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10 #include <assert.h>
11
12 #include <immintrin.h>
13
14 #include <xnnpack/common.h>
15 #include <xnnpack/vunary.h>
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17
xnn_f32_vsigmoid_ukernel__avx_rr2_p5_div_x64(size_t n,const float * x,float * y,const union xnn_f32_sigmoid_params params[restrict XNN_MIN_ELEMENTS (1)])18 void xnn_f32_vsigmoid_ukernel__avx_rr2_p5_div_x64(
19 size_t n,
20 const float* x,
21 float* y,
22 const union xnn_f32_sigmoid_params params[restrict XNN_MIN_ELEMENTS(1)])
23 {
24 assert(n % sizeof(float) == 0);
25
26 const __m256 vsign_mask = _mm256_load_ps(params->avx_rr2_p5.sign_mask);
27 const __m256 vmagic_bias = _mm256_load_ps(params->avx_rr2_p5.magic_bias);
28 const __m256 vlog2e = _mm256_load_ps(params->avx_rr2_p5.log2e);
29 const __m256 vminus_ln2_hi = _mm256_load_ps(params->avx_rr2_p5.minus_ln2_hi);
30 const __m256 vminus_ln2_lo = _mm256_load_ps(params->avx_rr2_p5.minus_ln2_lo);
31 const __m256 vc5 = _mm256_load_ps(params->avx_rr2_p5.c5);
32 const __m256 vc4 = _mm256_load_ps(params->avx_rr2_p5.c4);
33 const __m256 vc3 = _mm256_load_ps(params->avx_rr2_p5.c3);
34 const __m256 vc2 = _mm256_load_ps(params->avx_rr2_p5.c2);
35 const __m256 vc1 = _mm256_load_ps(params->avx_rr2_p5.c1);
36 const __m256 vone = _mm256_load_ps(params->avx_rr2_p5.one);
37 const __m256 vdenorm_cutoff = _mm256_load_ps(params->avx_rr2_p5.denorm_cutoff);
38
39 for (; n >= 64 * sizeof(float); n -= 64 * sizeof(float)) {
40 const __m256 vx0 = _mm256_loadu_ps(x);
41 const __m256 vx1 = _mm256_loadu_ps(x + 8);
42 const __m256 vx2 = _mm256_loadu_ps(x + 16);
43 const __m256 vx3 = _mm256_loadu_ps(x + 24);
44 const __m256 vx4 = _mm256_loadu_ps(x + 32);
45 const __m256 vx5 = _mm256_loadu_ps(x + 40);
46 const __m256 vx6 = _mm256_loadu_ps(x + 48);
47 const __m256 vx7 = _mm256_loadu_ps(x + 56);
48 x += 64;
49
50 const __m256 vz0 = _mm256_or_ps(vx0, vsign_mask);
51 const __m256 vz1 = _mm256_or_ps(vx1, vsign_mask);
52 const __m256 vz2 = _mm256_or_ps(vx2, vsign_mask);
53 const __m256 vz3 = _mm256_or_ps(vx3, vsign_mask);
54 const __m256 vz4 = _mm256_or_ps(vx4, vsign_mask);
55 const __m256 vz5 = _mm256_or_ps(vx5, vsign_mask);
56 const __m256 vz6 = _mm256_or_ps(vx6, vsign_mask);
57 const __m256 vz7 = _mm256_or_ps(vx7, vsign_mask);
58
59 __m256 vn0 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vz0, vlog2e), vmagic_bias);
60 __m256 vn1 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vz1, vlog2e), vmagic_bias);
61 __m256 vn2 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vz2, vlog2e), vmagic_bias);
62 __m256 vn3 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vz3, vlog2e), vmagic_bias);
63 __m256 vn4 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vz4, vlog2e), vmagic_bias);
64 __m256 vn5 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vz5, vlog2e), vmagic_bias);
65 __m256 vn6 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vz6, vlog2e), vmagic_bias);
66 __m256 vn7 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vz7, vlog2e), vmagic_bias);
67
68 const __m128 vs_lo0 = _mm_castsi128_ps(_mm_slli_epi32(_mm_castps_si128(_mm256_castps256_ps128(vn0)), 23));
69 const __m128 vs_hi0 = _mm_castsi128_ps(_mm_slli_epi32(_mm_castps_si128(_mm256_extractf128_ps(vn0, 1)), 23));
70 const __m256 vs0 = _mm256_insertf128_ps(_mm256_castps128_ps256(vs_lo0), vs_hi0, 1);
71 const __m128 vs_lo1 = _mm_castsi128_ps(_mm_slli_epi32(_mm_castps_si128(_mm256_castps256_ps128(vn1)), 23));
72 const __m128 vs_hi1 = _mm_castsi128_ps(_mm_slli_epi32(_mm_castps_si128(_mm256_extractf128_ps(vn1, 1)), 23));
73 const __m256 vs1 = _mm256_insertf128_ps(_mm256_castps128_ps256(vs_lo1), vs_hi1, 1);
74 const __m128 vs_lo2 = _mm_castsi128_ps(_mm_slli_epi32(_mm_castps_si128(_mm256_castps256_ps128(vn2)), 23));
75 const __m128 vs_hi2 = _mm_castsi128_ps(_mm_slli_epi32(_mm_castps_si128(_mm256_extractf128_ps(vn2, 1)), 23));
76 const __m256 vs2 = _mm256_insertf128_ps(_mm256_castps128_ps256(vs_lo2), vs_hi2, 1);
77 const __m128 vs_lo3 = _mm_castsi128_ps(_mm_slli_epi32(_mm_castps_si128(_mm256_castps256_ps128(vn3)), 23));
78 const __m128 vs_hi3 = _mm_castsi128_ps(_mm_slli_epi32(_mm_castps_si128(_mm256_extractf128_ps(vn3, 1)), 23));
79 const __m256 vs3 = _mm256_insertf128_ps(_mm256_castps128_ps256(vs_lo3), vs_hi3, 1);
80 const __m128 vs_lo4 = _mm_castsi128_ps(_mm_slli_epi32(_mm_castps_si128(_mm256_castps256_ps128(vn4)), 23));
81 const __m128 vs_hi4 = _mm_castsi128_ps(_mm_slli_epi32(_mm_castps_si128(_mm256_extractf128_ps(vn4, 1)), 23));
82 const __m256 vs4 = _mm256_insertf128_ps(_mm256_castps128_ps256(vs_lo4), vs_hi4, 1);
83 const __m128 vs_lo5 = _mm_castsi128_ps(_mm_slli_epi32(_mm_castps_si128(_mm256_castps256_ps128(vn5)), 23));
84 const __m128 vs_hi5 = _mm_castsi128_ps(_mm_slli_epi32(_mm_castps_si128(_mm256_extractf128_ps(vn5, 1)), 23));
85 const __m256 vs5 = _mm256_insertf128_ps(_mm256_castps128_ps256(vs_lo5), vs_hi5, 1);
86 const __m128 vs_lo6 = _mm_castsi128_ps(_mm_slli_epi32(_mm_castps_si128(_mm256_castps256_ps128(vn6)), 23));
87 const __m128 vs_hi6 = _mm_castsi128_ps(_mm_slli_epi32(_mm_castps_si128(_mm256_extractf128_ps(vn6, 1)), 23));
88 const __m256 vs6 = _mm256_insertf128_ps(_mm256_castps128_ps256(vs_lo6), vs_hi6, 1);
89 const __m128 vs_lo7 = _mm_castsi128_ps(_mm_slli_epi32(_mm_castps_si128(_mm256_castps256_ps128(vn7)), 23));
90 const __m128 vs_hi7 = _mm_castsi128_ps(_mm_slli_epi32(_mm_castps_si128(_mm256_extractf128_ps(vn7, 1)), 23));
91 const __m256 vs7 = _mm256_insertf128_ps(_mm256_castps128_ps256(vs_lo7), vs_hi7, 1);
92
93 vn0 = _mm256_sub_ps(vn0, vmagic_bias);
94 vn1 = _mm256_sub_ps(vn1, vmagic_bias);
95 vn2 = _mm256_sub_ps(vn2, vmagic_bias);
96 vn3 = _mm256_sub_ps(vn3, vmagic_bias);
97 vn4 = _mm256_sub_ps(vn4, vmagic_bias);
98 vn5 = _mm256_sub_ps(vn5, vmagic_bias);
99 vn6 = _mm256_sub_ps(vn6, vmagic_bias);
100 vn7 = _mm256_sub_ps(vn7, vmagic_bias);
101
102 __m256 vt0 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vn0, vminus_ln2_hi), vz0);
103 __m256 vt1 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vn1, vminus_ln2_hi), vz1);
104 __m256 vt2 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vn2, vminus_ln2_hi), vz2);
105 __m256 vt3 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vn3, vminus_ln2_hi), vz3);
106 __m256 vt4 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vn4, vminus_ln2_hi), vz4);
107 __m256 vt5 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vn5, vminus_ln2_hi), vz5);
108 __m256 vt6 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vn6, vminus_ln2_hi), vz6);
109 __m256 vt7 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vn7, vminus_ln2_hi), vz7);
110
111 vt0 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vn0, vminus_ln2_lo), vt0);
112 vt1 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vn1, vminus_ln2_lo), vt1);
113 vt2 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vn2, vminus_ln2_lo), vt2);
114 vt3 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vn3, vminus_ln2_lo), vt3);
115 vt4 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vn4, vminus_ln2_lo), vt4);
116 vt5 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vn5, vminus_ln2_lo), vt5);
117 vt6 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vn6, vminus_ln2_lo), vt6);
118 vt7 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vn7, vminus_ln2_lo), vt7);
119
120 __m256 vp0 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vc5, vt0), vc4);
121 __m256 vp1 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vc5, vt1), vc4);
122 __m256 vp2 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vc5, vt2), vc4);
123 __m256 vp3 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vc5, vt3), vc4);
124 __m256 vp4 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vc5, vt4), vc4);
125 __m256 vp5 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vc5, vt5), vc4);
126 __m256 vp6 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vc5, vt6), vc4);
127 __m256 vp7 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vc5, vt7), vc4);
128
129 vp0 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vp0, vt0), vc3);
130 vp1 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vp1, vt1), vc3);
131 vp2 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vp2, vt2), vc3);
132 vp3 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vp3, vt3), vc3);
133 vp4 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vp4, vt4), vc3);
134 vp5 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vp5, vt5), vc3);
135 vp6 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vp6, vt6), vc3);
136 vp7 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vp7, vt7), vc3);
137
138 vp0 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vp0, vt0), vc2);
139 vp1 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vp1, vt1), vc2);
140 vp2 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vp2, vt2), vc2);
141 vp3 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vp3, vt3), vc2);
142 vp4 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vp4, vt4), vc2);
143 vp5 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vp5, vt5), vc2);
144 vp6 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vp6, vt6), vc2);
145 vp7 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vp7, vt7), vc2);
146
147 vp0 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vp0, vt0), vc1);
148 vp1 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vp1, vt1), vc1);
149 vp2 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vp2, vt2), vc1);
150 vp3 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vp3, vt3), vc1);
151 vp4 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vp4, vt4), vc1);
152 vp5 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vp5, vt5), vc1);
153 vp6 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vp6, vt6), vc1);
154 vp7 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vp7, vt7), vc1);
155
156 vt0 = _mm256_mul_ps(vt0, vs0);
157 vt1 = _mm256_mul_ps(vt1, vs1);
158 vt2 = _mm256_mul_ps(vt2, vs2);
159 vt3 = _mm256_mul_ps(vt3, vs3);
160 vt4 = _mm256_mul_ps(vt4, vs4);
161 vt5 = _mm256_mul_ps(vt5, vs5);
162 vt6 = _mm256_mul_ps(vt6, vs6);
163 vt7 = _mm256_mul_ps(vt7, vs7);
164
165 const __m256 ve0 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vt0, vp0), vs0);
166 const __m256 ve1 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vt1, vp1), vs1);
167 const __m256 ve2 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vt2, vp2), vs2);
168 const __m256 ve3 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vt3, vp3), vs3);
169 const __m256 ve4 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vt4, vp4), vs4);
170 const __m256 ve5 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vt5, vp5), vs5);
171 const __m256 ve6 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vt6, vp6), vs6);
172 const __m256 ve7 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vt7, vp7), vs7);
173
174 const __m256 vd0 = _mm256_add_ps(ve0, vone);
175 const __m256 vd1 = _mm256_add_ps(ve1, vone);
176 const __m256 vd2 = _mm256_add_ps(ve2, vone);
177 const __m256 vd3 = _mm256_add_ps(ve3, vone);
178 const __m256 vd4 = _mm256_add_ps(ve4, vone);
179 const __m256 vd5 = _mm256_add_ps(ve5, vone);
180 const __m256 vd6 = _mm256_add_ps(ve6, vone);
181 const __m256 vd7 = _mm256_add_ps(ve7, vone);
182
183 __m256 vf0 = _mm256_div_ps(ve0, vd0);
184 __m256 vf1 = _mm256_div_ps(ve1, vd1);
185 __m256 vf2 = _mm256_div_ps(ve2, vd2);
186 __m256 vf3 = _mm256_div_ps(ve3, vd3);
187 __m256 vf4 = _mm256_div_ps(ve4, vd4);
188 __m256 vf5 = _mm256_div_ps(ve5, vd5);
189 __m256 vf6 = _mm256_div_ps(ve6, vd6);
190 __m256 vf7 = _mm256_div_ps(ve7, vd7);
191
192 vf0 = _mm256_andnot_ps(_mm256_cmp_ps(vz0, vdenorm_cutoff, _CMP_LT_OS), vf0);
193 vf1 = _mm256_andnot_ps(_mm256_cmp_ps(vz1, vdenorm_cutoff, _CMP_LT_OS), vf1);
194 vf2 = _mm256_andnot_ps(_mm256_cmp_ps(vz2, vdenorm_cutoff, _CMP_LT_OS), vf2);
195 vf3 = _mm256_andnot_ps(_mm256_cmp_ps(vz3, vdenorm_cutoff, _CMP_LT_OS), vf3);
196 vf4 = _mm256_andnot_ps(_mm256_cmp_ps(vz4, vdenorm_cutoff, _CMP_LT_OS), vf4);
197 vf5 = _mm256_andnot_ps(_mm256_cmp_ps(vz5, vdenorm_cutoff, _CMP_LT_OS), vf5);
198 vf6 = _mm256_andnot_ps(_mm256_cmp_ps(vz6, vdenorm_cutoff, _CMP_LT_OS), vf6);
199 vf7 = _mm256_andnot_ps(_mm256_cmp_ps(vz7, vdenorm_cutoff, _CMP_LT_OS), vf7);
200
201 vf0 = _mm256_blendv_ps(_mm256_sub_ps(vone, vf0), vf0, vx0);
202 vf1 = _mm256_blendv_ps(_mm256_sub_ps(vone, vf1), vf1, vx1);
203 vf2 = _mm256_blendv_ps(_mm256_sub_ps(vone, vf2), vf2, vx2);
204 vf3 = _mm256_blendv_ps(_mm256_sub_ps(vone, vf3), vf3, vx3);
205 vf4 = _mm256_blendv_ps(_mm256_sub_ps(vone, vf4), vf4, vx4);
206 vf5 = _mm256_blendv_ps(_mm256_sub_ps(vone, vf5), vf5, vx5);
207 vf6 = _mm256_blendv_ps(_mm256_sub_ps(vone, vf6), vf6, vx6);
208 vf7 = _mm256_blendv_ps(_mm256_sub_ps(vone, vf7), vf7, vx7);
209
210 _mm256_storeu_ps(y, vf0);
211 _mm256_storeu_ps(y + 8, vf1);
212 _mm256_storeu_ps(y + 16, vf2);
213 _mm256_storeu_ps(y + 24, vf3);
214 _mm256_storeu_ps(y + 32, vf4);
215 _mm256_storeu_ps(y + 40, vf5);
216 _mm256_storeu_ps(y + 48, vf6);
217 _mm256_storeu_ps(y + 56, vf7);
218 y += 64;
219 }
220 for (; n >= 8 * sizeof(float); n -= 8 * sizeof(float)) {
221 const __m256 vx = _mm256_loadu_ps(x);
222 x += 8;
223
224 const __m256 vz = _mm256_or_ps(vx, vsign_mask);
225
226 __m256 vn = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vz, vlog2e), vmagic_bias);
227
228 const __m128 vs_lo = _mm_castsi128_ps(_mm_slli_epi32(_mm_castps_si128(_mm256_castps256_ps128(vn)), 23));
229 const __m128 vs_hi = _mm_castsi128_ps(_mm_slli_epi32(_mm_castps_si128(_mm256_extractf128_ps(vn, 1)), 23));
230 const __m256 vs = _mm256_insertf128_ps(_mm256_castps128_ps256(vs_lo), vs_hi, 1);
231
232 vn = _mm256_sub_ps(vn, vmagic_bias);
233
234 __m256 vt = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vn, vminus_ln2_hi), vz);
235 vt = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vn, vminus_ln2_lo), vt);
236
237 __m256 vp = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vc5, vt), vc4);
238 vp = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vp, vt), vc3);
239 vp = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vp, vt), vc2);
240 vp = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vp, vt), vc1);
241
242 vt = _mm256_mul_ps(vt, vs);
243 const __m256 ve = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vt, vp), vs);
244
245 const __m256 vd = _mm256_add_ps(ve, vone);
246 __m256 vf = _mm256_div_ps(ve, vd);
247
248 vf = _mm256_andnot_ps(_mm256_cmp_ps(vz, vdenorm_cutoff, _CMP_LT_OS), vf);
249 vf = _mm256_blendv_ps(_mm256_sub_ps(vone, vf), vf, vx);
250
251 _mm256_storeu_ps(y, vf);
252 y += 8;
253 }
254 if XNN_UNLIKELY(n != 0) {
255 assert(n >= 1 * sizeof(float));
256 assert(n <= 7 * sizeof(float));
257 const __m256i vmask = _mm256_loadu_si256((const __m256i*) ((uintptr_t) ¶ms->avx_rr2_p5.mask_table[7] - n));
258
259 const __m256 vx = _mm256_maskload_ps(x, vmask);
260
261 const __m256 vz = _mm256_or_ps(vx, vsign_mask);
262
263 __m256 vn = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vz, vlog2e), vmagic_bias);
264 const __m128 vs_lo = _mm_castsi128_ps(_mm_slli_epi32(_mm_castps_si128(_mm256_castps256_ps128(vn)), 23));
265 const __m128 vs_hi = _mm_castsi128_ps(_mm_slli_epi32(_mm_castps_si128(_mm256_extractf128_ps(vn, 1)), 23));
266 const __m256 vs = _mm256_insertf128_ps(_mm256_castps128_ps256(vs_lo), vs_hi, 1);
267
268 vn = _mm256_sub_ps(vn, vmagic_bias);
269
270 __m256 vt = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vn, vminus_ln2_hi), vz);
271 vt = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vn, vminus_ln2_lo), vt);
272
273 __m256 vp = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vc5, vt), vc4);
274 vp = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vp, vt), vc3);
275 vp = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vp, vt), vc2);
276 vp = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vp, vt), vc1);
277
278 vt = _mm256_mul_ps(vt, vs);
279 const __m256 ve = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(vt, vp), vs);
280
281 const __m256 vd = _mm256_add_ps(ve, vone);
282 __m256 vf = _mm256_div_ps(ve, vd);
283
284 vf = _mm256_andnot_ps(_mm256_cmp_ps(vz, vdenorm_cutoff, _CMP_LT_OS), vf);
285 vf = _mm256_blendv_ps(_mm256_sub_ps(vone, vf), vf, vx);
286
287 __m128 vf_lo = _mm256_castps256_ps128(vf);
288 if (n & (4 * sizeof(float))) {
289 _mm_storeu_ps(y, vf_lo);
290 vf_lo = _mm256_extractf128_ps(vf, 1);
291 y += 4;
292 }
293 if (n & (2 * sizeof(float))) {
294 _mm_storel_pi((__m64*) y, vf_lo);
295 vf_lo = _mm_movehl_ps(vf_lo, vf_lo);
296 y += 2;
297 }
298 if (n & (1 * sizeof(float))) {
299 _mm_store_ss(y, vf_lo);
300 }
301 }
302 }
303