8) _mm256_min_epu32 ((__m256i) a, (__m256i) b);
371 : }
372 :
373 : static_always_inline u32
374 0 : u32x8_min_scalar (u32x8 v)
375 : {
376 0 : return u32x4_min_scalar (u32x4_min (u32x8_extract_lo (v),
377 : u32x8_extract_hi (v)));
378 : }
379 :
380 : static_always_inline void
381 : u32x8_transpose (u32x8 a[8])
382 : {
383 : u64x4 r[8], x, y;
384 :
385 : r[0] = (u64x4) u32x8_interleave_lo (a[0], a[1]);
386 : r[1] = (u64x4) u32x8_interleave_hi (a[0], a[1]);
387 : r[2] = (u64x4) u32x8_interleave_lo (a[2], a[3]);
388 : r[3] = (u64x4) u32x8_interleave_hi (a[2], a[3]);
389 : r[4] = (u64x4) u32x8_interleave_lo (a[4], a[5]);
390 : r[5] = (u64x4) u32x8_interleave_hi (a[4], a[5]);
391 : r[6] = (u64x4) u32x8_interleave_lo (a[6], a[7]);
392 : r[7] = (u64x4) u32x8_interleave_hi (a[6], a[7]);
393 :
394 : x = u64x4_interleave_lo (r[0], r[2]);
395 : y = u64x4_interleave_lo (r[4], r[6]);
396 : a[0] = u32x8_permute_lanes (x, y, 0x20);
397 : a[4] = u32x8_permute_lanes (x, y, 0x31);
398 :
399 : x = u64x4_interleave_hi (r[0], r[2]);
400 : y = u64x4_interleave_hi (r[4], r[6]);
401 : a[1] = u32x8_permute_lanes (x, y, 0x20);
402 : a[5] = u32x8_permute_lanes (x, y, 0x31);
403 :
404 : x = u64x4_interleave_lo (r[1], r[3]);
405 : y = u64x4_interleave_lo (r[5], r[7]);
406 : a[2] = u32x8_permute_lanes (x, y, 0x20);
407 : a[6] = u32x8_permute_lanes (x, y, 0x31);
408 :
409 : x = u64x4_interleave_hi (r[1], r[3]);
410 : y = u64x4_interleave_hi (r[5], r[7]);
411 : a[3] = u32x8_permute_lanes (x, y, 0x20);
412 : a[7] = u32x8_permute_lanes (x, y, 0x31);
413 : }
414 :
415 : static_always_inline void
416 : u64x4_transpose (u64x4 a[8])
417 : {
418 : u64x4 r[4];
419 :
420 : r[0] = u64x4_interleave_lo (a[0], a[1]);
421 : r[1] = u64x4_interleave_hi (a[0], a[1]);
422 : r[2] = u64x4_interleave_lo (a[2], a[3]);
423 : r[3] = u64x4_interleave_hi (a[2], a[3]);
424 :
425 : a[0] = u64x4_permute_lanes (r[0], r[2], 0x20);
426 : a[1] = u64x4_permute_lanes (r[1], r[3], 0x20);
427 : a[2] = u64x4_permute_lanes (r[0], r[2], 0x31);
428 : a[3] = u64x4_permute_lanes (r[1], r[3], 0x31);
429 : }
430 :
431 : static_always_inline u8x32
432 : u8x32_splat_u8x16 (u8x16 a)
433 : {
434 : return (u8x32) _mm256_broadcastsi128_si256 ((__m128i) a);
435 : }
436 :
437 : static_always_inline u32x8
438 : u32x8_splat_u32x4 (u32x4 a)
439 : {
440 : return (u32x8) _mm256_broadcastsi128_si256 ((__m128i) a);
441 : }
442 :
443 : static_always_inline u64x4
444 : u64x4_splat_u64x2 (u64x2 a)
445 : {
446 : return (u64x4) _mm256_broadcastsi128_si256 ((__m128i) a);
447 : }
448 :
449 : static_always_inline u8x32
450 : u8x32_load_partial (u8 *data, uword n)
451 : {
452 : #if defined(CLIB_HAVE_VEC256_MASK_LOAD_STORE)
453 : return u8x32_mask_load_zero (data, pow2_mask (n));
454 : #else
455 : u8x32 r = {};
456 : if (n > 16)
457 : {
458 : r = u8x32_insert_lo (r, *(u8x16u *) data);
459 : r = u8x32_insert_hi (r, u8x16_load_partial (data + 16, n - 16));
460 : }
461 : else
462 : r = u8x32_insert_lo (r, u8x16_load_partial (data, n));
463 : return r;
464 : #endif
465 : }
466 :
467 : static_always_inline void
468 : u8x32_store_partial (u8x32 r, u8 *data, uword n)
469 : {
470 : #if defined(CLIB_HAVE_VEC256_MASK_LOAD_STORE)
471 : u8x32_mask_store (r, data, pow2_mask (n));
472 : #else
473 : if (n > 16)
474 : {
475 : *(u8x16u *) data = u8x32_extract_lo (r);
476 : u8x16_store_partial (u8x32_extract_hi (r), data + 16, n - 16);
477 : }
478 : else
479 : u8x16_store_partial (u8x32_extract_lo (r), data, n);
480 : #endif
481 : }
482 :
483 : #endif /* included_vector_avx2_h */
484 :
485 : /*
486 : * fd.io coding-style-patch-verification: ON
487 : *
488 : * Local Variables:
489 : * eval: (c-set-style "gnu")
490 : * End:
491 : */
|
