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...
add-expf
| Author | SHA1 | Date | |
|---|---|---|---|
|
|
d7a7af5de9 |
@@ -7,5 +7,4 @@ repos:
|
||||
rev: v0.6.13
|
||||
hooks:
|
||||
- id: cmake-format
|
||||
- id: cmake-lint
|
||||
args: [--disabled-codes=C0301]
|
||||
- id: cmake-lint
|
||||
@@ -2,14 +2,13 @@
|
||||
|
||||
#include <chrono>
|
||||
#include <cmath>
|
||||
#include <stdexcept>
|
||||
#include <string>
|
||||
#include <vector>
|
||||
|
||||
#include <benchmark/benchmark.h>
|
||||
|
||||
void init_x(float *x, size_t n) {
|
||||
for (size_t i = 0; i < n; ++i) {
|
||||
void init_x(std::vector<float> &x) {
|
||||
for (size_t i = 0; i < x.size(); ++i) {
|
||||
x[i] = (i % 360) * 0.0174533f; // degrees to radians
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
@@ -17,31 +16,24 @@ void init_x(float *x, size_t n) {
|
||||
template <typename Backend>
|
||||
static void benchmark_sinf(benchmark::State &state) {
|
||||
const size_t N = static_cast<size_t>(state.range(0));
|
||||
std::vector<float> x(N), s(N);
|
||||
init_x(x);
|
||||
|
||||
Backend backend;
|
||||
|
||||
auto start = std::chrono::high_resolution_clock::now();
|
||||
backend.init(N);
|
||||
float *x =
|
||||
reinterpret_cast<float *>(backend.allocate_memory(N * sizeof(float)));
|
||||
float *s =
|
||||
reinterpret_cast<float *>(backend.allocate_memory(N * sizeof(float)));
|
||||
auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
|
||||
state.counters["init_ms"] =
|
||||
std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(end - start)
|
||||
.count() /
|
||||
1.e3;
|
||||
|
||||
init_x(x, N);
|
||||
|
||||
for (auto _ : state) {
|
||||
backend.compute_sinf(N, x, s);
|
||||
backend.compute_sinf(N, x.data(), s.data());
|
||||
benchmark::DoNotOptimize(s);
|
||||
}
|
||||
|
||||
backend.free_memory(x);
|
||||
backend.free_memory(s);
|
||||
|
||||
state.SetItemsProcessed(static_cast<int64_t>(state.iterations()) *
|
||||
static_cast<int64_t>(N));
|
||||
}
|
||||
@@ -49,35 +41,24 @@ static void benchmark_sinf(benchmark::State &state) {
|
||||
template <typename Backend>
|
||||
static void benchmark_cosf(benchmark::State &state) {
|
||||
const size_t N = static_cast<size_t>(state.range(0));
|
||||
std::vector<float> x(N), c(N);
|
||||
init_x(x);
|
||||
|
||||
Backend backend;
|
||||
|
||||
auto start = std::chrono::high_resolution_clock::now();
|
||||
backend.init(N);
|
||||
float *x =
|
||||
reinterpret_cast<float *>(backend.allocate_memory(N * sizeof(float)));
|
||||
float *c =
|
||||
reinterpret_cast<float *>(backend.allocate_memory(N * sizeof(float)));
|
||||
|
||||
if (!x || !c) {
|
||||
throw std::runtime_error("Buffer allocation failed");
|
||||
}
|
||||
auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
|
||||
state.counters["init_ms"] =
|
||||
std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(end - start)
|
||||
.count() /
|
||||
1.e3;
|
||||
|
||||
init_x(x, N);
|
||||
|
||||
for (auto _ : state) {
|
||||
backend.compute_cosf(N, x, c);
|
||||
backend.compute_cosf(N, x.data(), c.data());
|
||||
benchmark::DoNotOptimize(c);
|
||||
}
|
||||
|
||||
backend.free_memory(x);
|
||||
backend.free_memory(c);
|
||||
|
||||
state.SetItemsProcessed(static_cast<int64_t>(state.iterations()) *
|
||||
static_cast<int64_t>(N));
|
||||
}
|
||||
@@ -85,38 +66,25 @@ static void benchmark_cosf(benchmark::State &state) {
|
||||
template <typename Backend>
|
||||
static void benchmark_sincosf(benchmark::State &state) {
|
||||
const size_t N = static_cast<size_t>(state.range(0));
|
||||
std::vector<float> x(N), s(N), c(N);
|
||||
init_x(x);
|
||||
|
||||
Backend backend;
|
||||
|
||||
auto start = std::chrono::high_resolution_clock::now();
|
||||
backend.init(N);
|
||||
float *x =
|
||||
reinterpret_cast<float *>(backend.allocate_memory(N * sizeof(float)));
|
||||
float *s =
|
||||
reinterpret_cast<float *>(backend.allocate_memory(N * sizeof(float)));
|
||||
float *c =
|
||||
reinterpret_cast<float *>(backend.allocate_memory(N * sizeof(float)));
|
||||
if (!x || !s || !c) {
|
||||
throw std::runtime_error("Buffer allocation failed");
|
||||
}
|
||||
auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
|
||||
state.counters["init_ms"] =
|
||||
std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(end - start)
|
||||
.count() /
|
||||
1.e3;
|
||||
|
||||
init_x(x, N);
|
||||
|
||||
for (auto _ : state) {
|
||||
backend.compute_sincosf(N, x, s, c);
|
||||
backend.compute_sincosf(N, x.data(), s.data(), c.data());
|
||||
benchmark::DoNotOptimize(s);
|
||||
benchmark::DoNotOptimize(c);
|
||||
}
|
||||
|
||||
backend.free_memory(x);
|
||||
backend.free_memory(s);
|
||||
backend.free_memory(c);
|
||||
|
||||
state.SetItemsProcessed(static_cast<int64_t>(state.iterations()) *
|
||||
static_cast<int64_t>(N));
|
||||
}
|
||||
|
||||
@@ -11,12 +11,12 @@ public:
|
||||
GPUBackend();
|
||||
~GPUBackend() override;
|
||||
|
||||
void *allocate_memory(size_t bytes) const override;
|
||||
void free_memory(void *ptr) const override;
|
||||
void init(size_t n = 0) override;
|
||||
void compute_sinf(size_t n, const float *x, float *s) const override;
|
||||
void compute_cosf(size_t n, const float *x, float *c) const override;
|
||||
void compute_sincosf(size_t n, const float *x, float *s,
|
||||
float *c) const override;
|
||||
void compute_expf(size_t n, const float *x, float *e) const override;
|
||||
|
||||
private:
|
||||
struct Impl;
|
||||
|
||||
@@ -1,8 +1,6 @@
|
||||
#pragma once
|
||||
|
||||
#include <cstddef>
|
||||
#include <cstdint>
|
||||
#include <cstdlib>
|
||||
|
||||
// Base interface for all math backends
|
||||
class Backend {
|
||||
@@ -12,12 +10,6 @@ public:
|
||||
// Optional initialization
|
||||
virtual void init(size_t n = 0) {}
|
||||
|
||||
virtual void *allocate_memory(size_t bytes) const {
|
||||
return static_cast<void *>(new uint8_t[bytes]);
|
||||
};
|
||||
|
||||
virtual void free_memory(void *ptr) const { std::free(ptr); };
|
||||
|
||||
// Compute sine for n elements
|
||||
virtual void compute_sinf(size_t n, const float *x, float *s) const = 0;
|
||||
|
||||
@@ -27,4 +19,7 @@ public:
|
||||
// Compute sine and cosine for n elements
|
||||
virtual void compute_sincosf(size_t n, const float *x, float *s,
|
||||
float *c) const = 0;
|
||||
|
||||
// Compute exponent for n elements
|
||||
virtual void compute_expf(size_t n, const float *x, float *e) const = 0;
|
||||
};
|
||||
|
||||
@@ -10,4 +10,6 @@ public:
|
||||
|
||||
void compute_sincosf(size_t n, const float *x, float *s,
|
||||
float *c) const override;
|
||||
|
||||
void compute_expf(size_t n, const float *x, float *e) const override;
|
||||
};
|
||||
|
||||
@@ -10,4 +10,6 @@ public:
|
||||
|
||||
void compute_sincosf(size_t n, const float *x, float *s,
|
||||
float *c) const override;
|
||||
|
||||
void compute_expf(size_t n, const float *x, float *e) const override;
|
||||
};
|
||||
|
||||
@@ -8,16 +8,5 @@ if(NOT pybind11_FOUND)
|
||||
FetchContent_MakeAvailable(pybind11)
|
||||
endif()
|
||||
|
||||
# Needed to set ${Python_VERSION_MAJOR} and ${Python_VERSION_MINOR}
|
||||
find_package(Python REQUIRED)
|
||||
|
||||
pybind11_add_module(pytrigdx bindings.cpp)
|
||||
target_link_libraries(pytrigdx PRIVATE trigdx)
|
||||
set_target_properties(pytrigdx PROPERTIES OUTPUT_NAME "trigdx")
|
||||
|
||||
set(PYTHON_SITE_PACKAGES
|
||||
"${CMAKE_INSTALL_LIBDIR}/python${Python_VERSION_MAJOR}.${Python_VERSION_MINOR}/site-packages/trigdx"
|
||||
)
|
||||
|
||||
install(TARGETS pytrigdx DESTINATION ${PYTHON_SITE_PACKAGES})
|
||||
install(FILES __init__.py DESTINATION ${PYTHON_SITE_PACKAGES})
|
||||
|
||||
@@ -1,16 +0,0 @@
|
||||
from .trigdx import Reference, Lookup16K, Lookup32K, LookupAVX16K, LookupAVX32K
|
||||
|
||||
try:
|
||||
from .trigdx import MKL
|
||||
except ImportError:
|
||||
pass
|
||||
|
||||
try:
|
||||
from .trigdx import GPU
|
||||
except ImportError:
|
||||
pass
|
||||
|
||||
try:
|
||||
from .trigdx import LookupXSIMD16K, LookupXSIMD32K
|
||||
except ImportError:
|
||||
pass
|
||||
@@ -72,9 +72,7 @@ void bind_backend(py::module &m, const char *name) {
|
||||
.def("compute_sincosf", &compute_sincos<float>);
|
||||
}
|
||||
|
||||
PYBIND11_MODULE(trigdx, m) {
|
||||
m.doc() = "TrigDx python bindings";
|
||||
|
||||
PYBIND11_MODULE(pytrigdx, m) {
|
||||
py::class_<Backend, std::shared_ptr<Backend>>(m, "Backend")
|
||||
.def("init", &Backend::init);
|
||||
|
||||
@@ -93,4 +91,4 @@ PYBIND11_MODULE(trigdx, m) {
|
||||
bind_backend<LookupXSIMDBackend<16384>>(m, "LookupXSIMD16K");
|
||||
bind_backend<LookupXSIMDBackend<32768>>(m, "LookupXSIMD32K");
|
||||
#endif
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
109
src/gpu.cpp
109
src/gpu.cpp
@@ -10,63 +10,98 @@
|
||||
|
||||
struct GPUBackend::Impl {
|
||||
|
||||
void *allocate_memory(size_t bytes) const {
|
||||
void *ptr;
|
||||
cudaMallocHost(&ptr, bytes);
|
||||
return ptr;
|
||||
~Impl() {
|
||||
if (h_x) {
|
||||
cudaFreeHost(h_x);
|
||||
}
|
||||
if (h_s) {
|
||||
cudaFreeHost(h_s);
|
||||
}
|
||||
if (h_c) {
|
||||
cudaFreeHost(h_c);
|
||||
}
|
||||
if (h_e) {
|
||||
cudaFreeHost(h_e);
|
||||
}
|
||||
if (d_x) {
|
||||
cudaFree(d_x);
|
||||
}
|
||||
if (d_s) {
|
||||
cudaFree(d_s);
|
||||
}
|
||||
if (d_c) {
|
||||
cudaFree(d_c);
|
||||
}
|
||||
if (d_e) {
|
||||
cudaFree(d_e);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
void free_memory(void *ptr) const { cudaFreeHost(ptr); }
|
||||
void init(size_t n) {
|
||||
const size_t bytes = n * sizeof(float);
|
||||
cudaMallocHost(&h_x, bytes);
|
||||
cudaMallocHost(&h_s, bytes);
|
||||
cudaMallocHost(&h_c, bytes);
|
||||
cudaMallocHost(&h_e, bytes);
|
||||
cudaMalloc(&d_x, bytes);
|
||||
cudaMalloc(&d_s, bytes);
|
||||
cudaMalloc(&d_c, bytes);
|
||||
cudaMalloc(&d_e, bytes);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void compute_sinf(size_t n, const float *x, float *s) const {
|
||||
const size_t bytes = n * sizeof(float);
|
||||
float *d_x, *d_s;
|
||||
cudaMalloc(&d_x, bytes);
|
||||
cudaMalloc(&d_s, bytes);
|
||||
cudaMemcpy(d_x, x, bytes, cudaMemcpyHostToDevice);
|
||||
std::memcpy(h_x, x, bytes);
|
||||
cudaMemcpy(d_x, h_x, bytes, cudaMemcpyHostToDevice);
|
||||
launch_sinf_kernel(d_x, d_s, n);
|
||||
cudaMemcpy(s, d_s, bytes, cudaMemcpyDeviceToHost);
|
||||
cudaFree(d_x);
|
||||
cudaFree(d_s);
|
||||
cudaMemcpy(h_s, d_s, bytes, cudaMemcpyDeviceToHost);
|
||||
std::memcpy(s, h_s, bytes);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void compute_cosf(size_t n, const float *x, float *c) const {
|
||||
const size_t bytes = n * sizeof(float);
|
||||
float *d_x, *d_c;
|
||||
cudaMalloc(&d_x, bytes);
|
||||
cudaMalloc(&d_c, bytes);
|
||||
cudaMemcpy(d_x, x, bytes, cudaMemcpyHostToDevice);
|
||||
std::memcpy(h_x, x, bytes);
|
||||
cudaMemcpy(d_x, h_x, bytes, cudaMemcpyHostToDevice);
|
||||
launch_cosf_kernel(d_x, d_c, n);
|
||||
cudaMemcpy(c, d_c, bytes, cudaMemcpyDeviceToHost);
|
||||
cudaFree(d_x);
|
||||
cudaFree(d_c);
|
||||
cudaMemcpy(h_c, d_c, bytes, cudaMemcpyDeviceToHost);
|
||||
std::memcpy(c, h_c, bytes);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void compute_sincosf(size_t n, const float *x, float *s, float *c) const {
|
||||
const size_t bytes = n * sizeof(float);
|
||||
float *d_x, *d_s, *d_c;
|
||||
cudaMalloc(&d_x, bytes);
|
||||
cudaMalloc(&d_s, bytes);
|
||||
cudaMalloc(&d_c, bytes);
|
||||
cudaMemcpy(d_x, x, bytes, cudaMemcpyHostToDevice);
|
||||
std::memcpy(h_x, x, bytes);
|
||||
cudaMemcpy(d_x, h_x, bytes, cudaMemcpyHostToDevice);
|
||||
launch_sincosf_kernel(d_x, d_s, d_c, n);
|
||||
cudaMemcpy(s, d_s, bytes, cudaMemcpyDeviceToHost);
|
||||
cudaMemcpy(c, d_c, bytes, cudaMemcpyDeviceToHost);
|
||||
cudaFree(d_x);
|
||||
cudaFree(d_s);
|
||||
cudaFree(d_c);
|
||||
cudaMemcpy(h_s, d_s, bytes, cudaMemcpyDeviceToHost);
|
||||
cudaMemcpy(h_c, d_c, bytes, cudaMemcpyDeviceToHost);
|
||||
std::memcpy(s, h_s, bytes);
|
||||
std::memcpy(c, h_c, bytes);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void compute_expf(size_t n, const float *x, float *e) const {
|
||||
const size_t bytes = n * sizeof(float);
|
||||
std::memcpy(h_x, x, bytes);
|
||||
cudaMemcpy(d_x, h_x, bytes, cudaMemcpyHostToDevice);
|
||||
launch_expf_kernel(d_x, d_e, n);
|
||||
cudaMemcpy(h_e, d_e, bytes, cudaMemcpyDeviceToHost);
|
||||
std::memcpy(e, h_e, bytes);
|
||||
}
|
||||
|
||||
float *h_x = nullptr;
|
||||
float *h_s = nullptr;
|
||||
float *h_c = nullptr;
|
||||
float *h_e = nullptr;
|
||||
float *d_x = nullptr;
|
||||
float *d_s = nullptr;
|
||||
float *d_c = nullptr;
|
||||
float *d_e = nullptr;
|
||||
};
|
||||
|
||||
GPUBackend::GPUBackend() : impl(std::make_unique<Impl>()) {}
|
||||
|
||||
GPUBackend::~GPUBackend() = default;
|
||||
|
||||
void *GPUBackend::allocate_memory(size_t bytes) const {
|
||||
return impl->allocate_memory(bytes);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void GPUBackend::free_memory(void *ptr) const { impl->free_memory(ptr); }
|
||||
void GPUBackend::init(size_t n) { impl->init(n); }
|
||||
|
||||
void GPUBackend::compute_sinf(size_t n, const float *x, float *s) const {
|
||||
impl->compute_sinf(n, x, s);
|
||||
@@ -79,4 +114,8 @@ void GPUBackend::compute_cosf(size_t n, const float *x, float *c) const {
|
||||
void GPUBackend::compute_sincosf(size_t n, const float *x, float *s,
|
||||
float *c) const {
|
||||
impl->compute_sincosf(n, x, s, c);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
void GPUBackend::compute_expf(size_t n, const float *x, float *e) const {
|
||||
impl->compute_expf(n, x, e);
|
||||
}
|
||||
|
||||
@@ -31,6 +31,15 @@ __global__ void kernel_sincosf(const float *__restrict__ x,
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
__global__ void kernel_expf(const float *__restrict__ x, float *__restrict__ e,
|
||||
size_t n) {
|
||||
size_t idx = blockIdx.x * blockDim.x + threadIdx.x;
|
||||
if (idx < n) {
|
||||
// e[idx] = __expf(x[idx]);
|
||||
e[idx] = expf(x[idx]);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
namespace {
|
||||
inline dim3 make_grid(size_t n, size_t threadsPerBlock = 256) {
|
||||
return dim3((n + threadsPerBlock - 1) / threadsPerBlock);
|
||||
@@ -54,3 +63,9 @@ void launch_sincosf_kernel(const float *d_x, float *d_s, float *d_c, size_t n) {
|
||||
dim3 grid = make_grid(n, blocks.x);
|
||||
kernel_sincosf<<<grid, blocks>>>(d_x, d_s, d_c, n);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void launch_expf_kernel(const float *d_x, float *d_e, size_t n) {
|
||||
dim3 blocks(256);
|
||||
dim3 grid = make_grid(n, blocks.x);
|
||||
kernel_expf<<<grid, blocks>>>(d_x, d_e, n);
|
||||
}
|
||||
|
||||
@@ -6,3 +6,4 @@ void launch_sinf_kernel(const float *d_x, float *d_s, size_t n);
|
||||
void launch_cosf_kernel(const float *d_x, float *d_c, size_t n);
|
||||
void launch_sincosf_kernel(const float *d_x, float *d_s, float *d_c,
|
||||
std::size_t n);
|
||||
void launch_expf_kernel(const float *d_x, float *d_e, size_t n);
|
||||
|
||||
@@ -14,3 +14,7 @@ void MKLBackend::compute_sincosf(size_t n, const float *x, float *s,
|
||||
float *c) const {
|
||||
vmsSinCos(static_cast<MKL_INT>(n), x, s, c, VML_HA);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void MKLBackend::compute_expf(size_t n, const float *x, float *e) const {
|
||||
vmsExp(static_cast<MKL_INT>(n), x, e, VML_HA);
|
||||
}
|
||||
|
||||
@@ -21,3 +21,9 @@ void ReferenceBackend::compute_sincosf(size_t n, const float *x, float *s,
|
||||
c[i] = cosf(x[i]);
|
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}
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}
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void ReferenceBackend::compute_expf(size_t n, const float *x, float *e) const {
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for (size_t i = 0; i < n; ++i) {
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e[i] = expf(x[i]);
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}
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}
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@@ -8,3 +8,5 @@ TEST_CASE("sinf") { test_sinf<MKLBackend>(1e-6f); }
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TEST_CASE("cosf") { test_cosf<MKLBackend>(1e-6f); }
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||||
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||||
TEST_CASE("sincosf") { test_sincosf<MKLBackend>(1e-6f); }
|
||||
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||||
TEST_CASE("expf") { test_expf<MKLBackend>(1e-6f); }
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@@ -63,3 +63,19 @@ template <typename Backend> inline void test_sincosf(float tol) {
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REQUIRE_THAT(c[i], Catch::Matchers::WithinAbs(c_ref[i], tol));
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}
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}
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template <typename Backend> inline void test_expf(float tol) {
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std::vector<float> x(N), e_ref(N), e(N);
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init_x(x);
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ReferenceBackend ref;
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Backend backend;
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backend.init(N);
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ref.compute_expf(N, x.data(), e_ref.data());
|
||||
backend.compute_expf(N, x.data(), e.data());
|
||||
|
||||
for (size_t i = 0; i < N; ++i) {
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REQUIRE_THAT(e[i], Catch::Matchers::WithinAbs(e_ref[i], tol));
|
||||
}
|
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}
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