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ggml : simplify Arm fp16 CPU logic (ggml/1177)

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* ggml : simlpify Arm fp16 CPU logic

ggml-ci

* cont : bring back CUDA/MUSA checks

ggml-ci

ggml/src/ggml-cpu/ggml-cpu-impl.h CHANGED
@@ -4,13 +4,13 @@
4
 
5
  #include "ggml.h"
6
  #include "ggml-impl.h"
 
7
  #include <stdlib.h> // load `stdlib.h` before other headers to work around MinGW bug: https://sourceforge.net/p/mingw-w64/bugs/192/
8
  //#include <stddef.h>
9
  #include <stdbool.h>
10
  #include <string.h> // memcpy
11
  #include <math.h> // fabsf
12
 
13
-
14
  #ifdef __cplusplus
15
  extern "C" {
16
  #endif
@@ -69,33 +69,16 @@ struct ggml_compute_params {
69
  #endif
70
 
71
  #if defined(__ARM_FEATURE_SVE)
72
- #include <arm_sve.h>
73
  #include <sys/prctl.h>
74
  #endif
75
 
76
- // 16-bit float
77
- // on Arm, we use __fp16
78
- // on x86, we use uint16_t
79
  #if defined(__ARM_NEON)
80
 
81
- // if YCM cannot find <arm_neon.h>, make a symbolic link to it, for example:
82
- //
83
- // $ ln -sfn /Library/Developer/CommandLineTools/usr/lib/clang/13.1.6/include/arm_neon.h ./src/
84
- //
85
- #include <arm_neon.h>
86
-
87
  #ifdef _MSC_VER
88
-
89
- typedef uint16_t ggml_fp16_internal_t;
90
-
91
  #define ggml_vld1q_u32(w,x,y,z) { ((w) + ((uint64_t)(x) << 32)), ((y) + ((uint64_t)(z) << 32)) }
92
-
93
  #else
94
-
95
- typedef __fp16 ggml_fp16_internal_t;
96
-
97
  #define ggml_vld1q_u32(w,x,y,z) { (w), (x), (y), (z) }
98
-
99
  #endif // _MSC_VER
100
 
101
  #if !defined(__aarch64__)
 
4
 
5
  #include "ggml.h"
6
  #include "ggml-impl.h"
7
+
8
  #include <stdlib.h> // load `stdlib.h` before other headers to work around MinGW bug: https://sourceforge.net/p/mingw-w64/bugs/192/
9
  //#include <stddef.h>
10
  #include <stdbool.h>
11
  #include <string.h> // memcpy
12
  #include <math.h> // fabsf
13
 
 
14
  #ifdef __cplusplus
15
  extern "C" {
16
  #endif
 
69
  #endif
70
 
71
  #if defined(__ARM_FEATURE_SVE)
 
72
  #include <sys/prctl.h>
73
  #endif
74
 
 
 
 
75
  #if defined(__ARM_NEON)
76
 
77
+ // ref: https://github.com/ggml-org/llama.cpp/pull/5404
 
 
 
 
 
78
  #ifdef _MSC_VER
 
 
 
79
  #define ggml_vld1q_u32(w,x,y,z) { ((w) + ((uint64_t)(x) << 32)), ((y) + ((uint64_t)(z) << 32)) }
 
80
  #else
 
 
 
81
  #define ggml_vld1q_u32(w,x,y,z) { (w), (x), (y), (z) }
 
82
  #endif // _MSC_VER
83
 
84
  #if !defined(__aarch64__)
ggml/src/ggml-cpu/simd-mappings.h CHANGED
@@ -71,7 +71,7 @@
71
  #define GGML_F16x8 float16x8_t
72
  #define GGML_F16x8_ZERO vdupq_n_f16(0.0f)
73
  #define GGML_F16x8_SET1(x) vdupq_n_f16(x)
74
- #define GGML_F16x8_LOAD(x) vld1q_f16((const ggml_fp16_internal_t *)(x))
75
  #define GGML_F16x8_STORE vst1q_f16
76
  #define GGML_F16x8_FMA(a, b, c) vfmaq_f16(a, b, c)
77
  #define GGML_F16x8_ADD vaddq_f16
@@ -99,7 +99,7 @@
99
  #define GGML_F16_VEC_ZERO GGML_F16x8_ZERO
100
  #define GGML_F16_VEC_SET1 GGML_F16x8_SET1
101
  #define GGML_F16_VEC_LOAD(p, i) GGML_F16x8_LOAD(p)
102
- #define GGML_F16_VEC_STORE(p, r, i) GGML_F16x8_STORE((ggml_fp16_internal_t *)(p), (r)[i])
103
  #define GGML_F16_VEC_FMA GGML_F16x8_FMA
104
  #define GGML_F16_VEC_ADD GGML_F16x8_ADD
105
  #define GGML_F16_VEC_MUL GGML_F16x8_MUL
@@ -114,7 +114,7 @@
114
  #define GGML_F32Cx4 float32x4_t
115
  #define GGML_F32Cx4_ZERO vdupq_n_f32(0.0f)
116
  #define GGML_F32Cx4_SET1(x) vdupq_n_f32(x)
117
- #define GGML_F32Cx4_LOAD(x) vcvt_f32_f16(vld1_f16((const ggml_fp16_internal_t *)(x)))
118
  #define GGML_F32Cx4_STORE(x, y) vst1_f16(x, vcvt_f16_f32(y))
119
  #define GGML_F32Cx4_FMA(a, b, c) vfmaq_f32(a, b, c)
120
  #define GGML_F32Cx4_ADD vaddq_f32
@@ -125,7 +125,7 @@
125
  #define GGML_F16_VEC_ZERO GGML_F32Cx4_ZERO
126
  #define GGML_F16_VEC_SET1 GGML_F32Cx4_SET1
127
  #define GGML_F16_VEC_LOAD(p, i) GGML_F32Cx4_LOAD(p)
128
- #define GGML_F16_VEC_STORE(p, r, i) GGML_F32Cx4_STORE((ggml_fp16_internal_t *)(p), r[i])
129
  #define GGML_F16_VEC_FMA GGML_F32Cx4_FMA
130
  #define GGML_F16_VEC_ADD GGML_F32Cx4_ADD
131
  #define GGML_F16_VEC_MUL GGML_F32Cx4_MUL
 
71
  #define GGML_F16x8 float16x8_t
72
  #define GGML_F16x8_ZERO vdupq_n_f16(0.0f)
73
  #define GGML_F16x8_SET1(x) vdupq_n_f16(x)
74
+ #define GGML_F16x8_LOAD(x) vld1q_f16((const __fp16 *)(x))
75
  #define GGML_F16x8_STORE vst1q_f16
76
  #define GGML_F16x8_FMA(a, b, c) vfmaq_f16(a, b, c)
77
  #define GGML_F16x8_ADD vaddq_f16
 
99
  #define GGML_F16_VEC_ZERO GGML_F16x8_ZERO
100
  #define GGML_F16_VEC_SET1 GGML_F16x8_SET1
101
  #define GGML_F16_VEC_LOAD(p, i) GGML_F16x8_LOAD(p)
102
+ #define GGML_F16_VEC_STORE(p, r, i) GGML_F16x8_STORE((__fp16 *)(p), (r)[i])
103
  #define GGML_F16_VEC_FMA GGML_F16x8_FMA
104
  #define GGML_F16_VEC_ADD GGML_F16x8_ADD
105
  #define GGML_F16_VEC_MUL GGML_F16x8_MUL
 
114
  #define GGML_F32Cx4 float32x4_t
115
  #define GGML_F32Cx4_ZERO vdupq_n_f32(0.0f)
116
  #define GGML_F32Cx4_SET1(x) vdupq_n_f32(x)
117
+ #define GGML_F32Cx4_LOAD(x) vcvt_f32_f16(vld1_f16((const __fp16 *)(x)))
118
  #define GGML_F32Cx4_STORE(x, y) vst1_f16(x, vcvt_f16_f32(y))
119
  #define GGML_F32Cx4_FMA(a, b, c) vfmaq_f32(a, b, c)
120
  #define GGML_F32Cx4_ADD vaddq_f32
 
125
  #define GGML_F16_VEC_ZERO GGML_F32Cx4_ZERO
126
  #define GGML_F16_VEC_SET1 GGML_F32Cx4_SET1
127
  #define GGML_F16_VEC_LOAD(p, i) GGML_F32Cx4_LOAD(p)
128
+ #define GGML_F16_VEC_STORE(p, r, i) GGML_F32Cx4_STORE((__fp16 *)(p), r[i])
129
  #define GGML_F16_VEC_FMA GGML_F32Cx4_FMA
130
  #define GGML_F16_VEC_ADD GGML_F32Cx4_ADD
131
  #define GGML_F16_VEC_MUL GGML_F32Cx4_MUL
ggml/src/ggml-impl.h CHANGED
@@ -16,14 +16,6 @@
16
  #include <arm_sve.h>
17
  #endif // __ARM_FEATURE_SVE
18
 
19
- #if defined(__ARM_NEON) && !defined(__CUDACC__) && !defined(__MUSACC__)
20
- // if YCM cannot find <arm_neon.h>, make a symbolic link to it, for example:
21
- //
22
- // $ ln -sfn /Library/Developer/CommandLineTools/usr/lib/clang/13.1.6/include/arm_neon.h ./src/
23
- //
24
- #include <arm_neon.h>
25
- #endif
26
-
27
  #if defined(__F16C__)
28
  #include <immintrin.h>
29
  #endif
@@ -311,29 +303,35 @@ GGML_API void ggml_aligned_free(void * ptr, size_t size);
311
 
312
  // FP16 to FP32 conversion
313
 
314
- #if defined(__ARM_NEON)
315
- #if defined(_MSC_VER) || (defined(__CUDACC__) && __CUDACC_VER_MAJOR__ <= 11)
316
- typedef uint16_t ggml_fp16_internal_t;
317
- #else
318
- typedef __fp16 ggml_fp16_internal_t;
319
- #endif
320
- #endif
 
 
 
 
 
 
 
321
 
322
- #if defined(__ARM_NEON) && !defined(_MSC_VER) && !(defined(__CUDACC__) && __CUDACC_VER_MAJOR__ <= 11)
323
  #define GGML_COMPUTE_FP16_TO_FP32(x) ggml_compute_fp16_to_fp32(x)
324
  #define GGML_COMPUTE_FP32_TO_FP16(x) ggml_compute_fp32_to_fp16(x)
325
 
326
  #define GGML_FP16_TO_FP32(x) ggml_compute_fp16_to_fp32(x)
327
 
328
  static inline float ggml_compute_fp16_to_fp32(ggml_fp16_t h) {
329
- ggml_fp16_internal_t tmp;
330
  memcpy(&tmp, &h, sizeof(ggml_fp16_t));
331
  return (float)tmp;
332
  }
333
 
334
  static inline ggml_fp16_t ggml_compute_fp32_to_fp16(float f) {
335
  ggml_fp16_t res;
336
- ggml_fp16_internal_t tmp = f;
337
  memcpy(&res, &tmp, sizeof(ggml_fp16_t));
338
  return res;
339
  }
@@ -485,7 +483,7 @@ GGML_API void ggml_aligned_free(void * ptr, size_t size);
485
  #define GGML_COMPUTE_FP16_TO_FP32(x) ggml_compute_fp16_to_fp32(x)
486
  #define GGML_COMPUTE_FP32_TO_FP16(x) ggml_compute_fp32_to_fp16(x)
487
 
488
- #endif // defined(__ARM_NEON) && (!defined(__MSC_VER)
489
 
490
  // precomputed f32 table for f16 (256 KB)
491
  // defined in ggml.c, initialized in ggml_init()
 
16
  #include <arm_sve.h>
17
  #endif // __ARM_FEATURE_SVE
18
 
 
 
 
 
 
 
 
 
19
  #if defined(__F16C__)
20
  #include <immintrin.h>
21
  #endif
 
303
 
304
  // FP16 to FP32 conversion
305
 
306
+ // 16-bit float
307
+ // on Arm, we use __fp16
308
+ // on x86, we use uint16_t
309
+ //
310
+ // for old CUDA compilers (<= 11), we use uint16_t: ref https://github.com/ggml-org/llama.cpp/pull/10616
311
+ // for MUSA compilers , we use uint16_t: ref https://github.com/ggml-org/llama.cpp/pull/11843
312
+ //
313
+ #if defined(__ARM_NEON) && !(defined(__CUDACC__) && __CUDACC_VER_MAJOR__ <= 11) && !defined(__MUSACC__)
314
+
315
+ // if YCM cannot find <arm_neon.h>, make a symbolic link to it, for example:
316
+ //
317
+ // $ ln -sfn /Library/Developer/CommandLineTools/usr/lib/clang/13.1.6/include/arm_neon.h ./src/
318
+ //
319
+ #include <arm_neon.h>
320
 
 
321
  #define GGML_COMPUTE_FP16_TO_FP32(x) ggml_compute_fp16_to_fp32(x)
322
  #define GGML_COMPUTE_FP32_TO_FP16(x) ggml_compute_fp32_to_fp16(x)
323
 
324
  #define GGML_FP16_TO_FP32(x) ggml_compute_fp16_to_fp32(x)
325
 
326
  static inline float ggml_compute_fp16_to_fp32(ggml_fp16_t h) {
327
+ __fp16 tmp;
328
  memcpy(&tmp, &h, sizeof(ggml_fp16_t));
329
  return (float)tmp;
330
  }
331
 
332
  static inline ggml_fp16_t ggml_compute_fp32_to_fp16(float f) {
333
  ggml_fp16_t res;
334
+ __fp16 tmp = f;
335
  memcpy(&res, &tmp, sizeof(ggml_fp16_t));
336
  return res;
337
  }
 
483
  #define GGML_COMPUTE_FP16_TO_FP32(x) ggml_compute_fp16_to_fp32(x)
484
  #define GGML_COMPUTE_FP32_TO_FP16(x) ggml_compute_fp32_to_fp16(x)
485
 
486
+ #endif // defined(__ARM_NEON) && !(defined(__CUDACC__) && __CUDACC_VER_MAJOR__ <= 11) && !defined(__MUSACC__)
487
 
488
  // precomputed f32 table for f16 (256 KB)
489
  // defined in ggml.c, initialized in ggml_init()