lib/librte_acl/acl_run_avx2.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   2  * Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation
   3  */
   4
   5 #include "acl_run_sse.h"
   6
   7 static const rte_ymm_t ymm_match_mask = {
   8         .u32 = {
   9                 RTE_ACL_NODE_MATCH,
  10                 RTE_ACL_NODE_MATCH,
  11                 RTE_ACL_NODE_MATCH,
  12                 RTE_ACL_NODE_MATCH,
  13                 RTE_ACL_NODE_MATCH,
  14                 RTE_ACL_NODE_MATCH,
  15                 RTE_ACL_NODE_MATCH,
  16                 RTE_ACL_NODE_MATCH,
  17         },
  18 };
  19
  20 static const rte_ymm_t ymm_index_mask = {
  21         .u32 = {
  22                 RTE_ACL_NODE_INDEX,
  23                 RTE_ACL_NODE_INDEX,
  24                 RTE_ACL_NODE_INDEX,
  25                 RTE_ACL_NODE_INDEX,
  26                 RTE_ACL_NODE_INDEX,
  27                 RTE_ACL_NODE_INDEX,
  28                 RTE_ACL_NODE_INDEX,
  29                 RTE_ACL_NODE_INDEX,
  30         },
  31 };
  32
  33 static const rte_ymm_t ymm_shuffle_input = {
  34         .u32 = {
  35                 0x00000000, 0x04040404, 0x08080808, 0x0c0c0c0c,
  36                 0x00000000, 0x04040404, 0x08080808, 0x0c0c0c0c,
  37         },
  38 };
  39
  40 static const rte_ymm_t ymm_ones_16 = {
  41         .u16 = {
  42                 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
  43                 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
  44         },
  45 };
  46
  47 static const rte_ymm_t ymm_range_base = {
  48         .u32 = {
  49                 0xffffff00, 0xffffff04, 0xffffff08, 0xffffff0c,
  50                 0xffffff00, 0xffffff04, 0xffffff08, 0xffffff0c,
  51         },
  52 };
  53
  54 /*
  55  * Process 8 transitions in parallel.
  56  * tr_lo contains low 32 bits for 8 transition.
  57  * tr_hi contains high 32 bits for 8 transition.
  58  * next_input contains up to 4 input bytes for 8 flows.
  59  */
  60 static __rte_always_inline ymm_t
  61 transition8(ymm_t next_input, const uint64_t *trans, ymm_t *tr_lo, ymm_t *tr_hi)
  62 {
  63         const int32_t *tr;
  64         ymm_t addr;
  65
  66         tr = (const int32_t *)(uintptr_t)trans;
  67
  68         /* Calculate the address (array index) for all 8 transitions. */
  69         ACL_TR_CALC_ADDR(mm256, 256, addr, ymm_index_mask.y, next_input,
  70                 ymm_shuffle_input.y, ymm_ones_16.y, ymm_range_base.y,
  71                 *tr_lo, *tr_hi);
  72
  73         /* load lower 32 bits of 8 transactions at once. */
  74         *tr_lo = _mm256_i32gather_epi32(tr, addr, sizeof(trans[0]));
  75
  76         next_input = _mm256_srli_epi32(next_input, CHAR_BIT);
  77
  78         /* load high 32 bits of 8 transactions at once. */
  79         *tr_hi = _mm256_i32gather_epi32(tr + 1, addr, sizeof(trans[0]));
  80
  81         return next_input;
  82 }
  83
  84 /*
  85  * Process matches for  8 flows.
  86  * tr_lo contains low 32 bits for 8 transition.
  87  * tr_hi contains high 32 bits for 8 transition.
  88  */
  89 static inline void
  90 acl_process_matches_avx2x8(const struct rte_acl_ctx *ctx,
  91         struct parms *parms, struct acl_flow_data *flows, uint32_t slot,
  92         ymm_t matches, ymm_t *tr_lo, ymm_t *tr_hi)
  93 {
  94         ymm_t t0, t1;
  95         ymm_t lo, hi;
  96         xmm_t l0, l1;
  97         uint32_t i;
  98         uint64_t tr[MAX_SEARCHES_SSE8];
  99
 100         l1 = _mm256_extracti128_si256(*tr_lo, 1);
 101         l0 = _mm256_castsi256_si128(*tr_lo);
 102
 103         for (i = 0; i != RTE_DIM(tr) / 2; i++) {
 104
 105                 /*
 106                  * Extract low 32bits of each transition.
 107                  * That's enough to process the match.
 108                  */
 109                 tr[i] = (uint32_t)_mm_cvtsi128_si32(l0);
 110                 tr[i + 4] = (uint32_t)_mm_cvtsi128_si32(l1);
 111
 112                 l0 = _mm_srli_si128(l0, sizeof(uint32_t));
 113                 l1 = _mm_srli_si128(l1, sizeof(uint32_t));
 114
 115                 tr[i] = acl_match_check(tr[i], slot + i,
 116                         ctx, parms, flows, resolve_priority_sse);
 117                 tr[i + 4] = acl_match_check(tr[i + 4], slot + i + 4,
 118                         ctx, parms, flows, resolve_priority_sse);
 119         }
 120
 121         /* Collect new transitions into 2 YMM registers. */
 122         t0 = _mm256_set_epi64x(tr[5], tr[4], tr[1], tr[0]);
 123         t1 = _mm256_set_epi64x(tr[7], tr[6], tr[3], tr[2]);
 124
 125         /* For each transition: put low 32 into tr_lo and high 32 into tr_hi */
 126         ACL_TR_HILO(mm256, __m256, t0, t1, lo, hi);
 127
 128         /* Keep transitions wth NOMATCH intact. */
 129         *tr_lo = _mm256_blendv_epi8(*tr_lo, lo, matches);
 130         *tr_hi = _mm256_blendv_epi8(*tr_hi, hi, matches);
 131 }
 132
 133 static inline void
 134 acl_match_check_avx2x8(const struct rte_acl_ctx *ctx, struct parms *parms,
 135         struct acl_flow_data *flows, uint32_t slot,
 136         ymm_t *tr_lo, ymm_t *tr_hi, ymm_t match_mask)
 137 {
 138         uint32_t msk;
 139         ymm_t matches, temp;
 140
 141         /* test for match node */
 142         temp = _mm256_and_si256(match_mask, *tr_lo);
 143         matches = _mm256_cmpeq_epi32(temp, match_mask);
 144         msk = _mm256_movemask_epi8(matches);
 145
 146         while (msk != 0) {
 147
 148                 acl_process_matches_avx2x8(ctx, parms, flows, slot,
 149                         matches, tr_lo, tr_hi);
 150                 temp = _mm256_and_si256(match_mask, *tr_lo);
 151                 matches = _mm256_cmpeq_epi32(temp, match_mask);
 152                 msk = _mm256_movemask_epi8(matches);
 153         }
 154 }
 155
 156 /*
 157  * Execute trie traversal for up to 16 flows in parallel.
 158  */
 159 static inline int
 160 search_avx2x16(const struct rte_acl_ctx *ctx, const uint8_t **data,
 161         uint32_t *results, uint32_t total_packets, uint32_t categories)
 162 {
 163         uint32_t n;
 164         struct acl_flow_data flows;
 165         uint64_t index_array[MAX_SEARCHES_AVX16];
 166         struct completion cmplt[MAX_SEARCHES_AVX16];
 167         struct parms parms[MAX_SEARCHES_AVX16];
 168         ymm_t input[2], tr_lo[2], tr_hi[2];
 169         ymm_t t0, t1;
 170
 171         acl_set_flow(&flows, cmplt, RTE_DIM(cmplt), data, results,
 172                 total_packets, categories, ctx->trans_table);
 173
 174         for (n = 0; n < RTE_DIM(cmplt); n++) {
 175                 cmplt[n].count = 0;
 176                 index_array[n] = acl_start_next_trie(&flows, parms, n, ctx);
 177         }
 178
 179         t0 = _mm256_set_epi64x(index_array[5], index_array[4],
 180                 index_array[1], index_array[0]);
 181         t1 = _mm256_set_epi64x(index_array[7], index_array[6],
 182                 index_array[3], index_array[2]);
 183
 184         ACL_TR_HILO(mm256, __m256, t0, t1, tr_lo[0], tr_hi[0]);
 185
 186         t0 = _mm256_set_epi64x(index_array[13], index_array[12],
 187                 index_array[9], index_array[8]);
 188         t1 = _mm256_set_epi64x(index_array[15], index_array[14],
 189                 index_array[11], index_array[10]);
 190
 191         ACL_TR_HILO(mm256, __m256, t0, t1, tr_lo[1], tr_hi[1]);
 192
 193          /* Check for any matches. */
 194         acl_match_check_avx2x8(ctx, parms, &flows, 0, &tr_lo[0], &tr_hi[0],
 195                 ymm_match_mask.y);
 196         acl_match_check_avx2x8(ctx, parms, &flows, 8, &tr_lo[1], &tr_hi[1],
 197                 ymm_match_mask.y);
 198
 199         while (flows.started > 0) {
 200
 201                 uint32_t in[MAX_SEARCHES_SSE8];
 202
 203                 /* Gather 4 bytes of input data for first 8 flows. */
 204                 in[0] = GET_NEXT_4BYTES(parms, 0);
 205                 in[4] = GET_NEXT_4BYTES(parms, 4);
 206                 in[1] = GET_NEXT_4BYTES(parms, 1);
 207                 in[5] = GET_NEXT_4BYTES(parms, 5);
 208                 in[2] = GET_NEXT_4BYTES(parms, 2);
 209                 in[6] = GET_NEXT_4BYTES(parms, 6);
 210                 in[3] = GET_NEXT_4BYTES(parms, 3);
 211                 in[7] = GET_NEXT_4BYTES(parms, 7);
 212                 input[0] = _mm256_set_epi32(in[7], in[6], in[5], in[4],
 213                         in[3], in[2], in[1], in[0]);
 214
 215                 /* Gather 4 bytes of input data for last 8 flows. */
 216                 in[0] = GET_NEXT_4BYTES(parms, 8);
 217                 in[4] = GET_NEXT_4BYTES(parms, 12);
 218                 in[1] = GET_NEXT_4BYTES(parms, 9);
 219                 in[5] = GET_NEXT_4BYTES(parms, 13);
 220                 in[2] = GET_NEXT_4BYTES(parms, 10);
 221                 in[6] = GET_NEXT_4BYTES(parms, 14);
 222                 in[3] = GET_NEXT_4BYTES(parms, 11);
 223                 in[7] = GET_NEXT_4BYTES(parms, 15);
 224                 input[1] = _mm256_set_epi32(in[7], in[6], in[5], in[4],
 225                         in[3], in[2], in[1], in[0]);
 226
 227                 input[0] = transition8(input[0], flows.trans,
 228                         &tr_lo[0], &tr_hi[0]);
 229                 input[1] = transition8(input[1], flows.trans,
 230                         &tr_lo[1], &tr_hi[1]);
 231
 232                 input[0] = transition8(input[0], flows.trans,
 233                         &tr_lo[0], &tr_hi[0]);
 234                 input[1] = transition8(input[1], flows.trans,
 235                         &tr_lo[1], &tr_hi[1]);
 236
 237                 input[0] = transition8(input[0], flows.trans,
 238                         &tr_lo[0], &tr_hi[0]);
 239                 input[1] = transition8(input[1], flows.trans,
 240                         &tr_lo[1], &tr_hi[1]);
 241
 242                 input[0] = transition8(input[0], flows.trans,
 243                         &tr_lo[0], &tr_hi[0]);
 244                 input[1] = transition8(input[1], flows.trans,
 245                         &tr_lo[1], &tr_hi[1]);
 246
 247                  /* Check for any matches. */
 248                 acl_match_check_avx2x8(ctx, parms, &flows, 0,
 249                         &tr_lo[0], &tr_hi[0], ymm_match_mask.y);
 250                 acl_match_check_avx2x8(ctx, parms, &flows, 8,
 251                         &tr_lo[1], &tr_hi[1], ymm_match_mask.y);
 252         }
 253
 254         return 0;
 255 }