source: icGREP/icgrep-devel/icgrep/kernels/p2s_kernel.cpp @ 6135

Last change on this file since 6135 was 6135, checked in by xwa163, 5 months ago
  1. Implement twist_kernel and untwist_kernel by PEXT and PDEP
  2. Use twist form for multiplexing lz4 grep
File size: 10.3 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
48
49
50
51               
52void P2SKernel::generateDoBlockMethod(const std::unique_ptr<KernelBuilder> & b) {
53    Value * p_bitblock[8];
54    for (unsigned i = 0; i < 8; i++) {
55        if (i < mNumOfStreams) {
56            p_bitblock[i] = b->loadInputStreamBlock("basisBits", b->getInt32(i));
57        } else {
58            p_bitblock[i] = ConstantVector::getNullValue(b->getBitBlockType());
59        }
60
61    }
62    Value * s_bytepack[8];
63    p2s(b, p_bitblock, s_bytepack, mBasisSetNumbering);
64    for (unsigned j = 0; j < 8; ++j) {
65        b->storeOutputStreamPack("byteStream", b->getInt32(0), b->getInt32(j), s_bytepack[j]);
66    }
67}
68
69inline Value * partial_sum_popcounts(const std::unique_ptr<KernelBuilder> & iBuilder, const unsigned fw, Value * popcounts) {
70    Value * summed_counts = popcounts;
71    const auto count = iBuilder->getBitBlockWidth() / fw;
72    for (unsigned move = 1; move < count; move *= 2) {
73        summed_counts = iBuilder->simd_add(fw, summed_counts, iBuilder->mvmd_slli(fw, summed_counts, move));
74    }
75    return summed_counts;
76}
77
78void P2SKernelWithCompressedOutput::generateDoBlockMethod(const std::unique_ptr<KernelBuilder> & b) {
79    IntegerType * i32 = b->getInt32Ty();
80    PointerType * bitBlockPtrTy = PointerType::get(b->getBitBlockType(), 0);
81    unsigned const unitsPerRegister = b->getBitBlockWidth()/8;
82
83    Value * basisBits[8];
84    for (unsigned i = 0; i < 8; i++) {
85        basisBits[i] = b->loadInputStreamBlock("basisBits", b->getInt32(i));
86    }
87    Value * bytePack[8];
88    p2s(b, basisBits, bytePack, mBasisSetNumbering);
89
90    Value * const fieldCounts = b->loadInputStreamBlock("fieldCounts", b->getInt32(0));
91    Value * unitCounts = partial_sum_popcounts(b, unitsPerRegister, fieldCounts);
92
93    Value * output_ptr = b->getOutputStreamBlockPtr("byteStream", b->getInt32(0));
94    output_ptr = b->CreatePointerCast(output_ptr, b->getInt8PtrTy());
95    Value * offset = b->getInt32(0);
96    for (unsigned j = 0; j < 8; ++j) {
97        b->CreateStore(bytePack[j], b->CreateBitCast(b->CreateGEP(output_ptr, offset), bitBlockPtrTy));
98        offset = b->CreateZExt(b->CreateExtractElement(unitCounts, b->getInt32(j)), i32);
99    }
100
101    Value * unitsGenerated = b->getProducedItemCount("byteStream"); // units generated to buffer
102    unitsGenerated = b->CreateAdd(unitsGenerated, b->CreateZExt(offset, b->getSizeTy()));
103    b->setProducedItemCount("byteStream", unitsGenerated);
104}
105
106void P2S16Kernel::generateDoBlockMethod(const std::unique_ptr<KernelBuilder> & b) {
107    Value * hi_input[8];
108    for (unsigned j = 0; j < 8; ++j) {
109        const unsigned idx = mBasisSetNumbering == cc::BitNumbering::LittleEndian ? j + 8 : j;
110        hi_input[j] = b->loadInputStreamBlock("basisBits", b->getInt32(idx));
111    }
112    Value * hi_bytes[8];
113    p2s(b, hi_input, hi_bytes, mBasisSetNumbering);
114    Value * lo_input[8];
115    for (unsigned j = 0; j < 8; ++j) {
116        const unsigned idx = mBasisSetNumbering == cc::BitNumbering::LittleEndian ? j : j + 8;
117        lo_input[j] = b->loadInputStreamBlock("basisBits", b->getInt32(idx));
118    }
119    Value * lo_bytes[8];
120    p2s(b, lo_input, lo_bytes, mBasisSetNumbering);
121    for (unsigned j = 0; j < 8; ++j) {
122        Value * merge0 = b->bitCast(b->esimd_mergel(8, hi_bytes[j], lo_bytes[j]));
123        Value * merge1 = b->bitCast(b->esimd_mergeh(8, hi_bytes[j], lo_bytes[j]));
124        b->storeOutputStreamPack("i16Stream", b->getInt32(0), b->getInt32(2 * j), merge0);
125        b->storeOutputStreamPack("i16Stream", b->getInt32(0), b->getInt32(2 * j + 1), merge1);
126    }
127}
128   
129void P2S16KernelWithCompressedOutput::generateDoBlockMethod(const std::unique_ptr<KernelBuilder> & b) {
130    IntegerType * i32Ty = b->getInt32Ty();
131    PointerType * int16PtrTy = b->getInt16Ty()->getPointerTo();
132    PointerType * bitBlockPtrTy = b->getBitBlockType()->getPointerTo();
133    ConstantInt * blockMask = b->getSize(b->getBitBlockWidth() - 1);
134    unsigned const unitsPerRegister = b->getBitBlockWidth()/16;
135   
136    Value * hi_input[8];
137    for (unsigned j = 0; j < 8; ++j) {
138        const unsigned idx = mBasisSetNumbering == cc::BitNumbering::LittleEndian ? j + 8 : j;
139        hi_input[j] = b->loadInputStreamBlock("basisBits", b->getInt32(idx));
140    }
141    Value * hi_bytes[8];
142    p2s(b, hi_input, hi_bytes, mBasisSetNumbering);
143
144    Value * lo_input[8];
145    for (unsigned j = 0; j < 8; ++j) {
146        const unsigned idx = mBasisSetNumbering == cc::BitNumbering::LittleEndian ? j : j + 8;
147        lo_input[j] = b->loadInputStreamBlock("basisBits", b->getInt32(idx));
148    }
149    Value * lo_bytes[8];
150    p2s(b, lo_input, lo_bytes, mBasisSetNumbering);
151
152    Value * const fieldCounts = b->loadInputStreamBlock("fieldCounts", b->getInt32(0));
153    Value * unitCounts = partial_sum_popcounts(b, unitsPerRegister, fieldCounts);
154   
155    Value * outputPtr = b->getOutputStreamBlockPtr("i16Stream", b->getInt32(0));
156    outputPtr = b->CreatePointerCast(outputPtr, int16PtrTy);
157    Value * const i16UnitsGenerated = b->getProducedItemCount("i16Stream"); // units generated to buffer
158    outputPtr = b->CreateGEP(outputPtr, b->CreateAnd(i16UnitsGenerated, blockMask));
159
160    Value * offset = b->getInt32(0);
161
162    for (unsigned j = 0; j < 8; ++j) {
163        Value * const merge0 = b->bitCast(b->esimd_mergel(8, hi_bytes[j], lo_bytes[j]));
164        b->CreateAlignedStore(merge0, b->CreateBitCast(b->CreateGEP(outputPtr, offset), bitBlockPtrTy), 1);
165        Value * const nextOffset1 = b->CreateZExt(b->CreateExtractElement(unitCounts, b->getInt32(2 * j)), i32Ty);
166        if (LLVM_UNLIKELY(codegen::DebugOptionIsSet(codegen::EnableAsserts))) {
167            b->CreateAssert(b->CreateICmpULE(offset, nextOffset1), "deletion offset is not monotonically non-decreasing");
168        }
169        Value * const merge1 = b->bitCast(b->esimd_mergeh(8, hi_bytes[j], lo_bytes[j]));
170        b->CreateAlignedStore(merge1, b->CreateBitCast(b->CreateGEP(outputPtr, nextOffset1), bitBlockPtrTy), 1);
171        Value * const nextOffset2 = b->CreateZExt(b->CreateExtractElement(unitCounts, b->getInt32(2 * j + 1)), i32Ty);
172        if (LLVM_UNLIKELY(codegen::DebugOptionIsSet(codegen::EnableAsserts))) {
173            b->CreateAssert(b->CreateICmpULE(nextOffset1, nextOffset2), "deletion offset is not monotonically non-decreasing");
174        }
175        offset = nextOffset2;
176    }
177
178    Value * const i16UnitsFinal = b->CreateAdd(i16UnitsGenerated, b->CreateZExt(offset, b->getSizeTy()));
179    b->setProducedItemCount("i16Stream", i16UnitsFinal);
180}
181
182
183
184
185P2SKernel::P2SKernel(const std::unique_ptr<kernel::KernelBuilder> & b, cc::BitNumbering numbering, std::string prefix, unsigned numOfStreams)
186    : BlockOrientedKernel(prefix + "p2s" + cc::numberingSuffix(numbering),
187              {Binding{b->getStreamSetTy(numOfStreams, 1), "basisBits"}},
188              {Binding{b->getStreamSetTy(1, 8), "byteStream"}},
189              {}, {}, {}),
190    mBasisSetNumbering(numbering),
191      mNumOfStreams(numOfStreams) {
192}
193
194P2SKernelWithCompressedOutput::P2SKernelWithCompressedOutput(const std::unique_ptr<kernel::KernelBuilder> & b, cc::BitNumbering numbering)
195: BlockOrientedKernel("p2s_compress" + cc::numberingSuffix(numbering),
196              {Binding{b->getStreamSetTy(8, 1), "basisBits"}, Binding{b->getStreamSetTy(1, 1), "fieldCounts"}},
197              {Binding{b->getStreamSetTy(1, 8), "byteStream", BoundedRate(0, 1)}},
198                      {}, {}, {}),
199    mBasisSetNumbering(numbering) {
200}
201
202P2S16Kernel::P2S16Kernel(const std::unique_ptr<kernel::KernelBuilder> & b, cc::BitNumbering numbering)
203: BlockOrientedKernel("p2s_16" + cc::numberingSuffix(numbering),
204              {Binding{b->getStreamSetTy(16, 1), "basisBits"}},
205              {Binding{b->getStreamSetTy(1, 16), "i16Stream"}},
206                      {}, {}, {}),
207    mBasisSetNumbering(numbering) {
208}
209
210
211P2S16KernelWithCompressedOutput::P2S16KernelWithCompressedOutput(const std::unique_ptr<kernel::KernelBuilder> & b, cc::BitNumbering numbering)
212: BlockOrientedKernel("p2s_16_compress" + cc::numberingSuffix(numbering),
213              {Binding{b->getStreamSetTy(16, 1), "basisBits"}, Binding{b->getStreamSetTy(1, 1), "fieldCounts"}},
214              {Binding{b->getStreamSetTy(1, 16), "i16Stream", BoundedRate(0, 1)}},
215              {},
216              {},
217              {}),
218    mBasisSetNumbering(numbering) {
219}
220
221}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.