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 /* Dummy. Aid making uniform macros */
  21 #define vreinterpretq_u8_u8(a)  a
  22 /* Implement the missing intrinsics to make uniform macros */
  23 #define vminvq_u64(x)   \
  24 ({  \
  25   u64 x0 = vgetq_lane_u64(x, 0);    \
  26   u64 x1 = vgetq_lane_u64(x, 1);    \
  27   x0 < x1 ? x0 : x1;    \
  28 })
  29
  30 /* Converts all ones/zeros compare mask to bitmap. */
  31 always_inline u32
  32 u8x16_compare_byte_mask (u8x16 v)
  33 {
  34   uint8x16_t mask = { 0x01, 0x02, 0x04, 0x08, 0x10, 0x20, 0x40, 0x80,
  35     0x01, 0x02, 0x04, 0x08, 0x10, 0x20, 0x40, 0x80
  36   };
  37   /* v --> [0xFF, 0x00, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0x00, 0xFF, 0x00, ... ] */
  38   uint8x16_t x = vandq_u8 (v, mask);
  39   /* after v & mask,
  40    * x --> [0x01, 0x00, 0x04, 0x08, 0x10, 0x00, 0x40, 0x00, ... ] */
  41   uint64x2_t x64 = vpaddlq_u32 (vpaddlq_u16 (vpaddlq_u8 (x)));
  42   /* after merge, x64 --> [0x5D, 0x.. ] */
  43   return (u32) (vgetq_lane_u64 (x64, 0) + (vgetq_lane_u64 (x64, 1) << 8));
  44 }
  45
  46 /* *INDENT-OFF* */
  47 #define foreach_neon_vec128i \
  48   _(i,8,16,s8) _(i,16,8,s16) _(i,32,4,s32)  _(i,64,2,s64)
  49 #define foreach_neon_vec128u \
  50   _(u,8,16,u8) _(u,16,8,u16) _(u,32,4,u32)  _(u,64,2,u64)
  51 #define foreach_neon_vec128f \
  52   _(f,32,4,f32) _(f,64,2,f64)
  53
  54 #define _(t, s, c, i)                                                         \
  55   static_always_inline t##s##x##c t##s##x##c##_splat (t##s x)                 \
  56   {                                                                           \
  57     return (t##s##x##c) vdupq_n_##i (x);                                      \
  58   }                                                                           \
  59                                                                               \
  60   static_always_inline t##s##x##c t##s##x##c##_load_unaligned (void *p)       \
  61   {                                                                           \
  62     return (t##s##x##c) vld1q_##i (p);                                        \
  63   }                                                                           \
  64                                                                               \
  65   static_always_inline void t##s##x##c##_store_unaligned (t##s##x##c v,       \
  66                                                           void *p)            \
  67   {                                                                           \
  68     vst1q_##i (p, v);                                                         \
  69   }                                                                           \
  70                                                                               \
  71   static_always_inline int t##s##x##c##_is_all_zero (t##s##x##c x)            \
  72   {                                                                           \
  73     return !!(vminvq_u##s (vceqq_##i (vdupq_n_##i (0), x)));                  \
  74   }                                                                           \
  75                                                                               \
  76   static_always_inline int t##s##x##c##_is_equal (t##s##x##c a, t##s##x##c b) \
  77   {                                                                           \
  78     return !!(vminvq_u##s (vceqq_##i (a, b)));                                \
  79   }                                                                           \
  80   static_always_inline int t##s##x##c##_is_all_equal (t##s##x##c v, t##s x)   \
  81   {                                                                           \
  82     return t##s##x##c##_is_equal (v, t##s##x##c##_splat (x));                 \
  83   };                                                                          \
  84                                                                               \
  85   static_always_inline u32 t##s##x##c##_zero_byte_mask (t##s##x##c x)         \
  86   {                                                                           \
  87     uint8x16_t v = vreinterpretq_u8_u##s (vceqq_##i (vdupq_n_##i (0), x));    \
  88     return u8x16_compare_byte_mask (v);                                       \
  89   }                                                                           \
  90                                                                               \
  91   static_always_inline t##s##x##c t##s##x##c##_add_saturate (t##s##x##c a,    \
  92                                                              t##s##x##c b)    \
  93   {                                                                           \
  94     return (t##s##x##c) vqaddq_##i (a, b);                                    \
  95   }                                                                           \
  96                                                                               \
  97   static_always_inline t##s##x##c t##s##x##c##_sub_saturate (t##s##x##c a,    \
  98                                                              t##s##x##c b)    \
  99   {                                                                           \
 100     return (t##s##x##c) vqsubq_##i (a, b);                                    \
 101   }                                                                           \
 102                                                                               \
 103   static_always_inline t##s##x##c t##s##x##c##_blend (                        \
 104     t##s##x##c dst, t##s##x##c src, u##s##x##c mask)                          \
 105   {                                                                           \
 106     return (t##s##x##c) vbslq_##i (mask, src, dst);                           \
 107   }
 108
 109 foreach_neon_vec128i foreach_neon_vec128u
 110
 111 #undef _
 112 /* *INDENT-ON* */
 113
 114 static_always_inline u16x8
 115 u16x8_byte_swap (u16x8 v)
 116 {
 117   return (u16x8) vrev16q_u8 ((u8x16) v);
 118 }
 119
 120 static_always_inline u32x4
 121 u32x4_byte_swap (u32x4 v)
 122 {
 123   return (u32x4) vrev32q_u8 ((u8x16) v);
 124 }
 125
 126 static_always_inline u32x4
 127 u32x4_hadd (u32x4 v1, u32x4 v2)
 128 {
 129   return (u32x4) vpaddq_u32 (v1, v2);
 130 }
 131
 132 static_always_inline u64x2
 133 u64x2_from_u32x4 (u32x4 v)
 134 {
 135   return vmovl_u32 (vget_low_u32 (v));
 136 }
 137
 138 static_always_inline u64x2
 139 u64x2_from_u32x4_high (u32x4 v)
 140 {
 141   return vmovl_high_u32 (v);
 142 }
 143
 144 /* Creates a mask made up of the MSB of each byte of the source vector */
 145 static_always_inline u16
 146 u8x16_msb_mask (u8x16 v)
 147 {
 148   int8x16_t shift =
 149     { -7, -6, -5, -4, -3, -2, -1, 0, -7, -6, -5, -4, -3, -2, -1, 0 };
 150   /* v --> [0x80, 0x7F, 0xF0, 0xAF, 0xF0, 0x00, 0xF2, 0x00, ... ] */
 151   uint8x16_t x = vshlq_u8 (vandq_u8 (v, vdupq_n_u8 (0x80)), shift);
 152   /* after (v & 0x80) >> shift,
 153    * x --> [0x01, 0x00, 0x04, 0x08, 0x10, 0x00, 0x40, 0x00, ... ] */
 154   uint64x2_t x64 = vpaddlq_u32 (vpaddlq_u16 (vpaddlq_u8 (x)));
 155   /* after merge, x64 --> [0x5D, 0x.. ] */
 156   return (u16) (vgetq_lane_u64 (x64, 0) + (vgetq_lane_u64 (x64, 1) << 8));
 157 }
 158
 159 static_always_inline u64x2
 160 u64x2_gather (void *p0, void *p1)
 161 {
 162   u64x2 r = vdupq_n_u64 (*(u64 *) p0);
 163   r = vsetq_lane_u64 (*(u64 *) p1, r, 1);
 164   return r;
 165 }
 166
 167 static_always_inline u32x4
 168 u32x4_gather (void *p0, void *p1, void *p2, void *p3)
 169 {
 170   u32x4 r = vdupq_n_u32 (*(u32 *) p0);
 171   r = vsetq_lane_u32 (*(u32 *) p1, r, 1);
 172   r = vsetq_lane_u32 (*(u32 *) p2, r, 2);
 173   r = vsetq_lane_u32 (*(u32 *) p3, r, 3);
 174   return r;
 175 }
 176
 177 static_always_inline void
 178 u64x2_scatter (u64x2 r, void *p0, void *p1)
 179 {
 180   *(u64 *) p0 = vgetq_lane_u64 (r, 0);
 181   *(u64 *) p1 = vgetq_lane_u64 (r, 1);
 182 }
 183
 184 static_always_inline void
 185 u32x4_scatter (u32x4 r, void *p0, void *p1, void *p2, void *p3)
 186 {
 187   *(u32 *) p0 = vgetq_lane_u32 (r, 0);
 188   *(u32 *) p1 = vgetq_lane_u32 (r, 1);
 189   *(u32 *) p2 = vgetq_lane_u32 (r, 2);
 190   *(u32 *) p3 = vgetq_lane_u32 (r, 3);
 191 }
 192
 193 static_always_inline u32
 194 u32x4_min_scalar (u32x4 v)
 195 {
 196   return vminvq_u32 (v);
 197 }
 198
 199 #define u8x16_word_shift_left(x,n)  vextq_u8(u8x16_splat (0), x, 16 - n)
 200 #define u8x16_word_shift_right(x,n) vextq_u8(x, u8x16_splat (0), n)
 201
 202 always_inline u32x4
 203 u32x4_interleave_hi (u32x4 a, u32x4 b)
 204 {
 205   return (u32x4) vzip2q_u32 (a, b);
 206 }
 207
 208 always_inline u32x4
 209 u32x4_interleave_lo (u32x4 a, u32x4 b)
 210 {
 211   return (u32x4) vzip1q_u32 (a, b);
 212 }
 213
 214 static_always_inline u8x16
 215 u8x16_reflect (u8x16 v)
 216 {
 217   u8x16 mask = {
 218     15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0
 219   };
 220   return (u8x16) vqtbl1q_u8 (v, mask);
 221 }
 222
 223 static_always_inline u8x16
 224 u8x16_xor3 (u8x16 a, u8x16 b, u8x16 c)
 225 {
 226 #if __GNUC__ == 8 && __ARM_FEATURE_SHA3 == 1
 227   u8x16 r;
 228 __asm__ ("eor3 %0.16b,%1.16b,%2.16b,%3.16b": "=w" (r): "0" (a), "w" (b), "w" (c):);
 229   return r;
 230 #endif
 231   return a ^ b ^ c;
 232 }
 233
 234 #define CLIB_HAVE_VEC128_MSB_MASK
 235
 236 #define CLIB_HAVE_VEC128_UNALIGNED_LOAD_STORE
 237 #define CLIB_VEC128_SPLAT_DEFINED
 238 #endif /* included_vector_neon_h */
 239
 240 /*
 241  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
 242  *
 243  * Local Variables:
 244  * eval: (c-set-style "gnu")
 245  * End:
 246  */