// Copyright 2021 Google LLC // // This source code is licensed under the BSD-style license found in the // LICENSE file in the root directory of this source tree. $assert REQUANTIZATION in ["FP32", "RNDNU"] $assert DATATYPE in ["QC8", "QS8"] $assert DATATYPE != "QC8" or REQUANTIZATION == "FP32" #include "xnnpack/assembly.h" .syntax unified $DATATYPE_SPEC = {"QC8": "qs8_qc8w", "QS8": "qs8"}[DATATYPE] $PARAMS_UNION = {"QC8": "xnn_qs8_qc8w_conv_minmax_params", "QS8": "xnn_qs8_conv_minmax_params"}[DATATYPE] // void xnn_${DATATYPE_SPEC}_gemm_minmax_${REQUANTIZATION.lower()}_ukernel_4x8c4__asm_aarch32_neondot_ld64( // size_t mr, r0 // size_t nc, r1 // size_t kc, r2 -> r5 // const uint8_t* restrict a, r3 // size_t a_stride, sp + 80 -> (r7) // const void* restrict w, sp + 84 -> r9 // uint8_t* restrict c, sp + 88 -> r11 // size_t cm_stride, sp + 92 -> (r6) // size_t cn_stride, sp + 96 -> r7 // ${PARAMS_UNION} params) sp + 100 -> (r5) // d8-d15, r4-r11,r14(lr) need to be preserved if used. r13(sp),r15(pc) are reserved. // Register usage // A0 r3 d0 // A1 r12 d1 // A2 r10 d2 // A3 r0 d3 // B r9 q2 q3 q4 q5 // C0 r11 d16-d17 q8 d18-d19 q9 // C1 r4 d20-d21 q10 d22-d23 q11 // C2 r8 d24-d25 q12 d26-d27 q13 // C3 r6 d28-d29 q14 d30-d31 q15 // unused q7 $if REQUANTIZATION == "RNDNU": // params structure is 16 bytes // struct { // int32_t right_pre_shift; d12[0] // int32_t multiplier; d12[1] // int32_t right_post_shift; d13[0] // int16_t output_zero_point; d13[2] // int8_t output_min; d13[6] // int8_t output_max; d13[7] // } rndnu_neon; $else: // params structure is 4 bytes // struct { // int16_t output_zero_point; d13[2] // int8_t output_min; d13[6] // int8_t output_max; d13[7] // } xnn_qs8_minmax_params.neonv8; // iOS does not support 32 bit ARM with Neon DotProduct. #ifndef __APPLE__ BEGIN_FUNCTION xnn_${DATATYPE_SPEC}_gemm_minmax_${REQUANTIZATION.lower()}_ukernel_4x8c4__asm_aarch32_neondot_ld64 # Push 80 bytes PUSH {r4, r5, r6, r7, r8, r9, r10, r11} // 32 VPUSH {d8-d13} // +48 = 80 LDR r7, [sp, 80] // a_stride ADD r2, r2, 3 // kc = (kc + 3) & ~3 LDR r11, [sp, 88] // c LDR r6, [sp, 92] // cm_stride LDR r9, [sp, 84] // w BIC r2, r2, 3 LDR r5, [sp, 100] // params # Clamp A and C pointers CMP r0, 2 // if mr >= 2 ADD r12, r3, r7 // a1 = a0 + a_stride ADD r4, r11, r6 // c1 = c0 + cm_stride MOVLO r12, r3 // a1 MOVLO r4, r11 // c1 // if mr > 2 ADD r10, r12, r7 // a2 = a1 + a_stride ADD r8, r4, r6 // c2 = c1 + cm_stride MOVLS r10, r12 // a2 MOVLS r8, r4 // c2 CMP r0, 4 // if mr >=4 ADD r0, r10, r7 // a3 = a2 + a_stride ADD r6, r8, r6 // c3 = c2 + cm_stride MOVLO r0, r10 // a3 MOVLO r6, r8 // c3 # Load params values $if REQUANTIZATION == "RNDNU": VLDM r5, {d12-d13} // RNDNU params $else: VLD1.32 {d13[]}, [r5] // QC8 params LDR r7, [sp, 96] // cn_stride .p2align 3 0: # Load initial bias from w into accumulators VLDM r9!, {d16-d19} // Bias SUBS r5, r2, 8 // k = kc - 8 VMOV q10, q8 VMOV q11, q9 VMOV q12, q8 VMOV q13, q9 VMOV q14, q8 VMOV q15, q9 BLO 3f // less than 8 channels? # Main loop - 8 bytes of A. # 16 SDOT, 4 LD64 A, 4 LD128 B .p2align 3 1: VLD1.8 {d0}, [r3]! // A0 VLD1.8 {q2}, [r9]! // B0 VLD1.8 {d1}, [r12]! // A1 VLD1.8 {q3}, [r9]! // B1 VLD1.8 {d2}, [r10]! // A2 VLD1.8 {q4}, [r9]! // B2 VLD1.8 {d3}, [r0]! // A3 VLD1.8 {q5}, [r9]! // B3 SUBS r5, r5, 8 VSDOT.S8 q8, q2, d0[0] VSDOT.S8 q9, q3, d0[0] VSDOT.S8 q10, q2, d1[0] VSDOT.S8 q11, q3, d1[0] VSDOT.S8 q12, q2, d2[0] VSDOT.S8 q13, q3, d2[0] VSDOT.S8 q14, q2, d3[0] VSDOT.S8 q15, q3, d3[0] VSDOT.S8 q8, q4, d0[1] VSDOT.S8 q9, q5, d0[1] VSDOT.S8 q10, q4, d1[1] VSDOT.S8 q11, q5, d1[1] VSDOT.S8 q12, q4, d2[1] VSDOT.S8 q13, q5, d2[1] VSDOT.S8 q14, q4, d3[1] VSDOT.S8 q15, q5, d3[1] BHS 1b # Is there a remainder?- 4 bytes of A ADDS r5, r5, 8 BNE 3f 2: $if REQUANTIZATION == "RNDNU": # RNDNU quantization VDUP.32 q0, d12[0] // right_pre_shift VQSHL.S32 q8, q8, q0 VQSHL.S32 q9, q9, q0 VQSHL.S32 q10, q10, q0 VQSHL.S32 q11, q11, q0 VQSHL.S32 q12, q12, q0 VQSHL.S32 q13, q13, q0 VQSHL.S32 q14, q14, q0 VQSHL.S32 q15, q15, q0 VDUP.32 q2, d13[0] // right_post_shift VQDMULH.S32 q8, q8, d12[1] // multiplier VQDMULH.S32 q9, q9, d12[1] VQDMULH.S32 q10, q10, d12[1] VQDMULH.S32 q11, q11, d12[1] VQDMULH.S32 q12, q12, d12[1] VQDMULH.S32 q13, q13, d12[1] VQDMULH.S32 q14, q14, d12[1] VQDMULH.S32 q15, q15, d12[1] VRSHL.S32 q8, q8, q2 VRSHL.S32 q9, q9, q2 VRSHL.S32 q10, q10, q2 VRSHL.S32 q11, q11, q2 VRSHL.S32 q12, q12, q2 VRSHL.S32 q13, q13, q2 VRSHL.S32 q14, q14, q2 VRSHL.S32 q15, q15, q2 $else: # QC8 FP32 quantization VLD1.8 {q0-q1}, [r9]! VCVT.F32.S32 q8, q8 VCVT.F32.S32 q9, q9 VCVT.F32.S32 q10, q10 VCVT.F32.S32 q11, q11 VCVT.F32.S32 q12, q12 VCVT.F32.S32 q13, q13 VCVT.F32.S32 q14, q14 VCVT.F32.S32 q15, q15 VMUL.F32 q8, q8, q0 // multiplier VMUL.F32 q9, q9, q1 VMUL.F32 q10, q10, q0 VMUL.F32 q11, q11, q1 VMUL.F32 q12, q12, q0 VMUL.F32 q13, q13, q1 VMUL.F32 q14, q14, q0 VMUL.F32 q15, q15, q1 VCVTN.S32.F32 q8, q8 VCVTN.S32.F32 q9, q9 VCVTN.S32.F32 q10, q10 VCVTN.S32.F32 q11, q11 VCVTN.S32.F32 q12, q12 VCVTN.S32.F32 q13, q13 VCVTN.S32.F32 q14, q14 VCVTN.S32.F32 q15, q15 VDUP.16 q0, d13[2] // output_zero_point VQMOVN.S32 d16, q8 VQMOVN.S32 d17, q9 VQMOVN.S32 d18, q10 VQMOVN.S32 d19, q11 VQMOVN.S32 d20, q12 VQMOVN.S32 d21, q13 VQMOVN.S32 d22, q14 VQMOVN.S32 d23, q15 VQADD.S16 q8, q8, q0 VQADD.S16 q9, q9, q0 VQADD.S16 q10, q10, q0 VQADD.S16 q11, q11, q0 VDUP.8 q12, d13[6] // output_min VQMOVN.S16 d0, q8 VQMOVN.S16 d1, q9 VQMOVN.S16 d2, q10 VQMOVN.S16 d3, q11 VDUP.8 q13, d13[7] // output_max VMAX.S8 q0, q0, q12 VMAX.S8 q1, q1, q12 SUBS r1, r1, 8 VMIN.S8 q0, q0, q13 VMIN.S8 q1, q1, q13 # Store full 4 x 8 BLO 4f VST1.8 {d0}, [r11], r7 SUB r3, r3, r2 VST1.8 {d1}, [r4], r7 SUB r12, r12, r2 VST1.8 {d2}, [r8], r7 SUB r10, r10, r2 VST1.8 {d3}, [r6], r7 SUB r0, r0, r2 BHI 0b VPOP {d8-d13} POP {r4, r5, r6, r7, r8, r9, r10, r11} BX lr # Remainder- 4 bytes of A .p2align 3 3: VLD1.32 {d0[0]}, [r3]! // A0 VLD1.32 {q2}, [r9]! // B0 VLD1.32 {d1[0]}, [r12]! // A1 VLD1.32 {q3}, [r9]! // B1 VLD1.32 {d2[0]}, [r10]! // A2 VLD1.32 {d3[0]}, [r0]! // A3 VSDOT.S8 q8, q2, d0[0] VSDOT.S8 q9, q3, d0[0] VSDOT.S8 q10, q2, d1[0] VSDOT.S8 q11, q3, d1[0] VSDOT.S8 q12, q2, d2[0] VSDOT.S8 q13, q3, d2[0] VSDOT.S8 q14, q2, d3[0] VSDOT.S8 q15, q3, d3[0] B 2b # Store odd width .p2align 3 4: TST r1, 4 BEQ 5f VST1.32 {d0[0]}, [r11]! VST1.32 {d1[0]}, [r4]! VST1.32 {d2[0]}, [r8]! VST1.32 {d3[0]}, [r6]! VEXT.8 q0, q0, q0, 4 VEXT.8 q1, q1, q1, 4 5: TST r1, 2 BEQ 6f VST1.16 {d0[0]}, [r11]! VST1.16 {d1[0]}, [r4]! VST1.16 {d2[0]}, [r8]! VST1.16 {d3[0]}, [r6]! VEXT.8 q0, q0, q0, 2 VEXT.8 q1, q1, q1, 2 6: TST r1, 1 BEQ 7f VST1.8 {d0[0]}, [r11] VST1.8 {d1[0]}, [r4] VST1.8 {d2[0]}, [r8] VST1.8 {d3[0]}, [r6] 7: VPOP {d8-d13} POP {r4, r5, r6, r7, r8, r9, r10, r11} BX lr END_FUNCTION xnn_${DATATYPE_SPEC}_gemm_minmax_${REQUANTIZATION.lower()}_ukernel_4x8c4__asm_aarch32_neondot_ld64 #endif // __APPLE__ #ifdef __ELF__ .section ".note.GNU-stack","",%progbits #endif