Fast, needs to be faster

Joseph Redmon

2014-10-25 14303717dcddae43cdc55beb0685dae86f566fd8

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
__kernel void gemm_tn(int TA, int TB, int M, int N, int K, float ALPHA, 
                    __global float *A, int lda, 
                    __global float *B, int ldb,
                    float BETA,
                    __global float *C, int ldc)
{
    __local float Asub[BLOCK][BLOCK];
    __local float Bsub[BLOCK][BLOCK];
 
    int col = get_global_id(0);
    int row = get_global_id(1);
 
    int col_block = get_group_id(0);
    int row_block = get_group_id(1);
 
    col = (col < N) ? col : N - 1;
    row = (row < M) ? row : M - 1;
 
    int x = get_local_id(0);
    int y = get_local_id(1);
 
    int i,j;
 
    float val = 0;
    float orig = C[row*ldc + col];
 
    for(i = 0; i < K; i += BLOCK){
        
        int arow = y + i;
        int acol = x + row_block*BLOCK;
 
        int brow = y + i;
        int bcol = col;
 
        arow = (arow < K) ? arow : K-1;
        acol = (acol < M) ? acol : M-1;
        brow = (brow < K) ? brow : K-1;
        
        int aind = arow*lda + acol;
        int bind = brow*ldb + bcol;
        
        Asub[x][y] = A[aind];
        Bsub[y][x] = B[bind];
 
        barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE);
 
        for(j = 0; j < BLOCK && i+j<K; ++j){
            val += Asub[y][j]*Bsub[j][x];
        }
        barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE);
    }
 
    C[row*ldc+col] = ALPHA*val + BETA*orig;
}
 
__kernel void gemm_nt(int TA, int TB, int M, int N, int K, float ALPHA, 
                    __global float *A, int lda, 
                    __global float *B, int ldb,
                    float BETA,
                    __global float *C, int ldc)
{
    __local float Asub[BLOCK][BLOCK];
    __local float Bsub[BLOCK][BLOCK];
 
    
    int col = get_global_id(0);
    int row = get_global_id(1);
 
    int col_block = get_group_id(0);
    int row_block = get_group_id(1);
 
    col = (col < N) ? col : N - 1;
    row = (row < M) ? row : M - 1;
 
    int x = get_local_id(0);
    int y = get_local_id(1);
 
    int i,j;
 
    float val = 0;
    float orig = C[row*ldc + col];
 
    for(i = 0; i < K; i += BLOCK){
        
        int arow = row;
        int acol = x + i;
 
        int brow = col_block*BLOCK + y;
        int bcol = x + i;
 
        brow = (brow < N) ? brow : N-1;
        acol = (acol < K) ? acol : K-1;
        bcol = (bcol < K) ? bcol : K-1;
        
        int aind = arow*lda + acol;
        int bind = brow*ldb + bcol;
        
        Asub[y][x] = A[aind];
        Bsub[x][y] = B[bind];
 
        barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE);
 
        for(j = 0; j < BLOCK && i+j<K; ++j){
            val += Asub[y][j]*Bsub[j][x];
        }
        barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE);
    }
 
    C[row*ldc+col] = ALPHA*val + BETA*orig;
}
 
__kernel void gemm_nn(int TA, int TB, int M, int N, int K, float ALPHA, 
                    __global float *A, int lda, 
                    __global float *B, int ldb,
                    float BETA,
                    __global float *C, int ldc)
{
    __local float Asub[BLOCK][BLOCK];
    __local float Bsub[BLOCK][BLOCK];
 
    int col = get_global_id(0);
    int row = get_global_id(1);
 
    col = (col < N) ? col : N - 1;
    row = (row < M) ? row : M - 1;
 
    int x = get_local_id(0);
    int y = get_local_id(1);
 
    int i,j;
 
    float orig = C[row*ldc+col];
    float val = 0;
    
    for(i = 0; i < K; i += BLOCK){
        
        int arow = row;
        int acol = x + i;
 
        int brow = y + i;
        int bcol = col;
 
        acol = (acol < K) ? acol : K-1;
        brow = (brow < K) ? brow : K-1;
        
        int aind = arow*lda + acol;
        int bind = brow*ldb + bcol;
        
        Asub[y][x] = A[aind];
        Bsub[y][x] = B[bind];
 
        barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE);
 
        for(j = 0; j < BLOCK && i+j<K; ++j){
            val += Asub[y][j]*Bsub[j][x];
        }
        barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE);
    }
 
    C[row*ldc+col] = ALPHA*val + BETA*orig;
}