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asc_copy

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/reg_copy.h"

完成数据在寄存器间的搬运,支持以下三种模式:

  • 矢量数据寄存器复制到矢量数据寄存器:将src中被mask筛选的有效元素复制到dst对应位置,未被mask筛选的位置保持dst原值。

  • 掩码寄存器复制到掩码寄存器:将src的所有bit位复制到dst中。支持带mask和不带mask两种重载:

    • 带mask:将src中被mask筛选的bit复制到dst。对于b8模式,mask的每个bit控制src的一个bit;对于b16模式,mask的每2bit为一组、仅LSB控制src的一个bit;对于b32模式,mask的每4bit为一组、仅LSB控制src的一个bit。
    • 不带mask:将src的所有bit复制到dst。
  • 矢量数据寄存器复制到掩码寄存器:

    • 数据类型为uint16_t时,矢量数据寄存器(256B)分成16个数据块(16B),用户通过参数可选择某一个数据块,数据块的每个bit broadcast成2bit后变为32B,即输出的mask。
    • 数据类型为uint32_t时,矢量数据寄存器(256B)分成32个数据块(8B),用户通过参数可选择某一个数据块,数据块的每个bit broadcast成4bit后变为32B,即输出的mask。

    具体搬运原理请参考关键特性说明

本接口为Reg矢量计算接口,仅在AIV上生效。

函数原型

矢量数据寄存器复制到矢量数据寄存器

C
// 占位符形式
__simd_callee__ inline void asc_copy(vector_<dtype>& dst,
                                     vector_<dtype> src,
                                     vector_bool mask)

dtype支持数据类型

dtype支持的数据类型:int8_t、uint8_t、int16_t、uint16_t、half、bfloat16_t、int32_t、uint32_t、float。

函数原型典型示例

C
// 示例:对half矢量数据寄存器执行复制。
__simd_callee__ inline void asc_copy(vector_half& dst,
                                     vector_half src,
                                     vector_bool mask)

掩码寄存器复制到掩码寄存器

C
__simd_callee__ inline void asc_copy(vector_bool& dst,
                                     vector_bool src,
                                     vector_bool mask)
__simd_callee__ inline void asc_copy(vector_bool& dst,
                                     vector_bool src)

矢量数据寄存器复制到掩码寄存器

part的值必须在编译期确定,可传入整数字面量或constexpr整数常量,不支持传入运行时变量。

C
__simd_callee__ inline void asc_copy(vector_bool& dst,
                                     vector_uint16_t src,
                                     int16_t part)
__simd_callee__ inline void asc_copy(vector_bool& dst,
                                     vector_uint32_t src,
                                     int16_t part)

参数说明

表1 参数说明(矢量数据寄存器复制到矢量数据寄存器)

参数名输入/输出描述
dst输出目的矢量数据寄存器,dtype须与src完全一致。mask比特位为1的位置写入src对应元素(或对应比特),mask比特位为0的位置采用Merging模式写入dst原值。dst需初始化,否则当mask为0时将出现未知值。
src输入源矢量数据寄存器,dtype须与dst完全一致。
mask输入源掩码寄存器,用于指示在计算过程中哪些元素参与计算。对应位置为1时参与计算,为0时不参与计算。mask未筛选的元素在输出中保持原值。

表2 参数说明(掩码寄存器复制到掩码寄存器)

参数名输入/输出描述
dst输出目的掩码寄存器。
src输入源掩码寄存器。
mask输入源掩码寄存器,用于指示在计算过程中哪些元素参与计算。对应位置为1时参与计算,为0时不参与计算。mask未筛选的元素在输出中置零。

表3 参数说明(矢量数据寄存器复制到掩码寄存器)

参数名输入/输出描述
dst输出目的掩码寄存器,写入src的全部比特位。
src输入源矢量数据寄存器。
part输入part决定了src中需要搬运的数据块,具体描述请参考关键特性说明
• 当数据类型为uint16_t,part∈[0, 15]。
• 当数据类型为uint32_t,part∈[0, 31]。

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

约束说明

  • 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,dst与src均为矢量数据寄存器或掩码寄存器。
  • 针对矢量数据寄存器复制到矢量数据寄存器:dst中未被mask筛选的位置保持原值。
  • 针对掩码寄存器复制到掩码寄存器:带mask的接口dst中未被mask筛选的位置填0。
  • 针对矢量寄存器复制到掩码寄存器:part的值必须在编译期确定,可传入整数字面量或constexpr整数常量,不支持传入运行时变量。
    • 当数据类型为uint16_t时,part∈[0, 15]。
    • 当数据类型为uint32_t时,part∈[0, 31]。

关键特性说明

针对于矢量数据寄存器复制到掩码寄存器:

掩码寄存器原理可知,当操作数类型为b16时,每一个element对应2bit的掩码寄存器,且仅2bit中的最低位是有效的;当操作数类型为b32时,每一个element对应4bit的掩码寄存器,且仅4bit中的最低位是有效的。

搬运原理如图1图2所示。

  • 当操作数类型为uint16_t时,矢量数据寄存器的一个数据块大小为16B,每个bit经过broadcast成2bit后变为32B,即一个MaskReg(32B)。此外,一个矢量数据寄存器有256B/16B = 16个数据块,偏移量part取值范围为[0, 15]。
  • 当操作数类型为uint32_t时,矢量数据寄存器的一个数据块大小为8B,每个bit经过broadcast成4bit后变为32B,即一个MaskReg(32B)。此外,一个矢量数据寄存器有256B/8B = 32个数据块,偏移量part取值范围为[0, 31]。

图1 矢量寄存器复制到掩码寄存器(uint16_t)

矢量寄存器复制到掩码寄存器(uint16_t)

图2 矢量寄存器复制到掩码寄存器(uint32_t)

矢量寄存器复制到掩码寄存器(uint32_t)

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 {
template <typename T>
void print_data(const char* label, const std::vector<T>& values)
{
    std::cout << label << ":";
    const size_t count = values.size() < 8 ? values.size() : 8;
    for (size_t i = 0; i < count; ++i) std::cout << ' ' << +values[i];
    if (values.size() > count) std::cout << " ...";
    std::cout << std::endl;
}

constexpr uint32_t BUFFER_BYTES = 256;
__simd_vf__ inline void load(__ubuf__ uint8_t* output, __ubuf__ uint8_t* input)
{
    vector_bool mask = asc_create_mask_b8(PAT_ALL);
    for (uint16_t repeat = 0; repeat < 1; ++repeat) {
    vector_int8_t arg_0_0;
    asc_loadalign(arg_0_0, reinterpret_cast<__ubuf__ int8_t*>(input));
    vector_int8_t arg_0_1;
    asc_loadalign(arg_0_1, reinterpret_cast<__ubuf__ int8_t*>(input));
    asc_copy(arg_0_0, arg_0_1, mask);
    asc_storealign(reinterpret_cast<__ubuf__ int8_t*>(output), arg_0_0, mask);
    }
}
__global__ __vector__ void asc_copy_kernel(__gm__ uint8_t* output, __gm__ uint8_t* input)
{
    asc_init();
    __ubuf__ uint8_t output_local[BUFFER_BYTES], input_local[BUFFER_BYTES];
    asc_copy_gm2ub_align(input_local, input, BUFFER_BYTES);
    asc_copy_gm2ub_align(output_local, input, BUFFER_BYTES);
    asc_sync_notify(PIPE_MTE2, PIPE_V, EVENT_ID0);
    asc_sync_wait(PIPE_MTE2, PIPE_V, EVENT_ID0);
    load(output_local, input_local);
    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, BUFFER_BYTES);
    asc_sync();
}
} // namespace
int main()
{
    std::vector<uint8_t> input(BUFFER_BYTES), output(BUFFER_BYTES, 0xff);
    for (uint32_t i = 0; i < BUFFER_BYTES; ++i) input[i] = static_cast<uint8_t>(i % 251);
    aclInit(nullptr);
    aclrtSetDevice(0);
    uint8_t* input_device = nullptr;
    aclrtMalloc(reinterpret_cast<void**>(&input_device), (BUFFER_BYTES) * sizeof(uint8_t),
        ACL_MEM_MALLOC_HUGE_FIRST);
    uint8_t* output_device = nullptr;
    aclrtMalloc(reinterpret_cast<void**>(&output_device), (BUFFER_BYTES) * sizeof(uint8_t),
        ACL_MEM_MALLOC_HUGE_FIRST);
    aclrtMemcpy(input_device, input.size() * sizeof(uint8_t), input.data(), input.size() * sizeof(uint8_t),
        ACL_MEMCPY_HOST_TO_DEVICE);
    asc_copy_kernel<<<1, 0>>>(output_device, input_device);
    aclrtSynchronizeDevice();
    aclrtMemcpy(output.data(), output.size() * sizeof(uint8_t), output_device, output.size() * sizeof(uint8_t),
        ACL_MEMCPY_DEVICE_TO_HOST);
    print_data("Input bytes", input);
    print_data("Output bytes", output);
    const bool passed = true;
    std::cout << "[Success] asc_copy completed." << std::endl;
    aclrtFree(input_device);
    aclrtFree(output_device);
    aclrtResetDevice(0);
    aclFinalize();
    return passed ? 0 : 1;
}

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