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https://github.com/paboyle/Grid.git
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Inline asm for KNL, KNC, Skylake Xeon
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paboyle
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ac7d1f26ad
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5aafdd7e1a
293
tests/Test_zmm.cc
Normal file
293
tests/Test_zmm.cc
Normal file
@ -0,0 +1,293 @@
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#include <Grid.h>
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#include <PerfCount.h>
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#include <simd/Avx512Asm.h>
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using namespace Grid;
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using namespace Grid::QCD;
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void WilsonDslashAvx512(void *ptr1,void *ptr2,void *ptr3);
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void WilsonDslashAvx512F(void *ptr1,void *ptr2,void *ptr3);
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void TimesIAvx512F(void *ptr1,void *ptr3);
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void TimesIAvx512(void *ptr1,void *ptr3);
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int main(int argc,char **argv)
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{
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Grid_init(&argc,&argv);
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std::vector<int> latt4 = GridDefaultLatt();
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const int Ls=16;
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GridCartesian * UGrid = SpaceTimeGrid::makeFourDimGrid(latt4, GridDefaultSimd(Nd,vComplex::Nsimd()),GridDefaultMpi());
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GridRedBlackCartesian * UrbGrid = SpaceTimeGrid::makeFourDimRedBlackGrid(UGrid);
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GridCartesian * FGrid = SpaceTimeGrid::makeFiveDimGrid(Ls,UGrid);
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GridRedBlackCartesian * FrbGrid = SpaceTimeGrid::makeFiveDimRedBlackGrid(Ls,UGrid);
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std::vector<int> simd_layout = GridDefaultSimd(Nd,vComplex::Nsimd());
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std::vector<int> mpi_layout = GridDefaultMpi();
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int threads = GridThread::GetThreads();
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std::vector<int> seeds4({1,2,3,4});
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std::vector<int> seeds5({5,6,7,8});
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GridSerialRNG sRNG; sRNG.SeedFixedIntegers(seeds4);
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vColourMatrixD mat;
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vHalfSpinColourVectorD vec;
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vHalfSpinColourVectorD matvec;
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vHalfSpinColourVectorD ref;
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vComplexD err;
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random(sRNG,mat);
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random(sRNG,vec);
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ref = mat*vec;
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WilsonDslashAvx512((void *)&vec, (void *)&mat,(void *)&matvec);
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ref = ref - matvec;
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err = TensorRemove(innerProduct(ref,ref));
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std::cout <<"Double SU3 x 2spin diff "<< Reduce(err)<<std::endl;
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vColourMatrixF matF;
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vHalfSpinColourVectorF vecF;
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vHalfSpinColourVectorF matvecF;
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vHalfSpinColourVectorF refF;
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vComplexF errF;
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random(sRNG,matF);
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random(sRNG,vecF);
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refF = matF*vecF;
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WilsonDslashAvx512F((void *)&vecF, (void *)&matF,(void *)&matvecF);
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refF = refF-matvecF;
|
||||||
|
errF = TensorRemove(innerProduct(refF,refF));
|
||||||
|
std::cout <<"Single SU3 x 2spin diff "<< Reduce(errF)<<std::endl;
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|
TimesIAvx512F((void *)&vecF,(void *)&matvecF);
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|
refF = timesI(vecF)-matvecF;
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|
errF = TensorRemove(innerProduct(refF,refF));
|
||||||
|
std::cout <<" timesI single diff "<< Reduce(errF)<<std::endl;
|
||||||
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||||||
|
TimesIAvx512((void *)&vec,(void *)&matvec);
|
||||||
|
|
||||||
|
ref = timesI(vec)-matvec;
|
||||||
|
err = TensorRemove(innerProduct(ref,ref));
|
||||||
|
std::cout <<" timesI double diff "<< Reduce(err)<<std::endl;
|
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LatticeFermion src (FGrid);
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LatticeFermion srce(FrbGrid);
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LatticeFermion resulto(FrbGrid); resulto=zero;
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LatticeFermion resulta(FrbGrid); resulta=zero;
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LatticeFermion diff(FrbGrid);
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LatticeGaugeField Umu(UGrid);
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#if 1
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GridParallelRNG RNG4(UGrid); RNG4.SeedFixedIntegers(seeds4);
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GridParallelRNG RNG5(FGrid); RNG5.SeedFixedIntegers(seeds5);
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random(RNG5,src);
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random(RNG4,Umu);
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#else
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int mmu=3;
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std::vector<LatticeColourMatrix> U(4,UGrid);
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for(int mu=0;mu<Nd;mu++){
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|
U[mu] = PeekIndex<LorentzIndex>(Umu,mu);
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||||||
|
if ( mu!=mmu ) U[mu] = zero;
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||||||
|
if ( mu==mmu ) U[mu] = 1.0;
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|
PokeIndex<LorentzIndex>(Umu,U[mu],mu);
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}
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#endif
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|
pickCheckerboard(Even,srce,src);
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RealD mass=0.1;
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RealD M5 =1.8;
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DomainWallFermionR Dw(Umu,*FGrid,*FrbGrid,*UGrid,*UrbGrid,mass,M5);
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std::cout<<GridLogMessage << "Calling Dw"<<std::endl;
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int ncall=50;
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double t0=usecond();
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||||||
|
for(int i=0;i<ncall;i++){
|
||||||
|
Dw.DhopOE(srce,resulto,0);
|
||||||
|
}
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||||||
|
double t1=usecond();
|
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|
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||||||
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double volume=Ls; for(int mu=0;mu<Nd;mu++) volume=volume*latt4[mu];
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||||||
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double flops=1344*volume/2;
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|
|
||||||
|
std::cout<<GridLogMessage << "Called Dw"<<std::endl;
|
||||||
|
std::cout<<GridLogMessage << "norm result "<< norm2(resulto)<<std::endl;
|
||||||
|
std::cout<<GridLogMessage << "mflop/s = "<< flops*ncall/(t1-t0)<<std::endl;
|
||||||
|
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|
QCD::WilsonFermion5DStatic::AsmOptDslash=1;
|
||||||
|
t0=usecond();
|
||||||
|
for(int i=0;i<ncall;i++){
|
||||||
|
Dw.DhopOE(srce,resulta,0);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
t1=usecond();
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
for(int i=0;i< PerformanceCounter::NumTypes(); i++ ){
|
||||||
|
Dw.DhopOE(srce,resulta,0);
|
||||||
|
PerformanceCounter Counter(i);
|
||||||
|
Counter.Start();
|
||||||
|
Dw.DhopOE(srce,resulta,0);
|
||||||
|
Counter.Stop();
|
||||||
|
Counter.Report();
|
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|
}
|
||||||
|
resulta = (-0.5) * resulta;
|
||||||
|
|
||||||
|
std::cout<<GridLogMessage << "Called Asm Dw"<<std::endl;
|
||||||
|
std::cout<<GridLogMessage << "norm result "<< norm2(resulta)<<std::endl;
|
||||||
|
std::cout<<GridLogMessage << "mflop/s = "<< flops*ncall/(t1-t0)<<std::endl;
|
||||||
|
diff = resulto-resulta;
|
||||||
|
std::cout<<GridLogMessage << "diff "<< norm2(diff)<<std::endl;
|
||||||
|
|
||||||
|
}
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#undef VLOAD
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#undef VSTORE
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#undef VMUL
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#undef VMADD
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#undef ZEND1
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|
#undef ZEND2
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#undef ZLOAD
|
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#undef ZMUL
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|
#undef ZMADD
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#define VZERO(A) VZEROd(A)
|
||||||
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#define VTIMESI(A,B,C) VTIMESId(A,B,C)
|
||||||
|
#define VTIMESMINUSI(A,B,C) VTIMESMINUSId(A,B,C)
|
||||||
|
|
||||||
|
#define VLOAD(OFF,PTR,DEST) VLOADd(OFF,PTR,DEST)
|
||||||
|
#define VSTORE(OFF,PTR,SRC) VSTOREd(OFF,PTR,SRC)
|
||||||
|
#define VMUL(Uri,Uir,Chi,UChi,Z) VMULd(Uri,Uir,Chi,UChi,Z)
|
||||||
|
#define VMADD(Uri,Uir,Chi,UChi,Z) VMADDd(Uri,Uir,Chi,UChi,Z)
|
||||||
|
#define ZEND1(A,B,C) ZEND1d(A,B,C)
|
||||||
|
#define ZEND2(A,B,C) ZEND2d(A,B,C)
|
||||||
|
#define ZLOAD(A,B,C,D) ZLOADd(A,B,C,D)
|
||||||
|
#define ZMUL(A,B,C,D,E) ZMULd(A,B,C,D,E)
|
||||||
|
#define ZMADD(A,B,C,D,E) ZMADDd(A,B,C,D,E)
|
||||||
|
#define ZMULMEM2SP(O,P,tmp,B,C,Briir,Biirr,Criir,Ciirr) ZMULMEM2SPd(O,P,tmp,B,C,Briir,Biirr,Criir,Ciirr)
|
||||||
|
#define ZMADDMEM2SP(O,P,tmp,B,C,Briir,Biirr,Criir,Ciirr) ZMADDMEM2SPd(O,P,tmp,B,C,Briir,Biirr,Criir,Ciirr)
|
||||||
|
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#define zz Z0
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void TimesIAvx512(void *ptr1,void *ptr3)
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{
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__asm__ ("mov $0xAAAA, %%eax " : : :"%eax");
|
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|
__asm__ ("kmov %%eax, %%k6 " : : :);
|
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|
__asm__ ("knot %%k6, %%k7 " : : :);
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|
MASK_REGS;
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||||||
|
|
||||||
|
LOAD_CHI(ptr1);
|
||||||
|
|
||||||
|
__asm__ (
|
||||||
|
VZERO(zz)
|
||||||
|
VTIMESI(Chi_00,UChi_00,zz)
|
||||||
|
VTIMESI(Chi_01,UChi_01,zz)
|
||||||
|
VTIMESI(Chi_02,UChi_02,zz)
|
||||||
|
VTIMESI(Chi_10,UChi_10,zz)
|
||||||
|
VTIMESI(Chi_11,UChi_11,zz)
|
||||||
|
VTIMESI(Chi_12,UChi_12,zz)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
SAVE_UCHI(ptr3);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void WilsonDslashAvx512(void *ptr1,void *ptr2,void *ptr3)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int return_address;
|
||||||
|
// prototype computed goto to eliminate ABI save restore on call/return in
|
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|
// generated assembly.
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|
static void * table[] = { &&save, &&mult };
|
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|
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MASK_REGS;
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||||||
|
|
||||||
|
LOAD_CHI(ptr1);
|
||||||
|
|
||||||
|
return_address = 0;
|
||||||
|
goto mult;
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||||||
|
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|
save:
|
||||||
|
SAVE_UCHI(ptr3);
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
|
||||||
|
mult:
|
||||||
|
MULT_2SPIN(ptr2);
|
||||||
|
goto *table[return_address];
|
||||||
|
|
||||||
|
}
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|
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#undef VLOAD
|
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#undef VSTORE
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#undef VMUL
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|
#undef VMADD
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||||||
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#undef ZEND1
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||||||
|
#undef ZEND2
|
||||||
|
#undef ZLOAD
|
||||||
|
#undef ZMUL
|
||||||
|
#undef ZMADD
|
||||||
|
#undef VZERO
|
||||||
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#undef VTIMESI
|
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|
#undef VTIMESI0
|
||||||
|
#undef VTIMESI1
|
||||||
|
#undef VTIMESI2
|
||||||
|
#undef VTIMESMINUSI
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#undef ZMULMEM2SP
|
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|
#undef ZMADDMEM2SP
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#define VZERO(A) VZEROf(A)
|
||||||
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#define VMOV(A,B) VMOVf(A,B)
|
||||||
|
#define VADD(A,B,C) VADDf(A,B,C)
|
||||||
|
#define VSUB(A,B,C) VSUBf(A,B,C)
|
||||||
|
#define VTIMESI(A,B,C) VTIMESIf(A,B,C)
|
||||||
|
#define VTIMESMINUSI(A,B,C) VTIMESMINUSIf(A,B,C)
|
||||||
|
|
||||||
|
#define VLOAD(OFF,PTR,DEST) VLOADf(OFF,PTR,DEST)
|
||||||
|
#define VSTORE(OFF,PTR,SRC) VSTOREf(OFF,PTR,SRC)
|
||||||
|
#define VMUL(Uri,Uir,Chi,UChi,Z) VMULf(Uri,Uir,Chi,UChi,Z)
|
||||||
|
#define VMADD(Uri,Uir,Chi,UChi,Z) VMADDf(Uri,Uir,Chi,UChi,Z)
|
||||||
|
#define ZEND1(A,B,C) ZEND1f(A,B,C)
|
||||||
|
#define ZEND2(A,B,C) ZEND2f(A,B,C)
|
||||||
|
#define ZLOAD(A,B,C,D) ZLOADf(A,B,C,D)
|
||||||
|
#define ZMUL(A,B,C,D,E) ZMULf(A,B,C,D,E)
|
||||||
|
#define ZMADD(A,B,C,D,E) ZMADDf(A,B,C,D,E)
|
||||||
|
#define ZMULMEM2SP(O,P,tmp,B,C,Briir,Biirr,Criir,Ciirr) ZMULMEM2SPf(O,P,tmp,B,C,Briir,Biirr,Criir,Ciirr)
|
||||||
|
#define ZMADDMEM2SP(O,P,tmp,B,C,Briir,Biirr,Criir,Ciirr) ZMADDMEM2SPf(O,P,tmp,B,C,Briir,Biirr,Criir,Ciirr)
|
||||||
|
|
||||||
|
void TimesIAvx512F(void *ptr1,void *ptr3)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
MASK_REGS;
|
||||||
|
|
||||||
|
LOAD_CHI(ptr1);
|
||||||
|
__asm__ (
|
||||||
|
VZERO(zz)
|
||||||
|
VTIMESI(Chi_00,UChi_00,zz)
|
||||||
|
VTIMESI(Chi_01,UChi_01,zz)
|
||||||
|
VTIMESI(Chi_02,UChi_02,zz)
|
||||||
|
VTIMESI(Chi_10,UChi_10,zz)
|
||||||
|
VTIMESI(Chi_11,UChi_11,zz)
|
||||||
|
VTIMESI(Chi_12,UChi_12,zz)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
SAVE_UCHI(ptr3);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void WilsonDslashAvx512F(void *ptr1,void *ptr2,void *ptr3)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
MASK_REGS;
|
||||||
|
|
||||||
|
LOAD_CHI(ptr1);
|
||||||
|
|
||||||
|
MULT_2SPIN(ptr2);
|
||||||
|
|
||||||
|
SAVE_UCHI(ptr3);
|
||||||
|
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
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