vppinfra/vppinfra/memcpy_avx.h

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2016 Cisco and/or its affiliates.
   3  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   4  * you may not use this file except in compliance with the License.
   5  * You may obtain a copy of the License at:
   6  *
   7  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   8  *
   9  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  10  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  11  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  12  * See the License for the specific language governing permissions and
  13  * limitations under the License.
  14  */
  15 /*-
  16  *   BSD LICENSE
  17  *
  18  *   Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation. All rights reserved.
  19  *   All rights reserved.
  20  *
  21  *   Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  22  *   modification, are permitted provided that the following conditions
  23  *   are met:
  24  *
  25  *     * Redistributions of source code must retain the above copyright
  26  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  27  *     * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  28  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  29  *       the documentation and/or other materials provided with the
  30  *       distribution.
  31  *     * Neither the name of Intel Corporation nor the names of its
  32  *       contributors may be used to endorse or promote products derived
  33  *       from this software without specific prior written permission.
  34  *
  35  *   THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  36  *   "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  37  *   LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
  38  *   A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
  39  *   OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  40  *   SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
  41  *   LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  42  *   DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  43  *   THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  44  *   (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
  45  *   OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  46  */
  47
  48 #ifndef included_clib_memcpy_avx_h
  49 #define included_clib_memcpy_avx_h
  50
  51 #include <stdint.h>
  52 #include <x86intrin.h>
  53
  54 static inline void
  55 clib_mov16(u8 *dst, const u8 *src)
  56 {
  57         __m128i xmm0;
  58
  59         xmm0 = _mm_loadu_si128((const __m128i *)src);
  60         _mm_storeu_si128((__m128i *)dst, xmm0);
  61 }
  62
  63 static inline void
  64 clib_mov32(u8 *dst, const u8 *src)
  65 {
  66         __m256i ymm0;
  67
  68         ymm0 = _mm256_loadu_si256((const __m256i *)src);
  69         _mm256_storeu_si256((__m256i *)dst, ymm0);
  70 }
  71
  72 static inline void
  73 clib_mov64(u8 *dst, const u8 *src)
  74 {
  75         clib_mov32((u8 *)dst + 0 * 32, (const u8 *)src + 0 * 32);
  76         clib_mov32((u8 *)dst + 1 * 32, (const u8 *)src + 1 * 32);
  77 }
  78
  79 static inline void
  80 clib_mov128(u8 *dst, const u8 *src)
  81 {
  82         clib_mov64((u8 *)dst + 0 * 64, (const u8 *)src + 0 * 64);
  83         clib_mov64((u8 *)dst + 1 * 64, (const u8 *)src + 1 * 64);
  84 }
  85
  86 static inline void
  87 clib_mov256(u8 *dst, const u8 *src)
  88 {
  89         clib_mov128((u8 *)dst + 0 * 128, (const u8 *)src + 0 * 128);
  90         clib_mov128((u8 *)dst + 1 * 128, (const u8 *)src + 1 * 128);
  91 }
  92
  93 static inline void
  94 clib_mov64blocks(u8 *dst, const u8 *src, size_t n)
  95 {
  96         __m256i ymm0, ymm1;
  97
  98         while (n >= 64) {
  99                 ymm0 = _mm256_loadu_si256((const __m256i *)((const u8 *)src + 0 * 32));
 100                 n -= 64;
 101                 ymm1 = _mm256_loadu_si256((const __m256i *)((const u8 *)src + 1 * 32));
 102                 src = (const u8 *)src + 64;
 103                 _mm256_storeu_si256((__m256i *)((u8 *)dst + 0 * 32), ymm0);
 104                 _mm256_storeu_si256((__m256i *)((u8 *)dst + 1 * 32), ymm1);
 105                 dst = (u8 *)dst + 64;
 106         }
 107 }
 108
 109 static inline void
 110 clib_mov256blocks(u8 *dst, const u8 *src, size_t n)
 111 {
 112         __m256i ymm0, ymm1, ymm2, ymm3, ymm4, ymm5, ymm6, ymm7;
 113
 114         while (n >= 256) {
 115                 ymm0 = _mm256_loadu_si256((const __m256i *)((const u8 *)src + 0 * 32));
 116                 n -= 256;
 117                 ymm1 = _mm256_loadu_si256((const __m256i *)((const u8 *)src + 1 * 32));
 118                 ymm2 = _mm256_loadu_si256((const __m256i *)((const u8 *)src + 2 * 32));
 119                 ymm3 = _mm256_loadu_si256((const __m256i *)((const u8 *)src + 3 * 32));
 120                 ymm4 = _mm256_loadu_si256((const __m256i *)((const u8 *)src + 4 * 32));
 121                 ymm5 = _mm256_loadu_si256((const __m256i *)((const u8 *)src + 5 * 32));
 122                 ymm6 = _mm256_loadu_si256((const __m256i *)((const u8 *)src + 6 * 32));
 123                 ymm7 = _mm256_loadu_si256((const __m256i *)((const u8 *)src + 7 * 32));
 124                 src = (const u8 *)src + 256;
 125                 _mm256_storeu_si256((__m256i *)((u8 *)dst + 0 * 32), ymm0);
 126                 _mm256_storeu_si256((__m256i *)((u8 *)dst + 1 * 32), ymm1);
 127                 _mm256_storeu_si256((__m256i *)((u8 *)dst + 2 * 32), ymm2);
 128                 _mm256_storeu_si256((__m256i *)((u8 *)dst + 3 * 32), ymm3);
 129                 _mm256_storeu_si256((__m256i *)((u8 *)dst + 4 * 32), ymm4);
 130                 _mm256_storeu_si256((__m256i *)((u8 *)dst + 5 * 32), ymm5);
 131                 _mm256_storeu_si256((__m256i *)((u8 *)dst + 6 * 32), ymm6);
 132                 _mm256_storeu_si256((__m256i *)((u8 *)dst + 7 * 32), ymm7);
 133                 dst = (u8 *)dst + 256;
 134         }
 135 }
 136
 137 static inline void *
 138 clib_memcpy(void *dst, const void *src, size_t n)
 139 {
 140         uword dstu = (uword)dst;
 141         uword srcu = (uword)src;
 142         void *ret = dst;
 143         size_t dstofss;
 144         size_t bits;
 145
 146         /**
 147          * Copy less than 16 bytes
 148          */
 149         if (n < 16) {
 150                 if (n & 0x01) {
 151                         *(u8 *)dstu = *(const u8 *)srcu;
 152                         srcu = (uword)((const u8 *)srcu + 1);
 153                         dstu = (uword)((u8 *)dstu + 1);
 154                 }
 155                 if (n & 0x02) {
 156                         *(uint16_t *)dstu = *(const uint16_t *)srcu;
 157                         srcu = (uword)((const uint16_t *)srcu + 1);
 158                         dstu = (uword)((uint16_t *)dstu + 1);
 159                 }
 160                 if (n & 0x04) {
 161                         *(uint32_t *)dstu = *(const uint32_t *)srcu;
 162                         srcu = (uword)((const uint32_t *)srcu + 1);
 163                         dstu = (uword)((uint32_t *)dstu + 1);
 164                 }
 165                 if (n & 0x08) {
 166                         *(uint64_t *)dstu = *(const uint64_t *)srcu;
 167                 }
 168                 return ret;
 169         }
 170
 171         /**
 172          * Fast way when copy size doesn't exceed 512 bytes
 173          */
 174         if (n <= 32) {
 175                 clib_mov16((u8 *)dst, (const u8 *)src);
 176                 clib_mov16((u8 *)dst - 16 + n, (const u8 *)src - 16 + n);
 177                 return ret;
 178         }
 179         if (n <= 64) {
 180                 clib_mov32((u8 *)dst, (const u8 *)src);
 181                 clib_mov32((u8 *)dst - 32 + n, (const u8 *)src - 32 + n);
 182                 return ret;
 183         }
 184         if (n <= 512) {
 185                 if (n >= 256) {
 186                         n -= 256;
 187                         clib_mov256((u8 *)dst, (const u8 *)src);
 188                         src = (const u8 *)src + 256;
 189                         dst = (u8 *)dst + 256;
 190                 }
 191                 if (n >= 128) {
 192                         n -= 128;
 193                         clib_mov128((u8 *)dst, (const u8 *)src);
 194                         src = (const u8 *)src + 128;
 195                         dst = (u8 *)dst + 128;
 196                 }
 197                 if (n >= 64) {
 198                         n -= 64;
 199                         clib_mov64((u8 *)dst, (const u8 *)src);
 200                         src = (const u8 *)src + 64;
 201                         dst = (u8 *)dst + 64;
 202                 }
 203 COPY_BLOCK_64_BACK31:
 204                 if (n > 32) {
 205                         clib_mov32((u8 *)dst, (const u8 *)src);
 206                         clib_mov32((u8 *)dst - 32 + n, (const u8 *)src - 32 + n);
 207                         return ret;
 208                 }
 209                 if (n > 0) {
 210                         clib_mov32((u8 *)dst - 32 + n, (const u8 *)src - 32 + n);
 211                 }
 212                 return ret;
 213         }
 214
 215         /**
 216          * Make store aligned when copy size exceeds 512 bytes
 217          */
 218         dstofss = (uword)dst & 0x1F;
 219         if (dstofss > 0) {
 220                 dstofss = 32 - dstofss;
 221                 n -= dstofss;
 222                 clib_mov32((u8 *)dst, (const u8 *)src);
 223                 src = (const u8 *)src + dstofss;
 224                 dst = (u8 *)dst + dstofss;
 225         }
 226
 227         /**
 228          * Copy 256-byte blocks.
 229          * Use copy block function for better instruction order control,
 230          * which is important when load is unaligned.
 231          */
 232         clib_mov256blocks((u8 *)dst, (const u8 *)src, n);
 233         bits = n;
 234         n = n & 255;
 235         bits -= n;
 236         src = (const u8 *)src + bits;
 237         dst = (u8 *)dst + bits;
 238
 239         /**
 240          * Copy 64-byte blocks.
 241          * Use copy block function for better instruction order control,
 242          * which is important when load is unaligned.
 243          */
 244         if (n >= 64) {
 245                 clib_mov64blocks((u8 *)dst, (const u8 *)src, n);
 246                 bits = n;
 247                 n = n & 63;
 248                 bits -= n;
 249                 src = (const u8 *)src + bits;
 250                 dst = (u8 *)dst + bits;
 251         }
 252
 253         /**
 254          * Copy whatever left
 255          */
 256         goto COPY_BLOCK_64_BACK31;
 257 }
 258
 259
 260 #endif /* included_clib_mamcpy_avx_h */
 261