src/vppinfra/memcpy_avx512.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_avx512_h
  49 #define included_clib_memcpy_avx512_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   __m512i zmm0;
  76
  77   zmm0 = _mm512_loadu_si512 ((const void *) src);
  78   _mm512_storeu_si512 ((void *) dst, zmm0);
  79 }
  80
  81 static inline void
  82 clib_mov128 (u8 * dst, const u8 * src)
  83 {
  84   clib_mov64 (dst + 0 * 64, src + 0 * 64);
  85   clib_mov64 (dst + 1 * 64, src + 1 * 64);
  86 }
  87
  88 static inline void
  89 clib_mov256 (u8 * dst, const u8 * src)
  90 {
  91   clib_mov128 (dst + 0 * 128, src + 0 * 128);
  92   clib_mov128 (dst + 1 * 128, src + 1 * 128);
  93 }
  94
  95 static inline void
  96 clib_mov128blocks (u8 * dst, const u8 * src, size_t n)
  97 {
  98   __m512i zmm0, zmm1;
  99
 100   while (n >= 128)
 101     {
 102       zmm0 = _mm512_loadu_si512 ((const void *) (src + 0 * 64));
 103       n -= 128;
 104       zmm1 = _mm512_loadu_si512 ((const void *) (src + 1 * 64));
 105       src = src + 128;
 106       _mm512_storeu_si512 ((void *) (dst + 0 * 64), zmm0);
 107       _mm512_storeu_si512 ((void *) (dst + 1 * 64), zmm1);
 108       dst = dst + 128;
 109     }
 110 }
 111
 112 static inline void
 113 clib_mov512blocks (u8 * dst, const u8 * src, size_t n)
 114 {
 115   __m512i zmm0, zmm1, zmm2, zmm3, zmm4, zmm5, zmm6, zmm7;
 116
 117   while (n >= 512)
 118     {
 119       zmm0 = _mm512_loadu_si512 ((const void *) (src + 0 * 64));
 120       n -= 512;
 121       zmm1 = _mm512_loadu_si512 ((const void *) (src + 1 * 64));
 122       zmm2 = _mm512_loadu_si512 ((const void *) (src + 2 * 64));
 123       zmm3 = _mm512_loadu_si512 ((const void *) (src + 3 * 64));
 124       zmm4 = _mm512_loadu_si512 ((const void *) (src + 4 * 64));
 125       zmm5 = _mm512_loadu_si512 ((const void *) (src + 5 * 64));
 126       zmm6 = _mm512_loadu_si512 ((const void *) (src + 6 * 64));
 127       zmm7 = _mm512_loadu_si512 ((const void *) (src + 7 * 64));
 128       src = src + 512;
 129       _mm512_storeu_si512 ((void *) (dst + 0 * 64), zmm0);
 130       _mm512_storeu_si512 ((void *) (dst + 1 * 64), zmm1);
 131       _mm512_storeu_si512 ((void *) (dst + 2 * 64), zmm2);
 132       _mm512_storeu_si512 ((void *) (dst + 3 * 64), zmm3);
 133       _mm512_storeu_si512 ((void *) (dst + 4 * 64), zmm4);
 134       _mm512_storeu_si512 ((void *) (dst + 5 * 64), zmm5);
 135       _mm512_storeu_si512 ((void *) (dst + 6 * 64), zmm6);
 136       _mm512_storeu_si512 ((void *) (dst + 7 * 64), zmm7);
 137       dst = dst + 512;
 138     }
 139 }
 140
 141 static inline void *
 142 clib_memcpy (void *dst, const void *src, size_t n)
 143 {
 144   uword dstu = (uword) dst;
 145   uword srcu = (uword) src;
 146   void *ret = dst;
 147   size_t dstofss;
 148   size_t bits;
 149
 150         /**
 151          * Copy less than 16 bytes
 152          */
 153   if (n < 16)
 154     {
 155       if (n & 0x01)
 156         {
 157           *(u8 *) dstu = *(const u8 *) srcu;
 158           srcu = (uword) ((const u8 *) srcu + 1);
 159           dstu = (uword) ((u8 *) dstu + 1);
 160         }
 161       if (n & 0x02)
 162         {
 163           *(u16 *) dstu = *(const u16 *) srcu;
 164           srcu = (uword) ((const u16 *) srcu + 1);
 165           dstu = (uword) ((u16 *) dstu + 1);
 166         }
 167       if (n & 0x04)
 168         {
 169           *(u32 *) dstu = *(const u32 *) srcu;
 170           srcu = (uword) ((const u32 *) srcu + 1);
 171           dstu = (uword) ((u32 *) dstu + 1);
 172         }
 173       if (n & 0x08)
 174         *(u64 *) dstu = *(const u64 *) srcu;
 175       return ret;
 176     }
 177
 178         /**
 179          * Fast way when copy size doesn't exceed 512 bytes
 180          */
 181   if (n <= 32)
 182     {
 183       clib_mov16 ((u8 *) dst, (const u8 *) src);
 184       clib_mov16 ((u8 *) dst - 16 + n, (const u8 *) src - 16 + n);
 185       return ret;
 186     }
 187   if (n <= 64)
 188     {
 189       clib_mov32 ((u8 *) dst, (const u8 *) src);
 190       clib_mov32 ((u8 *) dst - 32 + n, (const u8 *) src - 32 + n);
 191       return ret;
 192     }
 193   if (n <= 512)
 194     {
 195       if (n >= 256)
 196         {
 197           n -= 256;
 198           clib_mov256 ((u8 *) dst, (const u8 *) src);
 199           src = (const u8 *) src + 256;
 200           dst = (u8 *) dst + 256;
 201         }
 202       if (n >= 128)
 203         {
 204           n -= 128;
 205           clib_mov128 ((u8 *) dst, (const u8 *) src);
 206           src = (const u8 *) src + 128;
 207           dst = (u8 *) dst + 128;
 208         }
 209     COPY_BLOCK_128_BACK63:
 210       if (n > 64)
 211         {
 212           clib_mov64 ((u8 *) dst, (const u8 *) src);
 213           clib_mov64 ((u8 *) dst - 64 + n, (const u8 *) src - 64 + n);
 214           return ret;
 215         }
 216       if (n > 0)
 217         clib_mov64 ((u8 *) dst - 64 + n, (const u8 *) src - 64 + n);
 218       return ret;
 219     }
 220
 221         /**
 222          * Make store aligned when copy size exceeds 512 bytes
 223          */
 224   dstofss = (uword) dst & 0x3F;
 225   if (dstofss > 0)
 226     {
 227       dstofss = 64 - dstofss;
 228       n -= dstofss;
 229       clib_mov64 ((u8 *) dst, (const u8 *) src);
 230       src = (const u8 *) src + dstofss;
 231       dst = (u8 *) dst + dstofss;
 232     }
 233
 234         /**
 235          * Copy 512-byte blocks.
 236          * Use copy block function for better instruction order control,
 237          * which is important when load is unaligned.
 238          */
 239   clib_mov512blocks ((u8 *) dst, (const u8 *) src, n);
 240   bits = n;
 241   n = n & 511;
 242   bits -= n;
 243   src = (const u8 *) src + bits;
 244   dst = (u8 *) dst + bits;
 245
 246         /**
 247          * Copy 128-byte blocks.
 248          * Use copy block function for better instruction order control,
 249          * which is important when load is unaligned.
 250          */
 251   if (n >= 128)
 252     {
 253       clib_mov128blocks ((u8 *) dst, (const u8 *) src, n);
 254       bits = n;
 255       n = n & 127;
 256       bits -= n;
 257       src = (const u8 *) src + bits;
 258       dst = (u8 *) dst + bits;
 259     }
 260
 261         /**
 262          * Copy whatever left
 263          */
 264   goto COPY_BLOCK_128_BACK63;
 265 }
 266
 267
 268 #endif /* included_clib_memcpy_avx512_h */
 269
 270
 271 /*
 272  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
 273  *
 274  * Local Variables:
 275  * eval: (c-set-style "gnu")
 276  * End:
 277  */