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refactor shufti algorithm to use SuperVector class, WIP
authorKonstantinos Margaritis <markos@freevec.org>
Thu, 10 Jun 2021 10:34:38 +0000 (13:34 +0300)
committerKonstantinos Margaritis <konstantinos@vectorcamp.gr>
Tue, 12 Oct 2021 08:51:34 +0000 (11:51 +0300)
CMakeLists.txt
src/nfa/shufti.c [deleted file]
src/nfa/shufti.cpp [new file with mode: 0644]
src/nfa/shufti.h
src/nfa/shufti_simd.hpp [new file with mode: 0644]

index fa9648f7a6d4de4443001f7f0df7e7760b69da72..8b46e61056aeb2d194370331b30d7e64358a9a70 100644 (file)
@@ -691,7 +691,7 @@ set (hs_exec_SRCS
     src/nfa/sheng_impl.h
     src/nfa/sheng_impl4.h
     src/nfa/sheng_internal.h
-    src/nfa/shufti.c
+    src/nfa/shufti.cpp
     src/nfa/shufti.h
     src/nfa/tamarama.c
     src/nfa/tamarama.h
@@ -753,6 +753,18 @@ set (hs_exec_SRCS
     src/database.h
 )
 
+if (NOT OPTIMISE)
+if (ARCH_IA32 OR ARCH_X86_64)
+set (hs_exec_SRCS
+    ${hs_exec_SRCS}
+    src/util/simd/arch/x86/impl.cpp)
+else (ARCH_ARM32 OR ARCH_AARCH64)
+set (hs_exec_SRCS
+    ${hs_exec_SRCS}
+    src/util/simd/arch/arm/impl.cpp)
+endif ()
+endif()
+
 set (hs_exec_avx2_SRCS
     src/fdr/teddy_avx2.c
     src/util/arch/x86/masked_move.c
diff --git a/src/nfa/shufti.c b/src/nfa/shufti.c
deleted file mode 100644 (file)
index 2c30ce5..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,1102 +0,0 @@
-/*
- * Copyright (c) 2015-2017, Intel Corporation
- *
- * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
- * modification, are permitted provided that the following conditions are met:
- *
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- *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
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- * POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
- */
-
-/** \file
- * \brief Shufti: character class acceleration.
- *
- * Utilises the SSSE3 pshufb shuffle instruction
- */
-
-#include "shufti.h"
-#include "ue2common.h"
-#include "util/arch.h"
-#include "util/bitutils.h"
-#include "util/simd_utils.h"
-#include "util/unaligned.h"
-
-#ifdef DEBUG
-#include <ctype.h>
-
-#define DUMP_MSK(_t)                                \
-static UNUSED                                       \
-void dumpMsk##_t(m##_t msk) {                       \
-    u8 * mskAsU8 = (u8 *)&msk;                      \
-    for (unsigned i = 0; i < sizeof(msk); i++) {    \
-        u8 c = mskAsU8[i];                          \
-        for (int j = 0; j < 8; j++) {               \
-            if ((c >> (7-j)) & 0x1)                 \
-                printf("1");                        \
-            else                                    \
-                printf("0");                        \
-        }                                           \
-        printf(" ");                                \
-    }                                               \
-}                                                   \
-static UNUSED                                       \
-void dumpMsk##_t##AsChars(m##_t msk) {              \
-    u8 * mskAsU8 = (u8 *)&msk;                      \
-    for (unsigned i = 0; i < sizeof(msk); i++) {    \
-        u8 c = mskAsU8[i];                          \
-        if (isprint(c))                             \
-            printf("%c",c);                         \
-        else                                        \
-            printf(".");                            \
-    }                                               \
-}
-
-#endif
-
-/** \brief Naive byte-by-byte implementation. */
-static really_inline
-const u8 *shuftiFwdSlow(const u8 *lo, const u8 *hi, const u8 *buf,
-                        const u8 *buf_end) {
-    assert(buf < buf_end);
-
-    for (; buf < buf_end; ++buf) {
-        u8 c = *buf;
-        if (lo[c & 0xf] & hi[c >> 4]) {
-            break;
-        }
-    }
-    return buf;
-}
-
-/** \brief Naive byte-by-byte implementation. */
-static really_inline
-const u8 *shuftiRevSlow(const u8 *lo, const u8 *hi, const u8 *buf,
-                        const u8 *buf_end) {
-    assert(buf < buf_end);
-
-    for (buf_end--; buf_end >= buf; buf_end--) {
-        u8 c = *buf_end;
-        if (lo[c & 0xf] & hi[c >> 4]) {
-            break;
-        }
-    }
-    return buf_end;
-}
-
-#if !defined(HAVE_AVX2)
-/* Normal SSSE3 shufti */
-
-#ifdef DEBUG
-DUMP_MSK(128)
-#endif
-
-#define GET_LO_4(chars) and128(chars, low4bits)
-#define GET_HI_4(chars) and128(rshift64_m128(chars, 4), low4bits)
-//#define GET_HI_4(chars) rshift64_m128(andnot128(low4bits, chars), 4)
-
-static really_inline
-u32 block(m128 mask_lo, m128 mask_hi, m128 chars, const m128 low4bits,
-          const m128 compare) {
-    m128 c_lo  = pshufb_m128(mask_lo, GET_LO_4(chars));
-    m128 c_hi  = pshufb_m128(mask_hi, GET_HI_4(chars));
-    m128 t     = and128(c_lo, c_hi);
-
-#ifdef DEBUG
-    DEBUG_PRINTF(" chars: "); dumpMsk128AsChars(chars); printf("\n");
-    DEBUG_PRINTF("  char: "); dumpMsk128(chars);        printf("\n");
-    DEBUG_PRINTF("  c_lo: "); dumpMsk128(c_lo);         printf("\n");
-    DEBUG_PRINTF("  c_hi: "); dumpMsk128(c_hi);         printf("\n");
-    DEBUG_PRINTF("     t: "); dumpMsk128(t);            printf("\n");
-#endif
-    return movemask128(eq128(t, compare));
-}
-
-static really_inline
-const u8 *firstMatch(const u8 *buf, u32 z) {
-    if (unlikely(z != 0xffff)) {
-        u32 pos = ctz32(~z & 0xffff);
-        assert(pos < 16);
-        return buf + pos;
-    } else {
-        return NULL; // no match
-    }
-}
-
-static really_inline
-const u8 *fwdBlock(m128 mask_lo, m128 mask_hi, m128 chars, const u8 *buf,
-                   const m128 low4bits, const m128 zeroes) {
-    u32 z = block(mask_lo, mask_hi, chars, low4bits, zeroes);
-
-    return firstMatch(buf, z);
-}
-
-const u8 *shuftiExec(m128 mask_lo, m128 mask_hi, const u8 *buf,
-                     const u8 *buf_end) {
-    assert(buf && buf_end);
-    assert(buf < buf_end);
-
-    // Slow path for small cases.
-    if (buf_end - buf < 16) {
-        return shuftiFwdSlow((const u8 *)&mask_lo, (const u8 *)&mask_hi,
-                             buf, buf_end);
-    }
-
-    const m128 zeroes = zeroes128();
-    const m128 low4bits = set1_16x8(0xf);
-    const u8 *rv;
-
-    size_t min = (size_t)buf % 16;
-    assert(buf_end - buf >= 16);
-
-    // Preconditioning: most of the time our buffer won't be aligned.
-    m128 chars = loadu128(buf);
-    rv = fwdBlock(mask_lo, mask_hi, chars, buf, low4bits, zeroes);
-    if (rv) {
-        return rv;
-    }
-    buf += (16 - min);
-
-    // Unrolling was here, but it wasn't doing anything but taking up space.
-    // Reroll FTW.
-
-    const u8 *last_block = buf_end - 16;
-
-    for (const u8 *itPtr = ROUNDDOWN_PTR(buf, 64); itPtr + 4*16 <= last_block; itPtr += 4*16) {
-        __builtin_prefetch(itPtr);
-    }
-    while (buf < last_block) {
-        m128 lchars = load128(buf);
-        rv = fwdBlock(mask_lo, mask_hi, lchars, buf, low4bits, zeroes);
-        if (rv) {
-            return rv;
-        }
-        buf += 16;
-    }
-
-    // Use an unaligned load to mop up the last 16 bytes and get an accurate
-    // picture to buf_end.
-    assert(buf <= buf_end && buf >= buf_end - 16);
-    chars = loadu128(buf_end - 16);
-    rv = fwdBlock(mask_lo, mask_hi, chars, buf_end - 16, low4bits, zeroes);
-    if (rv) {
-        return rv;
-    }
-
-    return buf_end;
-}
-
-static really_inline
-const u8 *lastMatch(const u8 *buf, m128 t, m128 compare) {
-#ifdef DEBUG
-    DEBUG_PRINTF("confirming match in:"); dumpMsk128(t); printf("\n");
-#endif
-
-    u32 z = movemask128(eq128(t, compare));
-    if (unlikely(z != 0xffff)) {
-        u32 pos = clz32(~z & 0xffff);
-        DEBUG_PRINTF("buf=%p, pos=%u\n", buf, pos);
-        assert(pos >= 16 && pos < 32);
-        return buf + (31 - pos);
-    } else {
-        return NULL; // no match
-    }
-}
-
-
-static really_inline
-const u8 *revBlock(m128 mask_lo, m128 mask_hi, m128 chars, const u8 *buf,
-                   const m128 low4bits, const m128 zeroes) {
-    m128 c_lo  = pshufb_m128(mask_lo, GET_LO_4(chars));
-    m128 c_hi  = pshufb_m128(mask_hi, GET_HI_4(chars));
-    m128 t     = and128(c_lo, c_hi);
-
-#ifdef DEBUG
-    DEBUG_PRINTF(" chars: "); dumpMsk128AsChars(chars); printf("\n");
-    DEBUG_PRINTF("  char: "); dumpMsk128(chars);        printf("\n");
-    DEBUG_PRINTF("  c_lo: "); dumpMsk128(c_lo);         printf("\n");
-    DEBUG_PRINTF("  c_hi: "); dumpMsk128(c_hi);         printf("\n");
-    DEBUG_PRINTF("     t: "); dumpMsk128(t);            printf("\n");
-#endif
-
-    return lastMatch(buf, t, zeroes);
-}
-
-const u8 *rshuftiExec(m128 mask_lo, m128 mask_hi, const u8 *buf,
-                      const u8 *buf_end) {
-    assert(buf && buf_end);
-    assert(buf < buf_end);
-
-    // Slow path for small cases.
-    if (buf_end - buf < 16) {
-        return shuftiRevSlow((const u8 *)&mask_lo, (const u8 *)&mask_hi,
-                             buf, buf_end);
-    }
-
-    const m128 zeroes = zeroes128();
-    const m128 low4bits = set1_16x8(0xf);
-    const u8 *rv;
-
-    assert(buf_end - buf >= 16);
-
-    // Preconditioning: most of the time our buffer won't be aligned.
-    m128 chars = loadu128(buf_end - 16);
-    rv = revBlock(mask_lo, mask_hi, chars, buf_end - 16, low4bits, zeroes);
-    if (rv) {
-        return rv;
-    }
-    buf_end = (const u8 *)((size_t)buf_end & ~((size_t)0xf));
-
-    // Unrolling was here, but it wasn't doing anything but taking up space.
-    // Reroll FTW.
-
-    const u8 *last_block = buf + 16;
-    while (buf_end > last_block) {
-        buf_end -= 16;
-        m128 lchars = load128(buf_end);
-        rv = revBlock(mask_lo, mask_hi, lchars, buf_end, low4bits, zeroes);
-        if (rv) {
-            return rv;
-        }
-    }
-
-    // Use an unaligned load to mop up the last 16 bytes and get an accurate
-    // picture to buf.
-    chars = loadu128(buf);
-    rv = revBlock(mask_lo, mask_hi, chars, buf, low4bits, zeroes);
-    if (rv) {
-        return rv;
-    }
-
-    return buf - 1;
-}
-
-static really_inline
-const u8 *fwdBlock2(m128 mask1_lo, m128 mask1_hi, m128 mask2_lo, m128 mask2_hi,
-                    m128 chars, const u8 *buf, const m128 low4bits,
-                    const m128 ones) {
-    m128 chars_lo = GET_LO_4(chars);
-    m128 chars_hi = GET_HI_4(chars);
-    m128 c_lo  = pshufb_m128(mask1_lo, chars_lo);
-    m128 c_hi  = pshufb_m128(mask1_hi, chars_hi);
-    m128 t     = or128(c_lo, c_hi);
-
-#ifdef DEBUG
-    DEBUG_PRINTF(" chars: "); dumpMsk128AsChars(chars); printf("\n");
-    DEBUG_PRINTF("  char: "); dumpMsk128(chars);        printf("\n");
-    DEBUG_PRINTF("  c_lo: "); dumpMsk128(c_lo);         printf("\n");
-    DEBUG_PRINTF("  c_hi: "); dumpMsk128(c_hi);         printf("\n");
-    DEBUG_PRINTF("     t: "); dumpMsk128(t);            printf("\n");
-#endif
-
-    m128 c2_lo  = pshufb_m128(mask2_lo, chars_lo);
-    m128 c2_hi  = pshufb_m128(mask2_hi, chars_hi);
-    m128 t2     = or128(t, rshiftbyte_m128(or128(c2_lo, c2_hi), 1));
-
-#ifdef DEBUG
-    DEBUG_PRINTF(" c2_lo: "); dumpMsk128(c2_lo);        printf("\n");
-    DEBUG_PRINTF(" c2_hi: "); dumpMsk128(c2_hi);        printf("\n");
-    DEBUG_PRINTF("    t2: "); dumpMsk128(t2);           printf("\n");
-#endif
-
-    u32 z = movemask128(eq128(t2, ones));
-    DEBUG_PRINTF("    z: 0x%08x\n", z);
-    return firstMatch(buf, z);
-}
-
-const u8 *shuftiDoubleExec(m128 mask1_lo, m128 mask1_hi,
-                           m128 mask2_lo, m128 mask2_hi,
-                           const u8 *buf, const u8 *buf_end) {
-    const m128 ones = ones128();
-    const m128 low4bits = set1_16x8(0xf);
-    const u8 *rv;
-
-    size_t min = (size_t)buf % 16;
-
-    // Preconditioning: most of the time our buffer won't be aligned.
-    m128 chars = loadu128(buf);
-    rv = fwdBlock2(mask1_lo, mask1_hi, mask2_lo, mask2_hi,
-                   chars, buf, low4bits, ones);
-    if (rv) {
-        return rv;
-    }
-    buf += (16 - min);
-
-    // Unrolling was here, but it wasn't doing anything but taking up space.
-    // Reroll FTW.
-
-    const u8 *last_block = buf_end - 16;
-    while (buf < last_block) {
-        m128 lchars = load128(buf);
-        rv = fwdBlock2(mask1_lo, mask1_hi, mask2_lo, mask2_hi,
-                       lchars, buf, low4bits, ones);
-        if (rv) {
-            return rv;
-        }
-        buf += 16;
-    }
-
-    // Use an unaligned load to mop up the last 16 bytes and get an accurate
-    // picture to buf_end.
-    chars = loadu128(buf_end - 16);
-    rv = fwdBlock2(mask1_lo, mask1_hi, mask2_lo, mask2_hi,
-                   chars, buf_end - 16, low4bits, ones);
-    if (rv) {
-        return rv;
-    }
-
-    return buf_end;
-}
-
-#elif !defined(HAVE_AVX512)
-// AVX2 - 256 wide shuftis
-
-#ifdef DEBUG
-DUMP_MSK(256)
-#endif
-
-#define GET_LO_4(chars) and256(chars, low4bits)
-#define GET_HI_4(chars) rshift64_m256(andnot256(low4bits, chars), 4)
-
-static really_inline
-u32 block(m256 mask_lo, m256 mask_hi, m256 chars, const m256 low4bits,
-          const m256 compare) {
-    m256 c_lo  = pshufb_m256(mask_lo, GET_LO_4(chars));
-    m256 c_hi  = pshufb_m256(mask_hi, GET_HI_4(chars));
-    m256 t = and256(c_lo, c_hi);
-
-#ifdef DEBUG
-    DEBUG_PRINTF(" chars: "); dumpMsk256AsChars(chars); printf("\n");
-    DEBUG_PRINTF("  char: "); dumpMsk256(chars); printf("\n");
-    DEBUG_PRINTF("  c_lo: "); dumpMsk256(c_lo); printf("\n");
-    DEBUG_PRINTF("  c_hi: "); dumpMsk256(c_hi); printf("\n");
-    DEBUG_PRINTF("     t: "); dumpMsk256(t); printf("\n");
-#endif
-
-    return movemask256(eq256(t, compare));
-}
-
-static really_inline
-const u8 *firstMatch(const u8 *buf, u32 z) {
-    DEBUG_PRINTF("z 0x%08x\n", z);
-    if (unlikely(z != 0xffffffff)) {
-        u32 pos = ctz32(~z);
-        assert(pos < 32);
-        DEBUG_PRINTF("match @ pos %u\n", pos);
-        return buf + pos;
-    } else {
-        return NULL; // no match
-    }
-}
-
-static really_inline
-const u8 *fwdBlockShort(m256 mask, m128 chars, const u8 *buf,
-                        const m256 low4bits) {
-    // do the hi and lo shuffles in the one avx register
-    m256 c = combine2x128(rshift64_m128(chars, 4), chars);
-    c = and256(c, low4bits);
-    m256 c_shuf = pshufb_m256(mask, c);
-    m128 t = and128(movdq_hi(c_shuf), cast256to128(c_shuf));
-    // the upper 32-bits can't match
-    u32 z = 0xffff0000U | movemask128(eq128(t, zeroes128()));
-
-    return firstMatch(buf, z);
-}
-
-static really_inline
-const u8 *shuftiFwdShort(m128 mask_lo, m128 mask_hi, const u8 *buf,
-                         const u8 *buf_end, const m256 low4bits) {
-    // run shufti over two overlapping 16-byte unaligned reads
-    const m256 mask = combine2x128(mask_hi, mask_lo);
-    m128 chars = loadu128(buf);
-    const u8 *rv = fwdBlockShort(mask, chars, buf, low4bits);
-    if (rv) {
-        return rv;
-    }
-
-    chars = loadu128(buf_end - 16);
-    rv = fwdBlockShort(mask, chars, buf_end - 16, low4bits);
-    if (rv) {
-        return rv;
-    }
-    return buf_end;
-}
-
-static really_inline
-const u8 *fwdBlock(m256 mask_lo, m256 mask_hi, m256 chars, const u8 *buf,
-                   const m256 low4bits, const m256 zeroes) {
-    u32 z = block(mask_lo, mask_hi, chars, low4bits, zeroes);
-
-    return firstMatch(buf, z);
-}
-
-/* takes 128 bit masks, but operates on 256 bits of data */
-const u8 *shuftiExec(m128 mask_lo, m128 mask_hi, const u8 *buf,
-                     const u8 *buf_end) {
-    assert(buf && buf_end);
-    assert(buf < buf_end);
-    DEBUG_PRINTF("shufti %p len %zu\n", buf, buf_end - buf);
-
-    // Slow path for small cases.
-    if (buf_end - buf < 16) {
-        return shuftiFwdSlow((const u8 *)&mask_lo, (const u8 *)&mask_hi,
-                             buf, buf_end);
-    }
-
-    const m256 low4bits = set1_32x8(0xf);
-
-    if (buf_end - buf <= 32) {
-        return shuftiFwdShort(mask_lo, mask_hi, buf, buf_end, low4bits);
-    }
-
-    const m256 zeroes = zeroes256();
-    const m256 wide_mask_lo = set1_2x128(mask_lo);
-    const m256 wide_mask_hi = set1_2x128(mask_hi);
-    const u8 *rv;
-
-    size_t min = (size_t)buf % 32;
-    assert(buf_end - buf >= 32);
-
-    // Preconditioning: most of the time our buffer won't be aligned.
-    m256 chars = loadu256(buf);
-    rv = fwdBlock(wide_mask_lo, wide_mask_hi, chars, buf, low4bits, zeroes);
-    if (rv) {
-        return rv;
-    }
-    buf += (32 - min);
-
-    // Unrolling was here, but it wasn't doing anything but taking up space.
-    // Reroll FTW.
-
-    const u8 *last_block = buf_end - 32;
-    while (buf < last_block) {
-        m256 lchars = load256(buf);
-        rv = fwdBlock(wide_mask_lo, wide_mask_hi, lchars, buf, low4bits, zeroes);
-        if (rv) {
-            return rv;
-        }
-        buf += 32;
-    }
-
-    // Use an unaligned load to mop up the last 32 bytes and get an accurate
-    // picture to buf_end.
-    assert(buf <= buf_end && buf >= buf_end - 32);
-    chars = loadu256(buf_end - 32);
-    rv = fwdBlock(wide_mask_lo, wide_mask_hi, chars, buf_end - 32, low4bits, zeroes);
-    if (rv) {
-        return rv;
-    }
-
-    return buf_end;
-}
-
-static really_inline
-const u8 *lastMatch(const u8 *buf, u32 z) {
-    if (unlikely(z != 0xffffffff)) {
-        u32 pos = clz32(~z);
-        DEBUG_PRINTF("buf=%p, pos=%u\n", buf, pos);
-        return buf + (31 - pos);
-    } else {
-        return NULL; // no match
-    }
-}
-
-static really_inline
-const u8 *revBlock(m256 mask_lo, m256 mask_hi, m256 chars, const u8 *buf,
-                   const m256 low4bits, const m256 zeroes) {
-    m256 c_lo  = pshufb_m256(mask_lo, GET_LO_4(chars));
-    m256 c_hi  = pshufb_m256(mask_hi, GET_HI_4(chars));
-    m256 t     = and256(c_lo, c_hi);
-
-#ifdef DEBUG
-    DEBUG_PRINTF(" chars: "); dumpMsk256AsChars(chars); printf("\n");
-    DEBUG_PRINTF("  char: "); dumpMsk256(chars);        printf("\n");
-    DEBUG_PRINTF("  c_lo: "); dumpMsk256(c_lo);         printf("\n");
-    DEBUG_PRINTF("  c_hi: "); dumpMsk256(c_hi);         printf("\n");
-    DEBUG_PRINTF("     t: "); dumpMsk256(t);            printf("\n");
-#endif
-
-    u32 z = movemask256(eq256(t, zeroes));
-    return lastMatch(buf, z);
-}
-
-static really_inline
-const u8 *revBlockShort(m256 mask, m128 chars, const u8 *buf,
-                        const m256 low4bits) {
-    // do the hi and lo shuffles in the one avx register
-    m256 c = combine2x128(rshift64_m128(chars, 4), chars);
-    c = and256(c, low4bits);
-    m256 c_shuf = pshufb_m256(mask, c);
-    m128 t = and128(movdq_hi(c_shuf), cast256to128(c_shuf));
-    // the upper 32-bits can't match
-    u32 z = 0xffff0000U | movemask128(eq128(t, zeroes128()));
-
-    return lastMatch(buf, z);
-}
-
-static really_inline
-const u8 *shuftiRevShort(m128 mask_lo, m128 mask_hi, const u8 *buf,
-                         const u8 *buf_end, const m256 low4bits) {
-    // run shufti over two overlapping 16-byte unaligned reads
-    const m256 mask = combine2x128(mask_hi, mask_lo);
-
-    m128 chars = loadu128(buf_end - 16);
-    const u8 *rv = revBlockShort(mask, chars, buf_end - 16, low4bits);
-    if (rv) {
-        return rv;
-    }
-
-    chars = loadu128(buf);
-    rv = revBlockShort(mask, chars, buf, low4bits);
-    if (rv) {
-        return rv;
-    }
-    return buf - 1;
-}
-
-
-/* takes 128 bit masks, but operates on 256 bits of data */
-const u8 *rshuftiExec(m128 mask_lo, m128 mask_hi, const u8 *buf,
-                      const u8 *buf_end) {
-    assert(buf && buf_end);
-    assert(buf < buf_end);
-
-    // Slow path for small cases.
-    if (buf_end - buf < 16) {
-        return shuftiRevSlow((const u8 *)&mask_lo, (const u8 *)&mask_hi,
-                             buf, buf_end);
-    }
-
-    const m256 low4bits = set1_32x8(0xf);
-
-    if (buf_end - buf <= 32) {
-        return shuftiRevShort(mask_lo, mask_hi, buf, buf_end, low4bits);
-    }
-
-    const m256 zeroes = zeroes256();
-    const m256 wide_mask_lo = set1_2x128(mask_lo);
-    const m256 wide_mask_hi = set1_2x128(mask_hi);
-    const u8 *rv;
-
-    assert(buf_end - buf >= 32);
-
-    // Preconditioning: most of the time our buffer won't be aligned.
-    m256 chars = loadu256(buf_end - 32);
-    rv = revBlock(wide_mask_lo, wide_mask_hi, chars, buf_end - 32, low4bits, zeroes);
-    if (rv) {
-        return rv;
-    }
-    buf_end = (const u8 *)((size_t)buf_end & ~((size_t)0x1f));
-
-    // Unrolling was here, but it wasn't doing anything but taking up space.
-    // Reroll FTW.
-    const u8 *last_block = buf + 32;
-    while (buf_end > last_block) {
-        buf_end -= 32;
-        m256 lchars = load256(buf_end);
-        rv = revBlock(wide_mask_lo, wide_mask_hi, lchars, buf_end, low4bits, zeroes);
-        if (rv) {
-            return rv;
-        }
-    }
-
-    // Use an unaligned load to mop up the last 32 bytes and get an accurate
-    // picture to buf.
-    chars = loadu256(buf);
-    rv = revBlock(wide_mask_lo, wide_mask_hi, chars, buf, low4bits, zeroes);
-    if (rv) {
-        return rv;
-    }
-
-    return buf - 1;
-}
-
-static really_inline
-const u8 *fwdBlock2(m256 mask1_lo, m256 mask1_hi, m256 mask2_lo, m256 mask2_hi,
-                    m256 chars, const u8 *buf, const m256 low4bits,
-                    const m256 ones) {
-    DEBUG_PRINTF("buf %p\n", buf);
-    m256 chars_lo = GET_LO_4(chars);
-    m256 chars_hi = GET_HI_4(chars);
-    m256 c_lo  = pshufb_m256(mask1_lo, chars_lo);
-    m256 c_hi  = pshufb_m256(mask1_hi, chars_hi);
-    m256 t     = or256(c_lo, c_hi);
-
-#ifdef DEBUG
-    DEBUG_PRINTF(" chars: "); dumpMsk256AsChars(chars); printf("\n");
-    DEBUG_PRINTF("  char: "); dumpMsk256(chars);        printf("\n");
-    DEBUG_PRINTF("  c_lo: "); dumpMsk256(c_lo);         printf("\n");
-    DEBUG_PRINTF("  c_hi: "); dumpMsk256(c_hi);         printf("\n");
-    DEBUG_PRINTF("     t: "); dumpMsk256(t);            printf("\n");
-#endif
-
-    m256 c2_lo  = pshufb_m256(mask2_lo, chars_lo);
-    m256 c2_hi  = pshufb_m256(mask2_hi, chars_hi);
-    m256 t2 = or256(t, rshift128_m256(or256(c2_lo, c2_hi), 1));
-
-#ifdef DEBUG
-    DEBUG_PRINTF(" c2_lo: "); dumpMsk256(c2_lo);        printf("\n");
-    DEBUG_PRINTF(" c2_hi: "); dumpMsk256(c2_hi);        printf("\n");
-    DEBUG_PRINTF("    t2: "); dumpMsk256(t2);           printf("\n");
-#endif
-    u32 z = movemask256(eq256(t2, ones));
-
-    return firstMatch(buf, z);
-}
-
-static really_inline
-const u8 *fwdBlockShort2(m256 mask1, m256 mask2, m128 chars, const u8 *buf,
-                         const m256 low4bits) {
-    // do the hi and lo shuffles in the one avx register
-    m256 c = combine2x128(rshift64_m128(chars, 4), chars);
-    c = and256(c, low4bits);
-    m256 c_shuf1 = pshufb_m256(mask1, c);
-    m256 c_shuf2 = rshift128_m256(pshufb_m256(mask2, c), 1);
-    m256 t0 = or256(c_shuf1, c_shuf2);
-    m128 t = or128(movdq_hi(t0), cast256to128(t0));
-    // the upper 32-bits can't match
-    u32 z = 0xffff0000U | movemask128(eq128(t, ones128()));
-
-    return firstMatch(buf, z);
-}
-
-static really_inline
-const u8 *shuftiDoubleShort(m128 mask1_lo, m128 mask1_hi, m128 mask2_lo,
-                            m128 mask2_hi, const u8 *buf, const u8 *buf_end) {
-    DEBUG_PRINTF("buf %p len %zu\n", buf, buf_end - buf);
-    const m256 low4bits = set1_32x8(0xf);
-    // run shufti over two overlapping 16-byte unaligned reads
-    const m256 mask1 = combine2x128(mask1_hi, mask1_lo);
-    const m256 mask2 = combine2x128(mask2_hi, mask2_lo);
-    m128 chars = loadu128(buf);
-    const u8 *rv = fwdBlockShort2(mask1, mask2, chars, buf, low4bits);
-    if (rv) {
-        return rv;
-    }
-
-    chars = loadu128(buf_end - 16);
-    rv = fwdBlockShort2(mask1, mask2, chars, buf_end - 16, low4bits);
-    if (rv) {
-        return rv;
-    }
-    return buf_end;
-}
-
-/* takes 128 bit masks, but operates on 256 bits of data */
-const u8 *shuftiDoubleExec(m128 mask1_lo, m128 mask1_hi,
-                           m128 mask2_lo, m128 mask2_hi,
-                           const u8 *buf, const u8 *buf_end) {
-    /* we should always have at least 16 bytes */
-    assert(buf_end - buf >= 16);
-    DEBUG_PRINTF("buf %p len %zu\n", buf, buf_end - buf);
-
-    if (buf_end - buf < 32) {
-        return shuftiDoubleShort(mask1_lo, mask1_hi, mask2_lo, mask2_hi, buf,
-                                 buf_end);
-    }
-
-    const m256 ones = ones256();
-    const m256 low4bits = set1_32x8(0xf);
-    const m256 wide_mask1_lo = set1_2x128(mask1_lo);
-    const m256 wide_mask1_hi = set1_2x128(mask1_hi);
-    const m256 wide_mask2_lo = set1_2x128(mask2_lo);
-    const m256 wide_mask2_hi = set1_2x128(mask2_hi);
-    const u8 *rv;
-
-    size_t min = (size_t)buf % 32;
-
-    // Preconditioning: most of the time our buffer won't be aligned.
-    m256 chars = loadu256(buf);
-    rv = fwdBlock2(wide_mask1_lo, wide_mask1_hi, wide_mask2_lo, wide_mask2_hi,
-                   chars, buf, low4bits, ones);
-    if (rv) {
-        return rv;
-    }
-    buf += (32 - min);
-
-    // Unrolling was here, but it wasn't doing anything but taking up space.
-    // Reroll FTW.
-    const u8 *last_block = buf_end - 32;
-    while (buf < last_block) {
-        m256 lchars = load256(buf);
-        rv = fwdBlock2(wide_mask1_lo, wide_mask1_hi, wide_mask2_lo, wide_mask2_hi,
-                       lchars, buf, low4bits, ones);
-        if (rv) {
-            return rv;
-        }
-        buf += 32;
-    }
-
-    // Use an unaligned load to mop up the last 32 bytes and get an accurate
-    // picture to buf_end.
-    chars = loadu256(buf_end - 32);
-    rv = fwdBlock2(wide_mask1_lo, wide_mask1_hi, wide_mask2_lo, wide_mask2_hi,
-                   chars, buf_end - 32, low4bits, ones);
-    if (rv) {
-        return rv;
-    }
-
-    return buf_end;
-}
-
-#else // defined(HAVE_AVX512)
-
-#ifdef DEBUG
-DUMP_MSK(512)
-#endif
-
-static really_inline
-u64a block(m512 mask_lo, m512 mask_hi, m512 chars, const m512 low4bits,
-           const m512 compare) {
-    m512 c_lo = pshufb_m512(mask_lo, and512(chars, low4bits));
-    m512 c_hi = pshufb_m512(mask_hi,
-                            rshift64_m512(andnot512(low4bits, chars), 4));
-    m512 t = and512(c_lo, c_hi);
-
-#ifdef DEBUG
-    DEBUG_PRINTF(" chars: "); dumpMsk512AsChars(chars); printf("\n");
-    DEBUG_PRINTF("  char: "); dumpMsk512(chars); printf("\n");
-    DEBUG_PRINTF("  c_lo: "); dumpMsk512(c_lo); printf("\n");
-    DEBUG_PRINTF("  c_hi: "); dumpMsk512(c_hi); printf("\n");
-    DEBUG_PRINTF("     t: "); dumpMsk512(t); printf("\n");
-#endif
-
-    return eq512mask(t, compare);
-}
-static really_inline
-const u8 *firstMatch64(const u8 *buf, u64a z) {
-    DEBUG_PRINTF("z 0x%016llx\n", z);
-    if (unlikely(z != ~0ULL)) {
-        u32 pos = ctz64(~z);
-        DEBUG_PRINTF("match @ pos %u\n", pos);
-        assert(pos < 64);
-        return buf + pos;
-    } else {
-        return NULL; // no match
-    }
-}
-
-static really_inline
-const u8 *fwdBlock512(m512 mask_lo, m512 mask_hi, m512 chars, const u8 *buf,
-                      const m512 low4bits, const m512 zeroes) {
-    u64a z = block(mask_lo, mask_hi, chars, low4bits, zeroes);
-
-    return firstMatch64(buf, z);
-}
-
-static really_inline
-const u8 *shortShufti512(m512 mask_lo, m512 mask_hi, const u8 *buf,
-                         const u8 *buf_end, const m512 low4bits,
-                         const m512 zeroes) {
-    DEBUG_PRINTF("short shufti %p len %zu\n", buf, buf_end - buf);
-    uintptr_t len = buf_end - buf;
-    assert(len <= 64);
-
-    // load mask
-    u64a k = (~0ULL) >> (64 - len);
-    DEBUG_PRINTF("load mask 0x%016llx\n", k);
-
-    m512 chars = loadu_maskz_m512(k, buf);
-
-    u64a z = block(mask_lo, mask_hi, chars, low4bits, zeroes);
-
-    // reuse the load mask to indicate valid bytes
-    return firstMatch64(buf, z | ~k);
-}
-
-/* takes 128 bit masks, but operates on 512 bits of data */
-const u8 *shuftiExec(m128 mask_lo, m128 mask_hi, const u8 *buf,
-                     const u8 *buf_end) {
-    assert(buf && buf_end);
-    assert(buf < buf_end);
-    DEBUG_PRINTF("shufti %p len %zu\n", buf, buf_end - buf);
-    DEBUG_PRINTF("b %s\n", buf);
-
-    const m512 low4bits = set1_64x8(0xf);
-    const m512 zeroes = zeroes512();
-    const m512 wide_mask_lo = set1_4x128(mask_lo);
-    const m512 wide_mask_hi = set1_4x128(mask_hi);
-    const u8 *rv;
-
-    // small cases.
-    if (buf_end - buf <= 64) {
-        rv = shortShufti512(wide_mask_lo, wide_mask_hi, buf, buf_end, low4bits,
-                            zeroes);
-        return rv ? rv : buf_end;
-    }
-
-    assert(buf_end - buf >= 64);
-
-    // Preconditioning: most of the time our buffer won't be aligned.
-    if ((uintptr_t)buf % 64) {
-        rv = shortShufti512(wide_mask_lo, wide_mask_hi, buf,
-                            ROUNDUP_PTR(buf, 64), low4bits, zeroes);
-        if (rv) {
-            return rv;
-        }
-        buf = ROUNDUP_PTR(buf, 64);
-    }
-
-    const u8 *last_block = ROUNDDOWN_PTR(buf_end, 64);
-    while (buf < last_block) {
-        m512 lchars = load512(buf);
-        rv = fwdBlock512(wide_mask_lo, wide_mask_hi, lchars, buf, low4bits,
-                         zeroes);
-        if (rv) {
-            return rv;
-        }
-        buf += 64;
-    }
-
-    if (buf == buf_end) {
-        goto done;
-    }
-
-    // Use an unaligned load to mop up the last 64 bytes and get an accurate
-    // picture to buf_end.
-    assert(buf <= buf_end && buf >= buf_end - 64);
-    m512 chars = loadu512(buf_end - 64);
-    rv = fwdBlock512(wide_mask_lo, wide_mask_hi, chars, buf_end - 64, low4bits,
-                     zeroes);
-    if (rv) {
-        return rv;
-    }
-done:
-    return buf_end;
-}
-
-static really_inline
-const u8 *lastMatch64(const u8 *buf, u64a z) {
-    DEBUG_PRINTF("z 0x%016llx\n", z);
-    if (unlikely(z != ~0ULL)) {
-        u32 pos = clz64(~z);
-        DEBUG_PRINTF("buf=%p, pos=%u\n", buf, pos);
-        return buf + (63 - pos);
-    } else {
-        return NULL; // no match
-    }
-}
-
-static really_inline
-const u8 *rshortShufti512(m512 mask_lo, m512 mask_hi, const u8 *buf,
-                          const u8 *buf_end, const m512 low4bits,
-                          const m512 zeroes) {
-    DEBUG_PRINTF("short %p len %zu\n", buf, buf_end - buf);
-    uintptr_t len = buf_end - buf;
-    assert(len <= 64);
-
-    // load mask
-    u64a k = (~0ULL) >> (64 - len);
-    DEBUG_PRINTF("load mask 0x%016llx\n", k);
-
-    m512 chars = loadu_maskz_m512(k, buf);
-
-    u64a z = block(mask_lo, mask_hi, chars, low4bits, zeroes);
-
-    // reuse the load mask to indicate valid bytes
-    return lastMatch64(buf, z | ~k);
-}
-
-static really_inline
-const u8 *revBlock512(m512 mask_lo, m512 mask_hi, m512 chars, const u8 *buf,
-                      const m512 low4bits, const m512 zeroes) {
-    m512 c_lo  = pshufb_m512(mask_lo, and512(chars, low4bits));
-    m512 c_hi  = pshufb_m512(mask_hi,
-                             rshift64_m512(andnot512(low4bits, chars), 4));
-    m512 t     = and512(c_lo, c_hi);
-
-#ifdef DEBUG
-    DEBUG_PRINTF(" chars: "); dumpMsk512AsChars(chars); printf("\n");
-    DEBUG_PRINTF("  char: "); dumpMsk512(chars);        printf("\n");
-    DEBUG_PRINTF("  c_lo: "); dumpMsk512(c_lo);         printf("\n");
-    DEBUG_PRINTF("  c_hi: "); dumpMsk512(c_hi);         printf("\n");
-    DEBUG_PRINTF("     t: "); dumpMsk512(t);            printf("\n");
-#endif
-
-    u64a z = eq512mask(t, zeroes);
-    return lastMatch64(buf, z);
-}
-
-/* takes 128 bit masks, but operates on 512 bits of data */
-const u8 *rshuftiExec(m128 mask_lo, m128 mask_hi, const u8 *buf,
-                      const u8 *buf_end) {
-    DEBUG_PRINTF("buf %p buf_end %p\n", buf, buf_end);
-    assert(buf && buf_end);
-    assert(buf < buf_end);
-
-    const m512 low4bits = set1_64x8(0xf);
-    const m512 zeroes = zeroes512();
-    const m512 wide_mask_lo = set1_4x128(mask_lo);
-    const m512 wide_mask_hi = set1_4x128(mask_hi);
-    const u8 *rv;
-
-    if (buf_end - buf < 64) {
-        rv = rshortShufti512(wide_mask_lo, wide_mask_hi, buf, buf_end, low4bits,
-                             zeroes);
-        return rv ? rv : buf - 1;
-    }
-
-    if (ROUNDDOWN_PTR(buf_end, 64) != buf_end) {
-        // peel off unaligned portion
-        assert(buf_end - buf >= 64);
-        DEBUG_PRINTF("start\n");
-        rv = rshortShufti512(wide_mask_lo, wide_mask_hi,
-                             ROUNDDOWN_PTR(buf_end, 64), buf_end, low4bits,
-                             zeroes);
-        if (rv) {
-            return rv;
-        }
-        buf_end = ROUNDDOWN_PTR(buf_end, 64);
-    }
-
-    const u8 *last_block = ROUNDUP_PTR(buf, 64);
-    while (buf_end > last_block) {
-        buf_end -= 64;
-        m512 lchars = load512(buf_end);
-        rv = revBlock512(wide_mask_lo, wide_mask_hi, lchars, buf_end, low4bits,
-                         zeroes);
-        if (rv) {
-            return rv;
-        }
-    }
-    if (buf_end == buf) {
-        goto done;
-    }
-    // Use an unaligned load to mop up the last 64 bytes and get an accurate
-    // picture to buf.
-    m512 chars = loadu512(buf);
-    rv = revBlock512(wide_mask_lo, wide_mask_hi, chars, buf, low4bits, zeroes);
-    if (rv) {
-        return rv;
-    }
-done:
-    return buf - 1;
-}
-
-static really_inline
-const u8 *fwdBlock2(m512 mask1_lo, m512 mask1_hi, m512 mask2_lo, m512 mask2_hi,
-                    m512 chars, const u8 *buf, const m512 low4bits,
-                    const m512 ones, __mmask64 k) {
-    DEBUG_PRINTF("buf %p %.64s\n", buf, buf);
-    m512 chars_lo = and512(chars, low4bits);
-    m512 chars_hi = rshift64_m512(andnot512(low4bits, chars), 4);
-    m512 c_lo  = maskz_pshufb_m512(k, mask1_lo, chars_lo);
-    m512 c_hi  = maskz_pshufb_m512(k, mask1_hi, chars_hi);
-    m512 t     = or512(c_lo, c_hi);
-
-#ifdef DEBUG
-    DEBUG_PRINTF(" chars: "); dumpMsk512AsChars(chars); printf("\n");
-    DEBUG_PRINTF("  char: "); dumpMsk512(chars);        printf("\n");
-    DEBUG_PRINTF("  c_lo: "); dumpMsk512(c_lo);         printf("\n");
-    DEBUG_PRINTF("  c_hi: "); dumpMsk512(c_hi);         printf("\n");
-    DEBUG_PRINTF("     t: "); dumpMsk512(t);            printf("\n");
-#endif
-
-    m512 c2_lo  = maskz_pshufb_m512(k, mask2_lo, chars_lo);
-    m512 c2_hi  = maskz_pshufb_m512(k, mask2_hi, chars_hi);
-    m512 t2 = or512(t, rshift128_m512(or512(c2_lo, c2_hi), 1));
-
-#ifdef DEBUG
-    DEBUG_PRINTF(" c2_lo: "); dumpMsk512(c2_lo);        printf("\n");
-    DEBUG_PRINTF(" c2_hi: "); dumpMsk512(c2_hi);        printf("\n");
-    DEBUG_PRINTF("    t2: "); dumpMsk512(t2);           printf("\n");
-#endif
-    u64a z = eq512mask(t2, ones);
-
-    return firstMatch64(buf, z | ~k);
-}
-
-static really_inline
-const u8 *shortDoubleShufti512(m512 mask1_lo, m512 mask1_hi, m512 mask2_lo,
-                               m512 mask2_hi, const u8 *buf, const u8 *buf_end,
-                               const m512 low4bits, const m512 ones) {
-    DEBUG_PRINTF("short %p len %zu\n", buf, buf_end - buf);
-    uintptr_t len = buf_end - buf;
-    assert(len <= 64);
-
-    u64a k = (~0ULL) >> (64 - len);
-    DEBUG_PRINTF("load mask 0x%016llx\n", k);
-
-    m512 chars = loadu_mask_m512(ones, k, buf);
-
-    const u8 *rv = fwdBlock2(mask1_lo, mask1_hi, mask2_lo, mask2_hi, chars, buf,
-                             low4bits, ones, k);
-
-    return rv;
-}
-
-/* takes 128 bit masks, but operates on 512 bits of data */
-const u8 *shuftiDoubleExec(m128 mask1_lo, m128 mask1_hi,
-                           m128 mask2_lo, m128 mask2_hi,
-                           const u8 *buf, const u8 *buf_end) {
-    /* we should always have at least 16 bytes */
-    assert(buf_end - buf >= 16);
-    DEBUG_PRINTF("buf %p len %zu\n", buf, buf_end - buf);
-
-    const m512 ones = ones512();
-    const m512 low4bits = set1_64x8(0xf);
-    const m512 wide_mask1_lo = set1_4x128(mask1_lo);
-    const m512 wide_mask1_hi = set1_4x128(mask1_hi);
-    const m512 wide_mask2_lo = set1_4x128(mask2_lo);
-    const m512 wide_mask2_hi = set1_4x128(mask2_hi);
-    const u8 *rv;
-
-    if (buf_end - buf <= 64) {
-        rv = shortDoubleShufti512(wide_mask1_lo, wide_mask1_hi, wide_mask2_lo,
-                                  wide_mask2_hi, buf, buf_end, low4bits, ones);
-        DEBUG_PRINTF("rv %p\n", rv);
-        return rv ? rv : buf_end;
-    }
-
-    // Preconditioning: most of the time our buffer won't be aligned.
-    if ((uintptr_t)buf % 64) {
-        rv = shortDoubleShufti512(wide_mask1_lo, wide_mask1_hi, wide_mask2_lo,
-                                  wide_mask2_hi, buf, ROUNDUP_PTR(buf, 64),
-                                  low4bits, ones);
-        if (rv) {
-            return rv;
-        }
-
-        buf = ROUNDUP_PTR(buf, 64);
-    }
-
-    const u8 *last_block = buf_end - 64;
-    while (buf < last_block) {
-        m512 lchars = load512(buf);
-        rv = fwdBlock2(wide_mask1_lo, wide_mask1_hi, wide_mask2_lo,
-                       wide_mask2_hi, lchars, buf, low4bits, ones, ~0);
-        if (rv) {
-            return rv;
-        }
-        buf += 64;
-    }
-
-    // Use an unaligned load to mop up the last 64 bytes and get an accurate
-    // picture to buf_end.
-    m512 chars = loadu512(buf_end - 64);
-    rv = fwdBlock2(wide_mask1_lo, wide_mask1_hi, wide_mask2_lo, wide_mask2_hi,
-                   chars, buf_end - 64, low4bits, ones, ~0);
-    if (rv) {
-        return rv;
-    }
-
-    return buf_end;
-}
-#endif
diff --git a/src/nfa/shufti.cpp b/src/nfa/shufti.cpp
new file mode 100644 (file)
index 0000000..4622af9
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,127 @@
+/*
+ * Copyright (c) 2015-2017, Intel Corporation
+ *
+ * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
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+ * POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
+ */
+
+/** \file
+ * \brief Shufti: character class acceleration.
+ *
+ * Utilises the SSSE3 pshufb shuffle instruction
+ */
+
+#include "shufti.h"
+#include "ue2common.h"
+#include "util/arch.h"
+#include "util/bitutils.h"
+
+#ifdef DEBUG
+#include <ctype.h>
+
+#define DUMP_MSK(_t)                                \
+static UNUSED                                       \
+void dumpMsk##_t(m##_t msk) {                       \
+    u8 * mskAsU8 = (u8 *)&msk;                      \
+    for (unsigned i = 0; i < sizeof(msk); i++) {    \
+        u8 c = mskAsU8[i];                          \
+        for (int j = 0; j < 8; j++) {               \
+            if ((c >> (7-j)) & 0x1)                 \
+                printf("1");                        \
+            else                                    \
+                printf("0");                        \
+        }                                           \
+        printf(" ");                                \
+    }                                               \
+}                                                   \
+static UNUSED                                       \
+void dumpMsk##_t##AsChars(m##_t msk) {              \
+    u8 * mskAsU8 = (u8 *)&msk;                      \
+    for (unsigned i = 0; i < sizeof(msk); i++) {    \
+        u8 c = mskAsU8[i];                          \
+        if (isprint(c))                             \
+            printf("%c",c);                         \
+        else                                        \
+            printf(".");                            \
+    }                                               \
+}
+
+#endif
+
+#ifdef DEBUG
+DUMP_MSK(128)
+#endif
+
+
+
+/** \brief Naive byte-by-byte implementation. */
+static really_inline
+const u8 *shuftiFwdSlow(const u8 *lo, const u8 *hi, const u8 *buf,
+                        const u8 *buf_end) {
+    assert(buf < buf_end);
+
+    DEBUG_PRINTF("buf %p end %p \n", buf, buf_end);
+    for (; buf < buf_end; ++buf) {
+        u8 c = *buf;
+        if (lo[c & 0xf] & hi[c >> 4]) {
+            break;
+        }
+    }
+    return buf;
+}
+
+/** \brief Naive byte-by-byte implementation. */
+static really_inline
+const u8 *shuftiRevSlow(const u8 *lo, const u8 *hi, const u8 *buf,
+                        const u8 *buf_end) {
+    assert(buf < buf_end);
+
+    for (buf_end--; buf_end >= buf; buf_end--) {
+        u8 c = *buf_end;
+        if (lo[c & 0xf] & hi[c >> 4]) {
+            break;
+        }
+    }
+    return buf_end;
+}
+
+#if !defined(HAVE_SVE)
+#include "shufti_simd.hpp"
+
+const u8 *shuftiExec(m128 mask_lo, m128 mask_hi, const u8 *buf,
+                      const u8 *buf_end) {
+    return shuftiExecReal<VECTORSIZE>(mask_lo, mask_hi, buf, buf_end);
+}
+
+const u8 *rshuftiExec(m128 mask_lo, m128 mask_hi, const u8 *buf,
+                       const u8 *buf_end) {
+    return rshuftiExecReal<VECTORSIZE>(mask_lo, mask_hi, buf, buf_end);
+}
+
+const u8 *shuftiDoubleExec(m128 mask1_lo, m128 mask1_hi,
+                            m128 mask2_lo, m128 mask2_hi,
+                            const u8 *buf, const u8 *buf_end) {
+    return shuftiDoubleExecReal<VECTORSIZE>(mask1_lo, mask1_hi, mask2_lo, mask2_hi, buf, buf_end);
+}
+#endif
\ No newline at end of file
index 1ebf776cc777454d9aea2d35839c23b147d44760..a6f9bc793643c789f8d2d805db2fb8a7dd87d5ad 100644 (file)
@@ -36,7 +36,7 @@
 #define SHUFTI_H
 
 #include "ue2common.h"
-#include "util/simd_utils.h"
+#include "util/simd_types.h"
 
 #ifdef __cplusplus
 extern "C"
diff --git a/src/nfa/shufti_simd.hpp b/src/nfa/shufti_simd.hpp
new file mode 100644 (file)
index 0000000..de1d797
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,367 @@
+/*
+ * Copyright (c) 2015-2017, Intel Corporation
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+ * INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN
+ * CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
+ * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
+ * POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
+ */
+
+/** \file
+ * \brief Shufti: character class acceleration.
+ *
+ * Utilises the SSSE3 pshufb shuffle instruction
+ */
+
+#include "shufti.h"
+#include "ue2common.h"
+#include "util/arch.h"
+#include "util/bitutils.h"
+#include "util/unaligned.h"
+
+#include "util/simd/types.hpp"
+
+#define GET1_LO_4(chars, low4bits) and128(chars, low4bits)
+#define GET1_HI_4(chars, low4bits) and128(rshift64_m128(chars, 4), low4bits)
+
+template <uint16_t S>
+static really_inline
+typename SuperVector<S>::movemask_type block(SuperVector<S> mask_lo, SuperVector<S> mask_hi,
+            SuperVector<S> chars, const SuperVector<S> low4bits) {
+    SuperVector<S> c_lo = chars & low4bits;
+    print_m128_16x8("c_lo", c_lo.u.v128[0]);
+    c_lo = mask_lo.pshufb(c_lo);
+    print_m128_16x8("c_lo", c_lo.u.v128[0]);
+    SuperVector<S> c_hi = mask_hi.pshufb(chars.rshift64(4) & low4bits);
+    SuperVector<S> t = c_lo & c_hi;
+
+    print_m128_16x8("low4bits", low4bits.u.v128[0]);
+    print_m128_16x8("mask_lo", mask_lo.u.v128[0]);
+    print_m128_16x8("mask_hi", mask_hi.u.v128[0]);
+    print_m128_16x8("chars", chars.u.v128[0]);
+    print_m128_16x8("c_lo", c_lo.u.v128[0]);
+    print_m128_16x8("c_hi", c_hi.u.v128[0]);
+    print_m128_16x8("t", t.u.v128[0]);
+
+    return t.eqmask(SuperVector<S>::Zeroes());
+}
+
+template <uint16_t S>
+const u8 *firstMatch(const u8 *buf, typename SuperVector<S>::movemask_type z);
+
+template <uint16_t S>
+const u8 *lastMatch(const u8 *buf, typename SuperVector<S>::movemask_type z);
+
+
+template <>
+really_inline
+const u8 *firstMatch<16>(const u8 *buf, typename SuperVector<16>::movemask_type z) {
+    DEBUG_PRINTF("buf %p z %08x \n", buf, z);
+    DEBUG_PRINTF("z %08x\n", z);
+    if (unlikely(z != 0xffff)) {
+        u32 pos = ctz32(~z & 0xffff);
+        DEBUG_PRINTF("~z %08x\n", ~z);
+        DEBUG_PRINTF("match @ pos %u\n", pos);
+        assert(pos < 16);
+        return buf + pos;
+    } else {
+        return NULL; // no match
+    }
+}
+
+template <>
+really_inline
+const u8 *firstMatch<64>(const u8 *buf, typename SuperVector<64>::movemask_type z) {
+    DEBUG_PRINTF("z 0x%016llx\n", z);
+    if (unlikely(z != ~0ULL)) {
+        u32 pos = ctz64(~z);
+        DEBUG_PRINTF("match @ pos %u\n", pos);
+        assert(pos < 64);
+        return buf + pos;
+    } else {
+        return NULL; // no match
+    }
+}
+
+template <uint16_t S>
+static really_inline
+const u8 *fwdBlock(SuperVector<S> mask_lo, SuperVector<S> mask_hi, SuperVector<S> chars, 
+                      const SuperVector<S> low4bits, const u8 *buf) {
+    typename SuperVector<S>::movemask_type z = block(mask_lo, mask_hi, chars, low4bits);
+    DEBUG_PRINTF("z %08x\n", z);
+
+    return firstMatch<S>(buf, z);
+}
+
+template <uint16_t S>
+static really_inline
+const u8 *shortShufti(SuperVector<S> mask_lo, SuperVector<S> mask_hi, const u8 *buf,
+                         const u8 *buf_end, const SuperVector<S> low4bits) {
+    DEBUG_PRINTF("short shufti %p len %zu\n", buf, buf_end - buf);
+    uintptr_t len = buf_end - buf;
+    assert(len <= S);
+
+    SuperVector<S> chars = SuperVector<S>::loadu_maskz(buf, static_cast<uint8_t>(len));
+    print_m128_16x8("chars", chars.u.v128[0]);
+    uint8_t alignment = (uintptr_t)(buf) & 15;
+    typename SuperVector<S>::movemask_type maskb = 1 << alignment;
+    typename SuperVector<S>::movemask_type maske = SINGLE_LOAD_MASK(len - alignment);
+    typename SuperVector<S>::movemask_type z = block(mask_lo, mask_hi, chars, low4bits);
+    // reuse the load mask to indicate valid bytes
+    DEBUG_PRINTF("z %08x\n", z);
+    z &= maskb | maske;
+    DEBUG_PRINTF("z %08x\n", z);
+    
+    return firstMatch<S>(buf, z);
+}
+
+
+template <>
+really_inline
+const u8 *lastMatch<16>(const u8 *buf, typename SuperVector<16>::movemask_type z) {
+    DEBUG_PRINTF("buf %p z %08x \n", buf, z);
+    DEBUG_PRINTF("z %08x\n", z);
+    if (unlikely(z != 0xffff)) {
+        u32 pos = clz32(~z & 0xffff);
+        DEBUG_PRINTF("~z %08x\n", ~z);
+        DEBUG_PRINTF("match @ pos %u\n", pos);
+        assert(pos >= 16 && pos < 32);
+        return buf + (31 - pos);
+    } else {
+        return NULL; // no match
+    }
+}
+
+template <>
+really_inline
+const u8 *lastMatch<64>(const u8 *buf, typename SuperVector<64>::movemask_type z) {
+    DEBUG_PRINTF("z 0x%016llx\n", z);
+    if (unlikely(z != ~0ULL)) {
+        u32 pos = clz64(~z);
+        DEBUG_PRINTF("match @ pos %u\n", pos);
+        assert(pos < 64);
+        return buf + pos;
+    } else {
+        return NULL; // no match
+    }
+}
+
+template <uint16_t S>
+static really_inline
+const u8 *revBlock(SuperVector<S> mask_lo, SuperVector<S> mask_hi, SuperVector<S> chars, 
+                   const SuperVector<S> low4bits, const u8 *buf) {
+    typename SuperVector<S>::movemask_type z = block(mask_lo, mask_hi, chars, low4bits);
+    DEBUG_PRINTF("z %08x\n", z);
+
+    return lastMatch<S>(buf, z);
+}
+
+
+template <uint16_t S>
+const u8 *shuftiExecReal(m128 mask_lo, m128 mask_hi, const u8 *buf, const u8 *buf_end) {
+    assert(buf && buf_end);
+    assert(buf < buf_end);
+    DEBUG_PRINTF("shufti %p len %zu\n", buf, buf_end - buf);
+    DEBUG_PRINTF("b %s\n", buf);
+
+    const SuperVector<S> low4bits = SuperVector<S>::set1u_16x8(0xf);
+    const SuperVector<S> wide_mask_lo(mask_lo);
+    const SuperVector<S> wide_mask_hi(mask_hi);
+
+    const u8 *d = buf;
+    const u8 *rv;
+
+    DEBUG_PRINTF("start %p end %p \n", d, buf_end);
+    assert(d < buf_end);
+    if (d + S <= buf_end) {
+        // peel off first part to cacheline boundary
+        const u8 *d1 = ROUNDUP_PTR(d, S);
+        DEBUG_PRINTF("until aligned %p \n", d1);
+        if (d1 != d) {
+            rv = shuftiFwdSlow((const u8 *)&mask_lo, (const u8 *)&mask_hi, d, d1);
+            // rv = shortShufti(wide_mask_lo, wide_mask_hi, d, d1, low4bits);
+            if (rv != d1) {
+                return rv;
+            }
+            d = d1;
+        }
+
+        size_t loops = (buf_end - d) / S;
+        DEBUG_PRINTF("loops %ld \n", loops);
+
+        for (size_t i = 0; i < loops; i++, d+= S) {
+            DEBUG_PRINTF("d %p \n", d);
+            const u8 *base = ROUNDUP_PTR(d, S);
+            // On large packet buffers, this prefetch appears to get us about 2%.
+            __builtin_prefetch(base + 256);
+
+            SuperVector<S> chars = SuperVector<S>::load(d);
+            rv = fwdBlock(wide_mask_lo, wide_mask_hi, chars, low4bits, d);
+            if (rv) return rv;
+        }
+    }
+
+    DEBUG_PRINTF("d %p e %p \n", d, buf_end);
+    // finish off tail
+
+    rv = buf_end;
+    if (d != buf_end) {
+        rv = shuftiFwdSlow((const u8 *)&mask_lo, (const u8 *)&mask_hi, d, buf_end);
+        // rv = shortShufti(wide_mask_lo, wide_mask_hi, buf_end - S, buf_end, low4bits);
+        DEBUG_PRINTF("rv %p \n", rv);
+    }
+    
+    return rv;
+}
+
+template <uint16_t S>
+const u8 *rshuftiExecReal(m128 mask_lo, m128 mask_hi, const u8 *buf, const u8 *buf_end) {
+    assert(buf && buf_end);
+    assert(buf < buf_end);
+    DEBUG_PRINTF("shufti %p len %zu\n", buf, buf_end - buf);
+    DEBUG_PRINTF("b %s\n", buf);
+
+    const SuperVector<S> low4bits = SuperVector<S>::set1u_16x8(0xf);
+    const SuperVector<S> wide_mask_lo(mask_lo);
+    const SuperVector<S> wide_mask_hi(mask_hi);
+
+    const u8 *d = buf_end;
+    const u8 *rv;
+
+    DEBUG_PRINTF("start %p end %p \n", buf, d);
+    assert(d > buf);
+    if (d - S >= buf) {
+        // peel off first part to cacheline boundary
+        const u8 *d1 = ROUNDDOWN_PTR(d, S);
+        DEBUG_PRINTF("until aligned %p \n", d1);
+        if (d1 != d) {
+            rv = shuftiRevSlow((const u8 *)&mask_lo, (const u8 *)&mask_hi, d1, d);
+            DEBUG_PRINTF("rv %p \n", rv);
+            // rv = shortShufti(wide_mask_lo, wide_mask_hi, d, d1, low4bits);
+            if (rv != d1 - 1) return rv;
+            d = d1;
+        }
+
+        while (d - S >= buf) {
+            d -= S;
+            DEBUG_PRINTF("d %p \n", d);
+            const u8 *base = ROUNDDOWN_PTR(buf, S);
+            // On large packet buffers, this prefetch appears to get us about 2%.
+            __builtin_prefetch(base + 256);
+
+            SuperVector<S> chars = SuperVector<S>::load(d);
+            rv = revBlock(wide_mask_lo, wide_mask_hi, chars, low4bits, d);
+            if (rv) return rv;
+        }
+    }
+
+    DEBUG_PRINTF("d %p e %p \n", buf, d);
+    // finish off tail
+
+    if (d != buf) {
+        rv = shuftiRevSlow((const u8 *)&mask_lo, (const u8 *)&mask_hi, buf, d);
+        // rv = shortShufti(wide_mask_lo, wide_mask_hi, buf_end - S, buf_end, low4bits);
+        DEBUG_PRINTF("rv %p \n", rv);
+        if (rv != d - 1) return rv;
+    }
+    
+    return buf - 1;
+}
+
+template <uint16_t S>
+static really_inline
+const u8 *fwdBlockDouble(SuperVector<S> mask1_lo, SuperVector<S> mask1_hi, SuperVector<S> mask2_lo, SuperVector<S> mask2_hi,
+                    SuperVector<S> chars, const SuperVector<S> low4bits, const u8 *buf) {
+    SuperVector<S> chars_lo = chars & low4bits;
+    SuperVector<S> chars_hi = chars.rshift64(4) & low4bits;
+    SuperVector<S> c1_lo = mask1_lo.pshufb(chars_lo);
+    SuperVector<S> c1_hi = mask1_hi.pshufb(chars_hi);
+    SuperVector<S> t1 = c1_lo | c1_hi;
+
+    SuperVector<S> c2_lo = mask2_lo.pshufb(chars_lo);
+    SuperVector<S> c2_hi = mask2_hi.pshufb(chars_hi);
+    SuperVector<S> t2 = c2_lo | c2_hi;
+    SuperVector<S> t = t1 | (t2 >> 1);
+
+    typename SuperVector<S>::movemask_type z = t.eqmask(SuperVector<S>::Ones());
+    DEBUG_PRINTF("    z: 0x%08x\n", z);
+    return firstMatch<S>(buf, z);
+}
+
+template <uint16_t S>
+const u8 *shuftiDoubleExecReal(m128 mask1_lo, m128 mask1_hi,
+                           m128 mask2_lo, m128 mask2_hi,
+                           const u8 *buf, const u8 *buf_end) {
+        assert(buf && buf_end);
+    assert(buf < buf_end);
+    DEBUG_PRINTF("shufti %p len %zu\n", buf, buf_end - buf);
+    DEBUG_PRINTF("b %s\n", buf);
+
+    const SuperVector<S> low4bits = SuperVector<S>::set1u_16x8(0xf);
+    const SuperVector<S> wide_mask1_lo(mask1_lo);
+    const SuperVector<S> wide_mask1_hi(mask1_hi);
+    const SuperVector<S> wide_mask2_lo(mask2_lo);
+    const SuperVector<S> wide_mask2_hi(mask2_hi);
+
+    const u8 *d = buf;
+    const u8 *rv;
+
+    DEBUG_PRINTF("start %p end %p \n", d, buf_end);
+    assert(d < buf_end);
+    if (d + S <= buf_end) {
+        // peel off first part to cacheline boundary
+        const u8 *d1 = ROUNDUP_PTR(d, S);
+        DEBUG_PRINTF("until aligned %p \n", d1);
+        if (d1 != d) {
+            SuperVector<S> chars = SuperVector<S>::loadu(d);
+            rv = fwdBlockDouble(wide_mask1_lo, wide_mask1_hi, wide_mask2_lo, wide_mask2_hi, chars, low4bits, d);
+            if (rv) return rv;
+            d = d1;
+        }
+
+        size_t loops = (buf_end - d) / S;
+        DEBUG_PRINTF("loops %ld \n", loops);
+
+        for (size_t i = 0; i < loops; i++, d+= S) {
+            DEBUG_PRINTF("d %p \n", d);
+            const u8 *base = ROUNDUP_PTR(d, S);
+            // On large packet buffers, this prefetch appears to get us about 2%.
+            __builtin_prefetch(base + 256);
+
+            SuperVector<S> chars = SuperVector<S>::load(d);
+            rv = fwdBlockDouble(wide_mask1_lo, wide_mask1_hi, wide_mask2_lo, wide_mask2_hi, chars, low4bits, d);
+            if (rv) return rv;
+        }
+    }
+
+    DEBUG_PRINTF("d %p e %p \n", d, buf_end);
+    // finish off tail
+
+    if (d != buf_end) {
+        SuperVector<S> chars = SuperVector<S>::loadu(buf_end - S);
+        rv = fwdBlockDouble(wide_mask1_lo, wide_mask1_hi, wide_mask2_lo, wide_mask2_hi, chars, low4bits, buf_end - S);
+        DEBUG_PRINTF("rv %p \n", rv);
+        if (rv) return rv;
+    }
+    
+    return buf_end;
+}