common_x86_64.h

   1 /*********************************************************************/
   2 /* Copyright 2009, 2010 The University of Texas at Austin.           */
   3 /* All rights reserved.                                              */
   4 /*                                                                   */
   5 /* Redistribution and use in source and binary forms, with or        */
   6 /* without modification, are permitted provided that the following   */
   7 /* conditions are met:                                               */
   8 /*                                                                   */
   9 /*   1. Redistributions of source code must retain the above         */
  10 /*      copyright notice, this list of conditions and the following  */
  11 /*      disclaimer.                                                  */
  12 /*                                                                   */
  13 /*   2. Redistributions in binary form must reproduce the above      */
  14 /*      copyright notice, this list of conditions and the following  */
  15 /*      disclaimer in the documentation and/or other materials       */
  16 /*      provided with the distribution.                              */
  17 /*                                                                   */
  18 /*    THIS  SOFTWARE IS PROVIDED  BY THE  UNIVERSITY OF  TEXAS AT    */
  19 /*    AUSTIN  ``AS IS''  AND ANY  EXPRESS OR  IMPLIED WARRANTIES,    */
  20 /*    INCLUDING, BUT  NOT LIMITED  TO, THE IMPLIED  WARRANTIES OF    */
  21 /*    MERCHANTABILITY  AND FITNESS FOR  A PARTICULAR  PURPOSE ARE    */
  22 /*    DISCLAIMED.  IN  NO EVENT SHALL THE UNIVERSITY  OF TEXAS AT    */
  23 /*    AUSTIN OR CONTRIBUTORS BE  LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,    */
  24 /*    INCIDENTAL,  SPECIAL, EXEMPLARY,  OR  CONSEQUENTIAL DAMAGES    */
  25 /*    (INCLUDING, BUT  NOT LIMITED TO,  PROCUREMENT OF SUBSTITUTE    */
  26 /*    GOODS  OR  SERVICES; LOSS  OF  USE,  DATA,  OR PROFITS;  OR    */
  27 /*    BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED  AND ON ANY THEORY OF    */
  28 /*    LIABILITY, WHETHER  IN CONTRACT, STRICT  LIABILITY, OR TORT    */
  29 /*    (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)  ARISING IN ANY WAY OUT    */
  30 /*    OF  THE  USE OF  THIS  SOFTWARE,  EVEN  IF ADVISED  OF  THE    */
  31 /*    POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.                                    */
  32 /*                                                                   */
  33 /* The views and conclusions contained in the software and           */
  34 /* documentation are those of the authors and should not be          */
  35 /* interpreted as representing official policies, either expressed   */
  36 /* or implied, of The University of Texas at Austin.                 */
  37 /*********************************************************************/
  38
  39 #ifndef COMMON_X86
  40 #define COMMON_X86
  41
  42 #ifndef ASSEMBLER
  43
  44 #ifdef C_SUN
  45 #define __asm__ __asm
  46 #define __volatile__
  47 #endif
  48
  49 #ifdef HAVE_SSE2
  50 #define MB   __asm__ __volatile__ ("mfence");
  51 #define WMB  __asm__ __volatile__ ("sfence");
  52 #else
  53 #define MB
  54 #define WMB
  55 #endif
  56
  57 static void __inline blas_lock(volatile BLASULONG *address){
  58
  59   int ret;
  60
  61   do {
  62     while (*address) {YIELDING;};
  63
  64     __asm__ __volatile__(
  65                          "xchgl %0, %1\n"
  66                          : "=r"(ret), "=m"(*address)
  67                          : "0"(1), "m"(*address)
  68                          : "memory");
  69
  70   } while (ret);
  71 }
  72
  73 static __inline BLASULONG rpcc(void){
  74   BLASULONG a, d;
  75
  76   __asm__ __volatile__ ("rdtsc" : "=a" (a), "=d" (d));
  77
  78   return ((BLASULONG)a + ((BLASULONG)d << 32));
  79 }
  80
  81 #define RPCC64BIT
  82
  83 static __inline BLASULONG getstackaddr(void){
  84   BLASULONG addr;
  85
  86   __asm__ __volatile__ ("movq %%rsp, %0"
  87                          : "=r"(addr) : : "memory");
  88
  89   return addr;
  90 }
  91
  92 static __inline void cpuid(int op, int *eax, int *ebx, int *ecx, int *edx){
  93
  94         __asm__ __volatile__("cpuid"
  95                              : "=a" (*eax),
  96                              "=b" (*ebx),
  97                              "=c" (*ecx),
  98                              "=d" (*edx)
  99                              : "0" (op));
 100 }
 101
 102 #define WHEREAMI
 103
 104 static inline int WhereAmI(void){
 105   int eax, ebx, ecx, edx;
 106   int apicid;
 107
 108   cpuid(1, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
 109   apicid  = BITMASK(ebx, 24, 0xff);
 110
 111   return apicid;
 112 }
 113
 114 #ifdef CORE_BARCELONA
 115 #define IFLUSH          gotoblas_iflush()
 116 #define IFLUSH_HALF     gotoblas_iflush_half()
 117 #endif
 118
 119 #ifdef ENABLE_SSE_EXCEPTION
 120
 121 #define IDEBUG_START \
 122 { \
 123   unsigned int fp_sse_mode, new_fp_mode; \
 124   __asm__ __volatile__ ("stmxcsr %0" : "=m" (fp_sse_mode) : ); \
 125   new_fp_mode = fp_sse_mode & ~0xd00; \
 126   __asm__ __volatile__ ("ldmxcsr %0" : : "m" (new_fp_mode) );
 127
 128 #define IDEBUG_END \
 129   __asm__ __volatile__ ("ldmxcsr %0" : : "m" (fp_sse_mode) ); \
 130 }
 131
 132 #endif
 133
 134 #ifdef XDOUBLE
 135 #define GET_IMAGE(res)  __asm__ __volatile__("fstpt %0" : "=m"(res) : : "memory")
 136 #elif defined(DOUBLE)
 137 #define GET_IMAGE(res)  __asm__ __volatile__("movsd %%xmm1, %0" : "=m"(res) : : "memory")
 138 #else
 139 #define GET_IMAGE(res)  __asm__ __volatile__("movss %%xmm1, %0" : "=m"(res) : : "memory")
 140 #endif
 141
 142 #define GET_IMAGE_CANCEL
 143
 144 #ifdef SMP
 145 #ifdef USE64BITINT
 146 static __inline blasint blas_quickdivide(blasint x, blasint y){
 147   return x / y;
 148 }
 149 #else
 150 extern unsigned int blas_quick_divide_table[];
 151
 152 static __inline int blas_quickdivide(unsigned int x, unsigned int y){
 153
 154   unsigned int result;
 155
 156   if (y <= 1) return x;
 157
 158   y = blas_quick_divide_table[y];
 159
 160   __asm__ __volatile__  ("mull %0" :"=d" (result) :"a"(x), "0" (y));
 161
 162   return result;
 163 }
 164 #endif
 165 #endif
 166
 167 #endif
 168
 169 #ifndef PAGESIZE
 170 #define PAGESIZE        ( 4 << 10)
 171 #endif
 172 #define HUGE_PAGESIZE   ( 2 << 20)
 173
 174 #define BUFFER_SIZE     (32 << 20)
 175
 176 #define SEEK_ADDRESS
 177
 178 #ifdef F_INTERFACE_G77
 179 #define RETURN_BY_STACK
 180 #define NEED_F2CCONV
 181 #endif
 182
 183 #ifdef F_INTERFACE_G95
 184 #define RETURN_BY_PACKED
 185 #endif
 186
 187 #ifdef F_INTERFACE_GFORT
 188 #ifdef OS_WINDOWS
 189 #ifndef DOUBLE
 190 #define RETURN_BY_REGS
 191 #else
 192 #define RETURN_BY_STACK
 193 #endif
 194 #else
 195 #define RETURN_BY_PACKED
 196 #endif
 197 #endif
 198
 199 #ifdef F_INTERFACE_INTEL
 200 #define RETURN_BY_STACK
 201 #endif
 202
 203 #ifdef F_INTERFACE_FUJITSU
 204 #define RETURN_BY_STACK
 205 #endif
 206
 207 #ifdef F_INTERFACE_PGI
 208 #define RETURN_BY_STACK
 209 #endif
 210
 211 #ifdef F_INTERFACE_PATHSCALE
 212 #define RETURN_BY_PACKED
 213 #endif
 214
 215 #ifdef F_INTERFACE_SUN
 216 #define RETURN_BY_PACKED
 217 #endif
 218
 219 #ifdef ASSEMBLER
 220
 221 #if defined(PILEDRIVER) || defined(BULLDOZER)
 222 //Enable some optimazation for barcelona.
 223 #define BARCELONA_OPTIMIZATION
 224 #endif
 225
 226 #if defined(HAVE_3DNOW)
 227 #define EMMS    femms
 228 #elif defined(HAVE_MMX)
 229 #define EMMS    emms
 230 #endif
 231
 232 #ifndef EMMS
 233 #define EMMS
 234 #endif
 235
 236 #define BRANCH          .byte 0x3e
 237 #define NOBRANCH        .byte 0x2e
 238 #define PADDING         .byte 0x66
 239
 240 #ifdef OS_WINDOWS
 241 #define ARG1    %rcx
 242 #define ARG2    %rdx
 243 #define ARG3    %r8
 244 #define ARG4    %r9
 245 #else
 246 #define ARG1    %rdi
 247 #define ARG2    %rsi
 248 #define ARG3    %rdx
 249 #define ARG4    %rcx
 250 #define ARG5    %r8
 251 #define ARG6    %r9
 252 #endif
 253
 254 #ifndef COMPLEX
 255 #ifdef XDOUBLE
 256 #define LOCAL_BUFFER_SIZE  QLOCAL_BUFFER_SIZE
 257 #elif defined DOUBLE
 258 #define LOCAL_BUFFER_SIZE  DLOCAL_BUFFER_SIZE
 259 #else
 260 #define LOCAL_BUFFER_SIZE  SLOCAL_BUFFER_SIZE
 261 #endif
 262 #else
 263 #ifdef XDOUBLE
 264 #define LOCAL_BUFFER_SIZE  XLOCAL_BUFFER_SIZE
 265 #elif defined DOUBLE
 266 #define LOCAL_BUFFER_SIZE  ZLOCAL_BUFFER_SIZE
 267 #else
 268 #define LOCAL_BUFFER_SIZE  CLOCAL_BUFFER_SIZE
 269 #endif
 270 #endif
 271
 272 #if defined(OS_WINDOWS)
 273 #if   LOCAL_BUFFER_SIZE > 16384
 274 #define STACK_TOUCHING \
 275         movl    $0,  4096 * 4(%rsp);\
 276         movl    $0,  4096 * 3(%rsp);\
 277         movl    $0,  4096 * 2(%rsp);\
 278         movl    $0,  4096 * 1(%rsp);
 279 #elif LOCAL_BUFFER_SIZE > 12288
 280 #define STACK_TOUCHING \
 281         movl    $0,  4096 * 3(%rsp);\
 282         movl    $0,  4096 * 2(%rsp);\
 283         movl    $0,  4096 * 1(%rsp);
 284 #elif LOCAL_BUFFER_SIZE > 8192
 285 #define STACK_TOUCHING \
 286         movl    $0,  4096 * 2(%rsp);\
 287         movl    $0,  4096 * 1(%rsp);
 288 #elif LOCAL_BUFFER_SIZE > 4096
 289 #define STACK_TOUCHING \
 290         movl    $0,  4096 * 1(%rsp);
 291 #else
 292 #define STACK_TOUCHING
 293 #endif
 294 #else
 295 #define STACK_TOUCHING
 296 #endif
 297
 298 #if defined(CORE2)
 299 #define movapd  movaps
 300 #define andpd   andps
 301 #define movlpd  movlps
 302 #define movhpd  movhps
 303 #endif
 304
 305 #ifndef F_INTERFACE
 306 #define REALNAME ASMNAME
 307 #else
 308 #define REALNAME ASMFNAME
 309 #endif
 310
 311 #ifdef OS_DARWIN
 312 #define PROLOGUE .text;.align 5; .globl REALNAME; REALNAME:
 313 #define EPILOGUE        .subsections_via_symbols
 314 #define PROFCODE
 315 #endif
 316
 317 #ifdef OS_WINDOWS
 318 #define SAVEREGISTERS \
 319         subq    $256, %rsp;\
 320         movups  %xmm6,    0(%rsp);\
 321         movups  %xmm7,   16(%rsp);\
 322         movups  %xmm8,   32(%rsp);\
 323         movups  %xmm9,   48(%rsp);\
 324         movups  %xmm10,  64(%rsp);\
 325         movups  %xmm11,  80(%rsp);\
 326         movups  %xmm12,  96(%rsp);\
 327         movups  %xmm13, 112(%rsp);\
 328         movups  %xmm14, 128(%rsp);\
 329         movups  %xmm15, 144(%rsp)
 330
 331 #define RESTOREREGISTERS \
 332         movups     0(%rsp), %xmm6;\
 333         movups    16(%rsp), %xmm7;\
 334         movups    32(%rsp), %xmm8;\
 335         movups    48(%rsp), %xmm9;\
 336         movups    64(%rsp), %xmm10;\
 337         movups    80(%rsp), %xmm11;\
 338         movups    96(%rsp), %xmm12;\
 339         movups   112(%rsp), %xmm13;\
 340         movups   128(%rsp), %xmm14;\
 341         movups   144(%rsp), %xmm15;\
 342         addq    $256, %rsp
 343 #else
 344 #define SAVEREGISTERS
 345 #define RESTOREREGISTERS
 346 #endif
 347
 348 #if defined(OS_WINDOWS) && !defined(C_PGI)
 349 #define PROLOGUE \
 350         .text; \
 351         .align 16; \
 352         .globl REALNAME ;\
 353         .def REALNAME;.scl      2;.type 32;.endef; \
 354 REALNAME:
 355
 356 #define PROFCODE
 357
 358 #define EPILOGUE .end    REALNAME
 359 #endif
 360
 361 #if defined(OS_LINUX) || defined(OS_FREEBSD) || defined(OS_NETBSD) || defined(__ELF__) || defined(C_PGI)
 362 #define PROLOGUE \
 363         .text; \
 364         .align 512; \
 365         .globl REALNAME ;\
 366        .type REALNAME, @function; \
 367 REALNAME:
 368
 369 #ifdef PROFILE
 370 #define PROFCODE call *mcount@GOTPCREL(%rip)
 371 #else
 372 #define PROFCODE
 373 #endif
 374
 375 #define EPILOGUE .size   REALNAME, .-REALNAME
 376
 377 #endif
 378
 379 #endif
 380
 381 #ifdef XDOUBLE
 382 #define FLD     fldt
 383 #define FST     fstpt
 384 #define MOVQ    movq
 385 #elif defined(DOUBLE)
 386 #define FLD     fldl
 387 #define FST     fstpl
 388 #define FSTU    fstl
 389 #define FMUL    fmull
 390 #define FADD    faddl
 391 #define MOVSD   movsd
 392 #define MULSD   mulsd
 393 #define MULPD   mulpd
 394 #define CMPEQPD cmpeqpd
 395 #define COMISD  comisd
 396 #define PSRLQ   psrlq
 397 #define ANDPD   andpd
 398 #define ADDPD   addpd
 399 #define ADDSD   addsd
 400 #define SUBPD   subpd
 401 #define SUBSD   subsd
 402 #define MOVQ    movq
 403 #define MOVUPD  movupd
 404 #define XORPD   xorpd
 405 #else
 406 #define FLD     flds
 407 #define FST     fstps
 408 #define FSTU    fsts
 409 #define FMUL    fmuls
 410 #define FADD    fadds
 411 #define MOVSD   movss
 412 #define MULSD   mulss
 413 #define MULPD   mulps
 414 #define CMPEQPD cmpeqps
 415 #define COMISD  comiss
 416 #define PSRLQ   psrld
 417 #define ANDPD   andps
 418 #define ADDPD   addps
 419 #define ADDSD   addss
 420 #define SUBPD   subps
 421 #define SUBSD   subss
 422 #define MOVQ    movd
 423 #define MOVUPD  movups
 424 #define XORPD   xorps
 425 #endif
 426
 427 #define HALT    hlt
 428
 429 #ifdef OS_DARWIN
 430 #define ALIGN_2 .align 2
 431 #define ALIGN_3 .align 3
 432 #define ALIGN_4 .align 4
 433 #define ALIGN_5 .align 5
 434 #define ffreep  fstp
 435 #endif
 436
 437 #ifndef ALIGN_2
 438 #define ALIGN_2 .align 4
 439 #endif
 440
 441 #ifndef ALIGN_3
 442 #define ALIGN_3 .align 8
 443 #endif
 444
 445 #ifndef ALIGN_4
 446 #define ALIGN_4 .align 16
 447 #endif
 448
 449 #ifndef ALIGN_5
 450 #define ALIGN_5 .align 32
 451 #endif
 452
 453 #ifndef ALIGN_6
 454 #define ALIGN_6 .align 64
 455 #endif
 456
 457 // ffreep %st(0).
 458 // Because Clang didn't support ffreep, we directly use the opcode.
 459 // Please check out http://www.sandpile.org/x86/opc_fpu.htm
 460 #ifndef ffreep
 461 #define ffreep .byte 0xdf, 0xc0 #
 462 #endif
 463 #endif