dynarmic/src/backend_x64/emit_x64_vector.cpp

560 lines
18 KiB
C++

/* This file is part of the dynarmic project.
* Copyright (c) 2016 MerryMage
* This software may be used and distributed according to the terms of the GNU
* General Public License version 2 or any later version.
*/
#include "backend_x64/block_of_code.h"
#include "backend_x64/emit_x64.h"
#include "common/assert.h"
#include "common/common_types.h"
#include "frontend/ir/basic_block.h"
#include "frontend/ir/microinstruction.h"
#include "frontend/ir/opcodes.h"
namespace Dynarmic::BackendX64 {
using namespace Xbyak::util;
template <typename Function>
static void EmitVectorOperation(BlockOfCode& code, EmitContext& ctx, IR::Inst* inst, Function fn) {
auto args = ctx.reg_alloc.GetArgumentInfo(inst);
Xbyak::Xmm xmm_a = ctx.reg_alloc.UseScratchXmm(args[0]);
Xbyak::Xmm xmm_b = ctx.reg_alloc.UseXmm(args[1]);
(code.*fn)(xmm_a, xmm_b);
ctx.reg_alloc.DefineValue(inst, xmm_a);
}
void EmitX64::EmitVectorGetElement8(EmitContext& ctx, IR::Inst* inst) {
auto args = ctx.reg_alloc.GetArgumentInfo(inst);
ASSERT(args[1].IsImmediate());
u8 index = args[1].GetImmediateU8();
Xbyak::Xmm source = ctx.reg_alloc.UseXmm(args[0]);
if (code.DoesCpuSupport(Xbyak::util::Cpu::tSSE41)) {
Xbyak::Reg32 dest = ctx.reg_alloc.ScratchGpr().cvt32();
code.pextrb(dest, source, index);
ctx.reg_alloc.DefineValue(inst, dest);
} else {
Xbyak::Reg32 dest = ctx.reg_alloc.ScratchGpr().cvt32();
code.pextrw(dest, source, index / 2);
if (index % 2 == 1) {
code.shr(dest, 8);
}
ctx.reg_alloc.DefineValue(inst, dest);
}
}
void EmitX64::EmitVectorGetElement16(EmitContext& ctx, IR::Inst* inst) {
auto args = ctx.reg_alloc.GetArgumentInfo(inst);
ASSERT(args[1].IsImmediate());
u8 index = args[1].GetImmediateU8();
Xbyak::Xmm source = ctx.reg_alloc.UseXmm(args[0]);
Xbyak::Reg32 dest = ctx.reg_alloc.ScratchGpr().cvt32();
code.pextrw(dest, source, index);
ctx.reg_alloc.DefineValue(inst, dest);
}
void EmitX64::EmitVectorGetElement32(EmitContext& ctx, IR::Inst* inst) {
auto args = ctx.reg_alloc.GetArgumentInfo(inst);
ASSERT(args[1].IsImmediate());
u8 index = args[1].GetImmediateU8();
Xbyak::Reg32 dest = ctx.reg_alloc.ScratchGpr().cvt32();
if (index == 0) {
Xbyak::Xmm source = ctx.reg_alloc.UseXmm(args[0]);
code.movd(dest, source);
} else if (code.DoesCpuSupport(Xbyak::util::Cpu::tSSE41)) {
Xbyak::Xmm source = ctx.reg_alloc.UseXmm(args[0]);
code.pextrd(dest, source, index);
} else {
Xbyak::Xmm source = ctx.reg_alloc.UseScratchXmm(args[0]);
code.pshufd(source, source, index);
code.movd(dest, source);
}
ctx.reg_alloc.DefineValue(inst, dest);
}
void EmitX64::EmitVectorGetElement64(EmitContext& ctx, IR::Inst* inst) {
auto args = ctx.reg_alloc.GetArgumentInfo(inst);
ASSERT(args[1].IsImmediate());
u8 index = args[1].GetImmediateU8();
Xbyak::Reg64 dest = ctx.reg_alloc.ScratchGpr().cvt64();
if (index == 0) {
Xbyak::Xmm source = ctx.reg_alloc.UseXmm(args[0]);
code.movq(dest, source);
} else if (code.DoesCpuSupport(Xbyak::util::Cpu::tSSE41)) {
Xbyak::Xmm source = ctx.reg_alloc.UseXmm(args[0]);
code.pextrq(dest, source, 1);
} else {
Xbyak::Xmm source = ctx.reg_alloc.UseScratchXmm(args[0]);
code.punpckhqdq(source, source);
code.movq(dest, source);
}
ctx.reg_alloc.DefineValue(inst, dest);
}
void EmitX64::EmitVectorSetElement8(EmitContext& ctx, IR::Inst* inst) {
auto args = ctx.reg_alloc.GetArgumentInfo(inst);
ASSERT(args[1].IsImmediate());
u8 index = args[1].GetImmediateU8();
if (code.DoesCpuSupport(Xbyak::util::Cpu::tSSE41)) {
Xbyak::Xmm source_vector = ctx.reg_alloc.UseScratchXmm(args[0]);
Xbyak::Reg8 source_elem = ctx.reg_alloc.UseGpr(args[2]).cvt8();
code.pinsrb(source_vector, source_elem.cvt32(), index);
ctx.reg_alloc.DefineValue(inst, source_vector);
} else {
Xbyak::Xmm source_vector = ctx.reg_alloc.UseScratchXmm(args[0]);
Xbyak::Reg32 source_elem = ctx.reg_alloc.UseScratchGpr(args[2]).cvt32();
Xbyak::Reg32 tmp = ctx.reg_alloc.ScratchGpr().cvt32();
code.pextrw(tmp, source_vector, index / 2);
if (index % 2 == 0) {
code.and_(tmp, 0xFF00);
code.and_(source_elem, 0x00FF);
code.or_(tmp, source_elem);
} else {
code.and_(tmp, 0x00FF);
code.shl(source_elem, 8);
code.or_(tmp, source_elem);
}
code.pinsrw(source_vector, tmp, index / 2);
ctx.reg_alloc.DefineValue(inst, source_vector);
}
}
void EmitX64::EmitVectorSetElement16(EmitContext& ctx, IR::Inst* inst) {
auto args = ctx.reg_alloc.GetArgumentInfo(inst);
ASSERT(args[1].IsImmediate());
u8 index = args[1].GetImmediateU8();
Xbyak::Xmm source_vector = ctx.reg_alloc.UseScratchXmm(args[0]);
Xbyak::Reg16 source_elem = ctx.reg_alloc.UseGpr(args[2]).cvt16();
code.pinsrw(source_vector, source_elem.cvt32(), index);
ctx.reg_alloc.DefineValue(inst, source_vector);
}
void EmitX64::EmitVectorSetElement32(EmitContext& ctx, IR::Inst* inst) {
auto args = ctx.reg_alloc.GetArgumentInfo(inst);
ASSERT(args[1].IsImmediate());
u8 index = args[1].GetImmediateU8();
if (code.DoesCpuSupport(Xbyak::util::Cpu::tSSE41)) {
Xbyak::Xmm source_vector = ctx.reg_alloc.UseScratchXmm(args[0]);
Xbyak::Reg32 source_elem = ctx.reg_alloc.UseGpr(args[2]).cvt32();
code.pinsrd(source_vector, source_elem, index);
ctx.reg_alloc.DefineValue(inst, source_vector);
} else {
Xbyak::Xmm source_vector = ctx.reg_alloc.UseScratchXmm(args[0]);
Xbyak::Reg32 source_elem = ctx.reg_alloc.UseScratchGpr(args[2]).cvt32();
code.pinsrw(source_vector, source_elem, index * 2);
code.shr(source_elem, 16);
code.pinsrw(source_vector, source_elem, index * 2 + 1);
ctx.reg_alloc.DefineValue(inst, source_vector);
}
}
void EmitX64::EmitVectorSetElement64(EmitContext& ctx, IR::Inst* inst) {
auto args = ctx.reg_alloc.GetArgumentInfo(inst);
ASSERT(args[1].IsImmediate());
u8 index = args[1].GetImmediateU8();
if (code.DoesCpuSupport(Xbyak::util::Cpu::tSSE41)) {
Xbyak::Xmm source_vector = ctx.reg_alloc.UseScratchXmm(args[0]);
Xbyak::Reg64 source_elem = ctx.reg_alloc.UseGpr(args[2]);
code.pinsrq(source_vector, source_elem, index);
ctx.reg_alloc.DefineValue(inst, source_vector);
} else {
Xbyak::Xmm source_vector = ctx.reg_alloc.UseScratchXmm(args[0]);
Xbyak::Reg64 source_elem = ctx.reg_alloc.UseScratchGpr(args[2]);
code.pinsrw(source_vector, source_elem.cvt32(), index * 4);
code.shr(source_elem, 16);
code.pinsrw(source_vector, source_elem.cvt32(), index * 4 + 1);
code.shr(source_elem, 16);
code.pinsrw(source_vector, source_elem.cvt32(), index * 4 + 2);
code.shr(source_elem, 16);
code.pinsrw(source_vector, source_elem.cvt32(), index * 4 + 3);
ctx.reg_alloc.DefineValue(inst, source_vector);
}
}
void EmitX64::EmitVectorAdd8(EmitContext& ctx, IR::Inst* inst) {
EmitVectorOperation(code, ctx, inst, &Xbyak::CodeGenerator::paddb);
}
void EmitX64::EmitVectorAdd16(EmitContext& ctx, IR::Inst* inst) {
EmitVectorOperation(code, ctx, inst, &Xbyak::CodeGenerator::paddw);
}
void EmitX64::EmitVectorAdd32(EmitContext& ctx, IR::Inst* inst) {
EmitVectorOperation(code, ctx, inst, &Xbyak::CodeGenerator::paddd);
}
void EmitX64::EmitVectorAdd64(EmitContext& ctx, IR::Inst* inst) {
EmitVectorOperation(code, ctx, inst, &Xbyak::CodeGenerator::paddq);
}
void EmitX64::EmitVectorAnd(EmitContext& ctx, IR::Inst* inst) {
EmitVectorOperation(code, ctx, inst, &Xbyak::CodeGenerator::pand);
}
void EmitX64::EmitVectorLowerBroadcast8(EmitContext& ctx, IR::Inst* inst) {
auto args = ctx.reg_alloc.GetArgumentInfo(inst);
Xbyak::Xmm a = ctx.reg_alloc.UseScratchXmm(args[0]);
if (code.DoesCpuSupport(Xbyak::util::Cpu::tSSSE3)) {
Xbyak::Xmm tmp = ctx.reg_alloc.ScratchXmm();
code.pxor(tmp, tmp);
code.pshufb(a, tmp);
code.movq(a, a);
} else {
code.punpcklbw(a, a);
code.pshuflw(a, a, 0);
}
ctx.reg_alloc.DefineValue(inst, a);
}
void EmitX64::EmitVectorLowerBroadcast16(EmitContext& ctx, IR::Inst* inst) {
auto args = ctx.reg_alloc.GetArgumentInfo(inst);
Xbyak::Xmm a = ctx.reg_alloc.UseScratchXmm(args[0]);
code.pshuflw(a, a, 0);
ctx.reg_alloc.DefineValue(inst, a);
}
void EmitX64::EmitVectorLowerBroadcast32(EmitContext& ctx, IR::Inst* inst) {
auto args = ctx.reg_alloc.GetArgumentInfo(inst);
Xbyak::Xmm a = ctx.reg_alloc.UseScratchXmm(args[0]);
code.pshuflw(a, a, 0b01000100);
ctx.reg_alloc.DefineValue(inst, a);
}
void EmitX64::EmitVectorBroadcast8(EmitContext& ctx, IR::Inst* inst) {
auto args = ctx.reg_alloc.GetArgumentInfo(inst);
Xbyak::Xmm a = ctx.reg_alloc.UseScratchXmm(args[0]);
if (code.DoesCpuSupport(Xbyak::util::Cpu::tSSSE3)) {
Xbyak::Xmm tmp = ctx.reg_alloc.ScratchXmm();
code.pxor(tmp, tmp);
code.pshufb(a, tmp);
} else {
code.punpcklbw(a, a);
code.pshuflw(a, a, 0);
code.punpcklqdq(a, a);
}
ctx.reg_alloc.DefineValue(inst, a);
}
void EmitX64::EmitVectorBroadcast16(EmitContext& ctx, IR::Inst* inst) {
auto args = ctx.reg_alloc.GetArgumentInfo(inst);
Xbyak::Xmm a = ctx.reg_alloc.UseScratchXmm(args[0]);
code.pshuflw(a, a, 0);
code.punpcklqdq(a, a);
ctx.reg_alloc.DefineValue(inst, a);
}
void EmitX64::EmitVectorBroadcast32(EmitContext& ctx, IR::Inst* inst) {
auto args = ctx.reg_alloc.GetArgumentInfo(inst);
Xbyak::Xmm a = ctx.reg_alloc.UseScratchXmm(args[0]);
code.pshufd(a, a, 0);
ctx.reg_alloc.DefineValue(inst, a);
}
void EmitX64::EmitVectorBroadcast64(EmitContext& ctx, IR::Inst* inst) {
auto args = ctx.reg_alloc.GetArgumentInfo(inst);
Xbyak::Xmm a = ctx.reg_alloc.UseScratchXmm(args[0]);
code.punpcklqdq(a, a);
ctx.reg_alloc.DefineValue(inst, a);
}
void EmitX64::EmitVectorOr(EmitContext& ctx, IR::Inst* inst) {
EmitVectorOperation(code, ctx, inst, &Xbyak::CodeGenerator::por);
}
void EmitX64::EmitVectorEor(EmitContext& ctx, IR::Inst* inst) {
EmitVectorOperation(code, ctx, inst, &Xbyak::CodeGenerator::pxor);
}
void EmitX64::EmitVectorNot(EmitContext& ctx, IR::Inst* inst) {
auto args = ctx.reg_alloc.GetArgumentInfo(inst);
Xbyak::Xmm xmm_a = ctx.reg_alloc.UseScratchXmm(args[0]);
Xbyak::Xmm xmm_b = ctx.reg_alloc.ScratchXmm();
code.pcmpeqw(xmm_b, xmm_b);
code.pxor(xmm_a, xmm_b);
ctx.reg_alloc.DefineValue(inst, xmm_a);
}
void EmitX64::EmitVectorEqual8(EmitContext& ctx, IR::Inst* inst) {
EmitVectorOperation(code, ctx, inst, &Xbyak::CodeGenerator::pcmpeqb);
}
void EmitX64::EmitVectorEqual16(EmitContext& ctx, IR::Inst* inst) {
EmitVectorOperation(code, ctx, inst, &Xbyak::CodeGenerator::pcmpeqw);
}
void EmitX64::EmitVectorEqual32(EmitContext& ctx, IR::Inst* inst) {
EmitVectorOperation(code, ctx, inst, &Xbyak::CodeGenerator::pcmpeqd);
}
void EmitX64::EmitVectorEqual64(EmitContext& ctx, IR::Inst* inst) {
if (code.DoesCpuSupport(Xbyak::util::Cpu::tSSE41)) {
EmitVectorOperation(code, ctx, inst, &Xbyak::CodeGenerator::pcmpeqq);
return;
}
auto args = ctx.reg_alloc.GetArgumentInfo(inst);
Xbyak::Xmm xmm_a = ctx.reg_alloc.UseScratchXmm(args[0]);
Xbyak::Xmm xmm_b = ctx.reg_alloc.UseXmm(args[1]);
Xbyak::Xmm tmp = ctx.reg_alloc.ScratchXmm();
code.pcmpeqd(xmm_a, xmm_b);
code.pshufd(tmp, xmm_a, 0b10110001);
code.pand(xmm_a, tmp);
ctx.reg_alloc.DefineValue(inst, xmm_a);
}
void EmitX64::EmitVectorEqual128(EmitContext& ctx, IR::Inst* inst) {
auto args = ctx.reg_alloc.GetArgumentInfo(inst);
if (code.DoesCpuSupport(Xbyak::util::Cpu::tSSE41)) {
Xbyak::Xmm xmm_a = ctx.reg_alloc.UseScratchXmm(args[0]);
Xbyak::Xmm xmm_b = ctx.reg_alloc.UseXmm(args[1]);
Xbyak::Xmm tmp = ctx.reg_alloc.ScratchXmm();
code.pcmpeqq(xmm_a, xmm_b);
code.pshufd(tmp, xmm_a, 0b01001110);
code.pand(xmm_a, tmp);
ctx.reg_alloc.DefineValue(inst, xmm_a);
} else {
Xbyak::Xmm xmm_a = ctx.reg_alloc.UseScratchXmm(args[0]);
Xbyak::Xmm xmm_b = ctx.reg_alloc.UseXmm(args[1]);
Xbyak::Xmm tmp = ctx.reg_alloc.ScratchXmm();
code.pcmpeqd(xmm_a, xmm_b);
code.pshufd(tmp, xmm_a, 0b10110001);
code.pand(xmm_a, tmp);
code.pshufd(tmp, xmm_a, 0b01001110);
code.pand(xmm_a, tmp);
ctx.reg_alloc.DefineValue(inst, xmm_a);
}
}
void EmitX64::EmitVectorLowerPairedAdd8(EmitContext& ctx, IR::Inst* inst) {
auto args = ctx.reg_alloc.GetArgumentInfo(inst);
Xbyak::Xmm xmm_a = ctx.reg_alloc.UseScratchXmm(args[0]);
Xbyak::Xmm xmm_b = ctx.reg_alloc.UseXmm(args[1]);
Xbyak::Xmm tmp = ctx.reg_alloc.ScratchXmm();
code.punpcklqdq(xmm_a, xmm_b);
code.movdqa(tmp, xmm_a);
code.psllw(xmm_a, 8);
code.paddw(xmm_a, tmp);
code.pxor(tmp, tmp);
code.psrlw(xmm_a, 8);
code.packuswb(xmm_a, tmp);
ctx.reg_alloc.DefineValue(inst, xmm_a);
}
void EmitX64::EmitVectorLowerPairedAdd16(EmitContext& ctx, IR::Inst* inst) {
auto args = ctx.reg_alloc.GetArgumentInfo(inst);
Xbyak::Xmm xmm_a = ctx.reg_alloc.UseScratchXmm(args[0]);
Xbyak::Xmm xmm_b = ctx.reg_alloc.UseXmm(args[1]);
Xbyak::Xmm tmp = ctx.reg_alloc.ScratchXmm();
code.punpcklqdq(xmm_a, xmm_b);
if (code.DoesCpuSupport(Xbyak::util::Cpu::tSSSE3)) {
code.pxor(tmp, tmp);
code.phaddw(xmm_a, tmp);
} else {
code.movdqa(tmp, xmm_a);
code.pslld(xmm_a, 16);
code.paddd(xmm_a, tmp);
code.pxor(tmp, tmp);
code.psrad(xmm_a, 16);
code.packssdw(xmm_a, tmp); // Note: packusdw is SSE4.1, hence the arithmetic shift above.
}
ctx.reg_alloc.DefineValue(inst, xmm_a);
}
void EmitX64::EmitVectorLowerPairedAdd32(EmitContext& ctx, IR::Inst* inst) {
auto args = ctx.reg_alloc.GetArgumentInfo(inst);
Xbyak::Xmm xmm_a = ctx.reg_alloc.UseScratchXmm(args[0]);
Xbyak::Xmm xmm_b = ctx.reg_alloc.UseXmm(args[1]);
Xbyak::Xmm tmp = ctx.reg_alloc.ScratchXmm();
code.punpcklqdq(xmm_a, xmm_b);
if (code.DoesCpuSupport(Xbyak::util::Cpu::tSSSE3)) {
code.pxor(tmp, tmp);
code.phaddd(xmm_a, tmp);
} else {
code.movdqa(tmp, xmm_a);
code.psllq(xmm_a, 32);
code.paddq(xmm_a, tmp);
code.psrlq(xmm_a, 32);
code.pshufd(xmm_a, xmm_a, 0b11011000);
}
ctx.reg_alloc.DefineValue(inst, xmm_a);
}
void EmitX64::EmitVectorPairedAdd8(EmitContext& ctx, IR::Inst* inst) {
auto args = ctx.reg_alloc.GetArgumentInfo(inst);
Xbyak::Xmm a = ctx.reg_alloc.UseScratchXmm(args[0]);
Xbyak::Xmm b = ctx.reg_alloc.UseScratchXmm(args[1]);
Xbyak::Xmm c = ctx.reg_alloc.ScratchXmm();
Xbyak::Xmm d = ctx.reg_alloc.ScratchXmm();
code.movdqa(c, a);
code.movdqa(d, b);
code.psllw(a, 8);
code.psllw(b, 8);
code.paddw(a, c);
code.paddw(b, d);
code.psrlw(a, 8);
code.psrlw(b, 8);
code.packuswb(a, b);
ctx.reg_alloc.DefineValue(inst, a);
}
void EmitX64::EmitVectorPairedAdd16(EmitContext& ctx, IR::Inst* inst) {
auto args = ctx.reg_alloc.GetArgumentInfo(inst);
if (code.DoesCpuSupport(Xbyak::util::Cpu::tSSSE3)) {
Xbyak::Xmm a = ctx.reg_alloc.UseScratchXmm(args[0]);
Xbyak::Xmm b = ctx.reg_alloc.UseXmm(args[1]);
code.phaddw(a, b);
ctx.reg_alloc.DefineValue(inst, a);
} else {
Xbyak::Xmm a = ctx.reg_alloc.UseScratchXmm(args[0]);
Xbyak::Xmm b = ctx.reg_alloc.UseScratchXmm(args[1]);
Xbyak::Xmm c = ctx.reg_alloc.ScratchXmm();
Xbyak::Xmm d = ctx.reg_alloc.ScratchXmm();
code.movdqa(c, a);
code.movdqa(d, b);
code.pslld(a, 16);
code.pslld(b, 16);
code.paddd(a, c);
code.paddd(b, d);
code.psrad(a, 16);
code.psrad(b, 16);
code.packssdw(a, b);
ctx.reg_alloc.DefineValue(inst, a);
}
}
void EmitX64::EmitVectorPairedAdd32(EmitContext& ctx, IR::Inst* inst) {
auto args = ctx.reg_alloc.GetArgumentInfo(inst);
if (code.DoesCpuSupport(Xbyak::util::Cpu::tSSSE3)) {
Xbyak::Xmm a = ctx.reg_alloc.UseScratchXmm(args[0]);
Xbyak::Xmm b = ctx.reg_alloc.UseXmm(args[1]);
code.phaddd(a, b);
ctx.reg_alloc.DefineValue(inst, a);
} else {
Xbyak::Xmm a = ctx.reg_alloc.UseScratchXmm(args[0]);
Xbyak::Xmm b = ctx.reg_alloc.UseScratchXmm(args[1]);
Xbyak::Xmm c = ctx.reg_alloc.ScratchXmm();
Xbyak::Xmm d = ctx.reg_alloc.ScratchXmm();
code.movdqa(c, a);
code.movdqa(d, b);
code.psllq(a, 32);
code.psllq(b, 32);
code.paddq(a, c);
code.paddq(b, d);
code.shufps(a, b, 0b11011101);
ctx.reg_alloc.DefineValue(inst, a);
}
}
void EmitX64::EmitVectorPairedAdd64(EmitContext& ctx, IR::Inst* inst) {
auto args = ctx.reg_alloc.GetArgumentInfo(inst);
Xbyak::Xmm a = ctx.reg_alloc.UseScratchXmm(args[0]);
Xbyak::Xmm b = ctx.reg_alloc.UseXmm(args[1]);
Xbyak::Xmm c = ctx.reg_alloc.ScratchXmm();
code.movdqa(c, a);
code.punpcklqdq(a, b);
code.punpckhqdq(c, b);
code.paddq(a, c);
ctx.reg_alloc.DefineValue(inst, a);
}
void EmitX64::EmitVectorZeroUpper(EmitContext& ctx, IR::Inst* inst) {
auto args = ctx.reg_alloc.GetArgumentInfo(inst);
Xbyak::Xmm a = ctx.reg_alloc.UseScratchXmm(args[0]);
code.movq(a, a); // TODO: !IsLastUse
ctx.reg_alloc.DefineValue(inst, a);
}
} // namespace Dynarmic::BackendX64