asc_loadalign_downsample

产品支持情况

• Ascend 950PR/Ascend 950DT：支持

• Atlas A3 训练系列产品/Atlas A3 推理系列产品：不支持

• Atlas A2 训练系列产品/Atlas A2 推理系列产品：不支持

• Atlas 200I/500 A2 推理产品：不支持

• Atlas 推理系列产品AI Core：不支持

• Atlas 推理系列产品Vector Core：不支持

• Atlas 训练系列产品：不支持

功能说明

头文件路径为："c_api/reg_compute/load/loadalign.h"。

从Unified Buffer（UB）中32字节对齐的起始地址读取连续数据并进行2倍下采样，结果通过函数返回值返回或写入目的寄存器。

• 当dst为矢量数据寄存器时，读取2×VL（512字节）长度数据，保留偶数下标元素后写入VL长度数据。
• 当dst为掩码寄存器时，读取VL/4（64字节）长度数据，保留偶数下标bit后写入VL/8长度数据。

本接口提供三种功能模式：

• 对齐搬入模式：将UB源地址的数据下采样后搬入到矢量数据寄存器或掩码寄存器，由用户自行更新源地址。
• 立即数偏移搬入模式：从相对源起始地址偏移指定距离的位置搬入数据。本接口不会自动更新源地址。
• 地址寄存器偏移搬入模式：通过地址寄存器指定相对源起始地址的偏移，常用于Hardware Loop内偏移随循环计数变化的对齐搬入场景。需要与asc_update_addr_reg配合使用。

对齐搬入模式中，通过函数返回值返回掩码寄存器时，请使用asc_loadalign_mask_downsample。

图1 下采样搬入掩码寄存器

本接口仅在AIV上生效，非AIV调用直接返回。

函数原型

对齐搬入模式

C

// 通过函数返回值返回矢量数据寄存器。
__simd_callee__ inline vector_<dtype> asc_loadalign_downsample(__ubuf__ <dtype>* src)

// 搬入矢量数据寄存器。
__simd_callee__ inline void asc_loadalign_downsample(vector_<dtype>& dst,
                                                     __ubuf__ <dtype>* src)
// 搬入掩码寄存器。
__simd_callee__ inline void asc_loadalign_downsample(vector_bool& dst,
                                                     __ubuf__ uint32_t* src)

dtype支持数据类型

dtype支持的数据类型为int4b_t、int8_t、uint8_t、fp4x2_e2m1_t、fp4x2_e1m2_t、hifloat8_t、fp8_e8m0_t、fp8_e5m2_t、fp8_e4m3fn_t、int16_t、uint16_t、half、bfloat16_t。当dtype为int4b_t时，dst的实际类型为vector_int4x2_t。

函数原型典型示例

C

// 示例：half类型。
__simd_callee__ inline vector_half asc_loadalign_downsample(__ubuf__ half* src)

__simd_callee__ inline void asc_loadalign_downsample(vector_half& dst,
                                                     __ubuf__ half* src)

立即数偏移搬入模式

C

// 搬入矢量数据寄存器。
__simd_callee__ inline void asc_loadalign_downsample(vector_<dtype>& dst,
                                                     __ubuf__ <dtype>* src,
                                                     int32_t offset)
// 搬入掩码寄存器。
__simd_callee__ inline void asc_loadalign_downsample(vector_bool& dst,
                                                     __ubuf__ uint32_t* src,
                                                     int32_t offset)

dtype支持数据类型

dtype支持的数据类型为int4b_t、int8_t、uint8_t、fp4x2_e2m1_t、fp4x2_e1m2_t、hifloat8_t、fp8_e8m0_t、fp8_e5m2_t、fp8_e4m3fn_t、int16_t、uint16_t、half、bfloat16_t。当dtype为int4b_t时，dst的实际类型为vector_int4x2_t。

函数原型典型示例

C

// 示例：half。
__simd_callee__ inline void asc_loadalign_downsample(vector_half& dst,
                                                     __ubuf__ half* src,
                                                     int32_t offset)

地址寄存器偏移搬入模式

C

// 搬入矢量数据寄存器。
__simd_callee__ inline void asc_loadalign_downsample(vector_<dtype>& dst,
                                                     __ubuf__ <dtype>* src,
                                                     addr_reg offset)
// 搬入掩码寄存器。
__simd_callee__ inline void asc_loadalign_downsample(vector_bool& dst,
                                                     __ubuf__ uint32_t* src,
                                                     addr_reg offset)

dtype支持数据类型

dtype支持的数据类型为int4b_t、int8_t、uint8_t、fp4x2_e2m1_t、fp4x2_e1m2_t、hifloat8_t、fp8_e8m0_t、fp8_e5m2_t、fp8_e4m3fn_t、int16_t、uint16_t、half、bfloat16_t。当dtype为int4b_t时，dst的实际类型为vector_int4x2_t。

函数原型典型示例

C

// 示例：half。
__simd_callee__ inline void asc_loadalign_downsample(vector_half& dst,
                                                     __ubuf__ half* src,
                                                     addr_reg offset)

参数说明

对齐搬入模式

表1 参数说明

参数名	输入/输出	描述
dst	输出	目的矢量数据寄存器或掩码寄存器，仅无返回值类型接口包含该参数。 • 当dst为矢量数据寄存器，dtype必须与src一致，搬入VL长度数据。 • 当dst为掩码寄存器，搬入VL/8长度数据。
src	输入	源UB地址，实际读取地址必须按32字节对齐。

立即数偏移搬入模式

表2 参数说明

参数名	输入/输出	描述
dst	输出	目的矢量数据寄存器或掩码寄存器。 • 当dst为矢量数据寄存器，dtype必须与src一致，搬入VL长度数据。 • 当dst为掩码寄存器，搬入VL/8长度数据。
src	输入	源UB地址，实际读取地址必须按32字节对齐。
offset	输入	相对src起始地址的偏移。 • 当dst为矢量数据寄存器，单位为元素个数。 • 当dst为掩码寄存器，单位为字节。

地址寄存器偏移搬入模式

表3 参数说明

参数名	输入/输出	描述
dst	输出	目的矢量数据寄存器或掩码寄存器。 • 当dst为矢量数据寄存器，dtype必须与src一致，搬入VL长度数据。 • 当dst为掩码寄存器，搬入VL/8长度数据。
src	输入	源UB地址，实际读取地址必须按32字节对齐。
offset	输入	地址寄存器，类型为addr_reg，必须通过asc_update_addr_reg生成。该寄存器记录相对src起始地址的偏移，单位为元素个数。b8、b16、b32模式分别表示每个元素占1字节、2字节、4字节。当dst为vector_bool时，应使用b32模式。

矢量数据寄存器和掩码寄存器的详细说明请参见reg数据类型定义。

返回值说明

对于返回值类型接口，返回保存下采样搬入结果的矢量数据寄存器，数据类型与src保持一致。

约束说明

通用约束

• 本接口仅在AIV上生效，非AIV调用直接返回。
• 本接口在Vector Function（__simd_vf__标记的函数）内调用。
• 各功能模式下的实际读取地址必须按32字节对齐，且实际读取范围必须在UB地址空间内且不越界，否则会报错。
• UB容量上限为256KB，用户可用容量随编译选项与编程场景变化（默认预留6KB SIMD VF栈 + 2KB Ascend C预留，可用248KB；SIMD+SIMT混编时再划分32KB～128KB作Data Cache，可用容量进一步减少）。UB地址偏移后不可超过实际可用容量，否则会报错。
• 如果本指令与其他指令存在UB地址重叠，需要插入同步指令asc_mem_bar，保证多个指令串行化，防止出现异常数据。

地址寄存器偏移搬入模式

必须先调用asc_update_addr_reg接口。

调用示例

将代码保存为example.asc后，可通过bisheng命令编译运行，其中--npu-arch参数需根据实际产品型号指定对应的NPU架构，具体产品与NPU架构的映射关系请参考__NPU_ARCH__。

以Ascend 950PR/Ascend 950DT产品（对应NPU架构为dav-3510）为例，编译运行命令如下：

Bash

bisheng example.asc -o main --npu-arch=dav-3510 && ./main

C++

#include <cstdint>
#include <iostream>
#include <vector>
#include "c_api/asc_simd.h"
#include "acl/acl.h"

namespace {
__aicore__ constexpr uint32_t ceil_division(uint32_t numerator, uint32_t denominator)
{
    return (numerator + denominator - 1) / denominator;
}

constexpr uint32_t INPUT_ELEMENTS = 1024;
constexpr uint32_t OUTPUT_ELEMENTS = 512;
constexpr uint32_t INPUT_BYTES = INPUT_ELEMENTS * sizeof(uint8_t);
constexpr uint32_t OUTPUT_BYTES = OUTPUT_ELEMENTS * sizeof(uint8_t);

__simd_vf__ inline void asc_loadalign_downsample_vf(__ubuf__ uint8_t* output, __ubuf__ uint8_t* input,
                                                   uint16_t one_repeat_size, uint16_t repeat_time)
{
    vector_bool mask = asc_create_mask_b8(PAT_ALL);
    vector_uint8_t dst_reg;
    for (uint16_t i = 0; i < repeat_time; ++i) {
        asc_loadalign_downsample(dst_reg, input + i * 512);
        asc_storealign(output + i * one_repeat_size, dst_reg, mask);
    }
}

__global__ __vector__ void asc_loadalign_downsample_kernel(__gm__ uint8_t* output, __gm__ uint8_t* input)
{
    asc_init();
    __ubuf__ uint8_t input_local[INPUT_ELEMENTS];
    __ubuf__ uint8_t output_local[OUTPUT_ELEMENTS];
    asc_copy_gm2ub_align(input_local, input, INPUT_BYTES);
    asc_sync_notify(PIPE_MTE2, PIPE_V, EVENT_ID0);
    asc_sync_wait(PIPE_MTE2, PIPE_V, EVENT_ID0);
    uint16_t one_repeat_size = asc_get_vf_len() / sizeof(uint8_t);
    uint16_t repeat_time = ceil_division(OUTPUT_ELEMENTS, one_repeat_size);
    asc_vf_call<asc_loadalign_downsample_vf>(output_local, input_local, one_repeat_size, repeat_time);
    asc_sync_notify(PIPE_V, PIPE_MTE3, EVENT_ID0);
    asc_sync_wait(PIPE_V, PIPE_MTE3, EVENT_ID0);
    asc_copy_ub2gm_align(output, output_local, OUTPUT_BYTES);
    asc_sync();
}
} // namespace

int main()
{
    std::vector<uint8_t> input(INPUT_ELEMENTS);
    std::vector<uint8_t> output(OUTPUT_ELEMENTS, 0xff);
    std::vector<uint8_t> golden(OUTPUT_ELEMENTS, 0);
    for (uint16_t i = 0; i < INPUT_ELEMENTS; ++i) input[i] = static_cast<uint8_t>(i % 251 + 1);
    for (uint16_t i = 0; i < OUTPUT_ELEMENTS; ++i) golden[i] = input[2 * i];

    aclInit(nullptr);
    aclrtSetDevice(0);
    uint8_t* input_device = nullptr;
    uint8_t* output_device = nullptr;
    aclrtMalloc(reinterpret_cast<void**>(&input_device), INPUT_BYTES, ACL_MEM_MALLOC_HUGE_FIRST);
    aclrtMalloc(reinterpret_cast<void**>(&output_device), OUTPUT_BYTES, ACL_MEM_MALLOC_HUGE_FIRST);
    aclrtMemcpy(input_device, INPUT_BYTES, input.data(), INPUT_BYTES, ACL_MEMCPY_HOST_TO_DEVICE);
    asc_loadalign_downsample_kernel<<<1, 0>>>(output_device, input_device);
    aclrtSynchronizeDevice();
    aclrtMemcpy(output.data(), OUTPUT_BYTES, output_device, OUTPUT_BYTES, ACL_MEMCPY_DEVICE_TO_HOST);

    const bool passed = output == golden;
    std::cout << (passed ? "[Success]" : "[Failed]") << " asc_loadalign_downsample example." << std::endl;
    aclrtFree(input_device);
    aclrtFree(output_device);
    aclrtResetDevice(0);
    aclFinalize();
    return passed ? 0 : 1;
}