cutils: Rewrite x86 buffer zero checking
Handle alignment of buffers, so that the vector paths can be used more often. Signed-off-by: Richard Henderson <rth@twiddle.net> Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com> Message-Id: <1473800239-13841-1-git-send-email-rth@twiddle.net> Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
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d9911d14e0
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@ -26,38 +26,6 @@
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#include "qemu/cutils.h"
|
#include "qemu/cutils.h"
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||||||
#include "qemu/bswap.h"
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#include "qemu/bswap.h"
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/* vector definitions */
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extern void link_error(void);
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#define ACCEL_BUFFER_ZERO(NAME, SIZE, VECTYPE, NONZERO) \
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static bool NAME(const void *buf, size_t len) \
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{ \
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const void *end = buf + len; \
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do { \
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const VECTYPE *p = buf; \
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VECTYPE t; \
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__builtin_prefetch(buf + SIZE); \
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||||||
barrier(); \
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||||||
if (SIZE == sizeof(VECTYPE) * 4) { \
|
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||||||
t = (p[0] | p[1]) | (p[2] | p[3]); \
|
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||||||
} else if (SIZE == sizeof(VECTYPE) * 8) { \
|
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||||||
t = p[0] | p[1]; \
|
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||||||
t |= p[2] | p[3]; \
|
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||||||
t |= p[4] | p[5]; \
|
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||||||
t |= p[6] | p[7]; \
|
|
||||||
} else { \
|
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||||||
link_error(); \
|
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||||||
} \
|
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||||||
if (unlikely(NONZERO(t))) { \
|
|
||||||
return false; \
|
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||||||
} \
|
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||||||
buf += SIZE; \
|
|
||||||
} while (buf < end); \
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||||||
return true; \
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||||||
}
|
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||||||
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||||||
static bool
|
static bool
|
||||||
buffer_zero_int(const void *buf, size_t len)
|
buffer_zero_int(const void *buf, size_t len)
|
||||||
{
|
{
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||||||
|
@ -96,47 +64,174 @@ buffer_zero_int(const void *buf, size_t len)
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
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||||||
#if defined(CONFIG_AVX2_OPT) || (defined(CONFIG_CPUID_H) && defined(__SSE2__))
|
#if defined(CONFIG_AVX2_OPT) || defined(__SSE2__)
|
||||||
#include <cpuid.h>
|
|
||||||
|
|
||||||
/* Do not use push_options pragmas unnecessarily, because clang
|
/* Do not use push_options pragmas unnecessarily, because clang
|
||||||
* does not support them.
|
* does not support them.
|
||||||
*/
|
*/
|
||||||
#ifndef __SSE2__
|
#ifdef CONFIG_AVX2_OPT
|
||||||
#pragma GCC push_options
|
#pragma GCC push_options
|
||||||
#pragma GCC target("sse2")
|
#pragma GCC target("sse2")
|
||||||
#endif
|
#endif
|
||||||
#include <emmintrin.h>
|
#include <emmintrin.h>
|
||||||
#define SSE2_NONZERO(X) \
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||||||
(_mm_movemask_epi8(_mm_cmpeq_epi8((X), _mm_setzero_si128())) != 0xFFFF)
|
/* Note that each of these vectorized functions require len >= 64. */
|
||||||
ACCEL_BUFFER_ZERO(buffer_zero_sse2, 64, __m128i, SSE2_NONZERO)
|
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||||||
#ifndef __SSE2__
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static bool
|
||||||
|
buffer_zero_sse2(const void *buf, size_t len)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
__m128i t = _mm_loadu_si128(buf);
|
||||||
|
__m128i *p = (__m128i *)(((uintptr_t)buf + 5 * 16) & -16);
|
||||||
|
__m128i *e = (__m128i *)(((uintptr_t)buf + len) & -16);
|
||||||
|
__m128i zero = _mm_setzero_si128();
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Loop over 16-byte aligned blocks of 64. */
|
||||||
|
while (likely(p <= e)) {
|
||||||
|
__builtin_prefetch(p);
|
||||||
|
t = _mm_cmpeq_epi8(t, zero);
|
||||||
|
if (unlikely(_mm_movemask_epi8(t) != 0xFFFF)) {
|
||||||
|
return false;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
t = p[-4] | p[-3] | p[-2] | p[-1];
|
||||||
|
p += 4;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Finish the aligned tail. */
|
||||||
|
t |= e[-3];
|
||||||
|
t |= e[-2];
|
||||||
|
t |= e[-1];
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Finish the unaligned tail. */
|
||||||
|
t |= _mm_loadu_si128(buf + len - 16);
|
||||||
|
|
||||||
|
return _mm_movemask_epi8(_mm_cmpeq_epi8(t, zero)) == 0xFFFF;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
#ifdef CONFIG_AVX2_OPT
|
||||||
#pragma GCC pop_options
|
#pragma GCC pop_options
|
||||||
#endif
|
#endif
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef CONFIG_AVX2_OPT
|
#ifdef CONFIG_AVX2_OPT
|
||||||
|
/* Note that due to restrictions/bugs wrt __builtin functions in gcc <= 4.8,
|
||||||
|
* the includes have to be within the corresponding push_options region, and
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||||||
|
* therefore the regions themselves have to be ordered with increasing ISA.
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||||||
|
*/
|
||||||
#pragma GCC push_options
|
#pragma GCC push_options
|
||||||
#pragma GCC target("sse4")
|
#pragma GCC target("sse4")
|
||||||
#include <smmintrin.h>
|
#include <smmintrin.h>
|
||||||
#define SSE4_NONZERO(X) !_mm_testz_si128((X), (X))
|
|
||||||
ACCEL_BUFFER_ZERO(buffer_zero_sse4, 64, __m128i, SSE4_NONZERO)
|
|
||||||
#pragma GCC pop_options
|
|
||||||
|
|
||||||
|
static bool
|
||||||
|
buffer_zero_sse4(const void *buf, size_t len)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
__m128i t = _mm_loadu_si128(buf);
|
||||||
|
__m128i *p = (__m128i *)(((uintptr_t)buf + 5 * 16) & -16);
|
||||||
|
__m128i *e = (__m128i *)(((uintptr_t)buf + len) & -16);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Loop over 16-byte aligned blocks of 64. */
|
||||||
|
while (likely(p <= e)) {
|
||||||
|
__builtin_prefetch(p);
|
||||||
|
if (unlikely(!_mm_testz_si128(t, t))) {
|
||||||
|
return false;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
t = p[-4] | p[-3] | p[-2] | p[-1];
|
||||||
|
p += 4;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Finish the aligned tail. */
|
||||||
|
t |= e[-3];
|
||||||
|
t |= e[-2];
|
||||||
|
t |= e[-1];
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Finish the unaligned tail. */
|
||||||
|
t |= _mm_loadu_si128(buf + len - 16);
|
||||||
|
|
||||||
|
return _mm_testz_si128(t, t);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
#pragma GCC pop_options
|
||||||
#pragma GCC push_options
|
#pragma GCC push_options
|
||||||
#pragma GCC target("avx2")
|
#pragma GCC target("avx2")
|
||||||
#include <immintrin.h>
|
#include <immintrin.h>
|
||||||
#define AVX2_NONZERO(X) !_mm256_testz_si256((X), (X))
|
|
||||||
ACCEL_BUFFER_ZERO(buffer_zero_avx2, 128, __m256i, AVX2_NONZERO)
|
static bool
|
||||||
|
buffer_zero_avx2(const void *buf, size_t len)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
/* Begin with an unaligned head of 32 bytes. */
|
||||||
|
__m256i t = _mm256_loadu_si256(buf);
|
||||||
|
__m256i *p = (__m256i *)(((uintptr_t)buf + 5 * 32) & -32);
|
||||||
|
__m256i *e = (__m256i *)(((uintptr_t)buf + len) & -32);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (likely(p <= e)) {
|
||||||
|
/* Loop over 32-byte aligned blocks of 128. */
|
||||||
|
do {
|
||||||
|
__builtin_prefetch(p);
|
||||||
|
if (unlikely(!_mm256_testz_si256(t, t))) {
|
||||||
|
return false;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
t = p[-4] | p[-3] | p[-2] | p[-1];
|
||||||
|
p += 4;
|
||||||
|
} while (p <= e);
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
t |= _mm256_loadu_si256(buf + 32);
|
||||||
|
if (len <= 128) {
|
||||||
|
goto last2;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Finish the last block of 128 unaligned. */
|
||||||
|
t |= _mm256_loadu_si256(buf + len - 4 * 32);
|
||||||
|
t |= _mm256_loadu_si256(buf + len - 3 * 32);
|
||||||
|
last2:
|
||||||
|
t |= _mm256_loadu_si256(buf + len - 2 * 32);
|
||||||
|
t |= _mm256_loadu_si256(buf + len - 1 * 32);
|
||||||
|
|
||||||
|
return _mm256_testz_si256(t, t);
|
||||||
|
}
|
||||||
#pragma GCC pop_options
|
#pragma GCC pop_options
|
||||||
|
#endif /* CONFIG_AVX2_OPT */
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Note that for test_buffer_is_zero_next_accel, the most preferred
|
||||||
|
* ISA must have the least significant bit.
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||||||
|
*/
|
||||||
|
#define CACHE_AVX2 1
|
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|
#define CACHE_SSE4 2
|
||||||
|
#define CACHE_SSE2 4
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Make sure that these variables are appropriately initialized when
|
||||||
|
* SSE2 is enabled on the compiler command-line, but the compiler is
|
||||||
|
* too old to support <cpuid.h>.
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
#ifdef CONFIG_AVX2_OPT
|
||||||
|
# define INIT_CACHE 0
|
||||||
|
# define INIT_ACCEL buffer_zero_int
|
||||||
|
#else
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||||||
|
# ifndef __SSE2__
|
||||||
|
# error "ISA selection confusion"
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||||||
|
# endif
|
||||||
|
# define INIT_CACHE CACHE_SSE2
|
||||||
|
# define INIT_ACCEL buffer_zero_sse2
|
||||||
#endif
|
#endif
|
||||||
|
|
||||||
#define CACHE_AVX2 2
|
static unsigned cpuid_cache = INIT_CACHE;
|
||||||
#define CACHE_AVX1 4
|
static bool (*buffer_accel)(const void *, size_t) = INIT_ACCEL;
|
||||||
#define CACHE_SSE4 8
|
|
||||||
#define CACHE_SSE2 16
|
|
||||||
|
|
||||||
static unsigned cpuid_cache;
|
static void init_accel(unsigned cache)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
bool (*fn)(const void *, size_t) = buffer_zero_int;
|
||||||
|
if (cache & CACHE_SSE2) {
|
||||||
|
fn = buffer_zero_sse2;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
#ifdef CONFIG_AVX2_OPT
|
||||||
|
if (cache & CACHE_SSE4) {
|
||||||
|
fn = buffer_zero_sse4;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if (cache & CACHE_AVX2) {
|
||||||
|
fn = buffer_zero_avx2;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
#endif
|
||||||
|
buffer_accel = fn;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
#ifdef CONFIG_AVX2_OPT
|
||||||
|
#include <cpuid.h>
|
||||||
static void __attribute__((constructor)) init_cpuid_cache(void)
|
static void __attribute__((constructor)) init_cpuid_cache(void)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
int max = __get_cpuid_max(0, NULL);
|
int max = __get_cpuid_max(0, NULL);
|
||||||
|
@ -154,24 +249,21 @@ static void __attribute__((constructor)) init_cpuid_cache(void)
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
/* We must check that AVX is not just available, but usable. */
|
/* We must check that AVX is not just available, but usable. */
|
||||||
if ((c & bit_OSXSAVE) && (c & bit_AVX)) {
|
if ((c & bit_OSXSAVE) && (c & bit_AVX) && max >= 7) {
|
||||||
__asm("xgetbv" : "=a"(a), "=d"(d) : "c"(0));
|
int bv;
|
||||||
if ((a & 6) == 6) {
|
__asm("xgetbv" : "=a"(bv), "=d"(d) : "c"(0));
|
||||||
cache |= CACHE_AVX1;
|
__cpuid_count(7, 0, a, b, c, d);
|
||||||
if (max >= 7) {
|
if ((bv & 6) == 6 && (b & bit_AVX2)) {
|
||||||
__cpuid_count(7, 0, a, b, c, d);
|
cache |= CACHE_AVX2;
|
||||||
if (b & bit_AVX2) {
|
|
||||||
cache |= CACHE_AVX2;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
#endif
|
#endif
|
||||||
}
|
}
|
||||||
cpuid_cache = cache;
|
cpuid_cache = cache;
|
||||||
|
init_accel(cache);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
#endif /* CONFIG_AVX2_OPT */
|
||||||
|
|
||||||
#define HAVE_NEXT_ACCEL
|
|
||||||
bool test_buffer_is_zero_next_accel(void)
|
bool test_buffer_is_zero_next_accel(void)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
/* If no bits set, we just tested buffer_zero_int, and there
|
/* If no bits set, we just tested buffer_zero_int, and there
|
||||||
|
@ -181,31 +273,20 @@ bool test_buffer_is_zero_next_accel(void)
|
||||||
}
|
}
|
||||||
/* Disable the accelerator we used before and select a new one. */
|
/* Disable the accelerator we used before and select a new one. */
|
||||||
cpuid_cache &= cpuid_cache - 1;
|
cpuid_cache &= cpuid_cache - 1;
|
||||||
|
init_accel(cpuid_cache);
|
||||||
return true;
|
return true;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
static bool select_accel_fn(const void *buf, size_t len)
|
static bool select_accel_fn(const void *buf, size_t len)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
uintptr_t ibuf = (uintptr_t)buf;
|
if (likely(len >= 64)) {
|
||||||
#ifdef CONFIG_AVX2_OPT
|
return buffer_accel(buf, len);
|
||||||
if (len % 128 == 0 && ibuf % 32 == 0 && (cpuid_cache & CACHE_AVX2)) {
|
|
||||||
return buffer_zero_avx2(buf, len);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
if (len % 64 == 0 && ibuf % 16 == 0 && (cpuid_cache & CACHE_SSE4)) {
|
|
||||||
return buffer_zero_sse4(buf, len);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
if (len % 64 == 0 && ibuf % 16 == 0 && (cpuid_cache & CACHE_SSE2)) {
|
|
||||||
return buffer_zero_sse2(buf, len);
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
return buffer_zero_int(buf, len);
|
return buffer_zero_int(buf, len);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
#else
|
#else
|
||||||
#define select_accel_fn buffer_zero_int
|
#define select_accel_fn buffer_zero_int
|
||||||
#endif
|
|
||||||
|
|
||||||
#ifndef HAVE_NEXT_ACCEL
|
|
||||||
bool test_buffer_is_zero_next_accel(void)
|
bool test_buffer_is_zero_next_accel(void)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
return false;
|
return false;
|
||||||
|
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