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23  */
24 
25 #pragma once
26 
27 #ifdef __ARM_FEATURE_SVE
28 
29 
30 namespace {
31 
sve_transpose_interleave_6VL_2x4(uint16_t * out,const uint16_t * in,size_t width,size_t in_stride,size_t height)32 void sve_transpose_interleave_6VL_2x4(uint16_t *out, const uint16_t *in, size_t width, size_t in_stride, size_t height)
33 {
34     uint16_t *pad_row = reinterpret_cast<uint16_t *>(alloca(width * sizeof(uint16_t)));
35 
36     if (height % 4) {
37         memset(pad_row, 0, width * sizeof(uint16_t));
38     }
39 
40     size_t out_stride = 6 * roundup<size_t>(height, 4) * get_vector_length<uint32_t>();
41 
42     __asm__ __volatile__(
43       "ptrue p2.b\n"
44       "cmp %x[height], #0x8\n"
45       "blt 6f\n"
46       "1:"  // Main row loop: Head
47       "mov x11, %x[in]\n"
48       "mov x10, %x[out]\n"
49       "add x9, x11, %x[in_stride]\n"
50       "add x28, x9, %x[in_stride]\n"
51       "add x27, x28, %x[in_stride]\n"
52       "add x26, x27, %x[in_stride]\n"
53       "add x25, x26, %x[in_stride]\n"
54       "add x24, x25, %x[in_stride]\n"
55       "add x23, x24, %x[in_stride]\n"
56       "add %x[in], x23, %x[in_stride]\n"
57       "sub %x[height], %x[height], #0x8\n"
58       "mov x22, %x[width]\n"
59       "cnth x21, ALL, MUL #3\n"
60       "cmp x22, x21\n"
61       "blt 3f\n"
62       "2:"  // Main row loop: Unroll column loop
63       "ld1h { z19.h }, p2/Z, [x11]\n"
64       "mov x20, x10\n"
65       "ld1h { z18.h }, p2/Z, [x11, #1, MUL VL]\n"
66       "add x10, x10, %x[out_stride]\n"
67       "ld1h { z10.h }, p2/Z, [x11, #2, MUL VL]\n"
68       "addvl x11, x11, #3\n"
69       "ld1h { z24.h }, p2/Z, [x9]\n"
70       "mov x19, x10\n"
71       "ld1h { z23.h }, p2/Z, [x9, #1, MUL VL]\n"
72       "add x10, x10, %x[out_stride]\n"
73       "ld1h { z9.h }, p2/Z, [x9, #2, MUL VL]\n"
74       "addvl x9, x9, #3\n"
75       "ld1h { z16.h }, p2/Z, [x28]\n"
76       "zip1 z22.h, z19.h, z16.h\n"
77       "ld1h { z17.h }, p2/Z, [x28, #1, MUL VL]\n"
78       "sub x22, x22, x21\n"
79       "zip2 z21.h, z19.h, z16.h\n"
80       "ld1h { z8.h }, p2/Z, [x28, #2, MUL VL]\n"
81       "addvl x28, x28, #3\n"
82       "zip1 z20.h, z18.h, z17.h\n"
83       "ld1h { z16.h }, p2/Z, [x27]\n"
84       "cmp x22, x21\n"
85       "zip2 z7.h, z18.h, z17.h\n"
86       "ld1h { z19.h }, p2/Z, [x27, #1, MUL VL]\n"
87       "zip1 z6.h, z10.h, z8.h\n"
88       "ld1h { z5.h }, p2/Z, [x27, #2, MUL VL]\n"
89       "addvl x27, x27, #3\n"
90       "zip1 z17.h, z24.h, z16.h\n"
91       "ld1h { z18.h }, p2/Z, [x26]\n"
92       "zip2 z16.h, z24.h, z16.h\n"
93       "ld1h { z4.h }, p2/Z, [x26, #1, MUL VL]\n"
94       "zip1 z3.h, z22.h, z17.h\n"
95       "ld1h { z2.h }, p2/Z, [x26, #2, MUL VL]\n"
96       "addvl x26, x26, #3\n"
97       "zip2 z1.h, z22.h, z17.h\n"
98       "ld1h { z0.h }, p2/Z, [x25]\n"
99       "zip1 z31.h, z21.h, z16.h\n"
100       "ld1h { z30.h }, p2/Z, [x25, #1, MUL VL]\n"
101       "zip2 z29.h, z21.h, z16.h\n"
102       "ld1h { z28.h }, p2/Z, [x25, #2, MUL VL]\n"
103       "addvl x25, x25, #3\n"
104       "zip1 z16.h, z23.h, z19.h\n"
105       "ld1h { z17.h }, p2/Z, [x24]\n"
106       "zip2 z27.h, z23.h, z19.h\n"
107       "ld1h { z26.h }, p2/Z, [x24, #1, MUL VL]\n"
108       "zip1 z25.h, z20.h, z16.h\n"
109       "ld1h { z24.h }, p2/Z, [x24, #2, MUL VL]\n"
110       "addvl x24, x24, #3\n"
111       "zip2 z23.h, z20.h, z16.h\n"
112       "ld1h { z16.h }, p2/Z, [x23]\n"
113       "zip1 z20.h, z18.h, z17.h\n"
114       "ld1h { z22.h }, p2/Z, [x23, #1, MUL VL]\n"
115       "zip2 z19.h, z18.h, z17.h\n"
116       "ld1h { z21.h }, p2/Z, [x23, #2, MUL VL]\n"
117       "addvl x23, x23, #3\n"
118       "zip1 z18.h, z0.h, z16.h\n"
119       "st1h { z3.h }, p2, [x20]\n"
120       "zip2 z17.h, z0.h, z16.h\n"
121       "st1h { z1.h }, p2, [x20, #1, MUL VL]\n"
122       "zip1 z16.h, z20.h, z18.h\n"
123       "st1h { z31.h }, p2, [x20, #2, MUL VL]\n"
124       "zip2 z18.h, z20.h, z18.h\n"
125       "st1h { z29.h }, p2, [x20, #3, MUL VL]\n"
126       "zip1 z20.h, z19.h, z17.h\n"
127       "st1h { z25.h }, p2, [x20, #4, MUL VL]\n"
128       "zip2 z19.h, z19.h, z17.h\n"
129       "st1h { z23.h }, p2, [x20, #5, MUL VL]\n"
130       "zip1 z17.h, z4.h, z26.h\n"
131       "st1h { z16.h }, p2, [x20, #6, MUL VL]\n"
132       "zip1 z16.h, z30.h, z22.h\n"
133       "st1h { z18.h }, p2, [x20, #7, MUL VL]\n"
134       "addvl x20, x20, #12\n"
135       "zip1 z18.h, z17.h, z16.h\n"
136       "st1h { z20.h }, p2, [x20, #-4, MUL VL]\n"
137       "zip2 z16.h, z17.h, z16.h\n"
138       "st1h { z19.h }, p2, [x20, #-3, MUL VL]\n"
139       "zip1 z17.h, z7.h, z27.h\n"
140       "st1h { z18.h }, p2, [x20, #-2, MUL VL]\n"
141       "zip2 z18.h, z7.h, z27.h\n"
142       "st1h { z16.h }, p2, [x20, #-1, MUL VL]\n"
143       "zip1 z16.h, z9.h, z5.h\n"
144       "st1h { z17.h }, p2, [x19]\n"
145       "zip1 z17.h, z6.h, z16.h\n"
146       "st1h { z18.h }, p2, [x19, #1, MUL VL]\n"
147       "zip2 z16.h, z6.h, z16.h\n"
148       "st1h { z17.h }, p2, [x19, #2, MUL VL]\n"
149       "zip2 z18.h, z10.h, z8.h\n"
150       "st1h { z16.h }, p2, [x19, #3, MUL VL]\n"
151       "zip2 z17.h, z9.h, z5.h\n"
152       "zip1 z16.h, z18.h, z17.h\n"
153       "st1h { z16.h }, p2, [x19, #4, MUL VL]\n"
154       "zip2 z16.h, z18.h, z17.h\n"
155       "st1h { z16.h }, p2, [x19, #5, MUL VL]\n"
156       "zip2 z18.h, z4.h, z26.h\n"
157       "zip2 z17.h, z30.h, z22.h\n"
158       "zip1 z16.h, z18.h, z17.h\n"
159       "st1h { z16.h }, p2, [x19, #6, MUL VL]\n"
160       "zip2 z16.h, z18.h, z17.h\n"
161       "st1h { z16.h }, p2, [x19, #7, MUL VL]\n"
162       "addvl x19, x19, #12\n"
163       "zip1 z18.h, z2.h, z24.h\n"
164       "zip1 z17.h, z28.h, z21.h\n"
165       "zip1 z16.h, z18.h, z17.h\n"
166       "st1h { z16.h }, p2, [x19, #-4, MUL VL]\n"
167       "zip2 z16.h, z18.h, z17.h\n"
168       "st1h { z16.h }, p2, [x19, #-3, MUL VL]\n"
169       "zip2 z18.h, z2.h, z24.h\n"
170       "zip2 z17.h, z28.h, z21.h\n"
171       "zip1 z16.h, z18.h, z17.h\n"
172       "st1h { z16.h }, p2, [x19, #-2, MUL VL]\n"
173       "zip2 z16.h, z18.h, z17.h\n"
174       "st1h { z16.h }, p2, [x19, #-1, MUL VL]\n"
175       "bge 2b\n"
176       "3:"  // Main row loop: Unroll column loop skip
177       "cbz x22, 5f\n"
178       "4:"  // Main row loop: Column loop
179       "mov x20, x22\n"
180       "mov x19, x10\n"
181       "whilelt p1.h, XZR, x20\n"
182       "ld1h { z18.h }, p1/Z, [x11]\n"
183       "ld1h { z23.h }, p1/Z, [x9]\n"
184       "dech x20\n"
185       "ld1h { z16.h }, p1/Z, [x28]\n"
186       "zip1 z17.h, z18.h, z16.h\n"
187       "ld1h { z20.h }, p1/Z, [x27]\n"
188       "whilelt p0.h, XZR, x20\n"
189       "zip2 z22.h, z18.h, z16.h\n"
190       "ld1h { z21.h }, p0/Z, [x11, #1, MUL VL]\n"
191       "addvl x11, x11, #1\n"
192       "zip1 z16.h, z23.h, z20.h\n"
193       "ld1h { z19.h }, p0/Z, [x9, #1, MUL VL]\n"
194       "incd x11, ALL, MUL #4\n"
195       "zip1 z0.h, z17.h, z16.h\n"
196       "ld1h { z18.h }, p0/Z, [x28, #1, MUL VL]\n"
197       "addvl x9, x9, #1\n"
198       "zip2 z31.h, z17.h, z16.h\n"
199       "ld1h { z17.h }, p0/Z, [x27, #1, MUL VL]\n"
200       "incd x9, ALL, MUL #4\n"
201       "zip2 z16.h, z23.h, z20.h\n"
202       "ld1h { z30.h }, p1/Z, [x26]\n"
203       "addvl x28, x28, #1\n"
204       "zip1 z20.h, z22.h, z16.h\n"
205       "ld1h { z29.h }, p0/Z, [x26, #1, MUL VL]\n"
206       "incd x28, ALL, MUL #4\n"
207       "zip2 z28.h, z22.h, z16.h\n"
208       "ld1h { z27.h }, p1/Z, [x25]\n"
209       "addvl x27, x27, #1\n"
210       "zip1 z18.h, z21.h, z18.h\n"
211       "ld1h { z26.h }, p0/Z, [x25, #1, MUL VL]\n"
212       "incd x27, ALL, MUL #4\n"
213       "zip1 z17.h, z19.h, z17.h\n"
214       "ld1h { z16.h }, p1/Z, [x24]\n"
215       "addvl x26, x26, #1\n"
216       "zip1 z25.h, z18.h, z17.h\n"
217       "ld1h { z24.h }, p0/Z, [x24, #1, MUL VL]\n"
218       "incd x26, ALL, MUL #4\n"
219       "zip2 z23.h, z18.h, z17.h\n"
220       "ld1h { z22.h }, p1/Z, [x23]\n"
221       "addvl x25, x25, #1\n"
222       "zip1 z19.h, z30.h, z16.h\n"
223       "ld1h { z21.h }, p0/Z, [x23, #1, MUL VL]\n"
224       "incd x25, ALL, MUL #4\n"
225       "zip2 z17.h, z30.h, z16.h\n"
226       "st1h { z0.h }, p2, [x19]\n"
227       "addvl x24, x24, #1\n"
228       "zip1 z16.h, z27.h, z22.h\n"
229       "st1h { z31.h }, p2, [x19, #1, MUL VL]\n"
230       "incd x24, ALL, MUL #4\n"
231       "zip1 z18.h, z19.h, z16.h\n"
232       "st1h { z20.h }, p2, [x19, #2, MUL VL]\n"
233       "addvl x23, x23, #1\n"
234       "zip2 z20.h, z19.h, z16.h\n"
235       "st1h { z28.h }, p2, [x19, #3, MUL VL]\n"
236       "incd x23, ALL, MUL #4\n"
237       "zip2 z16.h, z27.h, z22.h\n"
238       "st1h { z25.h }, p2, [x19, #4, MUL VL]\n"
239       "add x10, x10, %x[out_stride]\n"
240       "zip1 z19.h, z17.h, z16.h\n"
241       "st1h { z23.h }, p2, [x19, #5, MUL VL]\n"
242       "decd x22, ALL, MUL #6\n"
243       "zip2 z17.h, z17.h, z16.h\n"
244       "st1h { z18.h }, p2, [x19, #6, MUL VL]\n"
245       "cmp x22, #0x0\n"
246       "zip1 z18.h, z29.h, z24.h\n"
247       "st1h { z20.h }, p2, [x19, #7, MUL VL]\n"
248       "addvl x19, x19, #12\n"
249       "zip1 z16.h, z26.h, z21.h\n"
250       "st1h { z19.h }, p2, [x19, #-4, MUL VL]\n"
251       "st1h { z17.h }, p2, [x19, #-3, MUL VL]\n"
252       "zip1 z17.h, z18.h, z16.h\n"
253       "zip2 z16.h, z18.h, z16.h\n"
254       "st1h { z17.h }, p2, [x19, #-2, MUL VL]\n"
255       "st1h { z16.h }, p2, [x19, #-1, MUL VL]\n"
256       "bgt 4b\n"
257       "5:"  // Main row loop: Column loop skip
258       "addvl %x[out], %x[out], #12\n"
259       "cmp %x[height], #0x8\n"
260       "bge 1b\n"
261       "cbz %x[height], 12f\n"
262       "6:"  // Main loop skip
263 
264       "7:"  // Tail row loop: Head
265       "mov x11, %x[in]\n"
266       "mov x10, %x[out]\n"
267       "add x9, x11, %x[in_stride]\n"
268       "add x28, x9, %x[in_stride]\n"
269       "add x27, x28, %x[in_stride]\n"
270       "add %x[in], x27, %x[in_stride]\n"
271       "cmp %x[height], #0x3\n"
272       "csel x27, x27, %x[pad_row], GT\n"
273       "csel x28, x28, %x[pad_row], GE\n"
274       "cmp %x[height], #0x1\n"
275       "csel x9, x9, %x[pad_row], GT\n"
276       "sub %x[height], %x[height], #0x4\n"
277       "mov x20, %x[width]\n"
278       "cnth x19, ALL, MUL #3\n"
279       "cmp x20, x19\n"
280       "blt 9f\n"
281       "8:"  // Tail row loop: Unroll column loop
282       "ld1h { z19.h }, p2/Z, [x11]\n"
283       "sub x20, x20, x19\n"
284       "ld1h { z18.h }, p2/Z, [x11, #1, MUL VL]\n"
285       "cmp x20, x19\n"
286       "ld1h { z30.h }, p2/Z, [x11, #2, MUL VL]\n"
287       "addvl x11, x11, #3\n"
288       "ld1h { z29.h }, p2/Z, [x9]\n"
289       "ld1h { z28.h }, p2/Z, [x9, #1, MUL VL]\n"
290       "ld1h { z27.h }, p2/Z, [x9, #2, MUL VL]\n"
291       "addvl x9, x9, #3\n"
292       "ld1h { z16.h }, p2/Z, [x28]\n"
293       "zip1 z26.h, z19.h, z16.h\n"
294       "ld1h { z17.h }, p2/Z, [x28, #1, MUL VL]\n"
295       "zip2 z25.h, z19.h, z16.h\n"
296       "ld1h { z24.h }, p2/Z, [x28, #2, MUL VL]\n"
297       "addvl x28, x28, #3\n"
298       "zip1 z23.h, z18.h, z17.h\n"
299       "ld1h { z16.h }, p2/Z, [x27]\n"
300       "zip2 z22.h, z18.h, z17.h\n"
301       "ld1h { z21.h }, p2/Z, [x27, #1, MUL VL]\n"
302       "zip1 z20.h, z30.h, z24.h\n"
303       "ld1h { z19.h }, p2/Z, [x27, #2, MUL VL]\n"
304       "addvl x27, x27, #3\n"
305       "zip1 z18.h, z29.h, z16.h\n"
306       "zip2 z17.h, z29.h, z16.h\n"
307       "zip1 z16.h, z26.h, z18.h\n"
308       "st1h { z16.h }, p2, [x10]\n"
309       "zip2 z16.h, z26.h, z18.h\n"
310       "st1h { z16.h }, p2, [x10, #1, MUL VL]\n"
311       "zip1 z16.h, z25.h, z17.h\n"
312       "st1h { z16.h }, p2, [x10, #2, MUL VL]\n"
313       "zip2 z16.h, z25.h, z17.h\n"
314       "st1h { z16.h }, p2, [x10, #3, MUL VL]\n"
315       "zip1 z17.h, z28.h, z21.h\n"
316       "zip1 z16.h, z23.h, z17.h\n"
317       "st1h { z16.h }, p2, [x10, #4, MUL VL]\n"
318       "zip2 z16.h, z23.h, z17.h\n"
319       "st1h { z16.h }, p2, [x10, #5, MUL VL]\n"
320       "add x10, x10, %x[out_stride]\n"
321       "zip2 z18.h, z28.h, z21.h\n"
322       "zip1 z17.h, z27.h, z19.h\n"
323       "zip1 z16.h, z22.h, z18.h\n"
324       "st1h { z16.h }, p2, [x10]\n"
325       "zip2 z16.h, z22.h, z18.h\n"
326       "st1h { z16.h }, p2, [x10, #1, MUL VL]\n"
327       "zip1 z16.h, z20.h, z17.h\n"
328       "st1h { z16.h }, p2, [x10, #2, MUL VL]\n"
329       "zip2 z16.h, z20.h, z17.h\n"
330       "st1h { z16.h }, p2, [x10, #3, MUL VL]\n"
331       "zip2 z18.h, z30.h, z24.h\n"
332       "zip2 z17.h, z27.h, z19.h\n"
333       "zip1 z16.h, z18.h, z17.h\n"
334       "st1h { z16.h }, p2, [x10, #4, MUL VL]\n"
335       "zip2 z16.h, z18.h, z17.h\n"
336       "st1h { z16.h }, p2, [x10, #5, MUL VL]\n"
337       "add x10, x10, %x[out_stride]\n"
338       "bge 8b\n"
339       "9:"  // Tail row loop: Unroll column loop skip
340       "cbz x20, 11f\n"
341       "10:"  // Tail row loop: Column loop
342       "mov x19, x20\n"
343       "decd x20, ALL, MUL #6\n"
344       "whilelt p0.h, XZR, x19\n"
345       "ld1h { z17.h }, p0/Z, [x11]\n"
346       "ld1h { z25.h }, p0/Z, [x9]\n"
347       "dech x19\n"
348       "ld1h { z16.h }, p0/Z, [x28]\n"
349       "zip1 z18.h, z17.h, z16.h\n"
350       "ld1h { z24.h }, p0/Z, [x27]\n"
351       "whilelt p0.h, XZR, x19\n"
352       "zip2 z23.h, z17.h, z16.h\n"
353       "ld1h { z22.h }, p0/Z, [x11, #1, MUL VL]\n"
354       "addvl x11, x11, #1\n"
355       "zip1 z16.h, z25.h, z24.h\n"
356       "ld1h { z21.h }, p0/Z, [x9, #1, MUL VL]\n"
357       "incd x11, ALL, MUL #4\n"
358       "zip1 z17.h, z18.h, z16.h\n"
359       "ld1h { z20.h }, p0/Z, [x28, #1, MUL VL]\n"
360       "addvl x9, x9, #1\n"
361       "zip2 z18.h, z18.h, z16.h\n"
362       "ld1h { z19.h }, p0/Z, [x27, #1, MUL VL]\n"
363       "incd x9, ALL, MUL #4\n"
364       "zip2 z16.h, z25.h, z24.h\n"
365       "st1h { z17.h }, p2, [x10]\n"
366       "addvl x28, x28, #1\n"
367       "zip1 z17.h, z23.h, z16.h\n"
368       "st1h { z18.h }, p2, [x10, #1, MUL VL]\n"
369       "incd x28, ALL, MUL #4\n"
370       "zip2 z16.h, z23.h, z16.h\n"
371       "st1h { z17.h }, p2, [x10, #2, MUL VL]\n"
372       "addvl x27, x27, #1\n"
373       "zip1 z18.h, z22.h, z20.h\n"
374       "st1h { z16.h }, p2, [x10, #3, MUL VL]\n"
375       "incd x27, ALL, MUL #4\n"
376       "zip1 z17.h, z21.h, z19.h\n"
377       "cmp x20, #0x0\n"
378       "zip1 z16.h, z18.h, z17.h\n"
379       "st1h { z16.h }, p2, [x10, #4, MUL VL]\n"
380       "zip2 z16.h, z18.h, z17.h\n"
381       "st1h { z16.h }, p2, [x10, #5, MUL VL]\n"
382       "add x10, x10, %x[out_stride]\n"
383       "bgt 10b\n"
384       "11:"  // Tail row loop: Column loop skip
385       "addvl %x[out], %x[out], #6\n"
386       "cmp %x[height], #0x1\n"
387       "bge 7b\n"
388       "12:"  // Done
389 
390       : [height] "+&r" (height), [in] "+&r" (in), [out] "+&r" (out)
391       : [in_stride] "r" (in_stride), [out_stride] "r" (out_stride), [pad_row] "r" (pad_row), [width] "r" (width)
392       : "cc", "memory", "p0", "p1", "p2", "x9", "x10", "x11", "x19", "x20", "x21", "x22", "x23", "x24", "x25", "x26", "x27", "x28", "z0", "z1", "z2", "z3", "z4", "z5", "z6", "z7", "z8", "z9", "z10", "z16", "z17", "z18", "z19", "z20", "z21", "z22", "z23", "z24", "z25", "z26", "z27", "z28", "z29", "z30", "z31"
393     );
394 }
395 
396 } // anonymous namespace
397 
398 template<>
Transform(bfloat16 * out,const bfloat16 * in,int stride,int x0,int xmax,int k0,int kmax)399 void Transform<6, 4, true, VLType::SVE>(
400     bfloat16 *out, const bfloat16 *in, int stride, int x0, int xmax, int k0, int kmax)
401 {
402     sve_transpose_interleave_6VL_2x4(
403         reinterpret_cast<uint16_t *>(out),
404         reinterpret_cast<const uint16_t *>(in + k0 * stride + x0),
405         (xmax-x0) * sizeof(bfloat16) / 2,
406         stride * sizeof(bfloat16),
407         (kmax-k0)
408     );
409 }
410 
411 #endif
412