winograd_transform_f6k3.cpp 67.9 KB
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15 16 17 18 19 20
// Inspired by https://arxiv.org/abs/1509.09308 and refered from nnpack and ncnn
// project.

#ifdef CONV_OP

#ifndef __aarch64__
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41

#include "operators/math/pad.h"
#include "operators/math/winograd/winograd_transform.h"

namespace paddle_mobile {
namespace operators {
namespace math {

template <>
void winograd_transform_weight<8, 3>(const framework::Tensor &weight,
                                     framework::Tensor *output) {
  /*
   * w0 = g0
   * w1 = ((g0 + g2) + g1) * (-2.0 / 9)
   * w2 = ((g0 + g2) - g1) * (-2.0 / 9)
   * w3 = ((g0 + 4 * g2) + 2 * g1) * (1.0 / 90)
   * w4 = ((g0 + 4 * g2) - 2 * g1) * (1.0 / 90)
   * w5 = ((g2 + 4 * g0) + 2 * g1) * (1.0 / 180)
   * w6 = ((g2 + 4 * g0) - 2 * g1) * (1.0 / 180)
   * w7 = g2
   */
H
hjchen2 已提交
42
  // weight shape is [out_channel, in_channel, kernel_h, kernel_w]
H
hjchen2 已提交
43
  // package weight into [roundup(out_channel/4), 64, in_channel, 4] tiles
H
hjchen2 已提交
44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54
  int out_channel = weight.dims()[0];
  int in_channel = weight.dims()[1];
  // reshape and alloc transformed weight
  framework::DDim transformed_shape = framework::make_ddim(
      std::vector<int>{(out_channel + 3) / 4, 64, in_channel, 4});
  float *trans_outptr = output->mutable_data<float>(transformed_shape);
  memset(trans_outptr, 0, output->numel() * sizeof(float));

  const float transform_matrix[8] = {2.f, -2.f / 9, 1.f / 90, 1.f / 180};
  const float *inptr = weight.data<float>();
  int remain_start = out_channel & 0xFFFC;
55
#if 0
H
hjchen2 已提交
56 57
  remain_start = 0;
#else
58
  #pragma omp parallel for
H
hjchen2 已提交
59
  for (int oc = 0; oc < out_channel - 3; oc += 4) {
60 61
    float gw[96];  // gw[3][8][4]
    const float *inptr0 = inptr + oc * in_channel * 9;
H
hjchen2 已提交
62 63 64 65 66 67 68 69 70 71
    const float *inptr1 = inptr + (oc + 1) * in_channel * 9;
    const float *inptr2 = inptr + (oc + 2) * in_channel * 9;
    const float *inptr3 = inptr + (oc + 3) * in_channel * 9;
    // oc * 64 * in_channel
    float *outptr = trans_outptr + ((oc * in_channel) << 6);
    for (int ic = 0; ic < in_channel; ++ic) {
      float *gw_ptr = gw;
      asm volatile(
          "vld1.32    {d0-d1}, [%[tm_ptr]]          \n"

H
hjchen2 已提交
72
          "mov        r0, #24                       \n"
H
hjchen2 已提交
73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153
          "vld1.32    {d2-d5}, [%[inptr0]], r0      \n"
          "vld1.32    {d6-d9}, [%[inptr1]], r0      \n"
          "vld1.32    {d10-d13}, [%[inptr2]], r0    \n"
          "vld1.32    {d14-d17}, [%[inptr3]], r0    \n"
          "vtrn.32    q1, q3                        \n"
          "vtrn.32    q2, q4                        \n"
          "vtrn.32    q5, q7                        \n"
          "vtrn.32    q6, q8                        \n"
          "vswp.32    d3, d10                       \n"
          "vswp.32    d7, d14                       \n"
          "vswp.32    d5, d12                       \n"
          "vswp.32    d9, d16                       \n"

          // q1: g0, q3: g1, q5: g2
          "vst1.32    {d2-d3}, [%[gw_ptr]]!         \n"
          "vadd.f32   q9, q1, q5                    \n"
          "vadd.f32   q10, q9, q3                   \n"
          "vsub.f32   q11, q9, q3                   \n"
          "vmul.f32   q10, q10, d0[1]               \n"
          "vst1.32    {d20-d21}, [%[gw_ptr]]!       \n"
          "vmul.f32   q11, q11, d0[1]               \n"
          "vst1.32    {d22-d23}, [%[gw_ptr]]!       \n"

          "vmul.f32   q9, q1, d0[0]                 \n"
          "vmul.f32   q9, q9, d0[0]                 \n"  // 4 * g0
          "vmul.f32   q10, q3, d0[0]                \n"  // 2 * g1
          "vmul.f32   q11, q5, d0[0]                \n"
          "vmul.f32   q11, q11, d0[0]               \n"  // 4 * g2

          "vadd.f32   q12, q1, q11                  \n"
          "vadd.f32   q13, q12, q10                 \n"
          "vmul.f32   q13, q13, d1[0]               \n"
          "vst1.32    {d26-d27}, [%[gw_ptr]]!       \n"
          "vsub.f32   q13, q12, q10                 \n"
          "vmul.f32   q13, q13, d1[0]               \n"
          "vst1.32    {d26-d27}, [%[gw_ptr]]!       \n"

          "vadd.f32   q12, q5, q9                   \n"
          "vadd.f32   q13, q12, q10                 \n"
          "vmul.f32   q13, q13, d1[1]               \n"
          "vst1.32    {d26-d27}, [%[gw_ptr]]!       \n"
          "vsub.f32   q13, q12, q10                 \n"
          "vmul.f32   q13, q13, d1[1]               \n"
          "vst1.32    {d26-d27}, [%[gw_ptr]]!       \n"

          "vst1.32    {d10-d11}, [%[gw_ptr]]!       \n"

          // q7: g0, q2: g1, q4: g2
          "vst1.32    {d14-d15}, [%[gw_ptr]]!       \n"
          "vadd.f32   q9, q7, q4                    \n"
          "vadd.f32   q10, q9, q2                   \n"
          "vsub.f32   q11, q9, q2                   \n"
          "vmul.f32   q10, q10, d0[1]               \n"
          "vst1.32    {d20-d21}, [%[gw_ptr]]!       \n"
          "vmul.f32   q11, q11, d0[1]               \n"
          "vst1.32    {d22-d23}, [%[gw_ptr]]!       \n"

          "vmul.f32   q9, q7, d0[0]                 \n"
          "vmul.f32   q9, q9, d0[0]                 \n"  // 4 * g0
          "vmul.f32   q10, q2, d0[0]                \n"  // 2 * g1
          "vmul.f32   q11, q4, d0[0]                \n"
          "vmul.f32   q11, q11, d0[0]               \n"  // 4 * g2

          "vadd.f32   q12, q7, q11                  \n"
          "vadd.f32   q13, q12, q10                 \n"
          "vmul.f32   q13, q13, d1[0]               \n"
          "vst1.32    {d26-d27}, [%[gw_ptr]]!       \n"
          "vsub.f32   q13, q12, q10                 \n"
          "vmul.f32   q13, q13, d1[0]               \n"
          "vst1.32    {d26-d27}, [%[gw_ptr]]!       \n"

          "vadd.f32   q12, q4, q9                   \n"
          "vadd.f32   q13, q12, q10                 \n"
          "vmul.f32   q13, q13, d1[1]               \n"
          "vst1.32    {d26-d27}, [%[gw_ptr]]!       \n"
          "vsub.f32   q13, q12, q10                 \n"
          "vmul.f32   q13, q13, d1[1]               \n"
          "vst1.32    {d26-d27}, [%[gw_ptr]]!       \n"

          "vst1.32    {d8-d9}, [%[gw_ptr]]!         \n"

H
hjchen2 已提交
154 155 156 157 158
          "mov        r0, #12                       \n"
          "vld1.32    {d2-d3}, [%[inptr0]], r0      \n"
          "vld1.32    {d6-d7}, [%[inptr1]], r0      \n"
          "vld1.32    {d10-d11}, [%[inptr2]], r0    \n"
          "vld1.32    {d14-d15}, [%[inptr3]], r0    \n"
H
hjchen2 已提交
159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197
          "vtrn.32    q1, q3                        \n"
          "vtrn.32    q5, q7                        \n"
          "vswp.32    d3, d10                       \n"
          "vswp.32    d7, d14                       \n"

          // q1: g0, q3: g1, q5: g2
          "vst1.32    {d2-d3}, [%[gw_ptr]]!         \n"
          "vadd.f32   q9, q1, q5                    \n"
          "vadd.f32   q10, q9, q3                   \n"
          "vsub.f32   q11, q9, q3                   \n"
          "vmul.f32   q10, q10, d0[1]               \n"
          "vst1.32    {d20-d21}, [%[gw_ptr]]!       \n"
          "vmul.f32   q11, q11, d0[1]               \n"
          "vst1.32    {d22-d23}, [%[gw_ptr]]!       \n"

          "vmul.f32   q9, q1, d0[0]                 \n"
          "vmul.f32   q9, q9, d0[0]                 \n"  // 4 * g0
          "vmul.f32   q10, q3, d0[0]                \n"  // 2 * g1
          "vmul.f32   q11, q5, d0[0]                \n"
          "vmul.f32   q11, q11, d0[0]               \n"  // 4 * g2

          "vadd.f32   q12, q1, q11                  \n"
          "vadd.f32   q13, q12, q10                 \n"
          "vmul.f32   q13, q13, d1[0]               \n"
          "vst1.32    {d26-d27}, [%[gw_ptr]]!       \n"
          "vsub.f32   q13, q12, q10                 \n"
          "vmul.f32   q13, q13, d1[0]               \n"
          "vst1.32    {d26-d27}, [%[gw_ptr]]!       \n"

          "vadd.f32   q12, q5, q9                   \n"
          "vadd.f32   q13, q12, q10                 \n"
          "vmul.f32   q13, q13, d1[1]               \n"
          "vst1.32    {d26-d27}, [%[gw_ptr]]!       \n"
          "vsub.f32   q13, q12, q10                 \n"
          "vmul.f32   q13, q13, d1[1]               \n"
          "vst1.32    {d26-d27}, [%[gw_ptr]]!       \n"

          "vst1.32    {d10-d11}, [%[gw_ptr]]!       \n"
          : [gw_ptr] "+r"(gw_ptr), [inptr0] "+r"(inptr0), [inptr1] "+r"(inptr1),
H
hjchen2 已提交
198
            [inptr2] "+r"(inptr2), [inptr3] "+r"(inptr3)
H
hjchen2 已提交
199 200 201 202 203 204 205
          : [tm_ptr] "r"((float *)transform_matrix)
          : "cc", "memory", "q0", "q1", "q2", "q3", "q4", "q5", "q6", "q7",
            "q8", "q9", "q10", "q11", "q12", "q13", "r0");

      float *gw_ptr0 = gw;
      float *gw_ptr1 = gw + 32;
      float *gw_ptr2 = gw + 64;
H
hjchen2 已提交
206 207
      float *outptr0 = outptr + (ic << 2);            // ic * 4
      int steps = (in_channel << 2) * sizeof(float);  // in_channel * 4
H
hjchen2 已提交
208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240
      asm volatile(
          "vld1.32    {d0-d1}, [%[tm_ptr]]               \n"
          "mov        r0, #8                             \n"

          "loop_8_%=:                                    \n"
          "vld1.32    {d2-d3}, [%[gw_ptr0]]!             \n"
          "vld1.32    {d4-d5}, [%[gw_ptr1]]!             \n"
          "vld1.32    {d6-d7}, [%[gw_ptr2]]!             \n"

          // q1: g0, q2: g1, q3: g2
          "vst1.32    {d2-d3}, [%[outptr0]], %[steps]    \n"
          "vadd.f32   q9, q1, q3                         \n"
          "vadd.f32   q10, q9, q2                        \n"
          "vsub.f32   q11, q9, q2                        \n"
          "vmul.f32   q10, q10, d0[1]                    \n"
          "vst1.32    {d20-d21}, [%[outptr0]], %[steps]  \n"
          "vmul.f32   q11, q11, d0[1]                    \n"
          "vst1.32    {d22-d23}, [%[outptr0]], %[steps]  \n"

          "vmul.f32   q9, q1, d0[0]                      \n"
          "vmul.f32   q9, q9, d0[0]                      \n"  // 4 * g0
          "vmul.f32   q10, q2, d0[0]                     \n"  // 2 * g1
          "vmul.f32   q11, q3, d0[0]                     \n"
          "vmul.f32   q11, q11, d0[0]                    \n"  // 4 * g2

          "vadd.f32   q12, q1, q11                       \n"
          "vadd.f32   q13, q12, q10                      \n"
          "vmul.f32   q13, q13, d1[0]                    \n"
          "vst1.32    {d26-d27}, [%[outptr0]], %[steps]  \n"
          "vsub.f32   q13, q12, q10                      \n"
          "vmul.f32   q13, q13, d1[0]                    \n"
          "vst1.32    {d26-d27}, [%[outptr0]], %[steps]  \n"

H
hjchen2 已提交
241 242
          // w5 = ((g2 + 4 * g0) + 2 * g1) * (1.0 / 180)
          "vadd.f32   q12, q3, q9                        \n"
H
hjchen2 已提交
243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260
          "vadd.f32   q13, q12, q10                      \n"
          "vmul.f32   q13, q13, d1[1]                    \n"
          "vst1.32    {d26-d27}, [%[outptr0]], %[steps]  \n"
          "vsub.f32   q13, q12, q10                      \n"
          "vmul.f32   q13, q13, d1[1]                    \n"
          "vst1.32    {d26-d27}, [%[outptr0]], %[steps]  \n"

          "vst1.32    {d6-d7}, [%[outptr0]], %[steps]    \n"

          "subs       r0, #1                             \n"
          "bne        loop_8_%=                          \n"
          : [outptr0] "+r"(outptr0), [gw_ptr0] "+r"(gw_ptr0),
            [gw_ptr1] "+r"(gw_ptr1), [gw_ptr2] "+r"(gw_ptr2)
          : [tm_ptr] "r"((float *)transform_matrix), [steps] "r"(steps)
          : "cc", "memory", "q0", "q1", "q2", "q3", "q9", "q10", "q11", "q12",
            "q13", "r0");
    }
  }
261
#endif
H
hjchen2 已提交
262 263

  // remain output channel
264
  #pragma omp parallel for
H
hjchen2 已提交
265
  for (int oc = remain_start; oc < out_channel; ++oc) {
H
hjchen2 已提交
266
    float gw[3][8];                                     // gw[3][8]
H
hjchen2 已提交
267
    const float *inptr0 = inptr + oc * in_channel * 9;  //
H
hjchen2 已提交
268 269
    // (oc / 4) * 64 * in_channel * 4 + oc % 4
    int offset = ((oc & 0xFFFC) << 6) * in_channel + (oc & 0x3);
H
hjchen2 已提交
270 271 272
    int steps = (in_channel << 2);  // in_channel * 4
    float *outptr = trans_outptr + offset;
    for (int ic = 0; ic < in_channel; ++ic) {
H
hjchen2 已提交
273 274 275 276
      for (int i = 0; i < 3; ++i, inptr0 += 3) {
        float g0 = inptr0[0];
        float g1 = inptr0[1];
        float g2 = inptr0[2];
H
hjchen2 已提交
277 278 279 280
        float d0 = g0 + g2;
        float d1 = g0 + 4 * g2;
        float d2 = g2 + 4 * g0;
        float d3 = 2 * g1;
H
hjchen2 已提交
281 282 283 284 285 286 287 288
        gw[i][0] = g0;
        gw[i][1] = -2.f / 9 * (d0 + g1);   // -2.f/9 * (g0 + g1 + g2)
        gw[i][2] = -2.f / 9 * (d0 - g1);   // -2.f/9 * (g0 - g1 + g2)
        gw[i][3] = 1.f / 90 * (d1 + d3);   // 1.f/90 * (g0 + 2 * g1 + 4 * g2)
        gw[i][4] = 1.f / 90 * (d1 - d3);   // 1.f/90 * (g0 - 2 * g1 + 4 * g2)
        gw[i][5] = 1.f / 180 * (d2 + d3);  // 1.f/180 * (4 * g0 + 2 * g1 + g2)
        gw[i][6] = 1.f / 180 * (d2 - d3);  // 1.f/180 * (4 * g0 - 2 * g1 + g2)
        gw[i][7] = g2;
H
hjchen2 已提交
289 290
      }
      for (int i = 0; i < 8; ++i) {
H
hjchen2 已提交
291 292 293
        float g0 = gw[0][i];
        float g1 = gw[1][i];
        float g2 = gw[2][i];
H
hjchen2 已提交
294 295 296 297 298
        float d0 = g0 + g2;
        float d1 = g0 + 4 * g2;
        float d2 = g2 + 4 * g0;
        float d3 = 2 * g1;
        int offset = i * 8 * steps;
H
hjchen2 已提交
299
        outptr[offset] = g0;
H
hjchen2 已提交
300 301 302 303
        outptr[offset + 1 * steps] = -2.f / 9 * (d0 + g1);
        outptr[offset + 2 * steps] = -2.f / 9 * (d0 - g1);
        outptr[offset + 3 * steps] = 1.f / 90 * (d1 + d3);
        outptr[offset + 4 * steps] = 1.f / 90 * (d1 - d3);
H
hjchen2 已提交
304 305 306
        outptr[offset + 5 * steps] = 1.f / 180 * (d2 + d3);
        outptr[offset + 6 * steps] = 1.f / 180 * (d2 - d3);
        outptr[offset + 7 * steps] = g2;
307
      }
H
hjchen2 已提交
308
      outptr += 4;
309
    }
H
hjchen2 已提交
310
  }
311 312 313 314 315
}

template <>
void winograd_transform_input<8, 3>(const framework::Tensor &input,
                                    framework::Tensor *output) {
H
hjchen2 已提交
316 317 318 319 320 321 322 323 324 325
  /*
   * x0 = (d0 - d6) + (d4 - d2) * 5.25
   * x1 = (d2 + d6) - 4.25 * (d4 + d3) + (d1 + d5)
   * x2 = (d2 + d6) - 4.25 * (d4 - d3) - (d1 + d5)
   * x3 = (0.25 * d2 - 1.25 * d4 + d6) + (0.5 * d1 - 2.5 * d3 + 2 * d5)
   * x4 = (0.25 * d2 - 1.25 * d4 + d6) - (0.5 * d1 - 2.5 * d3 + 2 * d5)
   * x5 = (4 * d2 - 5 * d4 + d6) + (2 * d1 - 2.5 * d3 + 0.5 * d5)
   * x6 = (4 * d2 - 5 * d4 + d6) - (2 * d1 - 2.5 * d3 + 0.5 * d5)
   * x7 = (d7 - d1) + (d3 - d5) * 5.25
   */
H
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326
  // package input into [roundup(tiles/8), 64, channel, 8] tiles
327 328 329
  int channel = input.dims()[1];
  int height = input.dims()[2];
  int width = input.dims()[3];
H
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330 331
  int h_tiles = (height + 3) / 6;  // (height - 2 + 5) / 6
  int w_tiles = (width + 3) / 6;   // (width - 2 + 5) / 6
332 333 334 335 336 337 338
  int tiles = (h_tiles * w_tiles + 7) / 8;
  framework::DDim transformed_shape =
      framework::make_ddim(std::vector<int>{tiles, 64, channel, 8});
  float *outptr = output->mutable_data<float>(transformed_shape);
  memset(outptr, 0, output->numel() * sizeof(float));

  const float *inptr = input.data<float>();
H
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339 340
  height = h_tiles * 6 + 2;
  width = w_tiles * 6 + 2;
341
  framework::Tensor input_pad;
H
hjchen2 已提交
342
  if (height > input.dims()[2] || width > input.dims()[3]) {
343 344 345 346 347 348 349
    framework::DDim input_shape =
        framework::make_ddim(std::vector<int>{1, channel, height, width});
    PadFunctor<CPU, float> pad;
    inptr = input_pad.mutable_data<float>(input_shape);
    pad(input, 0, height - input.dims()[2], 0, width - input.dims()[3],
        &input_pad);
  }
350 351 352
  size_t image_size = height * width;
  const float transform_matrix[8] = {5.25f, -5.f,   -4.25f, -2.5f,
                                     2.f,   -1.25f, 0.5f,   0.25f};
H
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353
  int remain_c_start = channel & 0xFFFC;
H
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354
#if 1
H
hjchen2 已提交
355 356
  remain_c_start = 0;
#else
357
  #pragma omp parallel for
H
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358
  for (int c = 0; c < channel - 3; c += 4) {
359 360 361 362 363 364 365 366
    const float *in = inptr + c * image_size;
    float d_bt[64 * 4];  // d * B_t
    for (int h = 0; h < h_tiles; ++h) {
      for (int w = 0; w < w_tiles; ++w) {
        const float *in0 = in + (h * width + w) * 6;
        const float *in1 = in0 + image_size;
        const float *in2 = in1 + image_size;
        const float *in3 = in2 + image_size;
H
hjchen2 已提交
367
        int steps = width * sizeof(float);
368 369 370 371 372 373
        float *d_bt_ptr = d_bt;
        asm volatile(
            "mov        r0, #8                          \n"
            "vld1.32    {d0-d3}, [%[tm_ptr]]            \n"
            // row loop
            "loop_r_%=:                                 \n"
H
hjchen2 已提交
374 375 376 377
            "vld1.32    {d4-d7}, [%[in0]], %[steps]     \n"
            "vld1.32    {d8-d11}, [%[in1]], %[steps]    \n"
            "vld1.32    {d12-d15}, [%[in2]], %[steps]   \n"
            "vld1.32    {d16-d19}, [%[in3]], %[steps]   \n"
H
hjchen2 已提交
378 379 380 381 382 383 384 385
            "vtrn.32    q2, q4                          \n"  // d0: q2
            "vtrn.32    q3, q5                          \n"  // d1: q4
            "vtrn.32    q6, q8                          \n"  // d2: q6
            "vtrn.32    q7, q9                          \n"  // d3: q8
            "vswp.32    d5, d12                         \n"  // d4: q3
            "vswp.32    d9, d16                         \n"  // d5: q5
            "vswp.32    d7, d14                         \n"  // d6: q7
            "vswp.32    d11, d18                        \n"  // d7: q9
H
hjchen2 已提交
386 387 388

            "vsub.f32   q10, q2, q7                     \n"
            "vsub.f32   q11, q3, q6                     \n"
389 390 391 392
            "vmla.f32   q10, q11, d0[0]                 \n"  // d0 - d6 + (d4 -
                                                             // d2) * 5.25
            "vst1.32    {d20-d21}, [%[d_bt]]!           \n"

H
hjchen2 已提交
393 394 395
            "vadd.f32   q10, q6, q7                     \n"
            "vadd.f32   q11, q4, q5                     \n"
            "vmla.f32   q10, q3, d1[0]                  \n"  // d2 - 4.25 * d4 +
396
                                                             // d6
H
hjchen2 已提交
397
            "vmla.f32   q11, q8, d1[0]                  \n"  // d1 - 4.25 * d3 +
398 399 400 401 402
                                                             // d5
            "vadd.f32   q12, q10, q11                   \n"
            "vsub.f32   q13, q10, q11                   \n"
            "vst1.32    {d24-d27}, [%[d_bt]]!           \n"

H
hjchen2 已提交
403 404 405 406
            "vmul.f32   q10, q6, d3[1]                  \n"  // 0.25 * d2
            "vmul.f32   q11, q4, d3[0]                  \n"  // 0.5 * d1
            "vadd.f32   q10, q10, q7                    \n"  // 0.25 * d2 + d6
            "vmla.f32   q11, q5, d2[0]                  \n"  // 0.5 * d1 + 2 *
407
                                                             // d5
H
hjchen2 已提交
408
            "vmla.f32   q10, q3, d2[1]                  \n"  // 0.25 * d2 + d6
409
                                                             // - 1.25 * d4
H
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410
            "vmla.f32   q11, q8, d1[1]                  \n"  // 0.5 * d1 + 2 *
411 412 413 414 415
                                                             // d5 - 2.5 * d3
            "vadd.f32   q12, q10, q11                   \n"
            "vsub.f32   q13, q10, q11                   \n"
            "vst1.32    {d24-d27}, [%[d_bt]]!           \n"

H
hjchen2 已提交
416 417 418
            "vmul.f32   q10, q6, d2[0]                  \n"  // 2 * d2
            "vmul.f32   q11, q4, d2[0]                  \n"  // 2 * d1
            "vmla.f32   q10, q3, d1[1]                  \n"  // 2 * d2 - 2.5 *
419
                                                             // d4
H
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420
            "vmla.f32   q11, q8, d1[1]                  \n"  // 2 * d1 - 2.5 *
421
                                                             // d3
H
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422
            "vmla.f32   q10, q7, d3[0]                  \n"  // 2 * d1 - 2.5 *
423
                                                             // d3 + 0.5 * d6
H
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424
            "vmla.f32   q11, q5, d3[0]                  \n"  // 2 * d2 - 2.5 *
425 426 427 428 429 430 431
                                                             // d4 + 0.5 * d5
            "vmul.f32   q10, q10, d2[0]                 \n"  // 4 * d1 - 5 * d3
                                                             // + d6
            "vadd.f32   q12, q10, q11                   \n"
            "vsub.f32   q13, q10, q11                   \n"
            "vst1.32    {d24-d27}, [%[d_bt]]!           \n"

H
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432 433
            "vsub.f32   q10, q9, q4                     \n"
            "vsub.f32   q11, q8, q5                     \n"
434 435 436 437 438 439 440
            "vmla.f32   q10, q11, d0[0]                 \n"
            "vst1.32    {d20-d21}, [%[d_bt]]!           \n"

            "subs       r0, #1                          \n"
            "bne        loop_r_%=                       \n"
            : [d_bt] "+r"(d_bt_ptr), [in0] "+r"(in0), [in1] "+r"(in1),
              [in2] "+r"(in2), [in3] "+r"(in3)
H
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441
            : [tm_ptr] "r"((float *)transform_matrix), [steps] "r"(steps)
442 443 444 445 446 447 448 449 450 451 452
            : "cc", "memory", "q0", "q1", "q2", "q3", "q4", "q5", "q6", "q7",
              "q8", "q9", "q10", "q11", "q12", "q13", "r0");

        float *ptr0 = d_bt;
        float *ptr1 = ptr0 + 32;
        float *ptr2 = ptr1 + 32;
        float *ptr3 = ptr2 + 32;
        float *ptr4 = ptr3 + 32;
        float *ptr5 = ptr4 + 32;
        float *ptr6 = ptr5 + 32;
        float *ptr7 = ptr6 + 32;
H
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453 454 455
        int tile_indics = h * w_tiles + w;
        int tile_block = tile_indics >> 3;
        int block_indics = tile_indics & 0x7;
456
        // (tiles / 8, 64, channel, 8)
H
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457 458 459
        float *out0 =
            outptr + (tile_block * 64 * channel + c) * 8 + block_indics;
        steps = (channel - 3) * 8 * sizeof(float);
460 461 462
        asm volatile(
            "vld1.32    {d0-d3}, [%[tm_ptr]]            \n"
            "mov        r0, 4                           \n"
H
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463
            "mov        r1, 32                          \n"
464 465 466 467 468 469 470 471 472 473 474
            "loop_col_%=:                               \n"
            // col 0:
            "vld1.32    {d4-d5}, [%[ptr0]]!             \n"  // q2: d0
            "vld1.32    {d6-d7}, [%[ptr1]]!             \n"  // q3: d1
            "vld1.32    {d8-d9}, [%[ptr2]]!             \n"  // q4: d2
            "vld1.32    {d10-d11}, [%[ptr3]]!           \n"  // q5: d3
            "vld1.32    {d12-d13}, [%[ptr4]]!           \n"  // q6: d4
            "vld1.32    {d14-d15}, [%[ptr5]]!           \n"  // q7: d5
            "vld1.32    {d16-d17}, [%[ptr6]]!           \n"  // q8: d6
            "vld1.32    {d18-d19}, [%[ptr7]]!           \n"  // q9: d7

H
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475 476 477
            "vsub.f32   q10, q2, q8                     \n"  // d0 - d6
            "vsub.f32   q11, q6, q4                     \n"  // d4 - d2
            "vmla.f32   q10, q11, d0[0]                 \n"  // d0 - d6 + (d4 -
478
                                                             // d2) * 5.25
H
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479 480 481 482
            "vst1.32    {d20[0]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d20[1]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d21[0]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d21[1]}, [%[out0]], %[steps]   \n"
483 484 485 486 487 488 489 490

            "vadd.f32   q10, q4, q8                     \n"
            "vadd.f32   q11, q3, q7                     \n"
            "vmla.f32   q10, q6, d1[0]                  \n"  // d2 - 4.25 * d4 +
                                                             // d6
            "vmla.f32   q11, q5, d1[0]                  \n"  // d1 - 4.25 * d3 +
                                                             // d5
            "vadd.f32   q12, q10, q11                   \n"
H
hjchen2 已提交
491 492 493 494
            "vst1.32    {d24[0]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d24[1]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d25[0]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d25[1]}, [%[out0]], %[steps]   \n"
495
            "vsub.f32   q12, q10, q11                   \n"
H
hjchen2 已提交
496 497 498 499
            "vst1.32    {d24[0]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d24[1]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d25[0]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d25[1]}, [%[out0]], %[steps]   \n"
500 501 502 503 504 505 506 507 508 509 510

            "vmul.f32   q10, q4, d3[1]                  \n"  // 0.25 * d2
            "vmul.f32   q11, q3, d3[0]                  \n"  // 0.5 * d1
            "vadd.f32   q10, q10, q8                    \n"  // 0.25 * d2 + d6
            "vmla.f32   q11, q7, d2[0]                  \n"  // 0.5 * d1 + 2 *
                                                             // d5
            "vmla.f32   q10, q6, d2[1]                  \n"  // 0.25 * d2 + d6
                                                             // - 1.25 * d4
            "vmla.f32   q11, q5, d1[1]                  \n"  // 0.5 * d1 + 2 *
                                                             // d5 - 2.5 * d3
            "vadd.f32   q12, q10, q11                   \n"
H
hjchen2 已提交
511 512 513 514
            "vst1.32    {d24[0]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d24[1]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d25[0]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d25[1]}, [%[out0]], %[steps]   \n"
515
            "vsub.f32   q12, q10, q11                   \n"
H
hjchen2 已提交
516 517 518 519
            "vst1.32    {d24[0]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d24[1]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d25[0]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d25[1]}, [%[out0]], %[steps]   \n"
520 521 522 523 524 525 526 527 528 529 530 531 532 533

            "vmul.f32   q10, q4, d2[0]                  \n"  // 2 * d2
            "vmul.f32   q11, q3, d2[0]                  \n"  // 2 * d1
            "vmla.f32   q10, q6, d1[1]                  \n"  // 2 * d2 - 2.5 *
                                                             // d4
            "vmla.f32   q11, q5, d1[1]                  \n"  // 2 * d1 - 2.5 *
                                                             // d3
            "vmla.f32   q10, q8, d3[0]                  \n"  // 2 * d1 - 2.5 *
                                                             // d3 + 0.5 * d6
            "vmla.f32   q11, q7, d3[0]                  \n"  // 2 * d2 - 2.5 *
                                                             // d4 + 0.5 * d5
            "vmul.f32   q10, q10, d2[0]                 \n"  // 4 * d1 - 5 * d3
                                                             // + d6
            "vadd.f32   q12, q10, q11                   \n"
H
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534 535 536 537
            "vst1.32    {d24[0]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d24[1]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d25[0]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d25[1]}, [%[out0]], %[steps]   \n"
538
            "vsub.f32   q12, q10, q11                   \n"
H
hjchen2 已提交
539 540 541 542
            "vst1.32    {d24[0]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d24[1]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d25[0]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d25[1]}, [%[out0]], %[steps]   \n"
543 544 545 546

            "vsub.f32   q10, q9, q3                     \n"
            "vsub.f32   q11, q5, q7                     \n"
            "vmla.f32   q10, q11, d0[0]                 \n"
H
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547 548 549 550
            "vst1.32    {d20[0]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d20[1]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d21[0]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d21[1]}, [%[out0]], %[steps]   \n"
551 552 553 554 555 556 557 558 559 560 561

            // col 1:
            "vld1.32    {d4-d5}, [%[ptr0]]!             \n"  // q2: d0
            "vld1.32    {d6-d7}, [%[ptr1]]!             \n"  // q3: d1
            "vld1.32    {d8-d9}, [%[ptr2]]!             \n"  // q4: d2
            "vld1.32    {d10-d11}, [%[ptr3]]!           \n"  // q5: d3
            "vld1.32    {d12-d13}, [%[ptr4]]!           \n"  // q6: d4
            "vld1.32    {d14-d15}, [%[ptr5]]!           \n"  // q7: d5
            "vld1.32    {d16-d17}, [%[ptr6]]!           \n"  // q8: d6
            "vld1.32    {d18-d19}, [%[ptr7]]!           \n"  // q9: d7

H
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562 563 564
            "vsub.f32   q10, q2, q8                     \n"  // d0 - d6
            "vsub.f32   q11, q6, q4                     \n"  // d4 - d2
            "vmla.f32   q10, q11, d0[0]                 \n"  // d0 - d6 + (d4 -
565
                                                             // d2) * 5.25
H
hjchen2 已提交
566 567 568 569
            "vst1.32    {d20[0]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d20[1]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d21[0]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d21[1]}, [%[out0]], %[steps]   \n"
570 571 572 573 574 575 576 577

            "vadd.f32   q10, q4, q8                     \n"
            "vadd.f32   q11, q3, q7                     \n"
            "vmla.f32   q10, q6, d1[0]                  \n"  // d2 - 4.25 * d4 +
                                                             // d6
            "vmla.f32   q11, q5, d1[0]                  \n"  // d1 - 4.25 * d3 +
                                                             // d5
            "vadd.f32   q12, q10, q11                   \n"
H
hjchen2 已提交
578 579 580 581 582
            "vst1.32    {d24[0]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d24[1]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d25[0]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d25[1]}, [%[out0]], %[steps]   \n"

583
            "vsub.f32   q12, q10, q11                   \n"
H
hjchen2 已提交
584 585 586 587
            "vst1.32    {d24[0]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d24[1]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d25[0]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d25[1]}, [%[out0]], %[steps]   \n"
588 589 590 591 592 593 594 595 596 597 598

            "vmul.f32   q10, q4, d3[1]                  \n"  // 0.25 * d2
            "vmul.f32   q11, q3, d3[0]                  \n"  // 0.5 * d1
            "vadd.f32   q10, q10, q8                    \n"  // 0.25 * d2 + d6
            "vmla.f32   q11, q7, d2[0]                  \n"  // 0.5 * d1 + 2 *
                                                             // d5
            "vmla.f32   q10, q6, d2[1]                  \n"  // 0.25 * d2 + d6
                                                             // - 1.25 * d4
            "vmla.f32   q11, q5, d1[1]                  \n"  // 0.5 * d1 + 2 *
                                                             // d5 - 2.5 * d3
            "vadd.f32   q12, q10, q11                   \n"
H
hjchen2 已提交
599 600 601 602 603
            "vst1.32    {d24[0]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d24[1]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d25[0]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d25[1]}, [%[out0]], %[steps]   \n"

604
            "vsub.f32   q12, q10, q11                   \n"
H
hjchen2 已提交
605 606 607 608
            "vst1.32    {d24[0]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d24[1]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d25[0]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d25[1]}, [%[out0]], %[steps]   \n"
609 610 611 612 613 614 615 616 617 618 619 620 621 622

            "vmul.f32   q10, q4, d2[0]                  \n"  // 2 * d2
            "vmul.f32   q11, q3, d2[0]                  \n"  // 2 * d1
            "vmla.f32   q10, q6, d1[1]                  \n"  // 2 * d2 - 2.5 *
                                                             // d4
            "vmla.f32   q11, q5, d1[1]                  \n"  // 2 * d1 - 2.5 *
                                                             // d3
            "vmla.f32   q10, q8, d3[0]                  \n"  // 2 * d1 - 2.5 *
                                                             // d3 + 0.5 * d6
            "vmla.f32   q11, q7, d3[0]                  \n"  // 2 * d2 - 2.5 *
                                                             // d4 + 0.5 * d5
            "vmul.f32   q10, q10, d2[0]                 \n"  // 4 * d1 - 5 * d3
                                                             // + d6
            "vadd.f32   q12, q10, q11                   \n"
H
hjchen2 已提交
623 624 625 626 627
            "vst1.32    {d24[0]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d24[1]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d25[0]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d25[1]}, [%[out0]], %[steps]   \n"

628
            "vsub.f32   q12, q10, q11                   \n"
H
hjchen2 已提交
629 630 631 632
            "vst1.32    {d24[0]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d24[1]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d25[0]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d25[1]}, [%[out0]], %[steps]   \n"
633 634 635 636

            "vsub.f32   q10, q9, q3                     \n"
            "vsub.f32   q11, q5, q7                     \n"
            "vmla.f32   q10, q11, d0[0]                 \n"
H
hjchen2 已提交
637 638 639 640
            "vst1.32    {d20[0]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d20[1]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d21[0]}, [%[out0]], r1         \n"
            "vst1.32    {d21[1]}, [%[out0]], %[steps]   \n"
641 642 643 644 645 646 647 648

            "subs       r0, #1                          \n"
            "bne        loop_col_%=                     \n"
            : [out0] "+r"(out0), [ptr0] "+r"(ptr0), [ptr1] "+r"(ptr1),
              [ptr2] "+r"(ptr2), [ptr3] "+r"(ptr3), [ptr4] "+r"(ptr4),
              [ptr5] "+r"(ptr5), [ptr6] "+r"(ptr6), [ptr7] "+r"(ptr7)
            : [tm_ptr] "r"((float *)transform_matrix), [steps] "r"(steps)
            : "cc", "memory", "q0", "q1", "q2", "q3", "q4", "q5", "q6", "q7",
H
hjchen2 已提交
649
              "q8", "q9", "q10", "q11", "q12", "q13", "r0", "r1");
650 651 652
      }
    }
  }
H
hjchen2 已提交
653
#endif
654 655

  // remainer channels
656
  #pragma omp parallel for
657 658 659 660 661 662 663 664 665 666
  for (int c = remain_c_start; c < channel; ++c) {
    const float *in = inptr + c * image_size;
    float d_bt[64];  // d * B_t
    for (int h = 0; h < h_tiles; ++h) {
      for (int w = 0; w < w_tiles; ++w) {
        const float *in0 = in + (h * width + w) * 6;
        const float *in1 = in0 + width;
        const float *in2 = in1 + width;
        const float *in3 = in2 + width;
        float *d_bt_ptr = d_bt;
H
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667
        int steps = 4 * width * sizeof(float);
668 669 670 671 672 673 674 675 676
        asm volatile(
            "vld1.32    {d0-d3}, [%[tm_ptr]]            \n"
            "mov        r0, #2                          \n"
            // row loop
            "loop_r_%=:                                 \n"
            "vld1.32    {d4-d7}, [%[in0]], %[steps]     \n"
            "vld1.32    {d8-d11}, [%[in1]], %[steps]    \n"
            "vld1.32    {d12-d15}, [%[in2]], %[steps]   \n"
            "vld1.32    {d16-d19}, [%[in3]], %[steps]   \n"
H
hjchen2 已提交
677 678 679 680 681 682 683 684
            "vtrn.32    q2, q4                          \n"  // d0: q2
            "vtrn.32    q3, q5                          \n"  // d1: q4
            "vtrn.32    q6, q8                          \n"  // d2: q6
            "vtrn.32    q7, q9                          \n"  // d3: q8
            "vswp.32    d5, d12                         \n"  // d4: q3
            "vswp.32    d9, d16                         \n"  // d5: q5
            "vswp.32    d7, d14                         \n"  // d6: q7
            "vswp.32    d11, d18                        \n"  // d7: q9
H
hjchen2 已提交
685 686 687

            "vsub.f32   q10, q2, q7                     \n"
            "vsub.f32   q11, q3, q6                     \n"
688 689 690 691
            "vmla.f32   q10, q11, d0[0]                 \n"  // d0 - d6 + (d4 -
                                                             // d2) * 5.25"
            "vst1.32    {d20-d21}, [%[d_bt]]!           \n"

H
hjchen2 已提交
692 693 694
            "vadd.f32   q10, q6, q7                     \n"
            "vadd.f32   q11, q4, q5                     \n"
            "vmla.f32   q10, q3, d1[0]                  \n"  // d2 - 4.25 * d4 +
695
                                                             // d6
H
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696
            "vmla.f32   q11, q8, d1[0]                  \n"  // d1 - 4.25 * d3 +
697 698 699 700 701
                                                             // d5
            "vadd.f32   q12, q10, q11                   \n"
            "vsub.f32   q13, q10, q11                   \n"
            "vst1.32    {d24-d27}, [%[d_bt]]!           \n"

H
hjchen2 已提交
702 703 704 705
            "vmul.f32   q10, q6, d3[1]                  \n"  // 0.25 * d2
            "vmul.f32   q11, q4, d3[0]                  \n"  // 0.5 * d1
            "vadd.f32   q10, q10, q7                    \n"  // 0.25 * d2 + d6
            "vmla.f32   q11, q5, d2[0]                  \n"  // 0.5 * d1 + 2 *
706
                                                             // d5
H
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707
            "vmla.f32   q10, q3, d2[1]                  \n"  // 0.25 * d2 + d6
708
                                                             // - 1.25 * d4
H
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709
            "vmla.f32   q11, q8, d1[1]                  \n"  // 0.5 * d1 + 2 *
710 711 712 713 714
                                                             // d5 - 2.5 * d3
            "vadd.f32   q12, q10, q11                   \n"
            "vsub.f32   q13, q10, q11                   \n"
            "vst1.32    {d24-d27}, [%[d_bt]]!           \n"

H
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715 716 717
            "vmul.f32   q10, q6, d2[0]                  \n"  // 2 * d2
            "vmul.f32   q11, q4, d2[0]                  \n"  // 2 * d1
            "vmla.f32   q10, q3, d1[1]                  \n"  // 2 * d2 - 2.5 *
718
                                                             // d4
H
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719
            "vmla.f32   q11, q8, d1[1]                  \n"  // 2 * d1 - 2.5 *
720
                                                             // d3
H
hjchen2 已提交
721
            "vmla.f32   q10, q7, d3[0]                  \n"  // 2 * d1 - 2.5 *
722
                                                             // d3 + 0.5 * d6
H
hjchen2 已提交
723
            "vmla.f32   q11, q5, d3[0]                  \n"  // 2 * d2 - 2.5 *
724 725 726 727 728 729 730
                                                             // d4 + 0.5 * d5
            "vmul.f32   q10, q10, d2[0]                 \n"  // 4 * d1 - 5 * d3
                                                             // + d6
            "vadd.f32   q12, q10, q11                   \n"
            "vsub.f32   q13, q10, q11                   \n"
            "vst1.32    {d24-d27}, [%[d_bt]]!           \n"

H
hjchen2 已提交
731 732
            "vsub.f32   q10, q9, q4                     \n"
            "vsub.f32   q11, q8, q5                     \n"
733 734 735 736 737 738 739 740 741 742 743 744 745
            "vmla.f32   q10, q11, d0[0]                 \n"
            "vst1.32    {d20-d21}, [%[d_bt]]!           \n"

            "subs       r0, #1                          \n"
            "bne        loop_r_%=                       \n"
            : [d_bt] "+r"(d_bt_ptr), [in0] "+r"(in0), [in1] "+r"(in1),
              [in2] "+r"(in2), [in3] "+r"(in3)
            : [tm_ptr] "r"((float *)transform_matrix), [steps] "r"(steps)
            : "cc", "memory", "q0", "q1", "q2", "q3", "q4", "q5", "q6", "q7",
              "q8", "q9", "q10", "q11", "q12", "q13", "r0");

        float *ptr0 = d_bt;
        float *ptr1 = ptr0 + 32;
H
hjchen2 已提交
746 747 748
        int tile_indics = h * w_tiles + w;
        int tile_block = tile_indics >> 3;
        int block_indics = tile_indics & 0x7;
749
        // (tiles / 8, 64, channel, 8)
H
hjchen2 已提交
750 751
        float *out0 =
            outptr + (tile_block * 64 * channel + c) * 8 + block_indics;
H
hjchen2 已提交
752 753 754 755 756 757 758 759
        float *out1 = out0 + channel * 8;
        float *out2 = out1 + channel * 8;
        float *out3 = out2 + channel * 8;
        float *out4 = out3 + channel * 8;
        float *out5 = out4 + channel * 8;
        float *out6 = out5 + channel * 8;
        float *out7 = out6 + channel * 8;
        steps = 8 * channel * 8 * sizeof(float);
760 761 762 763 764
        asm volatile(
            "mov        r0, #2                          \n"
            "vld1.32    {d0-d3}, [%[tm_ptr]]            \n"
            // row loop
            "loop_r_%=:                                 \n"
H
hjchen2 已提交
765 766 767 768
            "vld1.32    {d4-d7}, [%[ptr0]]!             \n"  // q2: d0, q3: d1
            "vld1.32    {d8-d11}, [%[ptr0]]!            \n"  // q4: d2, q5: d3
            "vld1.32    {d12-d15}, [%[ptr1]]!           \n"  // q6: d4, q7: d5
            "vld1.32    {d16-d19}, [%[ptr1]]!           \n"  // q8: d6, q9: d7
769 770 771 772 773 774 775 776 777 778 779 780 781 782 783 784 785 786 787 788 789 790 791 792 793
            "vtrn.32    q2, q3                          \n"
            "vtrn.32    q4, q5                          \n"
            "vtrn.32    q6, q7                          \n"
            "vtrn.32    q8, q9                          \n"
            "vswp.32    d5, d8                          \n"
            "vswp.32    d7, d10                         \n"
            "vswp.32    d13, d16                        \n"
            "vswp.32    d15, d18                        \n"

            "vsub.f32   q10, q2, q8                     \n"  // d0 - d6
            "vsub.f32   q11, q6, q4                     \n"  // d4 - d2
            "vmla.f32   q10, q11, d0[0]                 \n"  // d0 - d6 + (d4 -
                                                             // d2) * 5.25
            "vst1.32    {d20[0]}, [%[out0]], %[steps]   \n"
            "vst1.32    {d20[1]}, [%[out0]], %[steps]   \n"
            "vst1.32    {d21[0]}, [%[out0]], %[steps]   \n"
            "vst1.32    {d21[1]}, [%[out0]], %[steps]   \n"

            "vadd.f32   q10, q4, q8                     \n"
            "vadd.f32   q11, q3, q7                     \n"
            "vmla.f32   q10, q6, d1[0]                  \n"  // d2 - 4.25 * d4 +
                                                             // d6
            "vmla.f32   q11, q5, d1[0]                  \n"  // d1 - 4.25 * d3 +
                                                             // d5
            "vadd.f32   q12, q10, q11                   \n"
H
hjchen2 已提交
794 795 796 797
            "vst1.32    {d24[0]}, [%[out1]], %[steps]   \n"
            "vst1.32    {d24[1]}, [%[out1]], %[steps]   \n"
            "vst1.32    {d25[0]}, [%[out1]], %[steps]   \n"
            "vst1.32    {d25[1]}, [%[out1]], %[steps]   \n"
798
            "vsub.f32   q12, q10, q11                   \n"
H
hjchen2 已提交
799 800 801 802
            "vst1.32    {d24[0]}, [%[out2]], %[steps]   \n"
            "vst1.32    {d24[1]}, [%[out2]], %[steps]   \n"
            "vst1.32    {d25[0]}, [%[out2]], %[steps]   \n"
            "vst1.32    {d25[1]}, [%[out2]], %[steps]   \n"
803 804 805 806 807 808 809 810 811 812 813

            "vmul.f32   q10, q4, d3[1]                  \n"  // 0.25 * d2
            "vmul.f32   q11, q3, d3[0]                  \n"  // 0.5 * d1
            "vadd.f32   q10, q10, q8                    \n"  // 0.25 * d2 + d6
            "vmla.f32   q11, q7, d2[0]                  \n"  // 0.5 * d1 + 2 *
                                                             // d5
            "vmla.f32   q10, q6, d2[1]                  \n"  // 0.25 * d2 + d6
                                                             // - 1.25 * d4
            "vmla.f32   q11, q5, d1[1]                  \n"  // 0.5 * d1 + 2 *
                                                             // d5 - 2.5 * d3
            "vadd.f32   q12, q10, q11                   \n"
H
hjchen2 已提交
814 815 816 817
            "vst1.32    {d24[0]}, [%[out3]], %[steps]   \n"
            "vst1.32    {d24[1]}, [%[out3]], %[steps]   \n"
            "vst1.32    {d25[0]}, [%[out3]], %[steps]   \n"
            "vst1.32    {d25[1]}, [%[out3]], %[steps]   \n"
818
            "vsub.f32   q12, q10, q11                   \n"
H
hjchen2 已提交
819 820 821 822
            "vst1.32    {d24[0]}, [%[out4]], %[steps]   \n"
            "vst1.32    {d24[1]}, [%[out4]], %[steps]   \n"
            "vst1.32    {d25[0]}, [%[out4]], %[steps]   \n"
            "vst1.32    {d25[1]}, [%[out4]], %[steps]   \n"
823 824 825 826 827 828 829 830 831 832 833 834 835 836

            "vmul.f32   q10, q4, d2[0]                  \n"  // 2 * d2
            "vmul.f32   q11, q3, d2[0]                  \n"  // 2 * d1
            "vmla.f32   q10, q6, d1[1]                  \n"  // 2 * d2 - 2.5 *
                                                             // d4
            "vmla.f32   q11, q5, d1[1]                  \n"  // 2 * d1 - 2.5 *
                                                             // d3
            "vmla.f32   q10, q8, d3[0]                  \n"  // 2 * d1 - 2.5 *
                                                             // d3 + 0.5 * d6
            "vmla.f32   q11, q7, d3[0]                  \n"  // 2 * d2 - 2.5 *
                                                             // d4 + 0.5 * d5
            "vmul.f32   q10, q10, d2[0]                 \n"  // 4 * d1 - 5 * d3
                                                             // + d6
            "vadd.f32   q12, q10, q11                   \n"
H
hjchen2 已提交
837 838 839 840
            "vst1.32    {d24[0]}, [%[out5]], %[steps]   \n"
            "vst1.32    {d24[1]}, [%[out5]], %[steps]   \n"
            "vst1.32    {d25[0]}, [%[out5]], %[steps]   \n"
            "vst1.32    {d25[1]}, [%[out5]], %[steps]   \n"
841
            "vsub.f32   q12, q10, q11                   \n"
H
hjchen2 已提交
842 843 844 845
            "vst1.32    {d24[0]}, [%[out6]], %[steps]   \n"
            "vst1.32    {d24[1]}, [%[out6]], %[steps]   \n"
            "vst1.32    {d25[0]}, [%[out6]], %[steps]   \n"
            "vst1.32    {d25[1]}, [%[out6]], %[steps]   \n"
846 847 848 849

            "vsub.f32   q10, q9, q3                     \n"
            "vsub.f32   q11, q5, q7                     \n"
            "vmla.f32   q10, q11, d0[0]                 \n"
H
hjchen2 已提交
850 851 852 853
            "vst1.32    {d20[0]}, [%[out7]], %[steps]   \n"
            "vst1.32    {d20[1]}, [%[out7]], %[steps]   \n"
            "vst1.32    {d21[0]}, [%[out7]], %[steps]   \n"
            "vst1.32    {d21[1]}, [%[out7]], %[steps]   \n"
854 855 856

            "subs       r0, #1                          \n"
            "bne        loop_r_%=                       \n"
H
hjchen2 已提交
857 858 859 860
            : [out0] "+r"(out0), [out1] "+r"(out1), [out2] "+r"(out2),
              [out3] "+r"(out3), [out4] "+r"(out4), [out5] "+r"(out5),
              [out6] "+r"(out6), [out7] "+r"(out7), [ptr0] "+r"(ptr0),
              [ptr1] "+r"(ptr1)
861 862 863 864 865 866 867 868 869 870 871 872 873 874 875
            : [tm_ptr] "r"((float *)transform_matrix), [steps] "r"(steps)
            : "cc", "memory", "q0", "q1", "q2", "q3", "q4", "q5", "q6", "q7",
              "q8", "q9", "q10", "q11", "q12", "q13", "r0");
      }
    }
  }
}

template <>
void winograd_transform_output<8, 3>(const framework::Tensor &input,
                                     const framework::Tensor &weight,
                                     framework::Tensor *output) {
  // weight shape is [out_channel/4, 64, in_channel, 4],
  // input shape is [hw/8, 64, in_channel, 8]
  int tiles = input.dims()[0];
H
hjchen2 已提交
876
  int in_channel = input.dims()[2];
877 878 879 880 881
  int out_channel = weight.dims()[0];

  // compute U*V first
  framework::Tensor uv_trans;
  framework::DDim shape =
882
      framework::make_ddim(std::vector<int>{out_channel, tiles, 64, 32});
883 884 885 886
  float *uv_trans_ptr = uv_trans.mutable_data<float>(shape);
  const float *input_ptr = input.data<float>();
  const float *weight_ptr = weight.data<float>();

887
  #pragma omp parallel for
888 889
  for (int i = 0; i < out_channel; ++i) {
    float *uv_ptr = uv_trans_ptr + (i * tiles * 64 * 32);
890 891
    for (int j = 0; j < tiles; ++j) {
      for (int k = 0; k < 64; ++k) {
H
hjchen2 已提交
892 893
        const float *w_ptr = weight_ptr + (i * 64 + k) * in_channel * 4;
        const float *in_ptr = input_ptr + (j * 64 + k) * in_channel * 8;
894 895 896 897 898 899 900 901 902 903 904 905
        int inter_channel = in_channel >> 1;
        int remain_channel = in_channel & 0x1;
        asm volatile(
            "veor       q8, q8, q8                     \n"
            "veor       q9, q9, q9                     \n"
            "veor       q10, q10, q10                  \n"
            "veor       q11, q11, q11                  \n"
            "veor       q12, q12, q12                  \n"
            "veor       q13, q13, q13                  \n"
            "veor       q14, q14, q14                  \n"
            "veor       q15, q15, q15                  \n"

H
hjchen2 已提交
906 907
            "cmp        %[inter_channel], #0           \n"
            "ble        loop_1c_%=                     \n"
908
            // loop 2 channels
H
hjchen2 已提交
909
            "loop_2c_%=:                               \n"
910 911
            "vld1.32    {d0-d3}, [%[w_ptr]]!           \n"
            "vld1.32    {d4-d7}, [%[in_ptr]]!          \n"
912
            "vld1.32    {d8-d11}, [%[in_ptr]]!         \n"
913 914 915 916 917 918 919 920 921 922 923 924 925 926 927 928 929 930
            "vmla.f32   q8, q2, d0[0]                  \n"
            "vmla.f32   q9, q3, d0[0]                  \n"
            "vmla.f32   q10, q2, d0[1]                 \n"
            "vmla.f32   q11, q3, d0[1]                 \n"
            "vmla.f32   q12, q2, d1[0]                 \n"
            "vmla.f32   q13, q3, d1[0]                 \n"
            "vmla.f32   q14, q2, d1[1]                 \n"
            "vmla.f32   q15, q3, d1[1]                 \n"

            "vmla.f32   q8, q4, d2[0]                  \n"
            "vmla.f32   q9, q5, d2[0]                  \n"
            "vmla.f32   q10, q4, d2[1]                 \n"
            "vmla.f32   q11, q5, d2[1]                 \n"
            "vmla.f32   q12, q4, d3[0]                 \n"
            "vmla.f32   q13, q5, d3[0]                 \n"
            "vmla.f32   q14, q4, d3[1]                 \n"
            "vmla.f32   q15, q5, d3[1]                 \n"

H
hjchen2 已提交
931
            "subs       %[inter_channel], #1           \n"
H
hjchen2 已提交
932
            "bne        loop_2c_%=                     \n"
933 934

            // loop 1 channel
H
hjchen2 已提交
935 936 937 938
            "loop_1c_%=:                               \n"
            "cmp        %[remain_channel], #0          \n"
            "ble        store_res_%=                   \n"

939 940 941 942 943 944 945 946 947 948 949 950
            "vld1.32    {d0-d1}, [%[w_ptr]]!           \n"
            "vld1.32    {d4-d7}, [%[in_ptr]]!          \n"
            "vmla.f32   q8, q2, d0[0]                  \n"
            "vmla.f32   q9, q3, d0[0]                  \n"
            "vmla.f32   q10, q2, d0[1]                 \n"
            "vmla.f32   q11, q3, d0[1]                 \n"
            "vmla.f32   q12, q2, d1[0]                 \n"
            "vmla.f32   q13, q3, d1[0]                 \n"
            "vmla.f32   q14, q2, d1[1]                 \n"
            "vmla.f32   q15, q3, d1[1]                 \n"

            "store_res_%=:                             \n"
951 952 953 954 955
            "vst1.32    {d16-d19}, [%[uv_ptr]]!        \n"
            "vst1.32    {d20-d23}, [%[uv_ptr]]!        \n"
            "vst1.32    {d24-d27}, [%[uv_ptr]]!        \n"
            "vst1.32    {d28-d31}, [%[uv_ptr]]!        \n"
            : [w_ptr] "+r"(w_ptr), [in_ptr] "+r"(in_ptr), [uv_ptr] "+r"(uv_ptr),
956
              [inter_channel] "+r"(inter_channel)
H
hjchen2 已提交
957
            : [remain_channel] "r"(remain_channel)
958
            : "cc", "memory", "q0", "q1", "q2", "q3", "q4", "q5", "q6", "q7",
H
hjchen2 已提交
959
              "q8", "q9", "q10", "q11", "q12", "q13", "q14", "q15");
960 961 962
      }
    }
  }
H
hjchen2 已提交
963

964 965 966 967 968 969 970 971 972 973 974 975 976 977 978 979 980
  /*
   * s0 = m0 + (m1 + m2) +      (m3 + m4) + 32 * (m5 + m6)
   * s1 =      (m1 - m2) +  2 * (m3 - m4) + 16 * (m5 - m6)
   * s2 =      (m1 + m2) +  4 * (m3 + m4) +  8 * (m5 + m6)
   * s3 =      (m1 - m2) +  8 * (m3 - m4) +  4 * (m5 - m6)
   * s4 =      (m1 + m2) + 16 * (m3 + m4) +  2 * (m5 + m6)
   * s5 =      (m1 - m2) + 32 * (m3 - m4) +      (m5 - m6) + m7
   */
  int out_h = output->dims()[2];
  int out_w = output->dims()[3];
  int h_tiles = (out_h + 5) / 6;
  int w_tiles = (out_w + 5) / 6;
  int remain_h = out_h - out_h / 6 * 6;
  int remain_w = out_w - out_w / 6 * 6;
  float *output_ptr = output->mutable_data<float>();
  float transform_matrix[8] = {2.f, 4.f, 8.f, 16.f};

981
  #pragma omp parallel for
982
  for (int oc = 0; oc < output->dims()[1]; ++oc) {
H
hjchen2 已提交
983 984
    float at_m[48];        // [6][8]
    float output_tmp[36];  // [6][6], temporarily restore results
985 986 987
    // (oc / 4) * tiles * 64 * 32 + (oc & 0x3) * 8
    const float *uv_ptr =
        uv_trans_ptr + (oc >> 2) * tiles * 64 * 32 + (oc & 0x3) * 8;
988 989 990
    for (int tile_h = 0; tile_h < h_tiles; ++tile_h) {
      for (int tile_w = 0; tile_w < w_tiles; ++tile_w) {
        float *at_m_ptr = at_m;
991 992 993 994 995
        int tile_indics = tile_h * w_tiles + tile_w;
        int tile_block = tile_indics >> 3;
        int block_indics = tile_indics & 0x7;
        const float *uv_ptr0 = uv_ptr + tile_block * 64 * 32 + block_indics;
        int steps = 32 * sizeof(float);
996
        asm volatile(
997 998 999 1000 1001 1002 1003 1004 1005 1006 1007 1008 1009 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016 1017 1018 1019 1020 1021 1022 1023 1024 1025 1026 1027 1028 1029 1030 1031 1032 1033 1034 1035 1036 1037 1038 1039 1040 1041 1042 1043 1044 1045 1046 1047 1048 1049 1050 1051 1052 1053 1054 1055 1056 1057 1058 1059 1060 1061 1062 1063 1064 1065 1066 1067 1068 1069 1070 1071 1072 1073 1074 1075 1076 1077
            "vld1.32    {d0-d1}, [%[tm_ptr]]              \n"
            "mov        r0, #2                            \n"

            "loop_%=:                                     \n"
            "vld1.32    {d2[0]}, [%[uv_ptr0]], %[steps]   \n"
            "vld1.32    {d6[0]}, [%[uv_ptr0]], %[steps]   \n"
            "vld1.32    {d10[0]}, [%[uv_ptr0]], %[steps]  \n"
            "vld1.32    {d14[0]}, [%[uv_ptr0]], %[steps]  \n"
            "vld1.32    {d4[0]}, [%[uv_ptr0]], %[steps]   \n"
            "vld1.32    {d8[0]}, [%[uv_ptr0]], %[steps]   \n"
            "vld1.32    {d12[0]}, [%[uv_ptr0]], %[steps]  \n"
            "vld1.32    {d16[0]}, [%[uv_ptr0]], %[steps]  \n"

            "vld1.32    {d2[1]}, [%[uv_ptr0]], %[steps]   \n"
            "vld1.32    {d6[1]}, [%[uv_ptr0]], %[steps]   \n"
            "vld1.32    {d10[1]}, [%[uv_ptr0]], %[steps]  \n"
            "vld1.32    {d14[1]}, [%[uv_ptr0]], %[steps]  \n"
            "vld1.32    {d4[1]}, [%[uv_ptr0]], %[steps]   \n"
            "vld1.32    {d8[1]}, [%[uv_ptr0]], %[steps]   \n"
            "vld1.32    {d12[1]}, [%[uv_ptr0]], %[steps]  \n"
            "vld1.32    {d16[1]}, [%[uv_ptr0]], %[steps]  \n"

            "vld1.32    {d3[0]}, [%[uv_ptr0]], %[steps]   \n"
            "vld1.32    {d7[0]}, [%[uv_ptr0]], %[steps]   \n"
            "vld1.32    {d11[0]}, [%[uv_ptr0]], %[steps]  \n"
            "vld1.32    {d15[0]}, [%[uv_ptr0]], %[steps]  \n"
            "vld1.32    {d5[0]}, [%[uv_ptr0]], %[steps]   \n"
            "vld1.32    {d9[0]}, [%[uv_ptr0]], %[steps]   \n"
            "vld1.32    {d13[0]}, [%[uv_ptr0]], %[steps]  \n"
            "vld1.32    {d17[0]}, [%[uv_ptr0]], %[steps]  \n"

            "vld1.32    {d3[1]}, [%[uv_ptr0]], %[steps]   \n"
            "vld1.32    {d7[1]}, [%[uv_ptr0]], %[steps]   \n"
            "vld1.32    {d11[1]}, [%[uv_ptr0]], %[steps]  \n"
            "vld1.32    {d15[1]}, [%[uv_ptr0]], %[steps]  \n"
            "vld1.32    {d5[1]}, [%[uv_ptr0]], %[steps]   \n"
            "vld1.32    {d9[1]}, [%[uv_ptr0]], %[steps]   \n"
            "vld1.32    {d13[1]}, [%[uv_ptr0]], %[steps]  \n"
            "vld1.32    {d17[1]}, [%[uv_ptr0]], %[steps]  \n"

            "vadd.f32   q9, q3, q5                     \n"  // m1 + m2
            "vadd.f32   q10, q7, q2                    \n"  // m3 + m4
            "vadd.f32   q11, q4, q6                    \n"  // m5 + m6
            "vsub.f32   q12, q3, q5                    \n"  // m1 - m2
            "vsub.f32   q13, q7, q2                    \n"  // m3 - m4
            "vsub.f32   q14, q4, q6                    \n"  // m5 - m6
            "vmul.f32   q2, q13, d0[0]                 \n"  // 2 * (m3 - m4)
            "vmul.f32   q3, q11, d0[0]                 \n"  // 2 * (m5 + m6)

            "vadd.f32   q15, q1, q9                    \n"
            "vadd.f32   q15, q15, q10                  \n"
            "vmla.f32   q15, q3, d1[1]                 \n"
            "vst1.32    {d30-d31}, [%[at_m_ptr]]!      \n"

            "vadd.f32   q15, q12, q2                   \n"
            "vmla.f32   q15, q14, d1[1]                \n"
            "vst1.32    {d30-d31}, [%[at_m_ptr]]!      \n"

            "vmov.32    q15, q9                        \n"
            "vmla.f32   q15, q10, d0[1]                \n"
            "vmla.f32   q15, q11, d1[0]                \n"
            "vst1.32    {d30-d31}, [%[at_m_ptr]]!      \n"

            "vmov.32    q15, q12                       \n"
            "vmla.f32   q15, q13, d1[0]                \n"
            "vmla.f32   q15, q14, d0[1]                \n"
            "vst1.32    {d30-d31}, [%[at_m_ptr]]!      \n"

            "vadd.f32   q15, q9, q3                    \n"
            "vmla.f32   q15, q10, d1[1]                \n"
            "vst1.32    {d30-d31}, [%[at_m_ptr]]!      \n"

            "vadd.f32   q15, q12, q8                   \n"
            "vadd.f32   q15, q15, q14                  \n"
            "vmla.f32   q15, q2, d1[1]                 \n"
            "vst1.32    {d30-d31}, [%[at_m_ptr]]!      \n"

            "subs       r0, #1                         \n"
            "bne        loop_%=                        \n"
            : [uv_ptr0] "+r"(uv_ptr0), [at_m_ptr] "+r"(at_m_ptr)
            : [tm_ptr] "r"((float *)transform_matrix), [steps] "r"(steps)
1078
            : "cc", "memory", "q0", "q1", "q2", "q3", "q4", "q5", "q6", "q7",
H
hjchen2 已提交
1079
              "q8", "q9", "q10", "q11", "q12", "q13", "q14", "q15", "r0");
1080 1081 1082 1083 1084 1085 1086 1087 1088 1089 1090 1091 1092 1093 1094 1095 1096 1097 1098 1099 1100 1101 1102 1103 1104 1105 1106 1107 1108 1109 1110 1111 1112 1113 1114 1115 1116

        float *at_m_ptr0 = at_m;
        float *at_m_ptr1 = at_m + 24;
        if ((remain_w > 0 && tile_w == w_tiles - 1) ||
            (remain_h > 0 && tile_h == h_tiles - 1)) {
          float *out_ptr0 = output_tmp;
          float *out_ptr1 = output_tmp + 6;
          float *out_ptr2 = output_tmp + 12;
          float *out_ptr3 = output_tmp + 18;
          float *out_ptr4 = output_tmp + 24;
          float *out_ptr5 = output_tmp + 30;
          asm volatile(
              "vld1.32    {d0-d1}, [%[tm_ptr]]          \n"
              // process 4 rows
              "vld1.32    {d2-d5}, [%[at_m_ptr0]]!      \n"  // q1: m0, q2: m1
              "vld1.32    {d6-d9}, [%[at_m_ptr0]]!      \n"  // q3: m2, q4: m3
              "vld1.32    {d10-d13}, [%[at_m_ptr1]]!    \n"  // q5: m4, q6: m5
              "vld1.32    {d14-d17}, [%[at_m_ptr1]]!    \n"  // q7: m6, q8: m7
              "vtrn.32    q1, q2                        \n"
              "vtrn.32    q3, q4                        \n"
              "vtrn.32    q5, q6                        \n"
              "vtrn.32    q7, q8                        \n"
              "vswp.32    d3, d6                        \n"
              "vswp.32    d5, d8                        \n"
              "vswp.32    d11, d14                      \n"
              "vswp.32    d13, d16                      \n"

              "vadd.f32   q9, q2, q3                    \n"  // m1 + m2
              "vadd.f32   q10, q4, q5                   \n"  // m3 + m4
              "vadd.f32   q11, q6, q7                   \n"  // m5 + m6
              "vsub.f32   q12, q2, q3                   \n"  // m1 - m2
              "vsub.f32   q13, q4, q5                   \n"  // m3 - m4
              "vsub.f32   q14, q6, q7                   \n"  // m5 - m6
              "vmul.f32   q6, q13, d0[0]                \n"  // 2 * (m3 - m4)
              "vmul.f32   q7, q11, d0[0]                \n"  // 2 * (m5 + m6)

              "vadd.f32   q1, q1, q9                   \n"
H
hjchen2 已提交
1117 1118
              "vadd.f32   q1, q1, q10                  \n"
              "vmla.f32   q1, q7, d1[1]                \n"
1119 1120 1121 1122 1123 1124 1125 1126 1127 1128 1129 1130 1131 1132 1133 1134 1135 1136 1137 1138 1139 1140 1141 1142 1143

              "vadd.f32   q2, q12, q6                  \n"
              "vmla.f32   q2, q14, d1[1]               \n"

              "vmov.32    q3, q9                       \n"
              "vmla.f32   q3, q10, d0[1]               \n"
              "vmla.f32   q3, q11, d1[0]               \n"

              "vmov.32    q4, q12                      \n"
              "vmla.f32   q4, q13, d1[0]               \n"
              "vmla.f32   q4, q14, d0[1]               \n"

              "vtrn.32    q1, q2                       \n"
              "vtrn.32    q3, q4                       \n"
              "vswp.32    d3, d6                       \n"
              "vswp.32    d5, d8                       \n"
              "vst1.32    {d2-d3}, [%[out_ptr0]]!      \n"
              "vst1.32    {d4-d5}, [%[out_ptr1]]!      \n"
              "vst1.32    {d6-d7}, [%[out_ptr2]]!      \n"
              "vst1.32    {d8-d9}, [%[out_ptr3]]!      \n"

              "vadd.f32   q1, q9, q7                   \n"
              "vmla.f32   q1, q10, d1[1]               \n"

              "vadd.f32   q2, q12, q8                  \n"
H
hjchen2 已提交
1144
              "vadd.f32   q2, q2, q14                  \n"
1145 1146 1147 1148 1149 1150 1151 1152 1153 1154 1155 1156 1157 1158 1159 1160 1161 1162 1163 1164 1165 1166 1167 1168 1169 1170 1171 1172 1173 1174 1175 1176 1177 1178
              "vmla.f32   q2, q6, d1[1]                \n"

              "vtrn.32    q1, q2                       \n"
              "vst1.32    {d2}, [%[out_ptr0]]!         \n"
              "vst1.32    {d4}, [%[out_ptr1]]!         \n"
              "vst1.32    {d3}, [%[out_ptr2]]!         \n"
              "vst1.32    {d5}, [%[out_ptr3]]!         \n"

              // remain 2 rows
              "vld1.32    {d2-d5}, [%[at_m_ptr0]]!      \n"  // d2: m0, d3: m2,
                                                             // d4: m1, d5: m3
              "vld1.32    {d6-d9}, [%[at_m_ptr1]]!      \n"  // d6: m4, d7: m6,
                                                             // d8: m5, d9: m7
              "vtrn.32    q1, q2                        \n"
              "vtrn.32    q3, q4                        \n"

              "vadd.f32   d10, d4, d3                   \n"  // m1 + m2
              "vadd.f32   d11, d5, d6                   \n"  // m3 + m4
              "vadd.f32   d12, d8, d7                   \n"  // m5 + m6
              "vsub.f32   d13, d4, d3                   \n"  // m1 - m2
              "vsub.f32   d14, d5, d6                   \n"  // m3 - m4
              "vsub.f32   d15, d8, d7                   \n"  // m5 - m6
              "vmul.f32   d16, d14, d0[0]               \n"  // 2 * (m3 - m4)
              "vmul.f32   d17, d12, d0[0]               \n"  // 2 * (m5 + m6)

              "vadd.f32   d18, d2, d10                  \n"
              "vadd.f32   d18, d18, d11                 \n"
              "vmla.f32   d18, d17, d1[1]               \n"

              "vadd.f32   d20, d13, d16                 \n"
              "vmla.f32   d20, d15, d1[1]               \n"

              "vmov.32    d19, d10                      \n"
              "vmla.f32   d19, d11, d0[1]               \n"
H
hjchen2 已提交
1179
              "vmla.f32   d19, d12, d1[0]               \n"
1180 1181 1182 1183 1184

              "vmov.32    d21, d13                      \n"
              "vmla.f32   d21, d14, d1[0]               \n"
              "vmla.f32   d21, d15, d0[1]               \n"

H
hjchen2 已提交
1185 1186
              "vtrn.32    d18, d20                      \n"
              "vtrn.32    d19, d21                      \n"
1187 1188 1189 1190 1191 1192 1193
              "vst1.32    {d18-d19}, [%[out_ptr4]]!     \n"
              "vst1.32    {d20-d21}, [%[out_ptr5]]!     \n"

              "vadd.f32   d18, d10, d17                 \n"
              "vmla.f32   d18, d11, d1[1]               \n"

              "vadd.f32   d19, d13, d9                  \n"
H
hjchen2 已提交
1194
              "vadd.f32   d19, d19, d15                 \n"
1195 1196 1197 1198 1199 1200 1201 1202 1203 1204 1205 1206 1207 1208
              "vmla.f32   d19, d16, d1[1]               \n"

              "vtrn.32    d18, d19                      \n"
              "vst1.32    {d18}, [%[out_ptr4]]!         \n"
              "vst1.32    {d19}, [%[out_ptr5]]!         \n"
              : [out_ptr0] "+r"(out_ptr0), [out_ptr1] "+r"(out_ptr1),
                [out_ptr2] "+r"(out_ptr2), [out_ptr3] "+r"(out_ptr3),
                [out_ptr4] "+r"(out_ptr4), [out_ptr5] "+r"(out_ptr5),
                [at_m_ptr0] "+r"(at_m_ptr0), [at_m_ptr1] "+r"(at_m_ptr1)
              : [tm_ptr] "r"((float *)transform_matrix)
              : "cc", "memory", "q0", "q1", "q2", "q3", "q4", "q5", "q6", "q7",
                "q8", "q9", "q10", "q11", "q12", "q13", "q14", "q15");
          size_t offset = (oc * out_h + 6 * tile_h) * out_w + 6 * tile_w;
          float *out_ptr = output_ptr + offset;
H
hjchen2 已提交
1209 1210 1211 1212
          int remain_row = out_h - 6 * tile_h;
          int remain_col = out_w - 6 * tile_w;
          remain_row = (remain_row > 6) ? 6 : remain_row;
          remain_col = (remain_col > 6) ? 6 : remain_col;
1213 1214 1215 1216 1217 1218 1219 1220 1221 1222 1223 1224 1225 1226 1227 1228 1229 1230 1231 1232 1233 1234 1235 1236 1237 1238 1239 1240 1241 1242 1243 1244 1245 1246 1247 1248 1249
          for (int i = 0; i < remain_row; ++i, out_ptr += out_w) {
            memcpy(out_ptr, output_tmp + i * 6, remain_col * sizeof(float));
          }
        } else {
          size_t offset = (oc * out_h + 6 * tile_h) * out_w + 6 * tile_w;
          float *out_ptr0 = output_ptr + offset;
          float *out_ptr1 = out_ptr0 + out_w;
          float *out_ptr2 = out_ptr1 + out_w;
          float *out_ptr3 = out_ptr2 + out_w;
          float *out_ptr4 = out_ptr3 + out_w;
          float *out_ptr5 = out_ptr4 + out_w;
          asm volatile(
              "vld1.32    {d0-d1}, [%[tm_ptr]]          \n"
              // process 4 rows
              "vld1.32    {d2-d5}, [%[at_m_ptr0]]!      \n"  // q1: m0, q2: m1
              "vld1.32    {d6-d9}, [%[at_m_ptr0]]!      \n"  // q3: m2, q4: m3
              "vld1.32    {d10-d13}, [%[at_m_ptr1]]!    \n"  // q5: m4, q6: m5
              "vld1.32    {d14-d17}, [%[at_m_ptr1]]!    \n"  // q7: m6, q8: m7
              "vtrn.32    q1, q2                        \n"
              "vtrn.32    q3, q4                        \n"
              "vtrn.32    q5, q6                        \n"
              "vtrn.32    q7, q8                        \n"
              "vswp.32    d3, d6                        \n"
              "vswp.32    d5, d8                        \n"
              "vswp.32    d11, d14                      \n"
              "vswp.32    d13, d16                      \n"

              "vadd.f32   q9, q2, q3                    \n"  // m1 + m2
              "vadd.f32   q10, q4, q5                   \n"  // m3 + m4
              "vadd.f32   q11, q6, q7                   \n"  // m5 + m6
              "vsub.f32   q12, q2, q3                   \n"  // m1 - m2
              "vsub.f32   q13, q4, q5                   \n"  // m3 - m4
              "vsub.f32   q14, q6, q7                   \n"  // m5 - m6
              "vmul.f32   q6, q13, d0[0]                \n"  // 2 * (m3 - m4)
              "vmul.f32   q7, q11, d0[0]                \n"  // 2 * (m5 + m6)

              "vadd.f32   q1, q1, q9                   \n"
H
hjchen2 已提交
1250 1251
              "vadd.f32   q1, q1, q10                  \n"
              "vmla.f32   q1, q7, d1[1]                \n"
1252 1253 1254 1255 1256 1257 1258 1259 1260 1261 1262 1263 1264 1265 1266 1267 1268 1269 1270 1271 1272 1273 1274 1275 1276

              "vadd.f32   q2, q12, q6                  \n"
              "vmla.f32   q2, q14, d1[1]               \n"

              "vmov.32    q3, q9                       \n"
              "vmla.f32   q3, q10, d0[1]               \n"
              "vmla.f32   q3, q11, d1[0]               \n"

              "vmov.32    q4, q12                      \n"
              "vmla.f32   q4, q13, d1[0]               \n"
              "vmla.f32   q4, q14, d0[1]               \n"

              "vtrn.32    q1, q2                       \n"
              "vtrn.32    q3, q4                       \n"
              "vswp.32    d3, d6                       \n"
              "vswp.32    d5, d8                       \n"
              "vst1.32    {d2-d3}, [%[out_ptr0]]!      \n"
              "vst1.32    {d4-d5}, [%[out_ptr1]]!      \n"
              "vst1.32    {d6-d7}, [%[out_ptr2]]!      \n"
              "vst1.32    {d8-d9}, [%[out_ptr3]]!      \n"

              "vadd.f32   q1, q9, q7                   \n"
              "vmla.f32   q1, q10, d1[1]               \n"

              "vadd.f32   q2, q12, q8                  \n"
H
hjchen2 已提交
1277
              "vadd.f32   q2, q2, q14                  \n"
1278 1279 1280 1281 1282 1283 1284 1285 1286 1287 1288 1289 1290 1291 1292 1293 1294 1295 1296 1297 1298 1299 1300 1301 1302 1303 1304 1305 1306 1307 1308 1309 1310 1311
              "vmla.f32   q2, q6, d1[1]                \n"

              "vtrn.32    q1, q2                       \n"
              "vst1.32    {d2}, [%[out_ptr0]]!         \n"
              "vst1.32    {d4}, [%[out_ptr1]]!         \n"
              "vst1.32    {d3}, [%[out_ptr2]]!         \n"
              "vst1.32    {d5}, [%[out_ptr3]]!         \n"

              // remain 2 rows
              "vld1.32    {d2-d5}, [%[at_m_ptr0]]!      \n"  // d2: m0, d3: m2,
                                                             // d4: m1, d5: m3
              "vld1.32    {d6-d9}, [%[at_m_ptr1]]!      \n"  // d6: m4, d7: m6,
                                                             // d8: m5, d9: m7
              "vtrn.32    q1, q2                        \n"
              "vtrn.32    q3, q4                        \n"

              "vadd.f32   d10, d4, d3                   \n"  // m1 + m2
              "vadd.f32   d11, d5, d6                   \n"  // m3 + m4
              "vadd.f32   d12, d8, d7                   \n"  // m5 + m6
              "vsub.f32   d13, d4, d3                   \n"  // m1 - m2
              "vsub.f32   d14, d5, d6                   \n"  // m3 - m4
              "vsub.f32   d15, d8, d7                   \n"  // m5 - m6
              "vmul.f32   d16, d14, d0[0]               \n"  // 2 * (m3 - m4)
              "vmul.f32   d17, d12, d0[0]               \n"  // 2 * (m5 + m6)

              "vadd.f32   d18, d2, d10                  \n"
              "vadd.f32   d18, d18, d11                 \n"
              "vmla.f32   d18, d17, d1[1]               \n"

              "vadd.f32   d20, d13, d16                 \n"
              "vmla.f32   d20, d15, d1[1]               \n"

              "vmov.32    d19, d10                      \n"
              "vmla.f32   d19, d11, d0[1]               \n"
H
hjchen2 已提交
1312
              "vmla.f32   d19, d12, d1[0]               \n"
1313 1314 1315 1316 1317

              "vmov.32    d21, d13                      \n"
              "vmla.f32   d21, d14, d1[0]               \n"
              "vmla.f32   d21, d15, d0[1]               \n"

H
hjchen2 已提交
1318 1319
              "vtrn.32    d18, d20                      \n"
              "vtrn.32    d19, d21                      \n"
1320 1321 1322 1323 1324 1325 1326
              "vst1.32    {d18-d19}, [%[out_ptr4]]!     \n"
              "vst1.32    {d20-d21}, [%[out_ptr5]]!     \n"

              "vadd.f32   d18, d10, d17                 \n"
              "vmla.f32   d18, d11, d1[1]               \n"

              "vadd.f32   d19, d13, d9                  \n"
H
hjchen2 已提交
1327
              "vadd.f32   d19, d19, d15                 \n"
1328 1329 1330 1331 1332 1333 1334 1335 1336 1337 1338 1339 1340 1341 1342 1343 1344 1345 1346 1347 1348
              "vmla.f32   d19, d16, d1[1]               \n"

              "vtrn.32    d18, d19                      \n"
              "vst1.32    {d18}, [%[out_ptr4]]!         \n"
              "vst1.32    {d19}, [%[out_ptr5]]!         \n"
              : [out_ptr0] "+r"(out_ptr0), [out_ptr1] "+r"(out_ptr1),
                [out_ptr2] "+r"(out_ptr2), [out_ptr3] "+r"(out_ptr3),
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                [at_m_ptr0] "+r"(at_m_ptr0), [at_m_ptr1] "+r"(at_m_ptr1)
              : [tm_ptr] "r"((float *)transform_matrix)
              : "cc", "memory", "q0", "q1", "q2", "q3", "q4", "q5", "q6", "q7",
                "q8", "q9", "q10", "q11", "q12", "q13", "q14", "q15");
        }
      }
    }
  }
}

}  // namespace math
}  // namespace operators
}  // namespace paddle_mobile
1349 1350 1351

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