src/vppinfra/vector_neon.h

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2015 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 #ifndef included_vector_neon_h
  17 #define included_vector_neon_h
  18 #include <arm_neon.h>
  19
  20 /* Arithmetic */
  21 #define u16x8_sub_saturate(a,b) vsubq_u16(a,b)
  22 #define i16x8_sub_saturate(a,b) vsubq_s16(a,b)
  23
  24 /* Converts all ones/zeros compare mask to bitmap. */
  25 always_inline u32
  26 u8x16_compare_byte_mask (u8x16 v)
  27 {
  28   uint8x16_t mask = { 0x01, 0x02, 0x04, 0x08, 0x10, 0x20, 0x40, 0x80,
  29     0x01, 0x02, 0x04, 0x08, 0x10, 0x20, 0x40, 0x80
  30   };
  31   /* v --> [0xFF, 0x00, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0x00, 0xFF, 0x00, ... ] */
  32   uint8x16_t x = vandq_u8 (v, mask);
  33   /* after v & mask,
  34    * x --> [0x01, 0x00, 0x04, 0x08, 0x10, 0x00, 0x40, 0x00, ... ] */
  35   uint64x2_t x64 = vpaddlq_u32 (vpaddlq_u16 (vpaddlq_u8 (x)));
  36   /* after merge, x64 --> [0x5D, 0x.. ] */
  37   return (u32) (vgetq_lane_u64 (x64, 0) + (vgetq_lane_u64 (x64, 1) << 8));
  38 }
  39
  40 always_inline u32
  41 u16x8_zero_byte_mask (u16x8 input)
  42 {
  43   u8x16 vall_one = vdupq_n_u8 (0x0);
  44   u8x16 res_values = { 0x01, 0x02, 0x04, 0x08,
  45     0x10, 0x20, 0x40, 0x80,
  46     0x01, 0x02, 0x04, 0x08,
  47     0x10, 0x20, 0x40, 0x80
  48   };
  49
  50   /* input --> [0x80, 0x40, 0x01, 0xf0, ... ] */
  51   u8x16 test_result =
  52     vreinterpretq_u8_u16 (vceqq_u16 (input, vreinterpretq_u16_u8 (vall_one)));
  53   u8x16 before_merge = vminq_u8 (test_result, res_values);
  54   /*before_merge--> [0x80, 0x00, 0x00, 0x10, ... ] */
  55   /* u8x16 --> [a,b,c,d, e,f,g,h, i,j,k,l, m,n,o,p] */
  56   /* pair add until we have 2 uint64_t  */
  57   u16x8 merge1 = vpaddlq_u8 (before_merge);
  58   /* u16x8-->  [a+b,c+d, e+f,g+h, i+j,k+l, m+n,o+p] */
  59   u32x4 merge2 = vpaddlq_u16 (merge1);
  60   /* u32x4-->  [a+b+c+d, e+f+g+h, i+j+k+l, m+n+o+p] */
  61   u64x2 merge3 = vpaddlq_u32 (merge2);
  62   /* u64x2-->  [a+b+c+d+e+f+g+h,  i+j+k+l+m+n+o+p]  */
  63   return (u32) (vgetq_lane_u64 (merge3, 1) << 8) + vgetq_lane_u64 (merge3, 0);
  64 }
  65
  66 always_inline u32
  67 u8x16_zero_byte_mask (u8x16 input)
  68 {
  69   return u16x8_zero_byte_mask ((u16x8) input);
  70 }
  71
  72 always_inline u32
  73 u32x4_zero_byte_mask (u32x4 input)
  74 {
  75   return u16x8_zero_byte_mask ((u16x8) input);
  76 }
  77
  78 always_inline u32
  79 u64x2_zero_byte_mask (u64x2 input)
  80 {
  81   return u16x8_zero_byte_mask ((u16x8) input);
  82 }
  83
  84 /* *INDENT-OFF* */
  85 #define foreach_neon_vec128i \
  86   _(i,8,16,s8) _(i,16,8,s16) _(i,32,4,s32)  _(i,64,2,s64)
  87 #define foreach_neon_vec128u \
  88   _(u,8,16,u8) _(u,16,8,u16) _(u,32,4,u32)  _(u,64,2,u64)
  89 #define foreach_neon_vec128f \
  90   _(f,32,4,f32) _(f,64,2,f64)
  91
  92 #define _(t, s, c, i) \
  93 static_always_inline t##s##x##c                                         \
  94 t##s##x##c##_splat (t##s x)                                             \
  95 { return (t##s##x##c) vdupq_n_##i (x); }                                \
  96 \
  97 static_always_inline t##s##x##c                                         \
  98 t##s##x##c##_load_unaligned (void *p)                                   \
  99 { return (t##s##x##c) vld1q_##i (p); }                                  \
 100 \
 101 static_always_inline void                                               \
 102 t##s##x##c##_store_unaligned (t##s##x##c v, void *p)                    \
 103 { vst1q_##i (p, v); }                                                   \
 104 \
 105 static_always_inline int                                                \
 106 t##s##x##c##_is_all_zero (t##s##x##c x)                                 \
 107 { return !(vaddvq_##i (x)); }                                           \
 108 \
 109 static_always_inline int                                                \
 110 t##s##x##c##_is_equal (t##s##x##c a, t##s##x##c b)                      \
 111 { return t##s##x##c##_is_all_zero (a ^ b); }                            \
 112 \
 113 static_always_inline int                                                \
 114 t##s##x##c##_is_all_equal (t##s##x##c v, t##s x)                        \
 115 { return t##s##x##c##_is_equal (v, t##s##x##c##_splat (x)); };          \
 116
 117 foreach_neon_vec128i foreach_neon_vec128u
 118
 119 #undef _
 120 /* *INDENT-ON* */
 121
 122 static_always_inline u16x8
 123 u16x8_byte_swap (u16x8 v)
 124 {
 125   return (u16x8) vrev16q_u8 ((u8x16) v);
 126 }
 127
 128 static_always_inline u8x16
 129 u8x16_shuffle (u8x16 v, u8x16 m)
 130 {
 131   return (u8x16) vqtbl1q_u8 (v, m);
 132 }
 133
 134 static_always_inline u32x4
 135 u32x4_hadd (u32x4 v1, u32x4 v2)
 136 {
 137   return (u32x4) vpaddq_u32 (v1, v2);
 138 }
 139
 140 static_always_inline u64x2
 141 u32x4_extend_to_u64x2 (u32x4 v)
 142 {
 143   return vmovl_u32 (vget_low_u32 (v));
 144 }
 145
 146 static_always_inline u64x2
 147 u32x4_extend_to_u64x2_high (u32x4 v)
 148 {
 149   return vmovl_high_u32 (v);
 150 }
 151
 152 /* Creates a mask made up of the MSB of each byte of the source vector */
 153 static_always_inline u16
 154 u8x16_msb_mask (u8x16 v)
 155 {
 156   int8x16_t shift =
 157     { -7, -6, -5, -4, -3, -2, -1, 0, -7, -6, -5, -4, -3, -2, -1, 0 };
 158   /* v --> [0x80, 0x7F, 0xF0, 0xAF, 0xF0, 0x00, 0xF2, 0x00, ... ] */
 159   uint8x16_t x = vshlq_u8 (vandq_u8 (v, vdupq_n_u8 (0x80)), shift);
 160   /* after (v & 0x80) >> shift,
 161    * x --> [0x01, 0x00, 0x04, 0x08, 0x10, 0x00, 0x40, 0x00, ... ] */
 162   uint64x2_t x64 = vpaddlq_u32 (vpaddlq_u16 (vpaddlq_u8 (x)));
 163   /* after merge, x64 --> [0x5D, 0x.. ] */
 164   return (u16) (vgetq_lane_u64 (x64, 0) + (vgetq_lane_u64 (x64, 1) << 8));
 165 }
 166
 167 #define CLIB_HAVE_VEC128_MSB_MASK
 168
 169 #define CLIB_HAVE_VEC128_UNALIGNED_LOAD_STORE
 170 #define CLIB_VEC128_SPLAT_DEFINED
 171 #endif /* included_vector_neon_h */
 172
 173 /*
 174  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
 175  *
 176  * Local Variables:
 177  * eval: (c-set-style "gnu")
 178  * End:
 179  */