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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__avx2_rr1_p5_nr2fma_x72(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__avx2_rr1_p5_nr2fma_x72(
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->avx2_rr1_p5.sign_mask);
27 const __m256 vmagic_bias = _mm256_load_ps(params->avx2_rr1_p5.magic_bias);
28 const __m256 vlog2e = _mm256_load_ps(params->avx2_rr1_p5.log2e);
29 const __m256 vminus_ln2 = _mm256_load_ps(params->avx2_rr1_p5.minus_ln2);
30 const __m256 vc5 = _mm256_load_ps(params->avx2_rr1_p5.c5);
31 const __m256 vc4 = _mm256_load_ps(params->avx2_rr1_p5.c4);
32 const __m256 vc3 = _mm256_load_ps(params->avx2_rr1_p5.c3);
33 const __m256 vc2 = _mm256_load_ps(params->avx2_rr1_p5.c2);
34 const __m256 vc1 = _mm256_load_ps(params->avx2_rr1_p5.c1);
35 const __m256 vone = _mm256_load_ps(params->avx2_rr1_p5.one);
36 const __m256 vdenorm_cutoff = _mm256_load_ps(params->avx2_rr1_p5.denorm_cutoff);
37
38 for (; n >= 72 * sizeof(float); n -= 72 * sizeof(float)) {
39 const __m256 vx0 = _mm256_loadu_ps(x);
40 const __m256 vx1 = _mm256_loadu_ps(x + 8);
41 const __m256 vx2 = _mm256_loadu_ps(x + 16);
42 const __m256 vx3 = _mm256_loadu_ps(x + 24);
43 const __m256 vx4 = _mm256_loadu_ps(x + 32);
44 const __m256 vx5 = _mm256_loadu_ps(x + 40);
45 const __m256 vx6 = _mm256_loadu_ps(x + 48);
46 const __m256 vx7 = _mm256_loadu_ps(x + 56);
47 const __m256 vx8 = _mm256_loadu_ps(x + 64);
48 x += 72;
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 const __m256 vz8 = _mm256_or_ps(vx8, vsign_mask);
59
60 __m256 vn0 = _mm256_fmadd_ps(vz0, vlog2e, vmagic_bias);
61 __m256 vn1 = _mm256_fmadd_ps(vz1, vlog2e, vmagic_bias);
62 __m256 vn2 = _mm256_fmadd_ps(vz2, vlog2e, vmagic_bias);
63 __m256 vn3 = _mm256_fmadd_ps(vz3, vlog2e, vmagic_bias);
64 __m256 vn4 = _mm256_fmadd_ps(vz4, vlog2e, vmagic_bias);
65 __m256 vn5 = _mm256_fmadd_ps(vz5, vlog2e, vmagic_bias);
66 __m256 vn6 = _mm256_fmadd_ps(vz6, vlog2e, vmagic_bias);
67 __m256 vn7 = _mm256_fmadd_ps(vz7, vlog2e, vmagic_bias);
68 __m256 vn8 = _mm256_fmadd_ps(vz8, vlog2e, vmagic_bias);
69
70 const __m256 vs0 = _mm256_castsi256_ps(_mm256_slli_epi32(_mm256_castps_si256(vn0), 23));
71 const __m256 vs1 = _mm256_castsi256_ps(_mm256_slli_epi32(_mm256_castps_si256(vn1), 23));
72 const __m256 vs2 = _mm256_castsi256_ps(_mm256_slli_epi32(_mm256_castps_si256(vn2), 23));
73 const __m256 vs3 = _mm256_castsi256_ps(_mm256_slli_epi32(_mm256_castps_si256(vn3), 23));
74 const __m256 vs4 = _mm256_castsi256_ps(_mm256_slli_epi32(_mm256_castps_si256(vn4), 23));
75 const __m256 vs5 = _mm256_castsi256_ps(_mm256_slli_epi32(_mm256_castps_si256(vn5), 23));
76 const __m256 vs6 = _mm256_castsi256_ps(_mm256_slli_epi32(_mm256_castps_si256(vn6), 23));
77 const __m256 vs7 = _mm256_castsi256_ps(_mm256_slli_epi32(_mm256_castps_si256(vn7), 23));
78 const __m256 vs8 = _mm256_castsi256_ps(_mm256_slli_epi32(_mm256_castps_si256(vn8), 23));
79
80 vn0 = _mm256_sub_ps(vn0, vmagic_bias);
81 vn1 = _mm256_sub_ps(vn1, vmagic_bias);
82 vn2 = _mm256_sub_ps(vn2, vmagic_bias);
83 vn3 = _mm256_sub_ps(vn3, vmagic_bias);
84 vn4 = _mm256_sub_ps(vn4, vmagic_bias);
85 vn5 = _mm256_sub_ps(vn5, vmagic_bias);
86 vn6 = _mm256_sub_ps(vn6, vmagic_bias);
87 vn7 = _mm256_sub_ps(vn7, vmagic_bias);
88 vn8 = _mm256_sub_ps(vn8, vmagic_bias);
89
90 __m256 vt0 = _mm256_fmadd_ps(vn0, vminus_ln2, vz0);
91 __m256 vt1 = _mm256_fmadd_ps(vn1, vminus_ln2, vz1);
92 __m256 vt2 = _mm256_fmadd_ps(vn2, vminus_ln2, vz2);
93 __m256 vt3 = _mm256_fmadd_ps(vn3, vminus_ln2, vz3);
94 __m256 vt4 = _mm256_fmadd_ps(vn4, vminus_ln2, vz4);
95 __m256 vt5 = _mm256_fmadd_ps(vn5, vminus_ln2, vz5);
96 __m256 vt6 = _mm256_fmadd_ps(vn6, vminus_ln2, vz6);
97 __m256 vt7 = _mm256_fmadd_ps(vn7, vminus_ln2, vz7);
98 __m256 vt8 = _mm256_fmadd_ps(vn8, vminus_ln2, vz8);
99
100 __m256 vp0 = _mm256_fmadd_ps(vc5, vt0, vc4);
101 __m256 vp1 = _mm256_fmadd_ps(vc5, vt1, vc4);
102 __m256 vp2 = _mm256_fmadd_ps(vc5, vt2, vc4);
103 __m256 vp3 = _mm256_fmadd_ps(vc5, vt3, vc4);
104 __m256 vp4 = _mm256_fmadd_ps(vc5, vt4, vc4);
105 __m256 vp5 = _mm256_fmadd_ps(vc5, vt5, vc4);
106 __m256 vp6 = _mm256_fmadd_ps(vc5, vt6, vc4);
107 __m256 vp7 = _mm256_fmadd_ps(vc5, vt7, vc4);
108 __m256 vp8 = _mm256_fmadd_ps(vc5, vt8, vc4);
109
110 vp0 = _mm256_fmadd_ps(vp0, vt0, vc3);
111 vp1 = _mm256_fmadd_ps(vp1, vt1, vc3);
112 vp2 = _mm256_fmadd_ps(vp2, vt2, vc3);
113 vp3 = _mm256_fmadd_ps(vp3, vt3, vc3);
114 vp4 = _mm256_fmadd_ps(vp4, vt4, vc3);
115 vp5 = _mm256_fmadd_ps(vp5, vt5, vc3);
116 vp6 = _mm256_fmadd_ps(vp6, vt6, vc3);
117 vp7 = _mm256_fmadd_ps(vp7, vt7, vc3);
118 vp8 = _mm256_fmadd_ps(vp8, vt8, vc3);
119
120 vp0 = _mm256_fmadd_ps(vp0, vt0, vc2);
121 vp1 = _mm256_fmadd_ps(vp1, vt1, vc2);
122 vp2 = _mm256_fmadd_ps(vp2, vt2, vc2);
123 vp3 = _mm256_fmadd_ps(vp3, vt3, vc2);
124 vp4 = _mm256_fmadd_ps(vp4, vt4, vc2);
125 vp5 = _mm256_fmadd_ps(vp5, vt5, vc2);
126 vp6 = _mm256_fmadd_ps(vp6, vt6, vc2);
127 vp7 = _mm256_fmadd_ps(vp7, vt7, vc2);
128 vp8 = _mm256_fmadd_ps(vp8, vt8, vc2);
129
130 vp0 = _mm256_fmadd_ps(vp0, vt0, vc1);
131 vp1 = _mm256_fmadd_ps(vp1, vt1, vc1);
132 vp2 = _mm256_fmadd_ps(vp2, vt2, vc1);
133 vp3 = _mm256_fmadd_ps(vp3, vt3, vc1);
134 vp4 = _mm256_fmadd_ps(vp4, vt4, vc1);
135 vp5 = _mm256_fmadd_ps(vp5, vt5, vc1);
136 vp6 = _mm256_fmadd_ps(vp6, vt6, vc1);
137 vp7 = _mm256_fmadd_ps(vp7, vt7, vc1);
138 vp8 = _mm256_fmadd_ps(vp8, vt8, vc1);
139
140 vt0 = _mm256_mul_ps(vt0, vs0);
141 vt1 = _mm256_mul_ps(vt1, vs1);
142 vt2 = _mm256_mul_ps(vt2, vs2);
143 vt3 = _mm256_mul_ps(vt3, vs3);
144 vt4 = _mm256_mul_ps(vt4, vs4);
145 vt5 = _mm256_mul_ps(vt5, vs5);
146 vt6 = _mm256_mul_ps(vt6, vs6);
147 vt7 = _mm256_mul_ps(vt7, vs7);
148 vt8 = _mm256_mul_ps(vt8, vs8);
149
150 const __m256 ve0 = _mm256_fmadd_ps(vt0, vp0, vs0);
151 const __m256 ve1 = _mm256_fmadd_ps(vt1, vp1, vs1);
152 const __m256 ve2 = _mm256_fmadd_ps(vt2, vp2, vs2);
153 const __m256 ve3 = _mm256_fmadd_ps(vt3, vp3, vs3);
154 const __m256 ve4 = _mm256_fmadd_ps(vt4, vp4, vs4);
155 const __m256 ve5 = _mm256_fmadd_ps(vt5, vp5, vs5);
156 const __m256 ve6 = _mm256_fmadd_ps(vt6, vp6, vs6);
157 const __m256 ve7 = _mm256_fmadd_ps(vt7, vp7, vs7);
158 const __m256 ve8 = _mm256_fmadd_ps(vt8, vp8, vs8);
159
160 const __m256 vd0 = _mm256_add_ps(ve0, vone);
161 const __m256 vd1 = _mm256_add_ps(ve1, vone);
162 const __m256 vd2 = _mm256_add_ps(ve2, vone);
163 const __m256 vd3 = _mm256_add_ps(ve3, vone);
164 const __m256 vd4 = _mm256_add_ps(ve4, vone);
165 const __m256 vd5 = _mm256_add_ps(ve5, vone);
166 const __m256 vd6 = _mm256_add_ps(ve6, vone);
167 const __m256 vd7 = _mm256_add_ps(ve7, vone);
168 const __m256 vd8 = _mm256_add_ps(ve8, vone);
169
170 __m256 vr0 = _mm256_rcp_ps(vd0);
171 __m256 vr1 = _mm256_rcp_ps(vd1);
172 __m256 vr2 = _mm256_rcp_ps(vd2);
173 __m256 vr3 = _mm256_rcp_ps(vd3);
174 __m256 vr4 = _mm256_rcp_ps(vd4);
175 __m256 vr5 = _mm256_rcp_ps(vd5);
176 __m256 vr6 = _mm256_rcp_ps(vd6);
177 __m256 vr7 = _mm256_rcp_ps(vd7);
178 __m256 vr8 = _mm256_rcp_ps(vd8);
179
180 vr0 = _mm256_fmadd_ps(_mm256_fnmadd_ps(vr0, vd0, vone), vr0, vr0);
181 vr1 = _mm256_fmadd_ps(_mm256_fnmadd_ps(vr1, vd1, vone), vr1, vr1);
182 vr2 = _mm256_fmadd_ps(_mm256_fnmadd_ps(vr2, vd2, vone), vr2, vr2);
183 vr3 = _mm256_fmadd_ps(_mm256_fnmadd_ps(vr3, vd3, vone), vr3, vr3);
184 vr4 = _mm256_fmadd_ps(_mm256_fnmadd_ps(vr4, vd4, vone), vr4, vr4);
185 vr5 = _mm256_fmadd_ps(_mm256_fnmadd_ps(vr5, vd5, vone), vr5, vr5);
186 vr6 = _mm256_fmadd_ps(_mm256_fnmadd_ps(vr6, vd6, vone), vr6, vr6);
187 vr7 = _mm256_fmadd_ps(_mm256_fnmadd_ps(vr7, vd7, vone), vr7, vr7);
188 vr8 = _mm256_fmadd_ps(_mm256_fnmadd_ps(vr8, vd8, vone), vr8, vr8);
189
190 vr0 = _mm256_fmadd_ps(_mm256_fnmadd_ps(vr0, vd0, vone), vr0, vr0);
191 vr1 = _mm256_fmadd_ps(_mm256_fnmadd_ps(vr1, vd1, vone), vr1, vr1);
192 vr2 = _mm256_fmadd_ps(_mm256_fnmadd_ps(vr2, vd2, vone), vr2, vr2);
193 vr3 = _mm256_fmadd_ps(_mm256_fnmadd_ps(vr3, vd3, vone), vr3, vr3);
194 vr4 = _mm256_fmadd_ps(_mm256_fnmadd_ps(vr4, vd4, vone), vr4, vr4);
195 vr5 = _mm256_fmadd_ps(_mm256_fnmadd_ps(vr5, vd5, vone), vr5, vr5);
196 vr6 = _mm256_fmadd_ps(_mm256_fnmadd_ps(vr6, vd6, vone), vr6, vr6);
197 vr7 = _mm256_fmadd_ps(_mm256_fnmadd_ps(vr7, vd7, vone), vr7, vr7);
198 vr8 = _mm256_fmadd_ps(_mm256_fnmadd_ps(vr8, vd8, vone), vr8, vr8);
199
200 __m256 vf0 = _mm256_mul_ps(ve0, vr0);
201 __m256 vf1 = _mm256_mul_ps(ve1, vr1);
202 __m256 vf2 = _mm256_mul_ps(ve2, vr2);
203 __m256 vf3 = _mm256_mul_ps(ve3, vr3);
204 __m256 vf4 = _mm256_mul_ps(ve4, vr4);
205 __m256 vf5 = _mm256_mul_ps(ve5, vr5);
206 __m256 vf6 = _mm256_mul_ps(ve6, vr6);
207 __m256 vf7 = _mm256_mul_ps(ve7, vr7);
208 __m256 vf8 = _mm256_mul_ps(ve8, vr8);
209
210 vf0 = _mm256_andnot_ps(_mm256_cmp_ps(vz0, vdenorm_cutoff, _CMP_LT_OS), vf0);
211 vf1 = _mm256_andnot_ps(_mm256_cmp_ps(vz1, vdenorm_cutoff, _CMP_LT_OS), vf1);
212 vf2 = _mm256_andnot_ps(_mm256_cmp_ps(vz2, vdenorm_cutoff, _CMP_LT_OS), vf2);
213 vf3 = _mm256_andnot_ps(_mm256_cmp_ps(vz3, vdenorm_cutoff, _CMP_LT_OS), vf3);
214 vf4 = _mm256_andnot_ps(_mm256_cmp_ps(vz4, vdenorm_cutoff, _CMP_LT_OS), vf4);
215 vf5 = _mm256_andnot_ps(_mm256_cmp_ps(vz5, vdenorm_cutoff, _CMP_LT_OS), vf5);
216 vf6 = _mm256_andnot_ps(_mm256_cmp_ps(vz6, vdenorm_cutoff, _CMP_LT_OS), vf6);
217 vf7 = _mm256_andnot_ps(_mm256_cmp_ps(vz7, vdenorm_cutoff, _CMP_LT_OS), vf7);
218 vf8 = _mm256_andnot_ps(_mm256_cmp_ps(vz8, vdenorm_cutoff, _CMP_LT_OS), vf8);
219
220 vf0 = _mm256_blendv_ps(_mm256_sub_ps(vone, vf0), vf0, vx0);
221 vf1 = _mm256_blendv_ps(_mm256_sub_ps(vone, vf1), vf1, vx1);
222 vf2 = _mm256_blendv_ps(_mm256_sub_ps(vone, vf2), vf2, vx2);
223 vf3 = _mm256_blendv_ps(_mm256_sub_ps(vone, vf3), vf3, vx3);
224 vf4 = _mm256_blendv_ps(_mm256_sub_ps(vone, vf4), vf4, vx4);
225 vf5 = _mm256_blendv_ps(_mm256_sub_ps(vone, vf5), vf5, vx5);
226 vf6 = _mm256_blendv_ps(_mm256_sub_ps(vone, vf6), vf6, vx6);
227 vf7 = _mm256_blendv_ps(_mm256_sub_ps(vone, vf7), vf7, vx7);
228 vf8 = _mm256_blendv_ps(_mm256_sub_ps(vone, vf8), vf8, vx8);
229
230 _mm256_storeu_ps(y, vf0);
231 _mm256_storeu_ps(y + 8, vf1);
232 _mm256_storeu_ps(y + 16, vf2);
233 _mm256_storeu_ps(y + 24, vf3);
234 _mm256_storeu_ps(y + 32, vf4);
235 _mm256_storeu_ps(y + 40, vf5);
236 _mm256_storeu_ps(y + 48, vf6);
237 _mm256_storeu_ps(y + 56, vf7);
238 _mm256_storeu_ps(y + 64, vf8);
239 y += 72;
240 }
241 for (; n >= 8 * sizeof(float); n -= 8 * sizeof(float)) {
242 const __m256 vx = _mm256_loadu_ps(x);
243 x += 8;
244
245 const __m256 vz = _mm256_or_ps(vx, vsign_mask);
246
247 __m256 vn = _mm256_fmadd_ps(vz, vlog2e, vmagic_bias);
248 const __m256 vs = _mm256_castsi256_ps(_mm256_slli_epi32(_mm256_castps_si256(vn), 23));
249 vn = _mm256_sub_ps(vn, vmagic_bias);
250
251 __m256 vt = _mm256_fmadd_ps(vn, vminus_ln2, vz);
252
253 __m256 vp = _mm256_fmadd_ps(vc5, vt, vc4);
254 vp = _mm256_fmadd_ps(vp, vt, vc3);
255 vp = _mm256_fmadd_ps(vp, vt, vc2);
256 vp = _mm256_fmadd_ps(vp, vt, vc1);
257
258 vt = _mm256_mul_ps(vt, vs);
259 const __m256 ve = _mm256_fmadd_ps(vt, vp, vs);
260
261 const __m256 vd = _mm256_add_ps(ve, vone);
262 __m256 vr = _mm256_rcp_ps(vd);
263 vr = _mm256_fmadd_ps(_mm256_fnmadd_ps(vr, vd, vone), vr, vr);
264 vr = _mm256_fmadd_ps(_mm256_fnmadd_ps(vr, vd, vone), vr, vr);
265 __m256 vf = _mm256_mul_ps(ve, vr);
266
267 vf = _mm256_andnot_ps(_mm256_cmp_ps(vz, vdenorm_cutoff, _CMP_LT_OS), vf);
268 vf = _mm256_blendv_ps(_mm256_sub_ps(vone, vf), vf, vx);
269
270 _mm256_storeu_ps(y, vf);
271 y += 8;
272 }
273 if XNN_UNLIKELY(n != 0) {
274 assert(n >= 1 * sizeof(float));
275 assert(n <= 7 * sizeof(float));
276 const __m256i vmask = _mm256_loadu_si256((const __m256i*) ((uintptr_t) ¶ms->avx2_rr1_p5.mask_table[7] - n));
277
278 const __m256 vx = _mm256_maskload_ps(x, vmask);
279
280 const __m256 vz = _mm256_or_ps(vx, vsign_mask);
281
282 __m256 vn = _mm256_fmadd_ps(vz, vlog2e, vmagic_bias);
283 const __m256 vs = _mm256_castsi256_ps(_mm256_slli_epi32(_mm256_castps_si256(vn), 23));
284 vn = _mm256_sub_ps(vn, vmagic_bias);
285
286 __m256 vt = _mm256_fmadd_ps(vn, vminus_ln2, vz);
287
288 __m256 vp = _mm256_fmadd_ps(vc5, vt, vc4);
289 vp = _mm256_fmadd_ps(vp, vt, vc3);
290 vp = _mm256_fmadd_ps(vp, vt, vc2);
291 vp = _mm256_fmadd_ps(vp, vt, vc1);
292
293 vt = _mm256_mul_ps(vt, vs);
294 const __m256 ve = _mm256_fmadd_ps(vt, vp, vs);
295
296 const __m256 vd = _mm256_add_ps(ve, vone);
297 __m256 vr = _mm256_rcp_ps(vd);
298 vr = _mm256_fmadd_ps(_mm256_fnmadd_ps(vr, vd, vone), vr, vr);
299 vr = _mm256_fmadd_ps(_mm256_fnmadd_ps(vr, vd, vone), vr, vr);
300 __m256 vf = _mm256_mul_ps(ve, vr);
301
302 vf = _mm256_andnot_ps(_mm256_cmp_ps(vz, vdenorm_cutoff, _CMP_LT_OS), vf);
303 vf = _mm256_blendv_ps(_mm256_sub_ps(vone, vf), vf, vx);
304
305 __m128 vf_lo = _mm256_castps256_ps128(vf);
306 if (n & (4 * sizeof(float))) {
307 _mm_storeu_ps(y, vf_lo);
308 vf_lo = _mm256_extractf128_ps(vf, 1);
309 y += 4;
310 }
311 if (n & (2 * sizeof(float))) {
312 _mm_storel_pi((__m64*) y, vf_lo);
313 vf_lo = _mm_movehl_ps(vf_lo, vf_lo);
314 y += 2;
315 }
316 if (n & (1 * sizeof(float))) {
317 _mm_store_ss(y, vf_lo);
318 }
319 }
320 }
321