source: icGREP/icgrep-devel/icgrep/kernels/p2s_kernel.cpp @ 6093

Last change on this file since 6093 was 6093, checked in by cameron, 10 months ago

u32u8_test target

File size: 10.1 KB
Line 
1#include "p2s_kernel.h"
2#include <kernels/streamset.h>
3#include <kernels/kernel_builder.h>
4#include <toolchain/toolchain.h>
5#include <llvm/Support/Compiler.h>
6
7namespace llvm { class Value; }
8
9using namespace llvm;
10using namespace parabix;
11
12namespace kernel{
13       
14void p2s_step(const std::unique_ptr<KernelBuilder> & iBuilder, Value * p0, Value * p1, Value * hi_mask, unsigned shift, Value * &s1, Value * &s0) {
15    Value * t0 = iBuilder->simd_if(1, hi_mask, p0, iBuilder->simd_srli(16, p1, shift));
16    Value * t1 = iBuilder->simd_if(1, hi_mask, iBuilder->simd_slli(16, p0, shift), p1);
17    s1 = iBuilder->esimd_mergeh(8, t1, t0);
18    s0 = iBuilder->esimd_mergel(8, t1, t0);
19}
20
21inline void p2s(const std::unique_ptr<KernelBuilder> & iBuilder, Value * p[], Value * s[], cc::BitNumbering basisNumbering = cc::BitNumbering::LittleEndian) {
22    Value * bit00004444[2];
23    Value * bit22226666[2];
24    Value * bit11115555[2];
25    Value * bit33337777[2];
26    if (basisNumbering == cc::BitNumbering::BigEndian) {
27        p2s_step(iBuilder, p[0], p[4], iBuilder->simd_himask(8), 4, bit00004444[1], bit00004444[0]);
28        p2s_step(iBuilder, p[1], p[5], iBuilder->simd_himask(8), 4, bit11115555[1], bit11115555[0]);
29        p2s_step(iBuilder, p[2], p[6], iBuilder->simd_himask(8), 4, bit22226666[1], bit22226666[0]);
30        p2s_step(iBuilder, p[3], p[7], iBuilder->simd_himask(8), 4, bit33337777[1], bit33337777[0]);
31    }  else {
32        p2s_step(iBuilder, p[7], p[3], iBuilder->simd_himask(8), 4, bit00004444[1], bit00004444[0]);
33        p2s_step(iBuilder, p[6], p[2], iBuilder->simd_himask(8), 4, bit11115555[1], bit11115555[0]);
34        p2s_step(iBuilder, p[5], p[1], iBuilder->simd_himask(8), 4, bit22226666[1], bit22226666[0]);
35        p2s_step(iBuilder, p[4], p[0], iBuilder->simd_himask(8), 4, bit33337777[1], bit33337777[0]);
36    }
37    Value * bit00224466[4];
38    Value * bit11335577[4];
39    for (unsigned j = 0; j<2; j++) {
40        p2s_step(iBuilder, bit00004444[j], bit22226666[j],iBuilder->simd_himask(4), 2, bit00224466[2*j+1], bit00224466[2*j]);
41        p2s_step(iBuilder, bit11115555[j], bit33337777[j],iBuilder->simd_himask(4), 2, bit11335577[2*j+1], bit11335577[2*j]);
42    }
43    for (unsigned j = 0; j<4; j++) {
44        p2s_step(iBuilder, bit00224466[j], bit11335577[j], iBuilder->simd_himask(2), 1, s[2*j+1], s[2*j]);
45    }
46}
47               
48void P2SKernel::generateDoBlockMethod(const std::unique_ptr<KernelBuilder> & b) {
49    Value * p_bitblock[8];
50    for (unsigned i = 0; i < 8; i++) {
51        p_bitblock[i] = b->loadInputStreamBlock("basisBits", b->getInt32(i));
52    }
53    Value * s_bytepack[8];
54    p2s(b, p_bitblock, s_bytepack, mBasisSetNumbering);
55    for (unsigned j = 0; j < 8; ++j) {
56        b->storeOutputStreamPack("byteStream", b->getInt32(0), b->getInt32(j), s_bytepack[j]);
57    }
58}
59
60inline Value * partial_sum_popcounts(const std::unique_ptr<KernelBuilder> & iBuilder, const unsigned fw, Value * popcounts) {
61    Value * summed_counts = popcounts;
62    const auto count = iBuilder->getBitBlockWidth() / fw;
63    for (unsigned move = 1; move < count; move *= 2) {
64        summed_counts = iBuilder->simd_add(fw, summed_counts, iBuilder->mvmd_slli(fw, summed_counts, move));
65    }
66    return summed_counts;
67}
68
69void P2SKernelWithCompressedOutput::generateDoBlockMethod(const std::unique_ptr<KernelBuilder> & b) {
70    IntegerType * i32 = b->getInt32Ty();
71    PointerType * bitBlockPtrTy = PointerType::get(b->getBitBlockType(), 0);
72    unsigned const unitsPerRegister = b->getBitBlockWidth()/8;
73
74    Value * basisBits[8];
75    for (unsigned i = 0; i < 8; i++) {
76        basisBits[i] = b->loadInputStreamBlock("basisBits", b->getInt32(i));
77    }
78    Value * bytePack[8];
79    p2s(b, basisBits, bytePack, mBasisSetNumbering);
80
81    Value * const fieldCounts = b->loadInputStreamBlock("fieldCounts", b->getInt32(0));
82    Value * unitCounts = partial_sum_popcounts(b, unitsPerRegister, fieldCounts);
83
84    Value * output_ptr = b->getOutputStreamBlockPtr("byteStream", b->getInt32(0));
85    output_ptr = b->CreatePointerCast(output_ptr, b->getInt8PtrTy());
86    Value * offset = b->getInt32(0);
87    for (unsigned j = 0; j < 8; ++j) {
88        b->CreateStore(bytePack[j], b->CreateBitCast(b->CreateGEP(output_ptr, offset), bitBlockPtrTy));
89        offset = b->CreateZExt(b->CreateExtractElement(unitCounts, b->getInt32(j)), i32);
90    }
91
92    Value * unitsGenerated = b->getProducedItemCount("byteStream"); // units generated to buffer
93    unitsGenerated = b->CreateAdd(unitsGenerated, b->CreateZExt(offset, b->getSizeTy()));
94    b->setProducedItemCount("byteStream", unitsGenerated);
95}
96
97void P2S16Kernel::generateDoBlockMethod(const std::unique_ptr<KernelBuilder> & b) {
98    Value * hi_input[8];
99    for (unsigned j = 0; j < 8; ++j) {
100        const unsigned idx = mBasisSetNumbering == cc::BitNumbering::LittleEndian ? j + 8 : j;
101        hi_input[j] = b->loadInputStreamBlock("basisBits", b->getInt32(idx));
102    }
103    Value * hi_bytes[8];
104    p2s(b, hi_input, hi_bytes, mBasisSetNumbering);
105    Value * lo_input[8];
106    for (unsigned j = 0; j < 8; ++j) {
107        const unsigned idx = mBasisSetNumbering == cc::BitNumbering::LittleEndian ? j : j + 8;
108        lo_input[j] = b->loadInputStreamBlock("basisBits", b->getInt32(idx));
109    }
110    Value * lo_bytes[8];
111    p2s(b, lo_input, lo_bytes, mBasisSetNumbering);
112    for (unsigned j = 0; j < 8; ++j) {
113        Value * merge0 = b->bitCast(b->esimd_mergel(8, hi_bytes[j], lo_bytes[j]));
114        Value * merge1 = b->bitCast(b->esimd_mergeh(8, hi_bytes[j], lo_bytes[j]));
115        b->storeOutputStreamPack("i16Stream", b->getInt32(0), b->getInt32(2 * j), merge0);
116        b->storeOutputStreamPack("i16Stream", b->getInt32(0), b->getInt32(2 * j + 1), merge1);
117    }
118}
119   
120void P2S16KernelWithCompressedOutput::generateDoBlockMethod(const std::unique_ptr<KernelBuilder> & b) {
121    IntegerType * i32Ty = b->getInt32Ty();
122    PointerType * int16PtrTy = b->getInt16Ty()->getPointerTo();
123    PointerType * bitBlockPtrTy = b->getBitBlockType()->getPointerTo();
124    ConstantInt * blockMask = b->getSize(b->getBitBlockWidth() - 1);
125    unsigned const unitsPerRegister = b->getBitBlockWidth()/16;
126   
127    Value * hi_input[8];
128    for (unsigned j = 0; j < 8; ++j) {
129        const unsigned idx = mBasisSetNumbering == cc::BitNumbering::LittleEndian ? j + 8 : j;
130        hi_input[j] = b->loadInputStreamBlock("basisBits", b->getInt32(idx));
131    }
132    Value * hi_bytes[8];
133    p2s(b, hi_input, hi_bytes, mBasisSetNumbering);
134
135    Value * lo_input[8];
136    for (unsigned j = 0; j < 8; ++j) {
137        const unsigned idx = mBasisSetNumbering == cc::BitNumbering::LittleEndian ? j : j + 8;
138        lo_input[j] = b->loadInputStreamBlock("basisBits", b->getInt32(idx));
139    }
140    Value * lo_bytes[8];
141    p2s(b, lo_input, lo_bytes, mBasisSetNumbering);
142
143    Value * const fieldCounts = b->loadInputStreamBlock("fieldCounts", b->getInt32(0));
144    Value * unitCounts = partial_sum_popcounts(b, unitsPerRegister, fieldCounts);
145   
146    Value * outputPtr = b->getOutputStreamBlockPtr("i16Stream", b->getInt32(0));
147    outputPtr = b->CreatePointerCast(outputPtr, int16PtrTy);
148    Value * const i16UnitsGenerated = b->getProducedItemCount("i16Stream"); // units generated to buffer
149    outputPtr = b->CreateGEP(outputPtr, b->CreateAnd(i16UnitsGenerated, blockMask));
150
151    Value * offset = b->getInt32(0);
152
153    for (unsigned j = 0; j < 8; ++j) {
154        Value * const merge0 = b->bitCast(b->esimd_mergel(8, hi_bytes[j], lo_bytes[j]));
155        b->CreateAlignedStore(merge0, b->CreateBitCast(b->CreateGEP(outputPtr, offset), bitBlockPtrTy), 1);
156        Value * const nextOffset1 = b->CreateZExt(b->CreateExtractElement(unitCounts, b->getInt32(2 * j)), i32Ty);
157        if (LLVM_UNLIKELY(codegen::DebugOptionIsSet(codegen::EnableAsserts))) {
158            b->CreateAssert(b->CreateICmpULE(offset, nextOffset1), "deletion offset is not monotonically non-decreasing");
159        }
160        Value * const merge1 = b->bitCast(b->esimd_mergeh(8, hi_bytes[j], lo_bytes[j]));
161        b->CreateAlignedStore(merge1, b->CreateBitCast(b->CreateGEP(outputPtr, nextOffset1), bitBlockPtrTy), 1);
162        Value * const nextOffset2 = b->CreateZExt(b->CreateExtractElement(unitCounts, b->getInt32(2 * j + 1)), i32Ty);
163        if (LLVM_UNLIKELY(codegen::DebugOptionIsSet(codegen::EnableAsserts))) {
164            b->CreateAssert(b->CreateICmpULE(nextOffset1, nextOffset2), "deletion offset is not monotonically non-decreasing");
165        }
166        offset = nextOffset2;
167    }
168
169    Value * const i16UnitsFinal = b->CreateAdd(i16UnitsGenerated, b->CreateZExt(offset, b->getSizeTy()));
170    b->setProducedItemCount("i16Stream", i16UnitsFinal);
171}
172
173P2SKernel::P2SKernel(const std::unique_ptr<kernel::KernelBuilder> & b, cc::BitNumbering numbering)
174    : BlockOrientedKernel("p2s" + cc::numberingSuffix(numbering),
175              {Binding{b->getStreamSetTy(8, 1), "basisBits"}},
176              {Binding{b->getStreamSetTy(1, 8), "byteStream"}},
177              {}, {}, {}),
178    mBasisSetNumbering(numbering) {
179}
180
181P2SKernelWithCompressedOutput::P2SKernelWithCompressedOutput(const std::unique_ptr<kernel::KernelBuilder> & b, cc::BitNumbering numbering)
182: BlockOrientedKernel("p2s_compress" + cc::numberingSuffix(numbering),
183              {Binding{b->getStreamSetTy(8, 1), "basisBits"}, Binding{b->getStreamSetTy(1, 1), "fieldCounts"}},
184              {Binding{b->getStreamSetTy(1, 8), "byteStream", BoundedRate(0, 1)}},
185                      {}, {}, {}),
186    mBasisSetNumbering(numbering) {
187}
188
189P2S16Kernel::P2S16Kernel(const std::unique_ptr<kernel::KernelBuilder> & b, cc::BitNumbering numbering)
190: BlockOrientedKernel("p2s_16" + cc::numberingSuffix(numbering),
191              {Binding{b->getStreamSetTy(16, 1), "basisBits"}},
192              {Binding{b->getStreamSetTy(1, 16), "i16Stream"}},
193                      {}, {}, {}),
194    mBasisSetNumbering(numbering) {
195}
196
197
198P2S16KernelWithCompressedOutput::P2S16KernelWithCompressedOutput(const std::unique_ptr<kernel::KernelBuilder> & b, cc::BitNumbering numbering)
199: BlockOrientedKernel("p2s_16_compress" + cc::numberingSuffix(numbering),
200              {Binding{b->getStreamSetTy(16, 1), "basisBits"}, Binding{b->getStreamSetTy(1, 1), "fieldCounts"}},
201              {Binding{b->getStreamSetTy(1, 16), "i16Stream", BoundedRate(0, 1)}},
202              {},
203              {},
204              {}),
205    mBasisSetNumbering(numbering) {
206}
207   
208   
209}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.