/* * Copyright (c) 2018-2020 Arm Limited. * * SPDX-License-Identifier: MIT * * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy * of this software and associated documentation files (the "Software"), to * deal in the Software without restriction, including without limitation the * rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or * sell copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is * furnished to do so, subject to the following conditions: * * The above copyright notice and this permission notice shall be included in all * copies or substantial portions of the Software. * * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY, * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE * AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE * SOFTWARE. */ #ifdef __ARM_FEATURE_SVE #include #include "arm_gemm.hpp" #include "../../asmlib.hpp" #include "../../utils.hpp" namespace arm_gemm { void sve_hybrid_fp16_mla_4VLx4(const __fp16 *A, int lda, const __fp16 *B, __fp16 *C, int ldc, int M, int N, int K, const __fp16 *bias, Activation act, bool accumulate) { const int K_stride = K; const long loops_count = ((K + 8) / 16) - 1; K -= loops_count * 16; const long regs_count = (K / 8) - 1; K -= (regs_count + 1) * 8; const long leftovers = K; __fp16 nullbias[512]; if (!accumulate && !bias) { memset(nullbias, 0, (4 * get_vector_length<__fp16>() * sizeof(__fp16))); } __fp16 minval = - static_cast<__fp16>(std::numeric_limits::infinity()); __fp16 maxval = static_cast<__fp16>(std::numeric_limits::infinity()); const __fp16 * const minptr = &minval; const __fp16 * const maxptr = &maxval; switch(act.type) { default: case Activation::Type::None: break; case Activation::Type::BoundedReLU: maxval = static_cast<__fp16>(act.param1); /* fall through */ case Activation::Type::ReLU: minval = 0.0f; break; } int rows_to_compute; for (int y=0; y 4) { if (rows_to_compute % 4) { rows_to_compute = 4 - 1; } else { rows_to_compute = 4; } } for (int x0=0; x0())) { const long width = std::min((unsigned long)N-x0, (4 * get_vector_length<__fp16>())); long loops = loops_count; long regs = regs_count; long temp = 0; long blocks = leftovers; const __fp16 *a_ptr0 = a_ptr0_base; const __fp16 *b_ptr0 = B + (K_stride * x0); const unsigned long ldcb = ldc * sizeof(__fp16); const __fp16 *biasptr = bias ? bias+x0 : nullbias; switch(rows_to_compute) { case 1: __asm __volatile ( "whilelt p6.h, %[temp], %[leftovers]\n" "whilelt p0.h, %[temp], %[width]\n" "inch %[temp], all, mul #1\n" "ptrue p7.h\n" "whilelt p1.h, %[temp], %[width]\n" "inch %[temp], all, mul #1\n" "whilelt p2.h, %[temp], %[width]\n" "inch %[temp], all, mul #1\n" "whilelt p3.h, %[temp], %[width]\n" "cbnz %[accumulate], 1f\n" "ld1h z16.h, p0/z, [%[biasptr]]\n" "ld1h z17.h, p1/z, [%[biasptr], #1, MUL VL]\n" "ld1h z18.h, p2/z, [%[biasptr], #2, MUL VL]\n" "ld1h z19.h, p3/z, [%[biasptr], #3, MUL VL]\n" "ld1rqh z0.h, p7/z, [%[a_ptr0]]\n" "add %[a_ptr0], %[a_ptr0], #0x10\n" "ld1h z8.h, p7/z, [%[b_ptr0]]\n" "ld1h z9.h, p7/z, [%[b_ptr0], #1, MUL VL]\n" "ld1h z10.h, p7/z, [%[b_ptr0], #2, MUL VL]\n" "ld1h z11.h, p7/z, [%[b_ptr0], #3, MUL VL]\n" "ld1h z12.h, p7/z, [%[b_ptr0], #4, MUL VL]\n" "ld1h z13.h, p7/z, [%[b_ptr0], #5, MUL VL]\n" "ld1h z14.h, p7/z, [%[b_ptr0], #6, MUL VL]\n" "addvl %[b_ptr0], %[b_ptr0], #8\n" "cbz %[loops], 2f\n" "b 3f\n" "1:\n" "ld1h z16.h, p0/z, [%[c_ptr0]]\n" "ld1h z17.h, p1/z, [%[c_ptr0], #1, MUL VL]\n" "ld1h z18.h, p2/z, [%[c_ptr0], #2, MUL VL]\n" "ld1h z19.h, p3/z, [%[c_ptr0], #3, MUL VL]\n" "ld1rqh z0.h, p7/z, [%[a_ptr0]]\n" "add %[a_ptr0], %[a_ptr0], #0x10\n" "ld1h z8.h, p7/z, [%[b_ptr0]]\n" "ld1h z9.h, p7/z, [%[b_ptr0], #1, MUL VL]\n" "ld1h z10.h, p7/z, [%[b_ptr0], #2, MUL VL]\n" "ld1h z11.h, p7/z, [%[b_ptr0], #3, MUL VL]\n" "ld1h z12.h, p7/z, [%[b_ptr0], #4, MUL VL]\n" "ld1h z13.h, p7/z, [%[b_ptr0], #5, MUL VL]\n" "ld1h z14.h, p7/z, [%[b_ptr0], #6, MUL VL]\n" "addvl %[b_ptr0], %[b_ptr0], #8\n" "cbz %[loops], 2f\n" "3:\n" "fmla z16.h, z8.h, z0.h[0]\n" "ld1h z15.h, p7/z, [%[b_ptr0], #-1, MUL VL]\n" "fmla z17.h, z9.h, z0.h[0]\n" "ld1rqh z4.h, p7/z, [%[a_ptr0]]\n" "fmla z18.h, z10.h, z0.h[0]\n" "ld1h z8.h, p7/z, [%[b_ptr0]]\n" "fmla z19.h, z11.h, z0.h[0]\n" "ld1h z9.h, p7/z, [%[b_ptr0], #1, MUL VL]\n" "fmla z16.h, z12.h, z0.h[1]\n" "ld1h z10.h, p7/z, [%[b_ptr0], #2, MUL VL]\n" "fmla z17.h, z13.h, z0.h[1]\n" "ld1h z11.h, p7/z, [%[b_ptr0], #3, MUL VL]\n" "fmla z18.h, z14.h, z0.h[1]\n" "ld1h z12.h, p7/z, [%[b_ptr0], #4, MUL VL]\n" "fmla z19.h, 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VL]\n" "fmla z16.h, z12.h, z0.h[5]\n" "ld1h z8.h, p7/z, [%[b_ptr0]]\n" "fmla z17.h, z13.h, z0.h[5]\n" "ld1h z9.h, p7/z, [%[b_ptr0], #1, MUL VL]\n" "fmla z18.h, z14.h, z0.h[5]\n" "ld1h z10.h, p7/z, [%[b_ptr0], #2, MUL VL]\n" "fmla z19.h, z15.h, z0.h[5]\n" "ld1h z11.h, p7/z, [%[b_ptr0], #3, MUL VL]\n" "fmla z16.h, z8.h, z0.h[6]\n" "ld1h z12.h, p7/z, [%[b_ptr0], #4, MUL VL]\n" "fmla z17.h, z9.h, z0.h[6]\n" "ld1h z13.h, p7/z, [%[b_ptr0], #5, MUL VL]\n" "fmla z18.h, z10.h, z0.h[6]\n" "ld1h z14.h, p7/z, [%[b_ptr0], #6, MUL VL]\n" "fmla z19.h, z11.h, z0.h[6]\n" "ld1h z15.h, p7/z, [%[b_ptr0], #7, MUL VL]\n" "fmla z16.h, z12.h, z0.h[7]\n" "addvl %[b_ptr0], %[b_ptr0], #16\n" "fmla z17.h, z13.h, z0.h[7]\n" "fmla z18.h, z14.h, z0.h[7]\n" "fmla z19.h, z15.h, z0.h[7]\n" "ld1h z8.h, p7/z, [%[b_ptr0], #-8, MUL VL]\n" "ld1h z9.h, p7/z, [%[b_ptr0], #-7, MUL VL]\n" "ld1h z10.h, p7/z, [%[b_ptr0], #-6, MUL VL]\n" "ld1h z11.h, p7/z, [%[b_ptr0], #-5, MUL VL]\n" "fmla z16.h, z8.h, z4.h[0]\n" "ld1h z12.h, 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z18.h, z14.h\n" "fmax z19.h, p7/m, z19.h, z14.h\n" "fmin z16.h, p7/m, z16.h, z15.h\n" "fmin z17.h, p7/m, z17.h, z15.h\n" "fmin z18.h, p7/m, z18.h, z15.h\n" "fmin z19.h, p7/m, z19.h, z15.h\n" "st1h z16.h, p0, [%[c_ptr0]]\n" "st1h z17.h, p1, [%[c_ptr0], #1, MUL VL]\n" "st1h z18.h, p2, [%[c_ptr0], #2, MUL VL]\n" "st1h z19.h, p3, [%[c_ptr0], #3, MUL VL]\n" "addvl %[c_ptr0], %[c_ptr0], #4\n" : [a_ptr0] "+r" (a_ptr0), [b_ptr0] "+r" (b_ptr0), [c_ptr0] "+r" (c_ptr0), [loops] "+r" (loops), [regs] "+r" (regs), [temp] "+r" (temp), [blocks] "+r" (blocks) : [width] "r" (width), [accumulate] "r" (static_cast(accumulate)), [lda] "r" (ldab), [ldc] "r" (ldcb), [biasptr] "r" (biasptr), [minptr] "r" (minptr), [maxptr] "r" (maxptr), [leftovers] "r" (leftovers) : "z0", "z1", "z2", "z3", "z4", "z5", "z6", "z7", "z8", "z9", "z10", "z11", "z12", "z13", "z14", "z15", "z16", "z17", "z18", "z19", "z20", "z21", "z22", "z23", "z24", "z25", "z26", "z27", "z28", "z29", "z30", "z31", "cc", "memory" ); break; case 2: __asm __volatile ( "a_ptr1 .req X0\n" "c_ptr1 .req X1\n" "add a_ptr1, %[a_ptr0], %[lda]\n" "add c_ptr1, %[c_ptr0], %[ldc]\n" "whilelt p6.h, %[temp], %[leftovers]\n" "whilelt p0.h, %[temp], %[width]\n" "inch %[temp], all, mul #1\n" "ptrue p7.h\n" "whilelt p1.h, %[temp], %[width]\n" "inch %[temp], all, mul #1\n" "whilelt p2.h, %[temp], %[width]\n" "inch %[temp], all, mul #1\n" "whilelt p3.h, %[temp], %[width]\n" "cbnz %[accumulate], 1f\n" "ld1h z16.h, p0/z, [%[biasptr]]\n" "ld1h z17.h, p1/z, [%[biasptr], #1, MUL VL]\n" "ld1h z18.h, p2/z, [%[biasptr], #2, MUL VL]\n" "ld1h z19.h, p3/z, [%[biasptr], #3, MUL VL]\n" "mov z20.d, z16.d\n" "ld1rqh z0.h, p7/z, [%[a_ptr0]]\n" "mov z21.d, z17.d\n" "ld1rqh z1.h, p7/z, [a_ptr1]\n" "mov z22.d, z18.d\n" "ld1h z8.h, p7/z, [%[b_ptr0]]\n" "mov z23.d, z19.d\n" "ld1h z9.h, p7/z, [%[b_ptr0], #1, MUL VL]\n" "ld1h z10.h, p7/z, [%[b_ptr0], #2, MUL VL]\n" "add %[a_ptr0], %[a_ptr0], #0x10\n" "ld1h z11.h, p7/z, [%[b_ptr0], #3, MUL VL]\n" "add a_ptr1, a_ptr1, #0x10\n" "ld1h z12.h, p7/z, [%[b_ptr0], #4, MUL VL]\n" "ld1h z13.h, p7/z, [%[b_ptr0], #5, MUL VL]\n" "ld1h z14.h, p7/z, [%[b_ptr0], #6, MUL VL]\n" "addvl %[b_ptr0], %[b_ptr0], #8\n" "cbz %[loops], 2f\n" "b 3f\n" "1:\n" "ld1h z16.h, p0/z, [%[c_ptr0]]\n" "ld1h z17.h, p1/z, [%[c_ptr0], #1, MUL VL]\n" "ld1h z18.h, p2/z, [%[c_ptr0], #2, MUL VL]\n" "ld1h z19.h, p3/z, [%[c_ptr0], #3, MUL VL]\n" "ld1h z20.h, p0/z, [c_ptr1]\n" "ld1h z21.h, p1/z, [c_ptr1, #1, MUL VL]\n" "ld1h z22.h, p2/z, [c_ptr1, #2, MUL VL]\n" "ld1h z23.h, p3/z, [c_ptr1, #3, MUL VL]\n" "ld1rqh z0.h, p7/z, [%[a_ptr0]]\n" "add %[a_ptr0], %[a_ptr0], #0x10\n" "ld1rqh z1.h, p7/z, [a_ptr1]\n" "add a_ptr1, a_ptr1, #0x10\n" "ld1h z8.h, p7/z, [%[b_ptr0]]\n" "ld1h z9.h, p7/z, [%[b_ptr0], #1, MUL VL]\n" "ld1h z10.h, p7/z, [%[b_ptr0], #2, MUL VL]\n" "ld1h z11.h, p7/z, [%[b_ptr0], #3, MUL VL]\n" "ld1h z12.h, p7/z, [%[b_ptr0], #4, MUL VL]\n" "ld1h z13.h, p7/z, [%[b_ptr0], #5, MUL VL]\n" "ld1h z14.h, p7/z, [%[b_ptr0], #6, MUL VL]\n" "addvl %[b_ptr0], %[b_ptr0], #8\n" "cbz %[loops], 2f\n" "3:\n" "fmla z16.h, z8.h, z0.h[0]\n" "ld1h z15.h, p7/z, [%[b_ptr0], #-1, MUL VL]\n" "fmla z20.h, z8.h, z1.h[0]\n" "ld1rqh z4.h, p7/z, [%[a_ptr0]]\n" "fmla z17.h, z9.h, z0.h[0]\n" "ld1rqh z5.h, p7/z, [a_ptr1]\n" "fmla z21.h, z9.h, z1.h[0]\n" "ld1h z8.h, p7/z, [%[b_ptr0]]\n" "fmla z18.h, z10.h, z0.h[0]\n" "ld1h z9.h, p7/z, [%[b_ptr0], #1, MUL VL]\n" "fmla z22.h, z10.h, z1.h[0]\n" "ld1h z10.h, p7/z, [%[b_ptr0], #2, MUL VL]\n" "fmla z19.h, z11.h, z0.h[0]\n" "subs %[loops], %[loops], #0x1\n" "fmla z23.h, z11.h, z1.h[0]\n" "ld1h z11.h, p7/z, [%[b_ptr0], #3, MUL VL]\n" "fmla z16.h, z12.h, z0.h[1]\n" "add %[a_ptr0], %[a_ptr0], #0x20\n" "fmla z20.h, z12.h, z1.h[1]\n" "ld1h z12.h, p7/z, [%[b_ptr0], #4, MUL VL]\n" "fmla z17.h, z13.h, z0.h[1]\n" "add a_ptr1, a_ptr1, #0x20\n" "fmla z21.h, z13.h, z1.h[1]\n" "ld1h z13.h, p7/z, [%[b_ptr0], #5, MUL VL]\n" "fmla z18.h, z14.h, z0.h[1]\n" "fmla z22.h, z14.h, z1.h[1]\n" "ld1h z14.h, p7/z, [%[b_ptr0], #6, MUL VL]\n" "fmla z19.h, z15.h, z0.h[1]\n" "fmla z23.h, z15.h, z1.h[1]\n" "ld1h z15.h, p7/z, [%[b_ptr0], #7, MUL VL]\n" "fmla z16.h, z8.h, z0.h[2]\n" "addvl %[b_ptr0], %[b_ptr0], #16\n" "fmla z20.h, z8.h, z1.h[2]\n" "fmla z17.h, z9.h, z0.h[2]\n" "fmla z21.h, z9.h, z1.h[2]\n" "ld1h z8.h, p7/z, [%[b_ptr0], #-8, MUL VL]\n" "fmla z18.h, z10.h, z0.h[2]\n" "ld1h z9.h, p7/z, [%[b_ptr0], #-7, MUL VL]\n" "fmla z22.h, z10.h, z1.h[2]\n" "ld1h z10.h, p7/z, [%[b_ptr0], #-6, MUL VL]\n" "fmla z19.h, z11.h, z0.h[2]\n" "fmla z23.h, z11.h, z1.h[2]\n" "ld1h z11.h, p7/z, [%[b_ptr0], #-5, MUL VL]\n" "fmla z16.h, z12.h, z0.h[3]\n" "fmla z20.h, z12.h, z1.h[3]\n" "ld1h z12.h, p7/z, [%[b_ptr0], #-4, MUL VL]\n" "fmla z17.h, z13.h, z0.h[3]\n" "fmla z21.h, z13.h, z1.h[3]\n" "ld1h z13.h, p7/z, [%[b_ptr0], #-3, MUL VL]\n" "fmla z18.h, z14.h, z0.h[3]\n" "fmla z22.h, z14.h, z1.h[3]\n" "ld1h z14.h, p7/z, [%[b_ptr0], #-2, MUL VL]\n" "fmla z19.h, z15.h, z0.h[3]\n" "fmla z23.h, z15.h, z1.h[3]\n" "ld1h z15.h, p7/z, [%[b_ptr0], 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%[a_ptr0], %[a_ptr0], #0x20\n" "fmla z26.h, z10.h, z2.h[0]\n" "ld1h z10.h, p7/z, [%[b_ptr0], #2, MUL VL]\n" "fmla z19.h, z11.h, z0.h[0]\n" "add a_ptr1, a_ptr1, #0x20\n" "fmla z23.h, z11.h, z1.h[0]\n" "add a_ptr2, a_ptr2, #0x20\n" "fmla z27.h, z11.h, z2.h[0]\n" "ld1h z11.h, p7/z, [%[b_ptr0], #3, MUL VL]\n" "fmla z16.h, z12.h, z0.h[1]\n" "fmla z20.h, z12.h, z1.h[1]\n" "fmla z24.h, z12.h, z2.h[1]\n" "ld1h z12.h, p7/z, [%[b_ptr0], #4, MUL VL]\n" "fmla z17.h, z13.h, z0.h[1]\n" "fmla z21.h, z13.h, z1.h[1]\n" "fmla z25.h, z13.h, z2.h[1]\n" "ld1h z13.h, p7/z, [%[b_ptr0], #5, MUL VL]\n" "fmla z18.h, z14.h, z0.h[1]\n" "fmla z22.h, z14.h, z1.h[1]\n" "fmla z26.h, z14.h, z2.h[1]\n" "ld1h z14.h, p7/z, [%[b_ptr0], #6, MUL VL]\n" "fmla z19.h, z15.h, z0.h[1]\n" "fmla z23.h, z15.h, z1.h[1]\n" "fmla z27.h, z15.h, z2.h[1]\n" "ld1h z15.h, p7/z, [%[b_ptr0], #7, MUL VL]\n" "fmla z16.h, z8.h, z0.h[2]\n" "addvl %[b_ptr0], %[b_ptr0], #16\n" "fmla z20.h, z8.h, z1.h[2]\n" "fmla z24.h, z8.h, z2.h[2]\n" "fmla 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"fmla z18.h, z14.h, z0.h[3]\n" "fmla z22.h, z14.h, z1.h[3]\n" "fmla z26.h, z14.h, z2.h[3]\n" "fmla z30.h, z14.h, z3.h[3]\n" "fmla z19.h, z15.h, z0.h[3]\n" "fmla z23.h, z15.h, z1.h[3]\n" "fmla z27.h, z15.h, z2.h[3]\n" "fmla z31.h, z15.h, z3.h[3]\n" "b.eq 5f\n" "ld1h z8.h, p7/z, [%[b_ptr0]]\n" "subs %[blocks], %[blocks], #0x1\n" "ld1h z9.h, p7/z, [%[b_ptr0], #1, MUL VL]\n" "ld1h z10.h, p7/z, [%[b_ptr0], #2, MUL VL]\n" "fmla z16.h, z8.h, z0.h[4]\n" "ld1h z11.h, p7/z, [%[b_ptr0], #3, MUL VL]\n" "fmla z20.h, z8.h, z1.h[4]\n" "fmla z24.h, z8.h, z2.h[4]\n" "fmla z28.h, z8.h, z3.h[4]\n" "fmla z17.h, z9.h, z0.h[4]\n" "fmla z21.h, z9.h, z1.h[4]\n" "fmla z25.h, z9.h, z2.h[4]\n" "fmla z29.h, z9.h, z3.h[4]\n" "fmla z18.h, z10.h, z0.h[4]\n" "fmla z22.h, z10.h, z1.h[4]\n" "fmla z26.h, z10.h, z2.h[4]\n" "fmla z30.h, z10.h, z3.h[4]\n" "fmla z19.h, z11.h, z0.h[4]\n" "fmla z23.h, z11.h, z1.h[4]\n" "fmla z27.h, z11.h, z2.h[4]\n" "fmla z31.h, z11.h, z3.h[4]\n" "b.eq 5f\n" "ld1h z12.h, p7/z, [%[b_ptr0], #4, 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