fib/dir24_8_avx512.c

   1 /* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   2  * Copyright(c) 2020 Intel Corporation
   3  */
   4
   5 #include <rte_vect.h>
   6 #include <rte_fib.h>
   7
   8 #include "dir24_8.h"
   9 #include "dir24_8_avx512.h"
  10
  11 static __rte_always_inline void
  12 dir24_8_vec_lookup_x16(void *p, const uint32_t *ips,
  13         uint64_t *next_hops, int size)
  14 {
  15         struct dir24_8_tbl *dp = (struct dir24_8_tbl *)p;
  16         __mmask16 msk_ext;
  17         __mmask16 exp_msk = 0x5555;
  18         __m512i ip_vec, idxes, res, bytes;
  19         const __m512i zero = _mm512_set1_epi32(0);
  20         const __m512i lsb = _mm512_set1_epi32(1);
  21         const __m512i lsbyte_msk = _mm512_set1_epi32(0xff);
  22         __m512i tmp1, tmp2, res_msk;
  23         __m256i tmp256;
  24         /* used to mask gather values if size is 1/2 (8/16 bit next hops) */
  25         if (size == sizeof(uint8_t))
  26                 res_msk = _mm512_set1_epi32(UINT8_MAX);
  27         else if (size == sizeof(uint16_t))
  28                 res_msk = _mm512_set1_epi32(UINT16_MAX);
  29
  30         ip_vec = _mm512_loadu_si512(ips);
  31         /* mask 24 most significant bits */
  32         idxes = _mm512_srli_epi32(ip_vec, 8);
  33
  34         /**
  35          * lookup in tbl24
  36          * Put it inside branch to make compiler happy with -O0
  37          */
  38         if (size == sizeof(uint8_t)) {
  39                 res = _mm512_i32gather_epi32(idxes, (const int *)dp->tbl24, 1);
  40                 res = _mm512_and_epi32(res, res_msk);
  41         } else if (size == sizeof(uint16_t)) {
  42                 res = _mm512_i32gather_epi32(idxes, (const int *)dp->tbl24, 2);
  43                 res = _mm512_and_epi32(res, res_msk);
  44         } else
  45                 res = _mm512_i32gather_epi32(idxes, (const int *)dp->tbl24, 4);
  46
  47         /* get extended entries indexes */
  48         msk_ext = _mm512_test_epi32_mask(res, lsb);
  49
  50         if (msk_ext != 0) {
  51                 idxes = _mm512_srli_epi32(res, 1);
  52                 idxes = _mm512_slli_epi32(idxes, 8);
  53                 bytes = _mm512_and_epi32(ip_vec, lsbyte_msk);
  54                 idxes = _mm512_maskz_add_epi32(msk_ext, idxes, bytes);
  55                 if (size == sizeof(uint8_t)) {
  56                         idxes = _mm512_mask_i32gather_epi32(zero, msk_ext,
  57                                 idxes, (const int *)dp->tbl8, 1);
  58                         idxes = _mm512_and_epi32(idxes, res_msk);
  59                 } else if (size == sizeof(uint16_t)) {
  60                         idxes = _mm512_mask_i32gather_epi32(zero, msk_ext,
  61                                 idxes, (const int *)dp->tbl8, 2);
  62                         idxes = _mm512_and_epi32(idxes, res_msk);
  63                 } else
  64                         idxes = _mm512_mask_i32gather_epi32(zero, msk_ext,
  65                                 idxes, (const int *)dp->tbl8, 4);
  66
  67                 res = _mm512_mask_blend_epi32(msk_ext, res, idxes);
  68         }
  69
  70         res = _mm512_srli_epi32(res, 1);
  71         tmp1 = _mm512_maskz_expand_epi32(exp_msk, res);
  72         tmp256 = _mm512_extracti32x8_epi32(res, 1);
  73         tmp2 = _mm512_maskz_expand_epi32(exp_msk,
  74                 _mm512_castsi256_si512(tmp256));
  75         _mm512_storeu_si512(next_hops, tmp1);
  76         _mm512_storeu_si512(next_hops + 8, tmp2);
  77 }
  78
  79 static __rte_always_inline void
  80 dir24_8_vec_lookup_x8_8b(void *p, const uint32_t *ips,
  81         uint64_t *next_hops)
  82 {
  83         struct dir24_8_tbl *dp = (struct dir24_8_tbl *)p;
  84         const __m512i zero = _mm512_set1_epi32(0);
  85         const __m512i lsbyte_msk = _mm512_set1_epi64(0xff);
  86         const __m512i lsb = _mm512_set1_epi64(1);
  87         __m512i res, idxes, bytes;
  88         __m256i idxes_256, ip_vec;
  89         __mmask8 msk_ext;
  90
  91         ip_vec = _mm256_loadu_si256((const void *)ips);
  92         /* mask 24 most significant bits */
  93         idxes_256 = _mm256_srli_epi32(ip_vec, 8);
  94
  95         /* lookup in tbl24 */
  96         res = _mm512_i32gather_epi64(idxes_256, (const void *)dp->tbl24, 8);
  97
  98         /* get extended entries indexes */
  99         msk_ext = _mm512_test_epi64_mask(res, lsb);
 100
 101         if (msk_ext != 0) {
 102                 bytes = _mm512_cvtepi32_epi64(ip_vec);
 103                 idxes = _mm512_srli_epi64(res, 1);
 104                 idxes = _mm512_slli_epi64(idxes, 8);
 105                 bytes = _mm512_and_epi64(bytes, lsbyte_msk);
 106                 idxes = _mm512_maskz_add_epi64(msk_ext, idxes, bytes);
 107                 idxes = _mm512_mask_i64gather_epi64(zero, msk_ext, idxes,
 108                         (const void *)dp->tbl8, 8);
 109
 110                 res = _mm512_mask_blend_epi64(msk_ext, res, idxes);
 111         }
 112
 113         res = _mm512_srli_epi64(res, 1);
 114         _mm512_storeu_si512(next_hops, res);
 115 }
 116
 117 void
 118 rte_dir24_8_vec_lookup_bulk_1b(void *p, const uint32_t *ips,
 119         uint64_t *next_hops, const unsigned int n)
 120 {
 121         uint32_t i;
 122         for (i = 0; i < (n / 16); i++)
 123                 dir24_8_vec_lookup_x16(p, ips + i * 16, next_hops + i * 16,
 124                         sizeof(uint8_t));
 125
 126         dir24_8_lookup_bulk_1b(p, ips + i * 16, next_hops + i * 16,
 127                 n - i * 16);
 128 }
 129
 130 void
 131 rte_dir24_8_vec_lookup_bulk_2b(void *p, const uint32_t *ips,
 132         uint64_t *next_hops, const unsigned int n)
 133 {
 134         uint32_t i;
 135         for (i = 0; i < (n / 16); i++)
 136                 dir24_8_vec_lookup_x16(p, ips + i * 16, next_hops + i * 16,
 137                         sizeof(uint16_t));
 138
 139         dir24_8_lookup_bulk_2b(p, ips + i * 16, next_hops + i * 16,
 140                 n - i * 16);
 141 }
 142
 143 void
 144 rte_dir24_8_vec_lookup_bulk_4b(void *p, const uint32_t *ips,
 145         uint64_t *next_hops, const unsigned int n)
 146 {
 147         uint32_t i;
 148         for (i = 0; i < (n / 16); i++)
 149                 dir24_8_vec_lookup_x16(p, ips + i * 16, next_hops + i * 16,
 150                         sizeof(uint32_t));
 151
 152         dir24_8_lookup_bulk_4b(p, ips + i * 16, next_hops + i * 16,
 153                 n - i * 16);
 154 }
 155
 156 void
 157 rte_dir24_8_vec_lookup_bulk_8b(void *p, const uint32_t *ips,
 158         uint64_t *next_hops, const unsigned int n)
 159 {
 160         uint32_t i;
 161         for (i = 0; i < (n / 8); i++)
 162                 dir24_8_vec_lookup_x8_8b(p, ips + i * 8, next_hops + i * 8);
 163
 164         dir24_8_lookup_bulk_8b(p, ips + i * 8, next_hops + i * 8, n - i * 8);
 165 }