depthwise_conv5x5.cpp

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#pragma once

#if defined(__ARM_NEON__) && !defined(__aarch64__)

#include "operators/math/depthwise_conv5x5.h"
#include <arm_neon.h>
#include <iostream>

namespace paddle_mobile {
namespace operators {
namespace math {

#ifndef __aarch64__
inline float32x4_t vpaddq_f32(float32x4_t r0, float32x4_t r1) {
  float32x2_t sum0 = vpadd_f32(vget_low_f32(r0), vget_high_f32(r0));
  float32x2_t sum1 = vpadd_f32(vget_low_f32(r1), vget_high_f32(r1));
  return vcombine_f32(sum0, sum1);
}
#endif

template <int Stride = 1>
inline void Depth5x5NormalRowLoadInput(const float *input, float32x4_t *y) {
  y[0] = vld1q_f32(input);
  y[4] = vld1q_f32(input + 4);
  y[1] = vextq_f32(y[0], y[4], 1);
  y[2] = vextq_f32(y[0], y[4], 2);
  y[3] = vextq_f32(y[0], y[4], 3);
}

template <>
inline void Depth5x5NormalRowLoadInput<2>(const float *input, float32x4_t *y) {
  float32x4x2_t x = vld2q_f32(input);
  y[0] = x.val[0];
  y[1] = x.val[1];
  y[2] = vextq_f32(y[0], y[0], 1);
  y[3] = vextq_f32(y[1], y[1], 1);
  y[4] = vextq_f32(y[0], y[0], 2);
}

#define DEPTHWISE_CONV_NORMAL_BORDER(start, end)                         \
  for (int w = start; w < end; ++w) {                                    \
    const int w_in_start = -padding_w + w * Stride_w;                    \
    const int w_in_end = w_in_start + 5;                                 \
    const int w_start = w_in_start > 0 ? w_in_start : 0;                 \
    const int w_end = w_in_end < input_w ? w_in_end : input_w;           \
    float value = 0;                                                     \
    for (int h_in = h_start; h_in < h_end; ++h_in) {                     \
      for (int w_in = w_start; w_in < w_end; ++w_in) {                   \
        value += filter[(h_in - h_in_start) * 5 + (w_in - w_in_start)] * \
                 input[h_in * input_w + w_in];                           \
      }                                                                  \
    }                                                                    \
    output_ptr[w] = value;                                               \
  }

template <int Stride_h, int Stride_w>
inline void DepthwiseConv5x5NormalRow(const float *input, const float *filter,
                                      const int h_output, const int input_h,
                                      const int input_w, const int padding_h,
                                      const int padding_w, const int output_w,
                                      float *output, float32x4_t *ker,
                                      float32_t *ker1) {
  const int h_in_start = -padding_h + h_output * Stride_h;
  const int h_in_end = h_in_start + 5;
  const int h_start = h_in_start > 0 ? h_in_start : 0;
  const int h_end = h_in_end < input_h ? h_in_end : input_h;

  int valid_w_start = (padding_w + Stride_w - 1) / Stride_w;
  int valid_w_end = output_w - valid_w_start;

  float *output_ptr = output + h_output * output_w;
  // border left
  DEPTHWISE_CONV_NORMAL_BORDER(0, valid_w_start)
  // middle
  int output_tiles = (valid_w_end - valid_w_start) >> 2;
  float32x4_t _sum, _x[5];
  // valid w
  for (int w = 0; w < output_tiles * 4; w += 4) {
    _sum = vdupq_n_f32(0.f);
    int output_offset = valid_w_start + w;
    int input_w_offset = output_offset * Stride_w - padding_w;
    for (int h_in = h_start; h_in < h_end; ++h_in) {
      int index = h_in - h_in_start;
      Depth5x5NormalRowLoadInput<Stride_w>(
          input + h_in * input_w + input_w_offset, _x);
      _sum = vmlaq_n_f32(_sum, _x[0], ker1[index]);
      _sum = vmlaq_lane_f32(_sum, _x[1], vget_low_f32(ker[index]), 0);
      _sum = vmlaq_lane_f32(_sum, _x[2], vget_low_f32(ker[index]), 1);
      _sum = vmlaq_lane_f32(_sum, _x[3], vget_high_f32(ker[index]), 0);
      _sum = vmlaq_lane_f32(_sum, _x[4], vget_high_f32(ker[index]), 1);
    }
    vst1q_f32(output_ptr + output_offset, _sum);
  }
  // remain valid w
  int remain = (valid_w_end - valid_w_start) & 0x3;
  if (remain > 0) {
    _sum = vdupq_n_f32(0.f);
    int remain_start = valid_w_start + (output_tiles << 2);
    int input_w_offset = remain_start * Stride_w - padding_w;
    for (int h_in = h_start; h_in < h_end; ++h_in) {
      int index = h_in - h_in_start;
      Depth5x5NormalRowLoadInput<Stride_w>(
          input + h_in * input_w + input_w_offset, _x);
      _sum = vmlaq_n_f32(_sum, _x[0], ker1[index]);
      _sum = vmlaq_lane_f32(_sum, _x[1], vget_low_f32(ker[index]), 0);
      _sum = vmlaq_lane_f32(_sum, _x[2], vget_low_f32(ker[index]), 1);
      _sum = vmlaq_lane_f32(_sum, _x[3], vget_high_f32(ker[index]), 0);
      _sum = vmlaq_lane_f32(_sum, _x[4], vget_high_f32(ker[index]), 1);
    }
    switch (remain) {
      case 1:
        vst1_lane_f32(output_ptr + remain_start, vget_low_f32(_sum), 0);
        break;
      case 2:
        vst1_f32(output_ptr + remain_start, vget_low_f32(_sum));
        break;
      case 3:
        vst1_f32(output_ptr + remain_start, vget_low_f32(_sum));
        vst1_lane_f32(output_ptr + remain_start + 2, vget_high_f32(_sum), 0);
        break;
    }
  }
  // border right
  DEPTHWISE_CONV_NORMAL_BORDER(valid_w_end, output_w)
}

template <>
void DepthwiseConv5x5S1<float, float>(const framework::Tensor &input,
                                      const framework::Tensor &filter,
                                      const std::vector<int> &paddings,
                                      framework::Tensor *output) {
  const float *input_data = input.data<float>();
  const float *filter_data = filter.data<float>();
  float *out_data = output->mutable_data<float>();
  int input_h = input.dims()[2];
  int input_w = input.dims()[3];
  int output_h = output->dims()[2];
  int output_w = output->dims()[3];
  int padding_h = paddings[0];
  int padding_w = paddings[1];
  int image_size = input_h * input_w;
  int out_image_size = output_h * output_w;
  int valid_h_start = padding_h;
  int valid_h_end = output_h - valid_h_start;
  int valid_h = valid_h_end - valid_h_start;
  int valid_w_start = padding_w;
  int valid_w_end = output_w - valid_w_start;
  int valid_w = valid_w_end - valid_w_start;

  #pragma omp parallel for
  for (int g = 0; g < input.dims()[1]; ++g) {
    const float *input_ptr = input_data + g * image_size;
    const float *filter_ptr = filter_data + g * 25;
    float *output_ptr = out_data + g * out_image_size;

    const float *filter_ptr0 = filter_ptr;
    const float *filter_ptr1 = filter_ptr0 + 5;
    const float *filter_ptr2 = filter_ptr1 + 5;
    const float *filter_ptr3 = filter_ptr2 + 5;
    const float *filter_ptr4 = filter_ptr3 + 5;
    float32x4_t _ker[7];
    float32_t _ker1[5] = {*filter_ptr0, *filter_ptr1, *filter_ptr2,
                          *filter_ptr3, *filter_ptr4};
    _ker[0] = vld1q_f32(filter_ptr0 + 1);
    _ker[1] = vld1q_f32(filter_ptr1 + 1);
    _ker[2] = vld1q_f32(filter_ptr2 + 1);
    _ker[3] = vld1q_f32(filter_ptr3 + 1);
    _ker[4] = vld1q_f32(filter_ptr4 + 1);
    _ker[5] = vld1q_f32(_ker1);
    _ker[6] = vld1q_f32(_ker1 + 4);

    // pad top
    for (int h = 0; h < valid_h_start; ++h) {
      DepthwiseConv5x5NormalRow<1, 1>(input_ptr, filter_ptr, h, input_h,
                                      input_w, padding_h, padding_w, output_w,
                                      output_ptr, _ker, _ker1);
    }

    // output 4x4
    int output_w_tiles = valid_w / 4;
    int output_w_remain = valid_w - output_w_tiles * 4;
    for (int h = valid_h_start; h < valid_h_end - 1; h += 2) {
      const float *input_ptr0 = input_ptr + (h - padding_h) * input_w;
      const float *input_ptr1 = input_ptr0 + input_w;
      const float *input_ptr2 = input_ptr1 + input_w;
      const float *input_ptr3 = input_ptr2 + input_w;
      const float *input_ptr4 = input_ptr3 + input_w;
      const float *input_ptr5 = input_ptr4 + input_w;
      float *output_ptr0 = output_ptr + h * output_w;
      float *output_ptr1 = output_ptr0 + output_w;
      // pad left
      if (padding_w) {
        float32x4_t row0 = vld1q_f32(input_ptr0);
        float32x4_t row1 = vld1q_f32(input_ptr1);
        float32x4_t row2 = vld1q_f32(input_ptr2);
        float32x4_t row3 = vld1q_f32(input_ptr3);
        float32x4_t row4 = vld1q_f32(input_ptr4);
        float32x4_t row5 = vld1q_f32(input_ptr5);
        float32x4_t zero = vdupq_n_f32(0.f);
        float32x4_t acc0, acc1;
        for (int w = valid_w_start - 1; w >= 0; --w) {
          int padding = padding_w - w;
          if (padding >= 5) {
            output_ptr0[w] = 0.f;
            output_ptr1[w] = 0.f;
          } else {
            acc0 = vmulq_f32(row0, _ker[0]);
            acc0 = vmlaq_f32(acc0, row1, _ker[1]);
            acc0 = vmlaq_f32(acc0, row2, _ker[2]);
            acc0 = vmlaq_f32(acc0, row3, _ker[3]);
            acc0 = vmlaq_f32(acc0, row4, _ker[4]);
            acc1 = vmulq_f32(row1, _ker[0]);
            acc1 = vmlaq_f32(acc1, row2, _ker[1]);
            acc1 = vmlaq_f32(acc1, row3, _ker[2]);
            acc1 = vmlaq_f32(acc1, row4, _ker[3]);
            acc1 = vmlaq_f32(acc1, row5, _ker[4]);
            acc0 = vpaddq_f32(acc0, acc1);
            float32x2_t sum =
                vpadd_f32(vget_low_f32(acc0), vget_high_f32(acc0));
            vst1_lane_f32(output_ptr0 + w, sum, 0);
            vst1_lane_f32(output_ptr1 + w, sum, 1);

            row0 = vextq_f32(zero, row0, 3);
            row1 = vextq_f32(zero, row1, 3);
            row2 = vextq_f32(zero, row2, 3);
            row3 = vextq_f32(zero, row3, 3);
            row4 = vextq_f32(zero, row4, 3);
            row5 = vextq_f32(zero, row5, 3);
          }
        }
        output_ptr0 += valid_w_start;
        output_ptr1 += valid_w_start;
      }
      // valid
      int loop = output_w_tiles;
      asm volatile(
          "cmp        %[loop], #0                     \n"
          "ble        start_remain_%=                 \n"
          "mov        r0, #16                         \n"
          "loop_2h4w_%=:                              \n"
          "vld1.32    {d14-d17}, [%[input_ptr0]], r0  \n"
          "vld1.32    {d18-d21}, [%[input_ptr1]], r0  \n"
          "vld1.32    {d22-d25}, [%[input_ptr2]], r0  \n"
          "vmul.f32   q14, q7, %e[ker0][0]            \n"
          "vext.32    q13, q7, q8, #1                 \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %e[kr0][0]            \n"
          "vext.32    q13, q7, q8, #2                 \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %e[kr0][1]            \n"
          "vext.32    q13, q7, q8, #3                 \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %f[kr0][0]            \n"
          "vmla.f32   q14, q8, %f[kr0][1]             \n"

          "vmla.f32   q14, q9, %e[ker0][1]            \n"
          "vmul.f32   q15, q9, %e[ker0][0]            \n"
          "vext.32    q13, q9, q10, #1                \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %e[kr1][0]            \n"
          "vmla.f32   q15, q13, %e[kr0][0]            \n"
          "vext.32    q13, q9, q10, #2                \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %e[kr1][1]            \n"
          "vmla.f32   q15, q13, %e[kr0][1]            \n"
          "vext.32    q13, q9, q10, #3                \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %f[kr1][0]            \n"
          "vmla.f32   q15, q13, %f[kr0][0]            \n"
          "vmla.f32   q14, q10, %f[kr1][1]            \n"
          "vmla.f32   q15, q10, %f[kr0][1]            \n"

          "vmla.f32   q14, q11, %f[ker0][0]           \n"
          "vmla.f32   q15, q11, %e[ker0][1]           \n"
          "vext.32    q13, q11, q12, #1               \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %e[kr2][0]            \n"
          "vmla.f32   q15, q13, %e[kr1][0]            \n"
          "vext.32    q13, q11, q12, #2               \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %e[kr2][1]            \n"
          "vmla.f32   q15, q13, %e[kr1][1]            \n"
          "vext.32    q13, q11, q12, #3               \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %f[kr2][0]            \n"
          "vmla.f32   q15, q13, %f[kr1][0]            \n"
          "vmla.f32   q14, q12, %f[kr2][1]            \n"
          "vmla.f32   q15, q12, %f[kr1][1]            \n"

          "vld1.32    {d14-d17}, [%[input_ptr3]], r0  \n"
          "vld1.32    {d18-d21}, [%[input_ptr4]], r0  \n"
          "vld1.32    {d22-d25}, [%[input_ptr5]], r0  \n"
          "vmla.f32   q14, q7, %f[ker0][1]            \n"
          "vmla.f32   q15, q7, %f[ker0][0]            \n"
          "vext.32    q13, q7, q8, #1                 \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %e[kr3][0]            \n"
          "vmla.f32   q15, q13, %e[kr2][0]            \n"
          "vext.32    q13, q7, q8, #2                 \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %e[kr3][1]            \n"
          "vmla.f32   q15, q13, %e[kr2][1]            \n"
          "vext.32    q13, q7, q8, #3                 \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %f[kr3][0]            \n"
          "vmla.f32   q15, q13, %f[kr2][0]            \n"
          "vmla.f32   q14, q8, %f[kr3][1]             \n"
          "vmla.f32   q15, q8, %f[kr2][1]             \n"

          "vmla.f32   q14, q9, %e[ker1][0]            \n"
          "vmla.f32   q15, q9, %f[ker0][1]            \n"
          "vext.32    q13, q9, q10, #1                \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %e[kr4][0]            \n"
          "vmla.f32   q15, q13, %e[kr3][0]            \n"
          "vext.32    q13, q9, q10, #2                \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %e[kr4][1]            \n"
          "vmla.f32   q15, q13, %e[kr3][1]            \n"
          "vext.32    q13, q9, q10, #3                \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %f[kr4][0]            \n"
          "vmla.f32   q15, q13, %f[kr3][0]            \n"
          "vmla.f32   q14, q10, %f[kr4][1]            \n"
          "vmla.f32   q15, q10, %f[kr3][1]            \n"

          "vmla.f32   q15, q11, %e[ker1][0]           \n"
          "vext.32    q13, q11, q12, #1               \n"
          "vmla.f32   q15, q13, %e[kr4][0]            \n"
          "vext.32    q13, q11, q12, #2               \n"
          "vmla.f32   q15, q13, %e[kr4][1]            \n"
          "vext.32    q13, q11, q12, #3               \n"
          "vmla.f32   q15, q13, %f[kr4][0]            \n"
          "vmla.f32   q15, q12, %f[kr4][1]            \n"
          // restore output
          "vst1.32    {q14}, [%[output_ptr0]]!        \n"
          "vst1.32    {q15}, [%[output_ptr1]]!        \n"
          "subs       %[loop], #1                     \n"
          "bne        loop_2h4w_%=                    \n"

          "start_remain_%=:                           \n"
          "cmp        %[remain], #0                   \n"
          "ble        end_%=                          \n"
          "mov        r0, %[remain], lsl #2           \n"
          "vld1.32    {d14-d17}, [%[input_ptr0]], r0  \n"
          "vld1.32    {d18-d21}, [%[input_ptr1]], r0  \n"
          "vld1.32    {d22-d25}, [%[input_ptr2]], r0  \n"
          "vmul.f32   q14, q7, %e[ker0][0]            \n"
          "vext.32    q13, q7, q8, #1                 \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %e[kr0][0]            \n"
          "vext.32    q13, q7, q8, #2                 \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %e[kr0][1]            \n"
          "vext.32    q13, q7, q8, #3                 \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %f[kr0][0]            \n"
          "vmla.f32   q14, q8, %f[kr0][1]             \n"

          "vmla.f32   q14, q9, %e[ker0][1]            \n"
          "vmul.f32   q15, q9, %e[ker0][0]            \n"
          "vext.32    q13, q9, q10, #1                \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %e[kr1][0]            \n"
          "vmla.f32   q15, q13, %e[kr0][0]            \n"
          "vext.32    q13, q9, q10, #2                \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %e[kr1][1]            \n"
          "vmla.f32   q15, q13, %e[kr0][1]            \n"
          "vext.32    q13, q9, q10, #3                \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %f[kr1][0]            \n"
          "vmla.f32   q15, q13, %f[kr0][0]            \n"
          "vmla.f32   q14, q10, %f[kr1][1]            \n"
          "vmla.f32   q15, q10, %f[kr0][1]            \n"

          "vmla.f32   q14, q11, %f[ker0][0]           \n"
          "vmla.f32   q15, q11, %e[ker0][1]           \n"
          "vext.32    q13, q11, q12, #1               \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %e[kr2][0]            \n"
          "vmla.f32   q15, q13, %e[kr1][0]            \n"
          "vext.32    q13, q11, q12, #2               \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %e[kr2][1]            \n"
          "vmla.f32   q15, q13, %e[kr1][1]            \n"
          "vext.32    q13, q11, q12, #3               \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %f[kr2][0]            \n"
          "vmla.f32   q15, q13, %f[kr1][0]            \n"
          "vmla.f32   q14, q12, %f[kr2][1]            \n"
          "vmla.f32   q15, q12, %f[kr1][1]            \n"

          "vld1.32    {d14-d17}, [%[input_ptr3]], r0  \n"
          "vld1.32    {d18-d21}, [%[input_ptr4]], r0  \n"
          "vld1.32    {d22-d25}, [%[input_ptr5]], r0  \n"
          "vmla.f32   q14, q7, %f[ker0][1]            \n"
          "vmla.f32   q15, q7, %f[ker0][0]            \n"
          "vext.32    q13, q7, q8, #1                 \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %e[kr3][0]            \n"
          "vmla.f32   q15, q13, %e[kr2][0]            \n"
          "vext.32    q13, q7, q8, #2                 \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %e[kr3][1]            \n"
          "vmla.f32   q15, q13, %e[kr2][1]            \n"
          "vext.32    q13, q7, q8, #3                 \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %f[kr3][0]            \n"
          "vmla.f32   q15, q13, %f[kr2][0]            \n"
          "vmla.f32   q14, q8, %f[kr3][1]             \n"
          "vmla.f32   q15, q8, %f[kr2][1]             \n"

          "vmla.f32   q14, q9, %e[ker1][0]            \n"
          "vmla.f32   q15, q9, %f[ker0][1]            \n"
          "vext.32    q13, q9, q10, #1                \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %e[kr4][0]            \n"
          "vmla.f32   q15, q13, %e[kr3][0]            \n"
          "vext.32    q13, q9, q10, #2                \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %e[kr4][1]            \n"
          "vmla.f32   q15, q13, %e[kr3][1]            \n"
          "vext.32    q13, q9, q10, #3                \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %f[kr4][0]            \n"
          "vmla.f32   q15, q13, %f[kr3][0]            \n"
          "vmla.f32   q14, q10, %f[kr4][1]            \n"
          "vmla.f32   q15, q10, %f[kr3][1]            \n"

          "vmla.f32   q15, q11, %e[ker1][0]           \n"
          "vext.32    q13, q11, q12, #1               \n"
          "vmla.f32   q15, q13, %e[kr4][0]            \n"
          "vext.32    q13, q11, q12, #2               \n"
          "vmla.f32   q15, q13, %e[kr4][1]            \n"
          "vext.32    q13, q11, q12, #3               \n"
          "vmla.f32   q15, q13, %f[kr4][0]            \n"
          "vmla.f32   q15, q12, %f[kr4][1]            \n"

          "cmp        %[remain], #2                   \n"
          "blt        store_2h1w_%=                   \n"
          "vst1.32    {d28}, [%[output_ptr0]]!        \n"
          "vst1.32    {d30}, [%[output_ptr1]]!        \n"
          "cmp        %[remain], #3                   \n"
          "blt        end_%=                          \n"
          "vst1.32    {d29[0]}, [%[output_ptr0]]!     \n"
          "vst1.32    {d31[0]}, [%[output_ptr1]]!     \n"
          "b          end_%=                          \n"

          "store_2h1w_%=:                             \n"
          "vst1.32    {d28[0]}, [%[output_ptr0]]!     \n"
          "vst1.32    {d30[0]}, [%[output_ptr1]]!     \n"
          "end_%=:                                    \n"
          : [input_ptr0] "+r"(input_ptr0), [input_ptr1] "+r"(input_ptr1),
            [input_ptr2] "+r"(input_ptr2), [input_ptr3] "+r"(input_ptr3),
            [input_ptr4] "+r"(input_ptr4), [input_ptr5] "+r"(input_ptr5),
            [output_ptr0] "+r"(output_ptr0), [output_ptr1] "+r"(output_ptr1),
            [loop] "+r"(loop)
          : [remain] "r"(output_w_remain), [kr0] "w"(_ker[0]),
            [kr1] "w"(_ker[1]), [kr2] "w"(_ker[2]), [kr3] "w"(_ker[3]),
            [kr4] "w"(_ker[4]), [ker0] "w"(_ker[5]), [ker1] "w"(_ker[6])
          : "cc", "memory", "q7", "q8", "q9", "q10", "q11", "q12", "q13", "q14",
            "q15", "r0");
      // pad right
      if (padding_w) {
        float32x4_t row0 = vld1q_f32(input_ptr0);
        float32x4_t row1 = vld1q_f32(input_ptr1);
        float32x4_t row2 = vld1q_f32(input_ptr2);
        float32x4_t row3 = vld1q_f32(input_ptr3);
        float32x4_t row4 = vld1q_f32(input_ptr4);
        float32x4_t row5 = vld1q_f32(input_ptr5);
        float32x4_t zero = vdupq_n_f32(0.f);
        float32x4_t acc0, acc1;
        for (int w = valid_w_end; w < output_w; ++w) {
          int padding = w + 5 - (padding_w + input_w);
          if (padding >= 5) {
            *output_ptr0 = 0.f;
            *output_ptr1 = 0.f;
          } else {
            int iw = w - valid_w_end;
            float sum0 = input_ptr0[iw] * filter_ptr0[0] +
                         input_ptr1[iw] * filter_ptr1[0] +
                         input_ptr2[iw] * filter_ptr2[0] +
                         input_ptr3[iw] * filter_ptr3[0] +
                         input_ptr4[iw] * filter_ptr4[0];
            float sum1 = input_ptr1[iw] * filter_ptr0[0] +
                         input_ptr2[iw] * filter_ptr1[0] +
                         input_ptr3[iw] * filter_ptr2[0] +
                         input_ptr4[iw] * filter_ptr3[0] +
                         input_ptr5[iw] * filter_ptr4[0];
            row0 = vextq_f32(row0, zero, 1);
            row1 = vextq_f32(row1, zero, 1);
            row2 = vextq_f32(row2, zero, 1);
            row3 = vextq_f32(row3, zero, 1);
            row4 = vextq_f32(row4, zero, 1);
            row5 = vextq_f32(row5, zero, 1);
            acc0 = vmulq_f32(row0, _ker[0]);
            acc0 = vmlaq_f32(acc0, row1, _ker[1]);
            acc0 = vmlaq_f32(acc0, row2, _ker[2]);
            acc0 = vmlaq_f32(acc0, row3, _ker[3]);
            acc0 = vmlaq_f32(acc0, row4, _ker[4]);
            acc1 = vmulq_f32(row1, _ker[0]);
            acc1 = vmlaq_f32(acc1, row2, _ker[1]);
            acc1 = vmlaq_f32(acc1, row3, _ker[2]);
            acc1 = vmlaq_f32(acc1, row4, _ker[3]);
            acc1 = vmlaq_f32(acc1, row5, _ker[4]);
            acc0 = vpaddq_f32(acc0, acc1);
            float32x2_t sum =
                vpadd_f32(vget_low_f32(acc0), vget_high_f32(acc0));
            sum0 += vget_lane_f32(sum, 0);
            sum1 += vget_lane_f32(sum, 1);
            *output_ptr0 = sum0;
            *output_ptr1 = sum1;
          }
          output_ptr0++;
          output_ptr1++;
        }
      }
    }
    // remain height
    int start_h = valid_h_start + (valid_h & 0xfffe);
    if (start_h < valid_h_end) {
      const float *input_ptr0 = input_ptr + (start_h - padding_h) * input_w;
      const float *input_ptr1 = input_ptr0 + input_w;
      const float *input_ptr2 = input_ptr1 + input_w;
      const float *input_ptr3 = input_ptr2 + input_w;
      const float *input_ptr4 = input_ptr3 + input_w;
      float *output_ptr0 = output_ptr + start_h * output_w;
      // pad left
      if (padding_w) {
        float32x4_t row0 = vld1q_f32(input_ptr0);
        float32x4_t row1 = vld1q_f32(input_ptr1);
        float32x4_t row2 = vld1q_f32(input_ptr2);
        float32x4_t row3 = vld1q_f32(input_ptr3);
        float32x4_t row4 = vld1q_f32(input_ptr4);
        float32x4_t zero = vdupq_n_f32(0.f);
        float32x4_t acc;
        for (int w = valid_w_start - 1; w >= 0; --w) {
          int padding = padding_w - w;
          if (padding >= 5) {
            output_ptr0[w] = 0.f;
          } else {
            acc = vmulq_f32(row0, _ker[0]);
            acc = vmlaq_f32(acc, row1, _ker[1]);
            acc = vmlaq_f32(acc, row2, _ker[2]);
            acc = vmlaq_f32(acc, row3, _ker[3]);
            acc = vmlaq_f32(acc, row4, _ker[4]);
            float32x2_t sum = vpadd_f32(vget_low_f32(acc), vget_high_f32(acc));
            sum = vpadd_f32(sum, sum);
            vst1_lane_f32(output_ptr0 + w, sum, 0);

            row0 = vextq_f32(zero, row0, 3);
            row1 = vextq_f32(zero, row1, 3);
            row2 = vextq_f32(zero, row2, 3);
            row3 = vextq_f32(zero, row3, 3);
            row4 = vextq_f32(zero, row4, 3);
          }
        }
        output_ptr0 += valid_w_start;
      }
      // valid
      int loop = output_w_tiles;
      asm volatile(
          "cmp        %[loop], #0                     \n"
          "ble        start_remain_%=                 \n"
          "mov        r0, #16                         \n"
          "loop_1h4w_%=:                              \n"
          "vld1.32    {d14-d17}, [%[input_ptr0]], r0  \n"
          "vld1.32    {d18-d21}, [%[input_ptr1]], r0  \n"
          "vld1.32    {d22-d25}, [%[input_ptr2]], r0  \n"
          "vmul.f32   q14, q7, %e[ker0][0]            \n"
          "vext.32    q13, q7, q8, #1                 \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %e[kr0][0]            \n"
          "vext.32    q13, q7, q8, #2                 \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %e[kr0][1]            \n"
          "vext.32    q13, q7, q8, #3                 \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %f[kr0][0]            \n"
          "vmla.f32   q14, q8, %f[kr0][1]             \n"

          "vmla.f32   q14, q9, %e[ker0][1]            \n"
          "vext.32    q13, q9, q10, #1                \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %e[kr1][0]            \n"
          "vext.32    q13, q9, q10, #2                \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %e[kr1][1]            \n"
          "vext.32    q13, q9, q10, #3                \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %f[kr1][0]            \n"
          "vmla.f32   q14, q10, %f[kr1][1]            \n"

          "vmla.f32   q14, q11, %f[ker0][0]           \n"
          "vext.32    q13, q11, q12, #1               \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %e[kr2][0]            \n"
          "vext.32    q13, q11, q12, #2               \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %e[kr2][1]            \n"
          "vext.32    q13, q11, q12, #3               \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %f[kr2][0]            \n"
          "vmla.f32   q14, q12, %f[kr2][1]            \n"

          "vld1.32    {d14-d17}, [%[input_ptr3]], r0  \n"
          "vld1.32    {d18-d21}, [%[input_ptr4]], r0  \n"
          "vmla.f32   q14, q7, %f[ker0][1]            \n"
          "vext.32    q13, q7, q8, #1                 \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %e[kr3][0]            \n"
          "vext.32    q13, q7, q8, #2                 \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %e[kr3][1]            \n"
          "vext.32    q13, q7, q8, #3                 \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %f[kr3][0]            \n"
          "vmla.f32   q14, q8, %f[kr3][1]             \n"

          "vmla.f32   q14, q9, %e[ker1][0]            \n"
          "vext.32    q13, q9, q10, #1                \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %e[kr4][0]            \n"
          "vext.32    q13, q9, q10, #2                \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %e[kr4][1]            \n"
          "vext.32    q13, q9, q10, #3                \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %f[kr4][0]            \n"
          "vmla.f32   q14, q10, %f[kr4][1]            \n"

          // restore output
          "vst1.32    {q14}, [%[output_ptr0]]!        \n"
          "subs       %[loop], #1                     \n"
          "bne        loop_1h4w_%=                    \n"

          "start_remain_%=:                           \n"
          "cmp        %[remain], #0                   \n"
          "ble        end_%=                          \n"
          "mov        r0, %[remain], lsl #2           \n"
          "vld1.32    {d14-d17}, [%[input_ptr0]], r0  \n"
          "vld1.32    {d18-d21}, [%[input_ptr1]], r0  \n"
          "vld1.32    {d22-d25}, [%[input_ptr2]], r0  \n"
          "vmul.f32   q14, q7, %e[ker0][0]            \n"
          "vext.32    q13, q7, q8, #1                 \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %e[kr0][0]            \n"
          "vext.32    q13, q7, q8, #2                 \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %e[kr0][1]            \n"
          "vext.32    q13, q7, q8, #3                 \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %f[kr0][0]            \n"
          "vmla.f32   q14, q8, %f[kr0][1]             \n"

          "vmla.f32   q14, q9, %e[ker0][1]            \n"
          "vext.32    q13, q9, q10, #1                \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %e[kr1][0]            \n"
          "vext.32    q13, q9, q10, #2                \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %e[kr1][1]            \n"
          "vext.32    q13, q9, q10, #3                \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %f[kr1][0]            \n"
          "vmla.f32   q14, q10, %f[kr1][1]            \n"

          "vmla.f32   q14, q11, %f[ker0][0]           \n"
          "vext.32    q13, q11, q12, #1               \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %e[kr2][0]            \n"
          "vext.32    q13, q11, q12, #2               \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %e[kr2][1]            \n"
          "vext.32    q13, q11, q12, #3               \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %f[kr2][0]            \n"
          "vmla.f32   q14, q12, %f[kr2][1]            \n"

          "vld1.32    {d14-d17}, [%[input_ptr3]], r0  \n"
          "vld1.32    {d18-d21}, [%[input_ptr4]], r0  \n"
          "vmla.f32   q14, q7, %f[ker0][1]            \n"
          "vext.32    q13, q7, q8, #1                 \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %e[kr3][0]            \n"
          "vext.32    q13, q7, q8, #2                 \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %e[kr3][1]            \n"
          "vext.32    q13, q7, q8, #3                 \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %f[kr3][0]            \n"
          "vmla.f32   q14, q8, %f[kr3][1]             \n"

          "vmla.f32   q14, q9, %e[ker1][0]            \n"
          "vext.32    q13, q9, q10, #1                \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %e[kr4][0]            \n"
          "vext.32    q13, q9, q10, #2                \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %e[kr4][1]            \n"
          "vext.32    q13, q9, q10, #3                \n"
          "vmla.f32   q14, q13, %f[kr4][0]            \n"
          "vmla.f32   q14, q10, %f[kr4][1]            \n"

          "cmp        %[remain], #2                   \n"
          "blt        store_1h1w_%=                   \n"
          "vst1.32    {d28}, [%[output_ptr0]]!        \n"
          "cmp        %[remain], #3                   \n"
          "blt        end_%=                          \n"
          "vst1.32    {d29[0]}, [%[output_ptr0]]!     \n"
          "b          end_%=                          \n"

          "store_1h1w_%=:                             \n"
          "vst1.32    {d28[0]}, [%[output_ptr0]]!     \n"
          "end_%=:                                    \n"
          : [input_ptr0] "+r"(input_ptr0), [input_ptr1] "+r"(input_ptr1),
            [input_ptr2] "+r"(input_ptr2), [input_ptr3] "+r"(input_ptr3),
            [input_ptr4] "+r"(input_ptr4), [output_ptr0] "+r"(output_ptr0),
            [loop] "+r"(loop)
          : [remain] "r"(output_w_remain), [kr0] "w"(_ker[0]),
            [kr1] "w"(_ker[1]), [kr2] "w"(_ker[2]), [kr3] "w"(_ker[3]),
            [kr4] "w"(_ker[4]), [ker0] "w"(_ker[5]), [ker1] "w"(_ker[6])
          : "cc", "memory", "q7", "q8", "q9", "q10", "q11", "q12", "q13", "q14",
            "q15", "r0");
      // pad right
      if (padding_w) {
        float32x4_t row0 = vld1q_f32(input_ptr0);
        float32x4_t row1 = vld1q_f32(input_ptr1);
        float32x4_t row2 = vld1q_f32(input_ptr2);
        float32x4_t row3 = vld1q_f32(input_ptr3);
        float32x4_t row4 = vld1q_f32(input_ptr4);
        float32x4_t zero = vdupq_n_f32(0.f);
        float32x4_t acc;
        for (int w = valid_w_end; w < output_w; ++w) {
          int padding = w + 5 - (padding_w + input_w);
          if (padding >= 5) {
            *output_ptr0 = 0.f;
          } else {
            int iw = w - valid_w_end;
            float sum0 = input_ptr0[iw] * filter_ptr0[0] +
                         input_ptr1[iw] * filter_ptr1[0] +
                         input_ptr2[iw] * filter_ptr2[0] +
                         input_ptr3[iw] * filter_ptr3[0] +
                         input_ptr4[iw] * filter_ptr4[0];
            row0 = vextq_f32(row0, zero, 1);
            row1 = vextq_f32(row1, zero, 1);
            row2 = vextq_f32(row2, zero, 1);
            row3 = vextq_f32(row3, zero, 1);
            row4 = vextq_f32(row4, zero, 1);
            acc = vmulq_f32(row0, _ker[0]);
            acc = vmlaq_f32(acc, row1, _ker[1]);
            acc = vmlaq_f32(acc, row2, _ker[2]);
            acc = vmlaq_f32(acc, row3, _ker[3]);
            acc = vmlaq_f32(acc, row4, _ker[4]);
            float32x2_t sum = vpadd_f32(vget_low_f32(acc), vget_high_f32(acc));
            sum = vpadd_f32(sum, sum);
            sum0 += vget_lane_f32(sum, 0);
            *output_ptr0 = sum0;
          }
          output_ptr0++;
        }
      }
    }
    // pad bottom
    for (int h = valid_h_end; h < output_h; ++h) {
      DepthwiseConv5x5NormalRow<1, 1>(input_ptr, filter_ptr, h, input_h,
                                      input_w, padding_h, padding_w, output_w,
                                      output_ptr, _ker, _ker1);
    }
  }
}

template <>
void DepthwiseConv5x5S2<float, float>(const framework::Tensor &input,
                                      const framework::Tensor &filter,
                                      const std::vector<int> &paddings,
                                      framework::Tensor *output) {}

}  // namespace math
}  // namespace operators
}  // namespace paddle_mobile

#endif  // __ARM_NEON__