lib/raid6/recov_avx2.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2012 Intel Corporation
   3  * Author: Jim Kukunas <james.t.kukunas@linux.intel.com>
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   6  * modify it under the terms of the GNU General Public License
   7  * as published by the Free Software Foundation; version 2
   8  * of the License.
   9  */
  10
  11 #if (defined(__i386__) || defined(__x86_64__)) && !defined(__arch_um__)
  12
  13 #if CONFIG_AS_AVX2
  14
  15 #include <linux/raid/pq.h>
  16 #include "x86.h"
  17
  18 static int raid6_has_avx2(void)
  19 {
  20         return boot_cpu_has(X86_FEATURE_AVX2) &&
  21                 boot_cpu_has(X86_FEATURE_AVX);
  22 }
  23
  24 static void raid6_2data_recov_avx2(int disks, size_t bytes, int faila,
  25                 int failb, void **ptrs)
  26 {
  27         u8 *p, *q, *dp, *dq;
  28         const u8 *pbmul;        /* P multiplier table for B data */
  29         const u8 *qmul;         /* Q multiplier table (for both) */
  30         const u8 x0f = 0x0f;
  31
  32         p = (u8 *)ptrs[disks-2];
  33         q = (u8 *)ptrs[disks-1];
  34
  35         /* Compute syndrome with zero for the missing data pages
  36            Use the dead data pages as temporary storage for
  37            delta p and delta q */
  38         dp = (u8 *)ptrs[faila];
  39         ptrs[faila] = (void *)raid6_empty_zero_page;
  40         ptrs[disks-2] = dp;
  41         dq = (u8 *)ptrs[failb];
  42         ptrs[failb] = (void *)raid6_empty_zero_page;
  43         ptrs[disks-1] = dq;
  44
  45         raid6_call.gen_syndrome(disks, bytes, ptrs);
  46
  47         /* Restore pointer table */
  48         ptrs[faila]   = dp;
  49         ptrs[failb]   = dq;
  50         ptrs[disks-2] = p;
  51         ptrs[disks-1] = q;
  52
  53         /* Now, pick the proper data tables */
  54         pbmul = raid6_vgfmul[raid6_gfexi[failb-faila]];
  55         qmul  = raid6_vgfmul[raid6_gfinv[raid6_gfexp[faila] ^
  56                 raid6_gfexp[failb]]];
  57
  58         kernel_fpu_begin();
  59
  60         /* ymm0 = x0f[16] */
  61         asm volatile("vpbroadcastb %0, %%ymm7" : : "m" (x0f));
  62
  63         while (bytes) {
  64 #ifdef CONFIG_X86_64
  65                 asm volatile("vmovdqa %0, %%ymm1" : : "m" (q[0]));
  66                 asm volatile("vmovdqa %0, %%ymm9" : : "m" (q[32]));
  67                 asm volatile("vmovdqa %0, %%ymm0" : : "m" (p[0]));
  68                 asm volatile("vmovdqa %0, %%ymm8" : : "m" (p[32]));
  69                 asm volatile("vpxor %0, %%ymm1, %%ymm1" : : "m" (dq[0]));
  70                 asm volatile("vpxor %0, %%ymm9, %%ymm9" : : "m" (dq[32]));
  71                 asm volatile("vpxor %0, %%ymm0, %%ymm0" : : "m" (dp[0]));
  72                 asm volatile("vpxor %0, %%ymm8, %%ymm8" : : "m" (dp[32]));
  73
  74                 /*
  75                  * 1 = dq[0]  ^ q[0]
  76                  * 9 = dq[32] ^ q[32]
  77                  * 0 = dp[0]  ^ p[0]
  78                  * 8 = dp[32] ^ p[32]
  79                  */
  80
  81                 asm volatile("vbroadcasti128 %0, %%ymm4" : : "m" (qmul[0]));
  82                 asm volatile("vbroadcasti128 %0, %%ymm5" : : "m" (qmul[16]));
  83
  84                 asm volatile("vpsraw $4, %ymm1, %ymm3");
  85                 asm volatile("vpsraw $4, %ymm9, %ymm12");
  86                 asm volatile("vpand %ymm7, %ymm1, %ymm1");
  87                 asm volatile("vpand %ymm7, %ymm9, %ymm9");
  88                 asm volatile("vpand %ymm7, %ymm3, %ymm3");
  89                 asm volatile("vpand %ymm7, %ymm12, %ymm12");
  90                 asm volatile("vpshufb %ymm9, %ymm4, %ymm14");
  91                 asm volatile("vpshufb %ymm1, %ymm4, %ymm4");
  92                 asm volatile("vpshufb %ymm12, %ymm5, %ymm15");
  93                 asm volatile("vpshufb %ymm3, %ymm5, %ymm5");
  94                 asm volatile("vpxor %ymm14, %ymm15, %ymm15");
  95                 asm volatile("vpxor %ymm4, %ymm5, %ymm5");
  96
  97                 /*
  98                  * 5 = qx[0]
  99                  * 15 = qx[32]
 100                  */
 101
 102                 asm volatile("vbroadcasti128 %0, %%ymm4" : : "m" (pbmul[0]));
 103                 asm volatile("vbroadcasti128 %0, %%ymm1" : : "m" (pbmul[16]));
 104                 asm volatile("vpsraw $4, %ymm0, %ymm2");
 105                 asm volatile("vpsraw $4, %ymm8, %ymm6");
 106                 asm volatile("vpand %ymm7, %ymm0, %ymm3");
 107                 asm volatile("vpand %ymm7, %ymm8, %ymm14");
 108                 asm volatile("vpand %ymm7, %ymm2, %ymm2");
 109                 asm volatile("vpand %ymm7, %ymm6, %ymm6");
 110                 asm volatile("vpshufb %ymm14, %ymm4, %ymm12");
 111                 asm volatile("vpshufb %ymm3, %ymm4, %ymm4");
 112                 asm volatile("vpshufb %ymm6, %ymm1, %ymm13");
 113                 asm volatile("vpshufb %ymm2, %ymm1, %ymm1");
 114                 asm volatile("vpxor %ymm4, %ymm1, %ymm1");
 115                 asm volatile("vpxor %ymm12, %ymm13, %ymm13");
 116
 117                 /*
 118                  * 1  = pbmul[px[0]]
 119                  * 13 = pbmul[px[32]]
 120                  */
 121                 asm volatile("vpxor %ymm5, %ymm1, %ymm1");
 122                 asm volatile("vpxor %ymm15, %ymm13, %ymm13");
 123
 124                 /*
 125                  * 1 = db = DQ
 126                  * 13 = db[32] = DQ[32]
 127                  */
 128                 asm volatile("vmovdqa %%ymm1, %0" : "=m" (dq[0]));
 129                 asm volatile("vmovdqa %%ymm13,%0" : "=m" (dq[32]));
 130                 asm volatile("vpxor %ymm1, %ymm0, %ymm0");
 131                 asm volatile("vpxor %ymm13, %ymm8, %ymm8");
 132
 133                 asm volatile("vmovdqa %%ymm0, %0" : "=m" (dp[0]));
 134                 asm volatile("vmovdqa %%ymm8, %0" : "=m" (dp[32]));
 135
 136                 bytes -= 64;
 137                 p += 64;
 138                 q += 64;
 139                 dp += 64;
 140                 dq += 64;
 141 #else
 142                 asm volatile("vmovdqa %0, %%ymm1" : : "m" (*q));
 143                 asm volatile("vmovdqa %0, %%ymm0" : : "m" (*p));
 144                 asm volatile("vpxor %0, %%ymm1, %%ymm1" : : "m" (*dq));
 145                 asm volatile("vpxor %0, %%ymm0, %%ymm0" : : "m" (*dp));
 146
 147                 /* 1 = dq ^ q;  0 = dp ^ p */
 148
 149                 asm volatile("vbroadcasti128 %0, %%ymm4" : : "m" (qmul[0]));
 150                 asm volatile("vbroadcasti128 %0, %%ymm5" : : "m" (qmul[16]));
 151
 152                 /*
 153                  * 1 = dq ^ q
 154                  * 3 = dq ^ p >> 4
 155                  */
 156                 asm volatile("vpsraw $4, %ymm1, %ymm3");
 157                 asm volatile("vpand %ymm7, %ymm1, %ymm1");
 158                 asm volatile("vpand %ymm7, %ymm3, %ymm3");
 159                 asm volatile("vpshufb %ymm1, %ymm4, %ymm4");
 160                 asm volatile("vpshufb %ymm3, %ymm5, %ymm5");
 161                 asm volatile("vpxor %ymm4, %ymm5, %ymm5");
 162
 163                 /* 5 = qx */
 164
 165                 asm volatile("vbroadcasti128 %0, %%ymm4" : : "m" (pbmul[0]));
 166                 asm volatile("vbroadcasti128 %0, %%ymm1" : : "m" (pbmul[16]));
 167
 168                 asm volatile("vpsraw $4, %ymm0, %ymm2");
 169                 asm volatile("vpand %ymm7, %ymm0, %ymm3");
 170                 asm volatile("vpand %ymm7, %ymm2, %ymm2");
 171                 asm volatile("vpshufb %ymm3, %ymm4, %ymm4");
 172                 asm volatile("vpshufb %ymm2, %ymm1, %ymm1");
 173                 asm volatile("vpxor %ymm4, %ymm1, %ymm1");
 174
 175                 /* 1 = pbmul[px] */
 176                 asm volatile("vpxor %ymm5, %ymm1, %ymm1");
 177                 /* 1 = db = DQ */
 178                 asm volatile("vmovdqa %%ymm1, %0" : "=m" (dq[0]));
 179
 180                 asm volatile("vpxor %ymm1, %ymm0, %ymm0");
 181                 asm volatile("vmovdqa %%ymm0, %0" : "=m" (dp[0]));
 182
 183                 bytes -= 32;
 184                 p += 32;
 185                 q += 32;
 186                 dp += 32;
 187                 dq += 32;
 188 #endif
 189         }
 190
 191         kernel_fpu_end();
 192 }
 193
 194 static void raid6_datap_recov_avx2(int disks, size_t bytes, int faila,
 195                 void **ptrs)
 196 {
 197         u8 *p, *q, *dq;
 198         const u8 *qmul;         /* Q multiplier table */
 199         const u8 x0f = 0x0f;
 200
 201         p = (u8 *)ptrs[disks-2];
 202         q = (u8 *)ptrs[disks-1];
 203
 204         /* Compute syndrome with zero for the missing data page
 205            Use the dead data page as temporary storage for delta q */
 206         dq = (u8 *)ptrs[faila];
 207         ptrs[faila] = (void *)raid6_empty_zero_page;
 208         ptrs[disks-1] = dq;
 209
 210         raid6_call.gen_syndrome(disks, bytes, ptrs);
 211
 212         /* Restore pointer table */
 213         ptrs[faila]   = dq;
 214         ptrs[disks-1] = q;
 215
 216         /* Now, pick the proper data tables */
 217         qmul  = raid6_vgfmul[raid6_gfinv[raid6_gfexp[faila]]];
 218
 219         kernel_fpu_begin();
 220
 221         asm volatile("vpbroadcastb %0, %%ymm7" : : "m" (x0f));
 222
 223         while (bytes) {
 224 #ifdef CONFIG_X86_64
 225                 asm volatile("vmovdqa %0, %%ymm3" : : "m" (dq[0]));
 226                 asm volatile("vmovdqa %0, %%ymm8" : : "m" (dq[32]));
 227                 asm volatile("vpxor %0, %%ymm3, %%ymm3" : : "m" (q[0]));
 228                 asm volatile("vpxor %0, %%ymm8, %%ymm8" : : "m" (q[32]));
 229
 230                 /*
 231                  * 3 = q[0] ^ dq[0]
 232                  * 8 = q[32] ^ dq[32]
 233                  */
 234                 asm volatile("vbroadcasti128 %0, %%ymm0" : : "m" (qmul[0]));
 235                 asm volatile("vmovapd %ymm0, %ymm13");
 236                 asm volatile("vbroadcasti128 %0, %%ymm1" : : "m" (qmul[16]));
 237                 asm volatile("vmovapd %ymm1, %ymm14");
 238
 239                 asm volatile("vpsraw $4, %ymm3, %ymm6");
 240                 asm volatile("vpsraw $4, %ymm8, %ymm12");
 241                 asm volatile("vpand %ymm7, %ymm3, %ymm3");
 242                 asm volatile("vpand %ymm7, %ymm8, %ymm8");
 243                 asm volatile("vpand %ymm7, %ymm6, %ymm6");
 244                 asm volatile("vpand %ymm7, %ymm12, %ymm12");
 245                 asm volatile("vpshufb %ymm3, %ymm0, %ymm0");
 246                 asm volatile("vpshufb %ymm8, %ymm13, %ymm13");
 247                 asm volatile("vpshufb %ymm6, %ymm1, %ymm1");
 248                 asm volatile("vpshufb %ymm12, %ymm14, %ymm14");
 249                 asm volatile("vpxor %ymm0, %ymm1, %ymm1");
 250                 asm volatile("vpxor %ymm13, %ymm14, %ymm14");
 251
 252                 /*
 253                  * 1  = qmul[q[0]  ^ dq[0]]
 254                  * 14 = qmul[q[32] ^ dq[32]]
 255                  */
 256                 asm volatile("vmovdqa %0, %%ymm2" : : "m" (p[0]));
 257                 asm volatile("vmovdqa %0, %%ymm12" : : "m" (p[32]));
 258                 asm volatile("vpxor %ymm1, %ymm2, %ymm2");
 259                 asm volatile("vpxor %ymm14, %ymm12, %ymm12");
 260
 261                 /*
 262                  * 2  = p[0]  ^ qmul[q[0]  ^ dq[0]]
 263                  * 12 = p[32] ^ qmul[q[32] ^ dq[32]]
 264                  */
 265
 266                 asm volatile("vmovdqa %%ymm1, %0" : "=m" (dq[0]));
 267                 asm volatile("vmovdqa %%ymm14, %0" : "=m" (dq[32]));
 268                 asm volatile("vmovdqa %%ymm2, %0" : "=m" (p[0]));
 269                 asm volatile("vmovdqa %%ymm12,%0" : "=m" (p[32]));
 270
 271                 bytes -= 64;
 272                 p += 64;
 273                 q += 64;
 274                 dq += 64;
 275 #else
 276                 asm volatile("vmovdqa %0, %%ymm3" : : "m" (dq[0]));
 277                 asm volatile("vpxor %0, %%ymm3, %%ymm3" : : "m" (q[0]));
 278
 279                 /* 3 = q ^ dq */
 280
 281                 asm volatile("vbroadcasti128 %0, %%ymm0" : : "m" (qmul[0]));
 282                 asm volatile("vbroadcasti128 %0, %%ymm1" : : "m" (qmul[16]));
 283
 284                 asm volatile("vpsraw $4, %ymm3, %ymm6");
 285                 asm volatile("vpand %ymm7, %ymm3, %ymm3");
 286                 asm volatile("vpand %ymm7, %ymm6, %ymm6");
 287                 asm volatile("vpshufb %ymm3, %ymm0, %ymm0");
 288                 asm volatile("vpshufb %ymm6, %ymm1, %ymm1");
 289                 asm volatile("vpxor %ymm0, %ymm1, %ymm1");
 290
 291                 /* 1 = qmul[q ^ dq] */
 292
 293                 asm volatile("vmovdqa %0, %%ymm2" : : "m" (p[0]));
 294                 asm volatile("vpxor %ymm1, %ymm2, %ymm2");
 295
 296                 /* 2 = p ^ qmul[q ^ dq] */
 297
 298                 asm volatile("vmovdqa %%ymm1, %0" : "=m" (dq[0]));
 299                 asm volatile("vmovdqa %%ymm2, %0" : "=m" (p[0]));
 300
 301                 bytes -= 32;
 302                 p += 32;
 303                 q += 32;
 304                 dq += 32;
 305 #endif
 306         }
 307
 308         kernel_fpu_end();
 309 }
 310
 311 const struct raid6_recov_calls raid6_recov_avx2 = {
 312         .data2 = raid6_2data_recov_avx2,
 313         .datap = raid6_datap_recov_avx2,
 314         .valid = raid6_has_avx2,
 315 #ifdef CONFIG_X86_64
 316         .name = "avx2x2",
 317 #else
 318         .name = "avx2x1",
 319 #endif
 320         .priority = 2,
 321 };
 322
 323 #else
 324 #warning "your version of binutils lacks AVX2 support"
 325 #endif
 326
 327 #endif