ggml : add ggml_top_k (#17365)
* ggml : add ggml_top_k * cont : add ggml_argsort_top_k * metal : add top_k support * ggml : cleanup * tests : add virtual err() function for test_case * ggml : add comments
This commit is contained in:
@@ -1009,6 +1009,64 @@ ggml_metal_pipeline_t ggml_metal_library_get_pipeline_argsort_merge(ggml_metal_l
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return res;
|
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}
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// note: reuse the argsort kernel for top_k
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ggml_metal_pipeline_t ggml_metal_library_get_pipeline_top_k(ggml_metal_library_t lib, const ggml_tensor * op) {
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assert(op->op == GGML_OP_TOP_K);
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char base[256];
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char name[256];
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// note: the top_k kernel is always descending order
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ggml_sort_order order = GGML_SORT_ORDER_DESC;
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const char * order_str = "undefined";
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switch (order) {
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case GGML_SORT_ORDER_ASC: order_str = "asc"; break;
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case GGML_SORT_ORDER_DESC: order_str = "desc"; break;
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||||
default: GGML_ABORT("fatal error");
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};
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||||
snprintf(base, 256, "kernel_argsort_%s_%s_%s", ggml_type_name(op->src[0]->type), ggml_type_name(op->type), order_str);
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||||
snprintf(name, 256, "%s", base);
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||||
ggml_metal_pipeline_t res = ggml_metal_library_get_pipeline(lib, name);
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||||
if (res) {
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return res;
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}
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res = ggml_metal_library_compile_pipeline(lib, base, name, nullptr);
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return res;
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}
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ggml_metal_pipeline_t ggml_metal_library_get_pipeline_top_k_merge(ggml_metal_library_t lib, const ggml_tensor * op) {
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assert(op->op == GGML_OP_TOP_K);
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||||
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||||
char base[256];
|
||||
char name[256];
|
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||||
ggml_sort_order order = GGML_SORT_ORDER_DESC;
|
||||
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||||
const char * order_str = "undefined";
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||||
switch (order) {
|
||||
case GGML_SORT_ORDER_ASC: order_str = "asc"; break;
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||||
case GGML_SORT_ORDER_DESC: order_str = "desc"; break;
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||||
default: GGML_ABORT("fatal error");
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||||
};
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||||
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||||
snprintf(base, 256, "kernel_argsort_merge_%s_%s_%s", ggml_type_name(op->src[0]->type), ggml_type_name(op->type), order_str);
|
||||
snprintf(name, 256, "%s", base);
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||||
|
||||
ggml_metal_pipeline_t res = ggml_metal_library_get_pipeline(lib, name);
|
||||
if (res) {
|
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return res;
|
||||
}
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|
||||
res = ggml_metal_library_compile_pipeline(lib, base, name, nullptr);
|
||||
|
||||
return res;
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||||
}
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||||
ggml_metal_pipeline_t ggml_metal_library_get_pipeline_flash_attn_ext_pad(
|
||||
ggml_metal_library_t lib,
|
||||
const struct ggml_tensor * op,
|
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|
||||
@@ -128,6 +128,8 @@ ggml_metal_pipeline_t ggml_metal_library_get_pipeline_mul_mv_id (ggml_me
|
||||
ggml_metal_pipeline_t ggml_metal_library_get_pipeline_argmax (ggml_metal_library_t lib, const struct ggml_tensor * op);
|
||||
ggml_metal_pipeline_t ggml_metal_library_get_pipeline_argsort (ggml_metal_library_t lib, const struct ggml_tensor * op);
|
||||
ggml_metal_pipeline_t ggml_metal_library_get_pipeline_argsort_merge (ggml_metal_library_t lib, const struct ggml_tensor * op);
|
||||
ggml_metal_pipeline_t ggml_metal_library_get_pipeline_top_k (ggml_metal_library_t lib, const struct ggml_tensor * op);
|
||||
ggml_metal_pipeline_t ggml_metal_library_get_pipeline_top_k_merge (ggml_metal_library_t lib, const struct ggml_tensor * op);
|
||||
ggml_metal_pipeline_t ggml_metal_library_get_pipeline_bin (ggml_metal_library_t lib, enum ggml_op op, int32_t n_fuse, bool row);
|
||||
ggml_metal_pipeline_t ggml_metal_library_get_pipeline_l2_norm (ggml_metal_library_t lib, const struct ggml_tensor * op);
|
||||
ggml_metal_pipeline_t ggml_metal_library_get_pipeline_group_norm (ggml_metal_library_t lib, const struct ggml_tensor * op);
|
||||
|
||||
@@ -905,6 +905,7 @@ bool ggml_metal_device_supports_op(ggml_metal_device_t dev, const struct ggml_te
|
||||
case GGML_OP_LEAKY_RELU:
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||||
return op->src[0]->type == GGML_TYPE_F32;
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case GGML_OP_ARGSORT:
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case GGML_OP_TOP_K:
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case GGML_OP_ARANGE:
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return true;
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||||
case GGML_OP_FLASH_ATTN_EXT:
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||||
@@ -832,14 +832,19 @@ typedef struct {
|
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} ggml_metal_kargs_leaky_relu;
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|
||||
typedef struct {
|
||||
int64_t ne00;
|
||||
int64_t ne01;
|
||||
int64_t ne02;
|
||||
int64_t ne03;
|
||||
int32_t ne00;
|
||||
int32_t ne01;
|
||||
int32_t ne02;
|
||||
int32_t ne03;
|
||||
uint64_t nb00;
|
||||
uint64_t nb01;
|
||||
uint64_t nb02;
|
||||
uint64_t nb03;
|
||||
int32_t ne0;
|
||||
int32_t ne1;
|
||||
int32_t ne2;
|
||||
int32_t ne3;
|
||||
int32_t top_k;
|
||||
} ggml_metal_kargs_argsort;
|
||||
|
||||
typedef struct {
|
||||
@@ -851,6 +856,11 @@ typedef struct {
|
||||
uint64_t nb01;
|
||||
uint64_t nb02;
|
||||
uint64_t nb03;
|
||||
int32_t ne0;
|
||||
int32_t ne1;
|
||||
int32_t ne2;
|
||||
int32_t ne3;
|
||||
int32_t top_k;
|
||||
int32_t len;
|
||||
} ggml_metal_kargs_argsort_merge;
|
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|
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|
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@@ -406,6 +406,10 @@ static int ggml_metal_op_encode_impl(ggml_metal_op_t ctx, int idx) {
|
||||
{
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||||
n_fuse = ggml_metal_op_argsort(ctx, idx);
|
||||
} break;
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||||
case GGML_OP_TOP_K:
|
||||
{
|
||||
n_fuse = ggml_metal_op_top_k(ctx, idx);
|
||||
} break;
|
||||
case GGML_OP_LEAKY_RELU:
|
||||
{
|
||||
n_fuse = ggml_metal_op_leaky_relu(ctx, idx);
|
||||
@@ -3678,14 +3682,19 @@ int ggml_metal_op_argsort(ggml_metal_op_t ctx, int idx) {
|
||||
}
|
||||
|
||||
ggml_metal_kargs_argsort args = {
|
||||
/*.ne00 =*/ ne00,
|
||||
/*.ne01 =*/ ne01,
|
||||
/*.ne02 =*/ ne02,
|
||||
/*.ne03 =*/ ne03,
|
||||
/*.nb00 =*/ nb00,
|
||||
/*.nb01 =*/ nb01,
|
||||
/*.nb02 =*/ nb02,
|
||||
/*.nb03 =*/ nb03,
|
||||
/*.ne00 =*/ ne00,
|
||||
/*.ne01 =*/ ne01,
|
||||
/*.ne02 =*/ ne02,
|
||||
/*.ne03 =*/ ne03,
|
||||
/*.nb00 =*/ nb00,
|
||||
/*.nb01 =*/ nb01,
|
||||
/*.nb02 =*/ nb02,
|
||||
/*.nb03 =*/ nb03,
|
||||
/*.ne0 =*/ ne0,
|
||||
/*.ne1 =*/ ne1,
|
||||
/*.ne2 =*/ ne2,
|
||||
/*.ne3 =*/ ne3,
|
||||
/*.top_k =*/ nth,
|
||||
};
|
||||
|
||||
ggml_metal_encoder_set_pipeline(enc, pipeline);
|
||||
@@ -3705,15 +3714,20 @@ int ggml_metal_op_argsort(ggml_metal_op_t ctx, int idx) {
|
||||
ggml_metal_op_concurrency_reset(ctx);
|
||||
|
||||
ggml_metal_kargs_argsort_merge args_merge = {
|
||||
.ne00 = ne00,
|
||||
.ne01 = ne01,
|
||||
.ne02 = ne02,
|
||||
.ne03 = ne03,
|
||||
.nb00 = nb00,
|
||||
.nb01 = nb01,
|
||||
.nb02 = nb02,
|
||||
.nb03 = nb03,
|
||||
.len = len,
|
||||
/*.ne00 =*/ ne00,
|
||||
/*.ne01 =*/ ne01,
|
||||
/*.ne02 =*/ ne02,
|
||||
/*.ne03 =*/ ne03,
|
||||
/*.nb00 =*/ nb00,
|
||||
/*.nb01 =*/ nb01,
|
||||
/*.nb02 =*/ nb02,
|
||||
/*.nb03 =*/ nb03,
|
||||
/*.ne0 =*/ ne0,
|
||||
/*.ne1 =*/ ne1,
|
||||
/*.ne2 =*/ ne2,
|
||||
/*.ne3 =*/ ne3,
|
||||
/*.top_k =*/ ne00,
|
||||
/*.len =*/ len,
|
||||
};
|
||||
|
||||
// merges per row
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||||
@@ -3737,6 +3751,118 @@ int ggml_metal_op_argsort(ggml_metal_op_t ctx, int idx) {
|
||||
return 1;
|
||||
}
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||||
|
||||
int ggml_metal_op_top_k(ggml_metal_op_t ctx, int idx) {
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ggml_tensor * op = ctx->node(idx);
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||||
|
||||
ggml_metal_library_t lib = ctx->lib;
|
||||
ggml_metal_encoder_t enc = ctx->enc;
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||||
|
||||
GGML_ASSERT(ggml_is_contiguous_rows(op->src[0]));
|
||||
|
||||
GGML_TENSOR_LOCALS( int32_t, ne0, op->src[0], ne);
|
||||
GGML_TENSOR_LOCALS(uint64_t, nb0, op->src[0], nb);
|
||||
GGML_TENSOR_LOCALS( int32_t, ne, op, ne);
|
||||
GGML_TENSOR_LOCALS(uint64_t, nb, op, nb);
|
||||
|
||||
ggml_metal_pipeline_t pipeline = ggml_metal_library_get_pipeline_top_k(lib, op);
|
||||
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||||
// bitonic sort requires the number of elements to be power of 2
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||||
int nth = 1;
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||||
while (nth < ne00 && 2*nth <= ggml_metal_pipeline_max_theads_per_threadgroup(pipeline)) {
|
||||
nth *= 2;
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||||
}
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||||
|
||||
// blocks per row
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const int npr = (ne00 + nth - 1)/nth;
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||||
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||||
const size_t smem = GGML_PAD(nth*sizeof(int32_t), 16);
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||||
|
||||
ggml_metal_buffer_id bid_src0 = ggml_metal_get_buffer_id(op->src[0]);
|
||||
ggml_metal_buffer_id bid_dst = ggml_metal_get_buffer_id(op);
|
||||
|
||||
ggml_metal_buffer_id bid_tmp = bid_dst;
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||||
bid_tmp.offs += sizeof(int32_t)*ggml_nelements(op->src[0]);
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||||
|
||||
if ((int) ceil(std::log(npr) / std::log(2)) % 2 == 1) {
|
||||
std::swap(bid_dst, bid_tmp);
|
||||
}
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||||
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||||
const int top_k = ne0;
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||||
|
||||
ggml_metal_kargs_argsort args = {
|
||||
/*.ne00 =*/ ne00,
|
||||
/*.ne01 =*/ ne01,
|
||||
/*.ne02 =*/ ne02,
|
||||
/*.ne03 =*/ ne03,
|
||||
/*.nb00 =*/ nb00,
|
||||
/*.nb01 =*/ nb01,
|
||||
/*.nb02 =*/ nb02,
|
||||
/*.nb03 =*/ nb03,
|
||||
/*.ne0 =*/ ne0,
|
||||
/*.ne1 =*/ ne1,
|
||||
/*.ne2 =*/ ne2,
|
||||
/*.ne3 =*/ ne3,
|
||||
/*.top_k =*/ std::min(nth, top_k), // for each block, keep just the top_k indices
|
||||
};
|
||||
|
||||
if (npr > 1) {
|
||||
args.ne0 = (npr - 1)*args.top_k + std::min(ne00 - (npr - 1)*nth, args.top_k);
|
||||
}
|
||||
|
||||
ggml_metal_encoder_set_pipeline(enc, pipeline);
|
||||
ggml_metal_encoder_set_bytes (enc, &args, sizeof(args), 0);
|
||||
ggml_metal_encoder_set_buffer (enc, bid_src0, 1);
|
||||
ggml_metal_encoder_set_buffer (enc, bid_dst, 2);
|
||||
|
||||
ggml_metal_encoder_set_threadgroup_memory_size(enc, smem, 0);
|
||||
|
||||
ggml_metal_encoder_dispatch_threadgroups(enc, npr*ne01, ne02, ne03, nth, 1, 1);
|
||||
|
||||
ggml_metal_pipeline_t pipeline_merge = ggml_metal_library_get_pipeline_top_k_merge(lib, op);
|
||||
|
||||
int len = args.top_k;
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||||
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||||
while (len < args.ne0) {
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||||
ggml_metal_op_concurrency_reset(ctx);
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|
||||
// merges per row
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||||
const int nm = (args.ne0 + 2*len - 1) / (2*len);
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||||
|
||||
const int nth = std::min(512, std::min(len, ggml_metal_pipeline_max_theads_per_threadgroup(pipeline_merge)));
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||||
|
||||
ggml_metal_kargs_argsort_merge args_merge = {
|
||||
/*.ne00 =*/ ne00,
|
||||
/*.ne01 =*/ ne01,
|
||||
/*.ne02 =*/ ne02,
|
||||
/*.ne03 =*/ ne03,
|
||||
/*.nb00 =*/ nb00,
|
||||
/*.nb01 =*/ nb01,
|
||||
/*.nb02 =*/ nb02,
|
||||
/*.nb03 =*/ nb03,
|
||||
/*.ne0 =*/ args.ne0,
|
||||
/*.ne1 =*/ ne1,
|
||||
/*.ne2 =*/ ne2,
|
||||
/*.ne3 =*/ ne3,
|
||||
/*.top_k =*/ nm == 1 ? top_k : args.ne0, // the final merge outputs top_k elements
|
||||
/*.len =*/ len,
|
||||
};
|
||||
|
||||
ggml_metal_encoder_set_pipeline(enc, pipeline_merge);
|
||||
ggml_metal_encoder_set_bytes (enc, &args_merge, sizeof(args_merge), 0);
|
||||
ggml_metal_encoder_set_buffer (enc, bid_src0, 1);
|
||||
ggml_metal_encoder_set_buffer (enc, bid_dst, 2);
|
||||
ggml_metal_encoder_set_buffer (enc, bid_tmp, 3);
|
||||
|
||||
ggml_metal_encoder_dispatch_threadgroups(enc, nm*ne01, ne02, ne03, nth, 1, 1);
|
||||
|
||||
std::swap(bid_dst, bid_tmp);
|
||||
|
||||
len <<= 1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
return 1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
int ggml_metal_op_leaky_relu(ggml_metal_op_t ctx, int idx) {
|
||||
ggml_tensor * op = ctx->node(idx);
|
||||
|
||||
|
||||
@@ -81,6 +81,7 @@ int ggml_metal_op_arange (ggml_metal_op_t ctx, int idx);
|
||||
int ggml_metal_op_timestep_embedding(ggml_metal_op_t ctx, int idx);
|
||||
int ggml_metal_op_argmax (ggml_metal_op_t ctx, int idx);
|
||||
int ggml_metal_op_argsort (ggml_metal_op_t ctx, int idx);
|
||||
int ggml_metal_op_top_k (ggml_metal_op_t ctx, int idx);
|
||||
int ggml_metal_op_leaky_relu (ggml_metal_op_t ctx, int idx);
|
||||
int ggml_metal_op_opt_step_adamw (ggml_metal_op_t ctx, int idx);
|
||||
int ggml_metal_op_opt_step_sgd (ggml_metal_op_t ctx, int idx);
|
||||
|
||||
@@ -202,6 +202,10 @@ static size_t ggml_backend_metal_buffer_type_get_alloc_size(ggml_backend_buffer_
|
||||
{
|
||||
res *= 2;
|
||||
} break;
|
||||
case GGML_OP_TOP_K:
|
||||
{
|
||||
res = 2*sizeof(int32_t)*ggml_nelements(tensor->src[0]);
|
||||
} break;
|
||||
default:
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
@@ -4670,11 +4670,12 @@ kernel void kernel_argsort_f32_i32(
|
||||
ushort3 ntg[[threads_per_threadgroup]]) {
|
||||
// bitonic sort
|
||||
const int col = tpitg[0];
|
||||
const int ib = tgpig[0] / args.ne01;
|
||||
|
||||
const int i00 = (tgpig[0]/args.ne01)*ntg.x;
|
||||
const int i01 = tgpig[0]%args.ne01;
|
||||
const int i02 = tgpig[1];
|
||||
const int i03 = tgpig[2];
|
||||
const int i00 = ib*ntg.x;
|
||||
const int i01 = tgpig[0] % args.ne01;
|
||||
const int i02 = tgpig[1];
|
||||
const int i03 = tgpig[2];
|
||||
|
||||
device const float * src0_row = (device const float *) (src0 + args.nb01*i01 + args.nb02*i02 + args.nb03*i03);
|
||||
|
||||
@@ -4710,9 +4711,11 @@ kernel void kernel_argsort_f32_i32(
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
const int64_t i0 = ib*args.top_k;
|
||||
|
||||
// copy the result to dst without the padding
|
||||
if (i00 + col < args.ne00) {
|
||||
dst += i00 + args.ne00*i01 + args.ne00*args.ne01*i02 + args.ne00*args.ne01*args.ne02*i03;
|
||||
if (i0 + col < args.ne0 && col < args.top_k) {
|
||||
dst += i0 + args.ne0*i01 + args.ne0*args.ne1*i02 + args.ne0*args.ne1*args.ne2*i03;
|
||||
|
||||
dst[col] = shmem_i32[col];
|
||||
}
|
||||
@@ -4747,22 +4750,22 @@ kernel void kernel_argsort_merge_f32_i32(
|
||||
|
||||
const int start = im * (2 * args.len);
|
||||
|
||||
const int len0 = MIN(args.len, MAX(0, args.ne00 - (int)(start)));
|
||||
const int len1 = MIN(args.len, MAX(0, args.ne00 - (int)(start + args.len)));
|
||||
const int len0 = MIN(args.len, MAX(0, args.ne0 - (int)(start)));
|
||||
const int len1 = MIN(args.len, MAX(0, args.ne0 - (int)(start + args.len)));
|
||||
|
||||
const int total = len0 + len1;
|
||||
|
||||
device const int32_t * tmp0 = tmp + start
|
||||
+ i01*args.ne00
|
||||
+ i02*args.ne00*args.ne01
|
||||
+ i03*args.ne00*args.ne01*args.ne02;
|
||||
+ i01*args.ne0
|
||||
+ i02*args.ne0*args.ne01
|
||||
+ i03*args.ne0*args.ne01*args.ne02;
|
||||
|
||||
device const int32_t * tmp1 = tmp0 + args.len;
|
||||
|
||||
dst += start
|
||||
+ i01*args.ne00
|
||||
+ i02*args.ne00*args.ne01
|
||||
+ i03*args.ne00*args.ne01*args.ne02;
|
||||
+ i01*args.top_k
|
||||
+ i02*args.top_k*args.ne01
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||||
+ i03*args.top_k*args.ne01*args.ne02;
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device const float * src0_row = (device const float *)(src0
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+ args.nb01*i01
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@@ -4776,7 +4779,11 @@ kernel void kernel_argsort_merge_f32_i32(
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const int chunk = (total + ntg.x - 1) / ntg.x;
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const int k0 = tpitg.x * chunk;
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const int k1 = min(k0 + chunk, total);
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const int k1 = MIN(MIN(k0 + chunk, total), args.top_k);
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if (k0 >= args.top_k) {
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return;
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}
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if (k0 >= total) {
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return;
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