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synced 2025-01-13 05:50:10 +00:00
Add vectorized half-float conversion
We can't make the -4 versions inline, since we use ifuncs for them, so make vectorized versions. Test included.
This commit is contained in:
Matthias Clasen
parent
76f481eb7b
commit
155a4fac5c
@ -37,7 +37,7 @@ as_float (const guint x)
|
||||
// IEEE-754 16-bit floating-point format (without infinity): 1-5-10
|
||||
|
||||
static inline float
|
||||
half_to_float (const guint16 x)
|
||||
half_to_float_one (const guint16 x)
|
||||
{
|
||||
const guint e = (x&0x7C00)>>10; // exponent
|
||||
const guint m = (x&0x03FF)<<13; // mantissa
|
||||
@ -46,7 +46,7 @@ half_to_float (const guint16 x)
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline guint16
|
||||
float_to_half (const float x)
|
||||
float_to_half_one (const float x)
|
||||
{
|
||||
const guint b = as_uint(x)+0x00001000; // round-to-nearest-even
|
||||
const guint e = (b&0x7F800000)>>23; // exponent
|
||||
@ -58,20 +58,38 @@ void
|
||||
float_to_half4_c (const float f[4],
|
||||
guint16 h[4])
|
||||
{
|
||||
h[0] = float_to_half (f[0]);
|
||||
h[1] = float_to_half (f[1]);
|
||||
h[2] = float_to_half (f[2]);
|
||||
h[3] = float_to_half (f[3]);
|
||||
h[0] = float_to_half_one (f[0]);
|
||||
h[1] = float_to_half_one (f[1]);
|
||||
h[2] = float_to_half_one (f[2]);
|
||||
h[3] = float_to_half_one (f[3]);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void
|
||||
half_to_float4_c (const guint16 h[4],
|
||||
float f[4])
|
||||
{
|
||||
f[0] = half_to_float (h[0]);
|
||||
f[1] = half_to_float (h[1]);
|
||||
f[2] = half_to_float (h[2]);
|
||||
f[3] = half_to_float (h[3]);
|
||||
f[0] = half_to_float_one (h[0]);
|
||||
f[1] = half_to_float_one (h[1]);
|
||||
f[2] = half_to_float_one (h[2]);
|
||||
f[3] = half_to_float_one (h[3]);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void
|
||||
float_to_half_c (const float *f,
|
||||
guint16 *h,
|
||||
int n)
|
||||
{
|
||||
for (int i = 0; i < n; i++)
|
||||
h[i] = float_to_half_one (f[i]);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void
|
||||
half_to_float_c (const guint16 *h,
|
||||
float *f,
|
||||
int n)
|
||||
{
|
||||
for (int i = 0; i < n; i++)
|
||||
f[i] = half_to_float_one (h[i]);
|
||||
}
|
||||
|
||||
#ifdef HAVE_F16C
|
||||
@ -122,10 +140,30 @@ half_to_float4 (const guint16 h[4], float f[4])
|
||||
half_to_float4_c (h, f);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void
|
||||
float_to_half (const float *f, guint16 *h, int n)
|
||||
{
|
||||
if (have_f16c_msvc ())
|
||||
float_to_half_f16c (f, h, n);
|
||||
else
|
||||
float_to_half4_c (f, h, n);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void
|
||||
half_to_float (const guint16 *h, float *f, int n)
|
||||
{
|
||||
if (have_f16c_msvc ())
|
||||
half_to_float_f16c (h, f, n);
|
||||
else
|
||||
half_to_float_c (h, f, n);
|
||||
}
|
||||
|
||||
#else
|
||||
|
||||
void float_to_half4 (const float f[4], guint16 h[4]) __attribute__((ifunc ("resolve_float_to_half4")));
|
||||
void half_to_float4 (const guint16 h[4], float f[4]) __attribute__((ifunc ("resolve_half_to_float4")));
|
||||
void float_to_half (const float *f, guint16 *h, int n) __attribute__((ifunc ("resolve_float_to_half")));
|
||||
void half_to_float (const guint16 *h, float *f, int n) __attribute__((ifunc ("resolve_half_to_float")));
|
||||
|
||||
static void *
|
||||
resolve_float_to_half4 (void)
|
||||
@ -147,6 +185,26 @@ resolve_half_to_float4 (void)
|
||||
return half_to_float4_c;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void *
|
||||
resolve_float_to_half (void)
|
||||
{
|
||||
__builtin_cpu_init ();
|
||||
if (__builtin_cpu_supports ("f16c"))
|
||||
return float_to_half_f16c;
|
||||
else
|
||||
return float_to_half_c;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void *
|
||||
resolve_half_to_float (void)
|
||||
{
|
||||
__builtin_cpu_init ();
|
||||
if (__builtin_cpu_supports ("f16c"))
|
||||
return half_to_float_f16c;
|
||||
else
|
||||
return half_to_float_c;
|
||||
}
|
||||
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
#else /* ! HAVE_F16C */
|
||||
@ -168,10 +226,28 @@ half_to_float4 (const guint16 h[4],
|
||||
half_to_float4_c (h, f);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void
|
||||
float_to_half (const float *f,
|
||||
guint16 *h,
|
||||
int n)
|
||||
{
|
||||
float_to_half_c (f, h, n);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void
|
||||
half_to_float (const guint16 *h,
|
||||
float *f,
|
||||
int n)
|
||||
{
|
||||
half_to_float_c (h, f, n);
|
||||
}
|
||||
|
||||
#else
|
||||
|
||||
void float_to_half4 (const float f[4], guint16 h[4]) __attribute__((alias ("float_to_half4_c")));
|
||||
void half_to_float4 (const guint16 h[4], float f[4]) __attribute__((alias ("half_to_float4_c")));
|
||||
void float_to_half (const float *f, guint16 *h, int n) __attribute__((alias ("float_to_half_c")));
|
||||
void half_to_float (const guint16 *h, float *f, int n) __attribute__((alias ("half_to_float_c")));
|
||||
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
|
||||
@ -30,7 +30,6 @@
|
||||
#else
|
||||
#define CAST_M128I_P(a) (__m128i_u const *) a
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
void
|
||||
float_to_half4_f16c (const float f[4],
|
||||
guint16 h[4])
|
||||
@ -50,4 +49,74 @@ half_to_float4_f16c (const guint16 h[4],
|
||||
_mm_store_ps (f, s);
|
||||
}
|
||||
|
||||
#define ALIGNED(p, n) (GPOINTER_TO_UINT(p) % n == 0)
|
||||
void
|
||||
float_to_half_f16c (const float *f,
|
||||
guint16 *h,
|
||||
int n)
|
||||
{
|
||||
__m128 s;
|
||||
__m128i i;
|
||||
int j;
|
||||
const float *ff = f;
|
||||
guint16 *hh = h;
|
||||
|
||||
for (j = 0; j < n; j++)
|
||||
{
|
||||
if (ALIGNED (ff, 16) && ALIGNED (hh, 16))
|
||||
break;
|
||||
ff++;
|
||||
hh++;
|
||||
}
|
||||
|
||||
float_to_half_c (f, h, j);
|
||||
|
||||
for (; j + 4 < n; j += 4)
|
||||
{
|
||||
s = _mm_loadu_ps (ff);
|
||||
i = _mm_cvtps_ph (s, 0);
|
||||
_mm_storel_epi64 ((__m128i*)hh, i);
|
||||
ff += 4;
|
||||
hh += 4;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (j < n)
|
||||
float_to_half_c (ff, hh, n - j);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void
|
||||
half_to_float_f16c (const guint16 *h,
|
||||
float *f,
|
||||
int n)
|
||||
{
|
||||
__m128i i;
|
||||
__m128 s;
|
||||
int j;
|
||||
const guint16 *hh = h;
|
||||
float *ff = f;
|
||||
|
||||
for (j = 0; j < n; j++)
|
||||
{
|
||||
if (ALIGNED (ff, 16) && ALIGNED (hh, 16))
|
||||
break;
|
||||
ff++;
|
||||
hh++;
|
||||
}
|
||||
|
||||
half_to_float_c (h, f, j);
|
||||
|
||||
for (; j + 4 < n; j += 4)
|
||||
{
|
||||
i = _mm_loadl_epi64 (CAST_M128I_P (hh));
|
||||
s = _mm_cvtph_ps (i);
|
||||
_mm_store_ps (ff, s);
|
||||
hh += 4;
|
||||
ff += 4;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (j < n)
|
||||
half_to_float_c (hh, ff, n - j);
|
||||
}
|
||||
|
||||
#endif /* HAVE_F16C */
|
||||
|
||||
|
||||
@ -35,18 +35,42 @@ void float_to_half4 (const float f[4],
|
||||
void half_to_float4 (const guint16 h[4],
|
||||
float f[4]);
|
||||
|
||||
void float_to_half (const float *f,
|
||||
guint16 *h,
|
||||
int n);
|
||||
|
||||
void half_to_float (const guint16 *h,
|
||||
float *f,
|
||||
int n);
|
||||
|
||||
void float_to_half4_f16c (const float f[4],
|
||||
guint16 h[4]);
|
||||
|
||||
void half_to_float4_f16c (const guint16 h[4],
|
||||
float f[4]);
|
||||
|
||||
void float_to_half_f16c (const float *f,
|
||||
guint16 *h,
|
||||
int n);
|
||||
|
||||
void half_to_float_f16c (const guint16 *h,
|
||||
float *f,
|
||||
int n);
|
||||
|
||||
void float_to_half4_c (const float f[4],
|
||||
guint16 h[4]);
|
||||
|
||||
void half_to_float4_c (const guint16 h[4],
|
||||
float f[4]);
|
||||
|
||||
void float_to_half_c (const float *f,
|
||||
guint16 *h,
|
||||
int n);
|
||||
|
||||
void half_to_float_c (const guint16 *h,
|
||||
float *f,
|
||||
int n);
|
||||
|
||||
G_END_DECLS
|
||||
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
@ -32,6 +32,23 @@ test_constants (void)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
static float
|
||||
random_representable_float (void)
|
||||
{
|
||||
guint16 h[4];
|
||||
float f[4];
|
||||
do
|
||||
{
|
||||
/* generate a random float thats representable as fp16 */
|
||||
memset (h, 0, sizeof (h));
|
||||
h[0] = g_random_int_range (G_MININT16, G_MAXINT16);
|
||||
half_to_float4 (h, f);
|
||||
}
|
||||
while (!isnormal (f[0])); /* skip nans and infs since they don't compare well */
|
||||
|
||||
return f[0];
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void
|
||||
test_roundtrip (void)
|
||||
{
|
||||
@ -41,15 +58,7 @@ test_roundtrip (void)
|
||||
float f2[4];
|
||||
guint16 h[4];
|
||||
|
||||
do
|
||||
{
|
||||
/* generate a random float thats representable as fp16 */
|
||||
memset (h, 0, sizeof (h));
|
||||
h[0] = g_random_int_range (G_MININT16, G_MAXINT16);
|
||||
half_to_float4 (h, f2);
|
||||
}
|
||||
while (!isnormal (f2[0])); /* skip nans and infs since they don't compare well */
|
||||
|
||||
f2[0] = random_representable_float ();
|
||||
memset (f, 0, sizeof (f));
|
||||
f[0] = f2[0];
|
||||
|
||||
@ -60,6 +69,32 @@ test_roundtrip (void)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Test that the array version work as expected,
|
||||
* in particular with unaligned boundaries.
|
||||
*/
|
||||
static void
|
||||
test_many (void)
|
||||
{
|
||||
for (int i = 0; i < 100; i++)
|
||||
{
|
||||
int size = g_random_int_range (100, 200);
|
||||
int offset = g_random_int_range (0, 20);
|
||||
|
||||
guint16 *h = g_new0 (guint16, size);
|
||||
float *f = g_new0 (float, size);
|
||||
float *f2 = g_new0 (float, size);
|
||||
|
||||
for (int j = offset; j < size; j++)
|
||||
f[j] = random_representable_float ();
|
||||
|
||||
float_to_half (f + offset, h + offset, size - offset);
|
||||
half_to_float (h + offset, f2 + offset, size - offset);
|
||||
|
||||
for (int j = offset; j < size; j++)
|
||||
g_assert_cmpfloat (f[j], ==, f2[j]);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
int
|
||||
main (int argc, char *argv[])
|
||||
{
|
||||
@ -67,6 +102,7 @@ main (int argc, char *argv[])
|
||||
|
||||
g_test_add_func ("/half-float/constants", test_constants);
|
||||
g_test_add_func ("/half-float/roundtrip", test_roundtrip);
|
||||
g_test_add_func ("/half-float/many", test_many);
|
||||
|
||||
return g_test_run ();
|
||||
}
|
||||
|
||||
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