feat(fallback): imp gi matmul AlgoF32GiMK4_4x8 algo,

move AlgoF32GemvMK4 from arm_common to fallback

GitOrigin-RevId: 6c065abf999e87ed28123d02071a1571e545df83

dnn/src/arm_common/matrix_mul/algos.cpp

@@ -239,46 +239,6 @@ MatrixMulImpl::kern_t MatrixMulImpl::AlgoF32Gemv::get_kern(const KernSizeParam&)
     return f32_gemv_kern;
 }
 
-/* ================== F32 Gemv MK4 algo ================== */
-namespace {
-void f32_gemv_mk4_kern(const MatrixMulImpl::KernParam& kern_param) {
-    MIDOUT_BEGIN(megdnn_arm_exec_fp32, midout_iv("f32_gemv_mk4_kern"_hash)) {
-        auto M = kern_param.M, N = kern_param.N, K = kern_param.K;
-        auto LDA = kern_param.LDA, LDB = kern_param.LDB, LDC = kern_param.LDC;
-        const auto Aptr = kern_param.A<dt_float32>(), Bptr = kern_param.B<dt_float32>();
-        auto Cptr = kern_param.C<dt_float32>();
-        gemv_like_mk4(Aptr, Bptr, Cptr, M, N, K, LDA, LDB, LDC);
-    }
-    MIDOUT_END();
-}
-}  // anonymous namespace
-
-bool MatrixMulImpl::AlgoF32GemvMK4::usable(const KernSizeParam& kern_size_param) const {
-    // enumerate the M, N, K, only usable when preferred
-    auto M = kern_size_param.M;
-    auto N = kern_size_param.N;
-    auto K = kern_size_param.K;
-    auto LDB = kern_size_param.LDB;
-
-    return kern_size_param.compute_mode == Param::ComputeMode::DEFAULT &&
-           kern_size_param.format == param::MatrixMul::Format::MK4 &&
-           kern_size_param.B_type == kern_size_param.A_type &&
-           kern_size_param.C_type == kern_size_param.A_type &&
-           kern_size_param.A_type == dtype::Float32() && !kern_size_param.trA &&
-           !kern_size_param.trB && M % 4 == 0 && K % 4 == 0 && N == 1 && LDB == 4;
-}
-
-bool MatrixMulImpl::AlgoF32GemvMK4::preferred(
-        const KernSizeParam& kern_size_param) const {
-    MEGDNN_MARK_USED_VAR(kern_size_param);
-    return true;
-}
-
-MatrixMulImpl::kern_t MatrixMulImpl::AlgoF32GemvMK4::get_kern(
-        const KernSizeParam&) const {
-    return f32_gemv_mk4_kern;
-}
-
 /* ===================== F32 Gevm algo ===================== */
 namespace {
 template <typename stype, typename dtype>

dnn/src/arm_common/matrix_mul/algos.h

@@ -95,22 +95,6 @@ public:
     MEGDNN_OVERRIDE_MATMUL_DESC(8, 16, 1, 4, AlgoDataType::FLOAT32, DEFAULT)
 };
 
-class MatrixMulImpl::AlgoF32GemvMK4 : public AlgoBase {
-public:
-    AlgoAttribute attribute() const override {
-        return AlgoAttribute::REPRODUCIBLE | AlgoAttribute::USABLE_DEPEND_ON_SHAPE;
-    }
-    const char* name() const override { return "ARM_COMMON_F32_GEMV_MK4"; }
-    bool usable(const KernSizeParam&) const override;
-    bool preferred(const KernSizeParam&) const override;
-    size_t get_workspace(const KernSizeParam&) const override { return 0; }
-    kern_t get_kern(const KernSizeParam&) const override;
-    AlgoSet algoset() const override { return AlgoSet::ALGO_TYPE_GEMV; }
-    PackMode packmode() const override { return PackMode::NO_PACK; }
-    MEGDNN_OVERRIDE_MATMUL_DESC(4, 1, 1, 4, AlgoDataType::FLOAT32, MK4)
-    MEGDNN_DECL_ALGO_TYPE(ARM_COMMON_F32_GEMV_MK4)
-};
-
 #if __ARM_FEATURE_FP16_VECTOR_ARITHMETIC
 class MatrixMulImpl::AlgoF16Gemv : public AlgoBase {
 public:

dnn/src/arm_common/matrix_mul/opr_impl.cpp

@@ -26,7 +26,6 @@ class MatrixMulImpl::AlgoPack : NonCopyableObj {
     AlgoInt8x8x32GemvMK4Dot int8x8x32_gemv_mk4_dot;
 #endif
     AlgoGevm gevm;
-    AlgoF32GemvMK4 f32_gemv_mk4;
 
     SmallVector<fallback::MatrixMulImpl::AlgoBase*> m_all_algos;
     fallback::MatrixMulImpl::AlgoBase::Mapper m_all_algos_map;
@@ -42,7 +41,6 @@ public:
 #endif
         m_all_algos.emplace_back(&int8x8x32_gemv);
         m_all_algos.emplace_back(&int8x8x32_gemv_mk4);
-        m_all_algos.emplace_back(&f32_gemv_mk4);
         m_all_algos.emplace_back(&gevm);
 
         for (auto&& algo : m_all_algos) {

dnn/src/arm_common/matrix_mul/opr_impl.h

@@ -34,7 +34,6 @@ public:
 
 protected:
     class AlgoF32Gemv;           // Arm_common F32 Gemv
-    class AlgoF32GemvMK4;        // Arm_common F32 Gemv NCHW44
     class AlgoInt8x8x32Gemv;     // Arm_common Int8x8x32 Gemv
     class AlgoInt8x8x32GemvMK4;  // Arm_common Int8x8x32 Gemv NCHW44
     class AlgoGevm;              // Arm_common Gevm(support int8 and fp32)

dnn/src/fallback/matrix_mul/algos.cpp

@@ -17,11 +17,15 @@
 
 #include "src/naive/matrix_mul/matrix_mul_helper.h"
 
+#include "src/fallback/matrix_mul/gi/fp32/exec_sgemv.h"
+
 #include "midout.h"
 
 MIDOUT_DECL(megdnn_fb_matmul_f32_kern)
 MIDOUT_DECL(megdnn_fb_matmul_f32_gemm_gemv_like)
 MIDOUT_DECL(megdnn_fb_matmul_naive)
+MIDOUT_DECL(megdnn_fb_gi_exec_fp32)
+MIDOUT_DECL(megdnn_fb_gi_matmul_kern)
 
 using namespace megdnn;
 using namespace fallback;
@@ -205,4 +209,99 @@ MatrixMulImpl::kern_t MatrixMulImpl::AlgoNaive::get_kern(const KernSizeParam&) c
     return kern_naive;
 }
 
+/* ================== F32 Gemv MK4 gi algo ================== */
+namespace {
+void gi_f32_gemv_mk4_kern(const MatrixMulImpl::KernParam& kern_param) {
+    MIDOUT_BEGIN(megdnn_fb_gi_exec_fp32, midout_iv("f32_gemv_mk4_gi_kern"_hash)) {
+        auto M = kern_param.M, N = kern_param.N, K = kern_param.K;
+        auto LDA = kern_param.LDA, LDB = kern_param.LDB, LDC = kern_param.LDC;
+        const auto Aptr = kern_param.A<dt_float32>(), Bptr = kern_param.B<dt_float32>();
+        auto Cptr = kern_param.C<dt_float32>();
+        gi_gemv_like_mk4(Aptr, Bptr, Cptr, M, N, K, LDA, LDB, LDC);
+    }
+    MIDOUT_END();
+}
+}  // anonymous namespace
+
+bool MatrixMulImpl::AlgoF32GiGemvMK4::usable(
+        const KernSizeParam& kern_size_param) const {
+    // enumerate the M, N, K, only usable when preferred
+    auto M = kern_size_param.M;
+    auto N = kern_size_param.N;
+    auto K = kern_size_param.K;
+    auto LDB = kern_size_param.LDB;
+
+    return kern_size_param.compute_mode == Param::ComputeMode::DEFAULT &&
+           kern_size_param.format == param::MatrixMul::Format::MK4 &&
+           kern_size_param.B_type == kern_size_param.A_type &&
+           kern_size_param.C_type == kern_size_param.A_type &&
+           kern_size_param.A_type == dtype::Float32() && !kern_size_param.trA &&
+           !kern_size_param.trB && M % 4 == 0 && K % 4 == 0 && N == 1 && LDB == 4;
+}
+
+bool MatrixMulImpl::AlgoF32GiGemvMK4::preferred(
+        const KernSizeParam& kern_size_param) const {
+    MEGDNN_MARK_USED_VAR(kern_size_param);
+    return true;
+}
+
+MatrixMulImpl::kern_t MatrixMulImpl::AlgoF32GiGemvMK4::get_kern(
+        const KernSizeParam&) const {
+    return gi_f32_gemv_mk4_kern;
+}
+
+/* ================== F32 Gemm MK4 gi algo ================== */
+namespace {
+void gi_f32_mk4_4x8_kern(const MatrixMulImpl::KernParam& kern_param) {
+    MIDOUT_BEGIN(megdnn_fb_gi_matmul_kern, midout_iv("gi_f32_mk4_4x8_kern"_hash)) {
+        auto M = kern_param.M, N = kern_param.N, K = kern_param.K;
+        auto trA = kern_param.trA, trB = kern_param.trB;
+        auto LDA = kern_param.LDA, LDB = kern_param.LDB, LDC = kern_param.LDC;
+        auto A_type = kern_param.A_type, B_type = kern_param.B_type,
+             C_type = kern_param.C_type;
+        const auto Aptr = kern_param.A<float>(), Bptr = kern_param.B<float>();
+        auto Cptr = kern_param.C<float>();
+
+        matmul::fallback::gi_sgemm_nopack_4x8 strategy(A_type, B_type, C_type);
+        megdnn::matmul::GemmInterleaved<matmul::fallback::gi_sgemm_nopack_4x8, false>(
+                M, N, K, trA, trB, strategy)
+                .execute(Aptr, LDA, Bptr, LDB, Cptr, LDC, kern_param.workspace_ptr);
+    }
+    MIDOUT_END();
+}
+
+}  // anonymous namespace
+bool MatrixMulImpl::AlgoF32GiMK4_4x8::usable(
+        const KernSizeParam& kern_size_param) const {
+    return kern_size_param.compute_mode == Param::ComputeMode::DEFAULT &&
+           kern_size_param.format == param::MatrixMul::Format::MK4 &&
+           kern_size_param.B_type == kern_size_param.A_type &&
+           kern_size_param.C_type == kern_size_param.A_type &&
+           kern_size_param.A_type == dtype::Float32() && !kern_size_param.trA &&
+           !kern_size_param.trB;
+}
+
+size_t MatrixMulImpl::AlgoF32GiMK4_4x8::get_workspace(
+        const KernSizeParam& kern_size_param) const {
+    MIDOUT_BEGIN(
+            megdnn_fb_gi_matmul_kern,
+            midout_iv("AlgoF32GiMK4_4x8::get_workspace"_hash)) {
+        auto M = kern_size_param.M, N = kern_size_param.N, K = kern_size_param.K;
+        auto trA = kern_size_param.trA, trB = kern_size_param.trB;
+        auto A_type = kern_size_param.A_type, B_type = kern_size_param.B_type,
+             C_type = kern_size_param.C_type;
+        matmul::fallback::gi_sgemm_nopack_4x8 strategy(A_type, B_type, C_type);
+        return megdnn::matmul::GemmInterleaved<
+                       matmul::fallback::gi_sgemm_nopack_4x8, false>(
+                       M, N, K, trA, trB, strategy)
+                .get_workspace_size();
+    }
+    MIDOUT_END();
+    return 0;
+}
+
+MatrixMulImpl::kern_t MatrixMulImpl::AlgoF32GiMK4_4x8::get_kern(
+        const KernSizeParam&) const {
+    return gi_f32_mk4_4x8_kern;
+}
 // vim: syntax=cpp.doxygen

dnn/src/fallback/matrix_mul/algos.h

@@ -80,6 +80,34 @@ public:
             DEFAULT)
 };
 
+class MatrixMulImpl::AlgoF32GiGemvMK4 : public AlgoBase {
+public:
+    AlgoAttribute attribute() const override {
+        return AlgoAttribute::REPRODUCIBLE | AlgoAttribute::USABLE_DEPEND_ON_SHAPE;
+    }
+    const char* name() const override { return "FB_GI_F32_GEMV_MK4"; }
+    bool usable(const KernSizeParam&) const override;
+    bool preferred(const KernSizeParam&) const override;
+    size_t get_workspace(const KernSizeParam&) const override { return 0; }
+    kern_t get_kern(const KernSizeParam&) const override;
+    AlgoSet algoset() const override { return AlgoSet::ALGO_TYPE_GEMV; }
+    PackMode packmode() const override { return PackMode::NO_PACK; }
+    MEGDNN_OVERRIDE_MATMUL_DESC(4, 1, 1, 4, AlgoDataType::FLOAT32, MK4)
+    MEGDNN_DECL_ALGO_TYPE(FB_GI_F32_GEMV_MK4)
+};
+
+class MatrixMulImpl::AlgoF32GiMK4_4x8 final : public AlgoBase {
+public:
+    AlgoAttribute attribute() const override { return AlgoAttribute::REPRODUCIBLE; }
+    const char* name() const override { return "FB_GI_F32_MK4_4x8"; }
+    bool usable(const KernSizeParam&) const override;
+    size_t get_workspace(const KernSizeParam&) const override;
+    kern_t get_kern(const KernSizeParam&) const override;
+    PackMode packmode() const override { return PackMode::NO_PACK; }
+    MEGDNN_OVERRIDE_MATMUL_DESC(4, 8, 4, 4, AlgoDataType::FLOAT32, MK4)
+    MEGDNN_DECL_ALGO_TYPE(FB_GI_F32_MK4_4x8)
+};
+
 }  // namespace fallback
 }  // namespace megdnn
 

dnn/src/fallback/matrix_mul/generic_strategy.h

@@ -16,6 +16,8 @@ namespace matmul {
 namespace fallback {
 
 MEGDNN_REG_GEMM_STRATEGY(float, float, float, 8, 12, 1, false, true, sgemm_8x12);
+MEGDNN_REG_GEMM_STRATEGY_NOPACK(
+        float, float, float, 4, 8, 1, false, true, gi_sgemm_nopack_4x8);
 
 }  // namespace fallback
 }  // namespace matmul

dnn/src/fallback/matrix_mul/gi/fp32/exec_sgemv.cpp

+/**
+ * \file dnn/src/fallback/matrix_mul/gi/fp32/exec_sgemv.cpp
+ * MegEngine is Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License")
+ *
+ * Copyright (c) 2014-2022 Megvii Inc. All rights reserved.
+ *
+ * Unless required by applicable law or agreed to in writing,
+ * software distributed under the License is distributed on an
+ * "AS IS" BASIS, WITHOUT ARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or
+ * implied.
+ */
+
+#include "src/fallback/matrix_mul/gi/fp32/exec_sgemv.h"
+#include "include/megdnn/oprs.h"
+#include "src/common/unroll_macro.h"
+#include "src/common/utils.h"
+#include "src/fallback/general_intrinsic/gi_float.h"
+
+#include "midout.h"
+MIDOUT_DECL(megdnn_fp32_gi_sgemv)
+
+using namespace megdnn;
+using namespace fallback;
+
+namespace {
+
+void sgemv_gi_naive_n_mk4(
+        const float* __restrict A, const float* __restrict B, float* __restrict C,
+        size_t M, size_t N, size_t K, size_t Astride, size_t Bstride, size_t Cstride) {
+    constexpr size_t PACK_SIZE = 4;
+    megdnn_assert(
+            N == 1 && Bstride == PACK_SIZE && M % PACK_SIZE == 0 && K % PACK_SIZE == 0);
+    auto Aptr = A;
+    auto Cptr = C;
+    size_t m = 0;
+    while (m < M) {
+        auto Aptr0 = Aptr;
+        auto Cptr0 = Cptr;
+        GI_FLOAT32_t c[4];
+#define INIT(step) c[step] = GiBroadcastFloat32(0.0f);
+        UNROLL_CALL_RAW(4, INIT)
+#undef INIT
+        auto Bptr = B;
+        size_t k = 0;
+        while (k < K) {
+            GI_FLOAT32_t b = GiLoadFloat32(Bptr);
+            GI_FLOAT32_V2_t a[2];
+#if defined(GI_TEST_NAIVE)
+#define LOAD_A(step)                                  \
+    a[step].val[0] = GiLoadFloat32(Aptr0 + step * 8); \
+    a[step].val[1] = GiLoadFloat32(Aptr0 + step * 8 + 4);
+#elif defined(__arm__) || defined(__aarch64__)
+#define LOAD_A(step) a[step] = vld1q_f32_x2(Aptr0 + step * 8);
+#else
+#define LOAD_A(step)                                  \
+    a[step].val[0] = GiLoadFloat32(Aptr0 + step * 8); \
+    a[step].val[1] = GiLoadFloat32(Aptr0 + step * 8 + 4);
+#endif
+            UNROLL_CALL_RAW(2, LOAD_A)
+#undef LOAD_A
+
+#define COMPT(step) \
+    c[step] = GiSimdFmaLane(c[step], a[step / 2].val[step % 2], b, step % 4);
+            UNROLL_CALL_RAW(4, COMPT)
+#undef COMPT
+            Bptr += Bstride;
+            Aptr0 += PACK_SIZE * PACK_SIZE;
+            k += PACK_SIZE;
+        }
+
+#define ADD_C(step, stride) c[step] = GiAddFloat32(c[step], c[step + stride]);
+        UNROLL_CALL_RAW(2, ADD_C, 2)
+        UNROLL_CALL_RAW(1, ADD_C, 1)
+#undef ADD_C
+        GiStoreFloat32(Cptr0, c[0]);
+
+        Aptr += Astride;
+        Cptr += Cstride;
+        m += PACK_SIZE;
+    }
+}
+
+}  // namespace
+
+namespace megdnn {
+namespace fallback {
+
+void gi_gemv_like_mk4(
+        const float* __restrict A, const float* __restrict B, float* __restrict C,
+        size_t M, size_t N, size_t K, size_t Astride, size_t Bstride, size_t Cstride) {
+    megdnn_assert(N == 1 && Bstride == 4);
+    MIDOUT_BEGIN(megdnn_fp32_gi_sgemv, midout_iv("F32_GEMV_NCHW_GI_44_N"_hash)) {
+        return sgemv_gi_naive_n_mk4(A, B, C, M, N, K, Astride, Bstride, Cstride);
+    }
+    MIDOUT_END();
+}
+
+}  // namespace fallback
+}  // namespace megdnn
+
+// vim: syntax=cpp.doxygen

dnn/src/fallback/matrix_mul/gi/fp32/exec_sgemv.h

+/**
+ * \file dnn/src/fallback/matrix_mul/gi/fp32/exec_sgemv.h
+ * MegEngine is Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License")
+ *
+ * Copyright (c) 2014-2022 Megvii Inc. All rights reserved.
+ *
+ * Unless required by applicable law or agreed to in writing,
+ * software distributed under the License is distributed on an
+ * "AS IS" BASIS, WITHOUT ARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
+ */
+#pragma once
+
+#include <cstddef>
+
+namespace megdnn {
+namespace fallback {
+
+void gi_gemv_like_mk4(
+        const float* __restrict A, const float* __restrict B, float* __restrict C,
+        size_t M, size_t N, size_t K, size_t Astride, size_t Bstride, size_t Cstride);
+
+}  // namespace fallback
+}  // namespace megdnn
+
+// vim: syntax=cpp.doxygen

dnn/src/fallback/matrix_mul/gi/fp32/strategy_mk4_4x8.cpp

+/**
+ * \file dnn/src/fallback/matrix_mul/gi/fp32/strategy_mk4_4x8.cpp
+ * MegEngine is Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License")
+ *
+ * Copyright (c) 2014-2022 Megvii Inc. All rights reserved.
+ *
+ * Unless required by applicable law or agreed to in writing,
+ * software distributed under the License is distributed on an
+ * "AS IS" BASIS, WITHOUT ARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
+ */
+
+#include "src/common/utils.h"
+#include "src/fallback/general_intrinsic/gi_float.h"
+#include "src/fallback/matrix_mul/generic_strategy.h"
+
+using namespace megdnn;
+using namespace matmul::fallback;
+
+namespace {
+
+void kern_4x1(const float* A, const float* B, size_t LDB, size_t K, float* C) {
+    LDB = LDB - 4;
+    K = K - 4;
+
+    GI_FLOAT32_t d8d9 = GiLoadFloat32(A);
+    A = A + 4;
+    GI_FLOAT32_t d10d11 = GiLoadFloat32(A);
+    A = A + 4;
+    GI_FLOAT32_t d12d13 = GiLoadFloat32(A);
+    A = A + 4;
+    GI_FLOAT32_t d14d15 = GiLoadFloat32(A);
+    A = A + 4;
+    GI_FLOAT32_t d16d17 = GiBroadcastFloat32(0.0f);
+    GI_FLOAT32_t d18d19 = GiBroadcastFloat32(0.0f);
+    GI_FLOAT32_t d20d21 = GiBroadcastFloat32(0.0f);
+    GI_FLOAT32_t d22d23 = GiBroadcastFloat32(0.0f);
+
+    GI_FLOAT32_t d0d1 = GiLoadFloat32(B);
+    B = B + 4;
+
+    d16d17 = GiSimdFmaLane(d16d17, d8d9, d0d1, 0);
+    d18d19 = GiSimdFmaLane(d18d19, d10d11, d0d1, 1);
+
+    for (; K > 0; K -= 4) {
+        d8d9 = GiLoadFloat32(A);
+        A = A + 4;
+        d10d11 = GiLoadFloat32(A);
+        A = A + 4;
+        d20d21 = GiSimdFmaLane(d20d21, d12d13, d0d1, 2);
+        d22d23 = GiSimdFmaLane(d22d23, d14d15, d0d1, 3);
+
+        B = B + LDB;
+        d0d1 = GiLoadFloat32(B);
+        B = B + 4;
+        d12d13 = GiLoadFloat32(A);
+        A = A + 4;
+        d14d15 = GiLoadFloat32(A);
+        A = A + 4;
+
+        d16d17 = GiSimdFmaLane(d16d17, d8d9, d0d1, 0);
+        d18d19 = GiSimdFmaLane(d18d19, d10d11, d0d1, 1);
+    }
+
+    d20d21 = GiSimdFmaLane(d20d21, d12d13, d0d1, 2);
+    d22d23 = GiSimdFmaLane(d22d23, d14d15, d0d1, 3);
+    d16d17 = GiAddFloat32(d16d17, d20d21);
+    d18d19 = GiAddFloat32(d18d19, d22d23);
+    d16d17 = GiAddFloat32(d16d17, d18d19);
+
+    GiStoreFloat32(C, d16d17);
+    C = C + 4;
+}
+
+void kern_4x4(const float* A, const float* B, size_t LDB, size_t K, float* C) {
+    LDB = (LDB - 16);
+    K = K - 4;
+
+    GI_FLOAT32_t d8d9 = GiLoadFloat32(A);
+    A = A + 4;
+    GI_FLOAT32_t d10d11 = GiLoadFloat32(A);
+    A = A + 4;
+    GI_FLOAT32_t d12d13 = GiLoadFloat32(A);
+    A = A + 4;
+    GI_FLOAT32_t d14d15 = GiLoadFloat32(A);
+    A = A + 4;
+
+    GI_FLOAT32_t d0d1 = GiLoadFloat32(B);
+    B = B + 4;
+    GI_FLOAT32_t d2d3 = GiLoadFloat32(B);
+    B = B + 4;
+    GI_FLOAT32_t d4d5 = GiLoadFloat32(B);
+    B = B + 4;
+    GI_FLOAT32_t d6d7 = GiLoadFloat32(B);
+    B = B + 4;
+
+    GI_FLOAT32_t d16d17 = GiSimdFmaLane(vfzero, d8d9, d0d1, 0);
+    GI_FLOAT32_t d18d19 = GiSimdFmaLane(vfzero, d8d9, d2d3, 0);
+    GI_FLOAT32_t d20d21 = GiSimdFmaLane(vfzero, d8d9, d4d5, 0);
+    GI_FLOAT32_t d22d23 = GiSimdFmaLane(vfzero, d8d9, d6d7, 0);
+
+    d16d17 = GiSimdFmaLane(d16d17, d10d11, d0d1, 1);
+    d18d19 = GiSimdFmaLane(d18d19, d10d11, d2d3, 1);
+    d20d21 = GiSimdFmaLane(d20d21, d10d11, d4d5, 1);
+    d22d23 = GiSimdFmaLane(d22d23, d10d11, d6d7, 1);
+
+    for (; K > 0; K -= 4) {
+        d8d9 = GiLoadFloat32(A);
+        A = A + 4;
+        d10d11 = GiLoadFloat32(A);
+        A = A + 4;
+
+        d16d17 = GiSimdFmaLane(d16d17, d12d13, d0d1, 2);
+        d18d19 = GiSimdFmaLane(d18d19, d12d13, d2d3, 2);
+        d20d21 = GiSimdFmaLane(d20d21, d12d13, d4d5, 2);
+        d22d23 = GiSimdFmaLane(d22d23, d12d13, d6d7, 2);
+
+        B = B + LDB;
+
+        d16d17 = GiSimdFmaLane(d16d17, d14d15, d0d1, 3);
+        d18d19 = GiSimdFmaLane(d18d19, d14d15, d2d3, 3);
+        d0d1 = GiLoadFloat32(B);
+        B = B + 4;
+        d20d21 = GiSimdFmaLane(d20d21, d14d15, d4d5, 3);
+        d2d3 = GiLoadFloat32(B);
+        B = B + 4;
+        d22d23 = GiSimdFmaLane(d22d23, d14d15, d6d7, 3);
+        d4d5 = GiLoadFloat32(B);
+        B = B + 4;
+
+        d16d17 = GiSimdFmaLane(d16d17, d8d9, d0d1, 0);
+        d6d7 = GiLoadFloat32(B);
+        B = B + 4;
+        d18d19 = GiSimdFmaLane(d18d19, d8d9, d2d3, 0);
+        d20d21 = GiSimdFmaLane(d20d21, d8d9, d4d5, 0);
+        d22d23 = GiSimdFmaLane(d22d23, d8d9, d6d7, 0);
+
+        d12d13 = GiLoadFloat32(A);
+        A = A + 4;
+        d14d15 = GiLoadFloat32(A);
+        A = A + 4;
+
+        d16d17 = GiSimdFmaLane(d16d17, d10d11, d0d1, 1);
+        d18d19 = GiSimdFmaLane(d18d19, d10d11, d2d3, 1);
+        d20d21 = GiSimdFmaLane(d20d21, d10d11, d4d5, 1);
+        d22d23 = GiSimdFmaLane(d22d23, d10d11, d6d7, 1);
+    }
+
+    d16d17 = GiSimdFmaLane(d16d17, d12d13, d0d1, 2);
+    d18d19 = GiSimdFmaLane(d18d19, d12d13, d2d3, 2);
+    d20d21 = GiSimdFmaLane(d20d21, d12d13, d4d5, 2);
+    d22d23 = GiSimdFmaLane(d22d23, d12d13, d6d7, 2);
+
+    d16d17 = GiSimdFmaLane(d16d17, d14d15, d0d1, 3);
+    d18d19 = GiSimdFmaLane(d18d19, d14d15, d2d3, 3);
+    d20d21 = GiSimdFmaLane(d20d21, d14d15, d4d5, 3);
+    d22d23 = GiSimdFmaLane(d22d23, d14d15, d6d7, 3);
+
+    GiStoreFloat32(C, d16d17);
+    C = C + 4;
+    GiStoreFloat32(C, d18d19);
+    C = C + 4;
+    GiStoreFloat32(C, d20d21);
+    C = C + 4;
+    GiStoreFloat32(C, d22d23);
+    C = C + 4;
+}
+
+void kern_4x8(const float* A, const float* B, size_t LDB, size_t K, float* C) {
+    LDB -= 32;
+    GI_FLOAT32_t d8d9 = GiLoadFloat32(A);
+    A = A + 4;
+    GI_FLOAT32_t d10d11 = GiLoadFloat32(A);
+    A = A + 4;
+    GI_FLOAT32_t d12d13 = GiLoadFloat32(A);
+    A = A + 4;
+    GI_FLOAT32_t d14d15 = GiLoadFloat32(A);
+    A = A + 4;
+
+    GI_FLOAT32_t d0d1 = GiLoadFloat32(B);
+    B = B + 4;
+    GI_FLOAT32_t d2d3 = GiLoadFloat32(B);
+    B = B + 4;
+    GI_FLOAT32_t d4d5 = GiLoadFloat32(B);
+    B = B + 4;
+    GI_FLOAT32_t d6d7 = GiLoadFloat32(B);
+    B = B + 4;
+    GI_FLOAT32_t d16d17 = GiSimdFmaLane(vfzero, d8d9, d0d1, 0);
+    d16d17 = GiSimdFmaLane(d16d17, d10d11, d0d1, 1);
+    GI_FLOAT32_t d18d19 = GiSimdFmaLane(vfzero, d8d9, d2d3, 0);
+    d16d17 = GiSimdFmaLane(d16d17, d12d13, d0d1, 2);
+    d18d19 = GiSimdFmaLane(d18d19, d10d11, d2d3, 1);
+    d16d17 = GiSimdFmaLane(d16d17, d14d15, d0d1, 3);
+    d18d19 = GiSimdFmaLane(d18d19, d12d13, d2d3, 2);
+    d18d19 = GiSimdFmaLane(d18d19, d14d15, d2d3, 3);
+    d0d1 = GiLoadFloat32(B);
+    B = B + 4;
+    d2d3 = GiLoadFloat32(B);
+    B = B + 4;
+    GI_FLOAT32_t d20d21 = GiSimdFmaLane(vfzero, d8d9, d4d5, 0);
+    d20d21 = GiSimdFmaLane(d20d21, d10d11, d4d5, 1);
+    GI_FLOAT32_t d22d23 = GiSimdFmaLane(vfzero, d8d9, d6d7, 0);
+    d20d21 = GiSimdFmaLane(d20d21, d12d13, d4d5, 2);
+    d22d23 = GiSimdFmaLane(d22d23, d10d11, d6d7, 1);
+    d20d21 = GiSimdFmaLane(d20d21, d14d15, d4d5, 3);
+    d22d23 = GiSimdFmaLane(d22d23, d12d13, d6d7, 2);
+    d22d23 = GiSimdFmaLane(d22d23, d14d15, d6d7, 3);
+
+    d4d5 = GiLoadFloat32(B);
+    B = B + 4;
+    d6d7 = GiLoadFloat32(B);
+    B = B + 4;
+    GI_FLOAT32_t d24d25 = GiSimdFmaLane(vfzero, d8d9, d0d1, 0);
+    d24d25 = GiSimdFmaLane(d24d25, d10d11, d0d1, 1);
+    GI_FLOAT32_t d26d27 = GiSimdFmaLane(vfzero, d8d9, d2d3, 0);
+    d24d25 = GiSimdFmaLane(d24d25, d12d13, d0d1, 2);
+    d26d27 = GiSimdFmaLane(d26d27, d10d11, d2d3, 1);
+    d24d25 = GiSimdFmaLane(d24d25, d14d15, d0d1, 3);
+    d26d27 = GiSimdFmaLane(d26d27, d12d13, d2d3, 2);
+    d26d27 = GiSimdFmaLane(d26d27, d14d15, d2d3, 3);
+    GI_FLOAT32_t d28d29 = GiSimdFmaLane(vfzero, d8d9, d4d5, 0);
+    d28d29 = GiSimdFmaLane(d28d29, d10d11, d4d5, 1);
+    GI_FLOAT32_t d30d31 = GiSimdFmaLane(vfzero, d8d9, d6d7, 0);
+    d28d29 = GiSimdFmaLane(d28d29, d12d13, d4d5, 2);
+    d30d31 = GiSimdFmaLane(d30d31, d10d11, d6d7, 1);
+    d28d29 = GiSimdFmaLane(d28d29, d14d15, d4d5, 3);
+    d30d31 = GiSimdFmaLane(d30d31, d12d13, d6d7, 2);
+    d30d31 = GiSimdFmaLane(d30d31, d14d15, d6d7, 3);
+
+    B = B + LDB;
+    K = K - 4;
+    for (; K > 0; K -= 4) {
+        d8d9 = GiLoadFloat32(A);
+        A = A + 4;
+        d10d11 = GiLoadFloat32(A);
+        A = A + 4;
+        d12d13 = GiLoadFloat32(A);
+        A = A + 4;
+        d14d15 = GiLoadFloat32(A);
+        A = A + 4;
+
+        d0d1 = GiLoadFloat32(B);
+        B = B + 4;
+        d2d3 = GiLoadFloat32(B);
+        B = B + 4;
+        d4d5 = GiLoadFloat32(B);
+        B = B + 4;
+        d6d7 = GiLoadFloat32(B);
+        B = B + 4;
+        d16d17 = GiSimdFmaLane(d16d17, d8d9, d0d1, 0);
+        d16d17 = GiSimdFmaLane(d16d17, d10d11, d0d1, 1);
+        d18d19 = GiSimdFmaLane(d18d19, d8d9, d2d3, 0);
+        d16d17 = GiSimdFmaLane(d16d17, d12d13, d0d1, 2);
+        d18d19 = GiSimdFmaLane(d18d19, d10d11, d2d3, 1);
+        d16d17 = GiSimdFmaLane(d16d17, d14d15, d0d1, 3);
+        d18d19 = GiSimdFmaLane(d18d19, d12d13, d2d3, 2);
+        d18d19 = GiSimdFmaLane(d18d19, d14d15, d2d3, 3);
+        d0d1 = GiLoadFloat32(B);
+        B = B + 4;
+        d2d3 = GiLoadFloat32(B);
+        B = B + 4;
+        d20d21 = GiSimdFmaLane(d20d21, d8d9, d4d5, 0);
+        d20d21 = GiSimdFmaLane(d20d21, d10d11, d4d5, 1);
+        d22d23 = GiSimdFmaLane(d22d23, d8d9, d6d7, 0);
+        d20d21 = GiSimdFmaLane(d20d21, d12d13, d4d5, 2);
+        d22d23 = GiSimdFmaLane(d22d23, d10d11, d6d7, 1);
+        d20d21 = GiSimdFmaLane(d20d21, d14d15, d4d5, 3);
+        d22d23 = GiSimdFmaLane(d22d23, d12d13, d6d7, 2);
+        d22d23 = GiSimdFmaLane(d22d23, d14d15, d6d7, 3);
+
+        d4d5 = GiLoadFloat32(B);
+        B = B + 4;
+        d6d7 = GiLoadFloat32(B);
+        B = B + 4;
+        d24d25 = GiSimdFmaLane(d24d25, d8d9, d0d1, 0);
+        d24d25 = GiSimdFmaLane(d24d25, d10d11, d0d1, 1);
+        d26d27 = GiSimdFmaLane(d26d27, d8d9, d2d3, 0);
+        d24d25 = GiSimdFmaLane(d24d25, d12d13, d0d1, 2);
+        d26d27 = GiSimdFmaLane(d26d27, d10d11, d2d3, 1);
+        d24d25 = GiSimdFmaLane(d24d25, d14d15, d0d1, 3);
+        d26d27 = GiSimdFmaLane(d26d27, d12d13, d2d3, 2);
+        d26d27 = GiSimdFmaLane(d26d27, d14d15, d2d3, 3);
+        d28d29 = GiSimdFmaLane(d28d29, d8d9, d4d5, 0);
+        d28d29 = GiSimdFmaLane(d28d29, d10d11, d4d5, 1);
+        d30d31 = GiSimdFmaLane(d30d31, d8d9, d6d7, 0);
+        d28d29 = GiSimdFmaLane(d28d29, d12d13, d4d5, 2);
+        d30d31 = GiSimdFmaLane(d30d31, d10d11, d6d7, 1);
+        d28d29 = GiSimdFmaLane(d28d29, d14d15, d4d5, 3);
+        d30d31 = GiSimdFmaLane(d30d31, d12d13, d6d7, 2);
+        d30d31 = GiSimdFmaLane(d30d31, d14d15, d6d7, 3);
+        B = B + LDB;
+    }
+    GiStoreFloat32(C, d16d17);
+    C = C + 4;
+    GiStoreFloat32(C, d18d19);
+    C = C + 4;
+    GiStoreFloat32(C, d20d21);
+    C = C + 4;
+    GiStoreFloat32(C, d22d23);
+    C = C + 4;
+    GiStoreFloat32(C, d24d25);
+    C = C + 4;
+    GiStoreFloat32(C, d26d27);
+    C = C + 4;
+    GiStoreFloat32(C, d28d29);
+    C = C + 4;
+    GiStoreFloat32(C, d30d31);
+    C = C + 4;
+}
+
+}  // namespace
+
+MEGDNN_REG_GEMM_STRATEGY_IMPL_NOPACK(gi_sgemm_nopack_4x8);
+
+void gi_sgemm_nopack_4x8::kern(
+        const float* A, size_t LDA, const float* B, size_t LDB, float* C, size_t LDC,
+        size_t M, size_t K, size_t N, const float*, void*, bool trA, bool trB) const {
+    constexpr size_t MB = 4;
+    constexpr size_t KB = 4;
+    constexpr size_t NB = 8;
+    constexpr size_t NB_HALF = 4;
+
+    megdnn_assert(!trA && !trB && M % MB == 0 && K % KB == 0);
+
+    for (size_t m = 0; m < M; m += MB) {
+        float* output = C + (m / MB) * LDC;
+        const float* cur_B = B;
+        size_t n = 0;
+        for (; n + NB - 1 < N; n += NB) {
+            kern_4x8(A, cur_B, LDB, K, output);
+            cur_B += KB * NB;
+            output += MB * NB;
+        }
+        if (N - n >= 4) {
+            kern_4x4(A, cur_B, LDB, K, output);
+            cur_B += KB * NB_HALF;
+            output += MB * NB_HALF;
+            n += 4;
+        }
+        while (n < N) {
+            kern_4x1(A, cur_B, LDB, K, output);
+            cur_B += KB;
+            output += MB;
+            n++;
+        }
+        A += LDA;
+    }
+}
+
+// vim: syntax=cpp.doxygen

dnn/src/fallback/matrix_mul/opr_impl.cpp

@@ -36,6 +36,8 @@ class MatrixMulImpl::AlgoPack : NonCopyableObj {
     AlgoF32K8x12x1 f32_k8x12x1;
     AlgoGemv gemv;
     AlgoNaive naive;
+    AlgoF32GiGemvMK4 f32_gemv_mk4;
+    AlgoF32GiMK4_4x8 f32_mk4_4x8;
     SmallVector<AlgoBase*> m_all_algos;
     AlgoBase::Mapper m_all_algos_map;
 
@@ -44,6 +46,8 @@ public:
         m_all_algos.emplace_back(&gemv);
         m_all_algos.emplace_back(&f32_k8x12x1);
         m_all_algos.emplace_back(&naive);
+        m_all_algos.emplace_back(&f32_gemv_mk4);
+        m_all_algos.emplace_back(&f32_mk4_4x8);
         for (auto&& algo : m_all_algos) {
             m_all_algos_map.emplace(algo->info().desc, algo);
         }

dnn/src/fallback/matrix_mul/opr_impl.h

@@ -112,6 +112,8 @@ public:
             FB_F32K8x12x1 = 1 << 0,
             FB_GEMV,
             FB_NAIVE,
+            FB_GI_F32_GEMV_MK4,
+            FB_GI_F32_MK4_4x8,
 
 #if MEGDNN_X86
             //! x86
@@ -131,7 +133,6 @@ public:
             ARM_COMMON_INT8X8X32_GEMV,
             ARM_COMMON_INT8X8X32_GEMV_MK4,
             ARM_COMMON_INT8X8X32_GEMV_MK4_DOT,
-            ARM_COMMON_F32_GEMV_MK4,
             ARM_COMMON_F16_GEMV,
             ARM_COMMON_GEVM,
 #if MEGDNN_AARCH64
@@ -236,7 +237,9 @@ public:
     };
 
 private:
-    class AlgoF32K8x12x1;  // Fallback F32 Kernel 8x12x1
+    class AlgoF32K8x12x1;    // Fallback F32 Kernel 8x12x1
+    class AlgoF32GiGemvMK4;  // fallback F32 gi Gemv NCHW44
+    class AlgoF32GiMK4_4x8;  // fallback F32 gi Gemm NCHW44
     class AlgoGemv;
     class AlgoNaive;
     class AlgoPack;

dnn/test/fallback/matrix_mul.cpp

@@ -45,6 +45,13 @@ TEST_F(FALLBACK, MATRIX_MUL) {
         checker.execl({AL, BL, CL});
     }
 }
+
+TEST_F(FALLBACK, MATRIX_MUL_MK4_GI) {
+    matrix_mul::check_matrix_mul(
+            dtype::Float32{}, dtype::Float32{}, dtype::Float32{}, handle(),
+            "FB_GI_F32_MK4_4x8", param::MatrixMul::Format::MK4, 1);
+}
+
 TEST_F(FALLBACK, MATRIX_MUL_RECORD) {
     TaskRecordChecker<MatrixMul> checker(1);
     using Param = MatrixMul::Param;