Update gemm.c

Ruslan_Lenin

2018-06-29 eae7b34cc0906268ddef2e64551ea5ca0951c0c8

 src/gemm.c

@@ -71,22 +71,150 @@
    gemm_cpu( TA,  TB,  M, N, K, ALPHA,A,lda, B, ldb,BETA,C,ldc);
}

void gemm_nn(int M, int N, int K, float ALPHA, 
        float *A, int lda, 
        float *B, int ldb,
        float *C, int ldc)
#if (defined(__AVX__) && defined(__x86_64__)) || defined(_WIN64)

#define OSXSAVEFlag (1UL<<27)
#define AVXFlag     ((1UL<<28)|OSXSAVEFlag)
#define FMAFlag     ((1UL<<12)|AVXFlag|OSXSAVEFlag)
#define CLMULFlag   ((1UL<< 1)|AVXFlag|OSXSAVEFlag)
#define VAESFlag    ((1UL<<25)|AVXFlag|OSXSAVEFlag)

#include <stdint.h>

#ifdef _WIN64
#include <intrin.h>
#include <ammintrin.h>
#include <immintrin.h>
#include <smmintrin.h>

#else // Linux GCC/Clang
#include <x86intrin.h>
#include <ammintrin.h>
#include <immintrin.h>
#include <smmintrin.h>
#include <cpuid.h>

void asm_cpuid(uint32_t* abcd, uint32_t eax)
{
    int i,j,k;
    for(i = 0; i < M; ++i){
        for(k = 0; k < K; ++k){
            register float A_PART = ALPHA*A[i*lda+k];
            for(j = 0; j < N; ++j){
                C[i*ldc+j] += A_PART*B[k*ldb+j];
            }
        }
    }
   uint32_t ebx = 0, edx = 0, ecx = 0;

   // EBX is saved to EDI and later restored
   __asm__("movl %%ebx, %%edi;"
      "cpuid;"
      "xchgl %%ebx, %%edi;"
      : "=D"(ebx),
      "+a"(eax), "+c"(ecx), "=d"(edx));

   abcd[0] = eax;
   abcd[1] = ebx;
   abcd[2] = ecx;
   abcd[3] = edx;
}

#endif

int simd_detect_x86(unsigned int idFeature)
{
   uint32_t regs[4]; // EAX, EBX, ECX, EDX;
#ifdef _WIN32
   __cpuid(regs, 0);
   if (regs[0] > 1U) __cpuid(regs, 1);
#else
   __get_cpuid(0, &regs[0], &regs[1], &regs[2], &regs[3]);
   if(regs[0] > 1U) __get_cpuid(1, &regs[0], &regs[1], &regs[2], &regs[3]);
#endif

   if ((regs[2] & idFeature) != idFeature)
      return 0;
   return 1;
}

int is_fma_avx() {
   static int result = -1;
   if (result == -1) {
      result = simd_detect_x86(AVXFlag);
      if (result == 1) printf(" Used AVX \n");
      else printf(" Not used AVX \n");
   }
   return result;
}

// https://software.intel.com/sites/landingpage/IntrinsicsGuide
void gemm_nn(int M, int N, int K, float ALPHA,
   float *A, int lda,
   float *B, int ldb,
   float *C, int ldc)
{
   int i, j, k;
   if (is_fma_avx() == 1) {   // AVX
      for (i = 0; i < M; ++i) {
         for (k = 0; k < K; ++k) {
            float A_PART = ALPHA*A[i*lda + k];
            __m256 a256, b256, c256, result256; // AVX
            a256 = _mm256_set1_ps(A_PART);
            for (j = 0; j < N - 8; j += 8) {
               b256 = _mm256_loadu_ps(&B[k*ldb + j]);
               c256 = _mm256_loadu_ps(&C[i*ldc + j]);
               // FMA - Intel Haswell (2013), AMD Piledriver (2012)
               //result256 = _mm256_fmadd_ps(a256, b256, c256);
               result256 = _mm256_mul_ps(a256, b256);
               result256 = _mm256_add_ps(result256, c256);
               _mm256_storeu_ps(&C[i*ldc + j], result256);
            }

            int prev_end = (N % 8 == 0) ? (N - 8) : (N / 8) * 8;
            for (j = prev_end; j < N; ++j)
               C[i*ldc + j] += A_PART*B[k*ldb + j];
         }
      }
   }
   else {
      for (i = 0; i < M; ++i) {
         for (k = 0; k < K; ++k) {
            register float A_PART = ALPHA*A[i*lda + k];
            for (j = 0; j < N; ++j) {
               C[i*ldc + j] += A_PART*B[k*ldb + j];
            }
            /* // SSE
            __m128 a128, b128, c128, result128; // SSE
            a128 = _mm_set1_ps(A_PART);
            for (j = 0; j < N - 4; j += 4) {
            b128 = _mm_loadu_ps(&B[k*ldb + j]);
            c128 = _mm_loadu_ps(&C[i*ldc + j]);
            //result128 = _mm_fmadd_ps(a128, b128, c128);
            result128 = _mm_mul_ps(a128, b128);
            result128 = _mm_add_ps(result128, c128);
            _mm_storeu_ps(&C[i*ldc + j], result128);
            }

            int prev_end = (N % 4 == 0) ? (N - 4) : (N / 4) * 4;
            for (j = prev_end; j < N; ++j){
            C[i*ldc + j] += A_PART*B[k*ldb + j];
            }
            */
         }
      }
   }
}
#else

void gemm_nn(int M, int N, int K, float ALPHA,
   float *A, int lda,
   float *B, int ldb,
   float *C, int ldc)
{
   int i, j, k;
   for (i = 0; i < M; ++i) {
      for (k = 0; k < K; ++k) {
         register float A_PART = ALPHA*A[i*lda + k];
         for (j = 0; j < N; ++j) {
            C[i*ldc + j] += A_PART*B[k*ldb + j];
         }
      }
   }
}
#endif   // __x86_64

void gemm_nt(int M, int N, int K, float ALPHA, 
        float *A, int lda, 
        float *B, int ldb,
@@ -145,20 +273,27 @@
        float *C, int ldc)
{
    //printf("cpu: %d %d %d %d %d %f %d %d %f %d\n",TA, TB, M, N, K, ALPHA, lda, ldb, BETA, ldc);
    int i, j;
    for(i = 0; i < M; ++i){
        for(j = 0; j < N; ++j){
            C[i*ldc + j] *= BETA;
    if (BETA != 1){
        int i, j;
        for(i = 0; i < M; ++i){
            for(j = 0; j < N; ++j){
                C[i*ldc + j] *= BETA;
            }
        }
    }
    if(!TA && !TB)
        gemm_nn(M, N, K, ALPHA,A,lda, B, ldb,C,ldc);
    else if(TA && !TB)
        gemm_tn(M, N, K, ALPHA,A,lda, B, ldb,C,ldc);
    else if(!TA && TB)
        gemm_nt(M, N, K, ALPHA,A,lda, B, ldb,C,ldc);
    else
        gemm_tt(M, N, K, ALPHA,A,lda, B, ldb,C,ldc);

   int t;
   #pragma omp parallel for
   for (t = 0; t < M; ++t) {
      if (!TA && !TB)
         gemm_nn(1, N, K, ALPHA, A + t*lda, lda, B, ldb, C + t*ldc, ldc);
      else if (TA && !TB)
         gemm_tn(1, N, K, ALPHA, A + t, lda, B, ldb, C + t*ldc, ldc);
      else if (!TA && TB)
         gemm_nt(1, N, K, ALPHA, A + t*lda, lda, B, ldb, C + t*ldc, ldc);
      else
         gemm_tt(1, N, K, ALPHA, A + t, lda, B, ldb, C + t*ldc, ldc);
   }
}

#ifdef GPU
@@ -172,6 +307,7 @@
        float *C_gpu, int ldc)
{
    cublasHandle_t handle = blas_handle();
   cudaError_t stream_status = cublasSetStream(handle, get_cuda_stream());
    cudaError_t status = cublasSgemm(handle, (TB ? CUBLAS_OP_T : CUBLAS_OP_N), 
            (TA ? CUBLAS_OP_T : CUBLAS_OP_N), N, M, K, &ALPHA, B_gpu, ldb, A_gpu, lda, &BETA, C_gpu, ldc);
    check_error(status);