core: Implement calculations for broadcasting ndarrays
parent
f50a5f0345
commit
87bc34f7ec
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@ -8,6 +8,8 @@ typedef unsigned _BitInt(64) uint64_t;
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# define MAX(a, b) (a > b ? a : b)
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# define MIN(a, b) (a > b ? b : a)
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# define NULL ((void *) 0)
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// adapted from GNU Scientific Library: https://git.savannah.gnu.org/cgit/gsl.git/tree/sys/pow_int.c
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// need to make sure `exp >= 0` before calling this function
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#define DEF_INT_EXP(T) T __nac3_int_exp_##T( \
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@ -293,3 +295,87 @@ uint64_t __nac3_ndarray_flatten_index64(
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}
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return idx;
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}
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void __nac3_ndarray_calc_broadcast(
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const uint32_t *lhs_dims,
|
||||
uint32_t lhs_ndims,
|
||||
const uint32_t *rhs_dims,
|
||||
uint32_t rhs_ndims,
|
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uint32_t *out_dims
|
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) {
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||||
uint32_t max_ndims = lhs_ndims > rhs_ndims ? lhs_ndims : rhs_ndims;
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||||
for (uint32_t i = 0; i < max_ndims; ++i) {
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||||
uint32_t *lhs_dim_sz = i < lhs_ndims ? &lhs_dims[lhs_ndims - i - 1] : NULL;
|
||||
uint32_t *rhs_dim_sz = i < rhs_ndims ? &rhs_dims[rhs_ndims - i - 1] : NULL;
|
||||
uint32_t *out_dim = &out_dims[max_ndims - i - 1];
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||||
if (lhs_dim_sz == NULL) {
|
||||
*out_dim = *rhs_dim_sz;
|
||||
} else if (rhs_dim_sz == NULL) {
|
||||
*out_dim = *lhs_dim_sz;
|
||||
} else if (*lhs_dim_sz == 1) {
|
||||
*out_dim = *rhs_dim_sz;
|
||||
} else if (*rhs_dim_sz == 1) {
|
||||
*out_dim = *lhs_dim_sz;
|
||||
} else if (*lhs_dim_sz == *rhs_dim_sz) {
|
||||
*out_dim = *lhs_dim_sz;
|
||||
} else {
|
||||
__builtin_unreachable();
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
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void __nac3_ndarray_calc_broadcast64(
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||||
const uint64_t *lhs_dims,
|
||||
uint64_t lhs_ndims,
|
||||
const uint64_t *rhs_dims,
|
||||
uint64_t rhs_ndims,
|
||||
uint64_t *out_dims
|
||||
) {
|
||||
uint64_t max_ndims = lhs_ndims > rhs_ndims ? lhs_ndims : rhs_ndims;
|
||||
|
||||
for (uint64_t i = 0; i < max_ndims; ++i) {
|
||||
uint64_t *lhs_dim_sz = i < lhs_ndims ? &lhs_dims[lhs_ndims - i - 1] : NULL;
|
||||
uint64_t *rhs_dim_sz = i < rhs_ndims ? &rhs_dims[rhs_ndims - i - 1] : NULL;
|
||||
uint64_t *out_dim = &out_dims[max_ndims - i - 1];
|
||||
|
||||
if (lhs_dim_sz == NULL) {
|
||||
*out_dim = *rhs_dim_sz;
|
||||
} else if (rhs_dim_sz == NULL) {
|
||||
*out_dim = *lhs_dim_sz;
|
||||
} else if (*lhs_dim_sz == 1) {
|
||||
*out_dim = *rhs_dim_sz;
|
||||
} else if (*rhs_dim_sz == 1) {
|
||||
*out_dim = *lhs_dim_sz;
|
||||
} else if (*lhs_dim_sz == *rhs_dim_sz) {
|
||||
*out_dim = *lhs_dim_sz;
|
||||
} else {
|
||||
__builtin_unreachable();
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
void __nac3_ndarray_calc_broadcast_idx(
|
||||
const uint32_t *src_dims,
|
||||
uint32_t src_ndims,
|
||||
const uint32_t *in_idx,
|
||||
uint32_t *out_idx
|
||||
) {
|
||||
for (uint32_t i = 0; i < src_ndims; ++i) {
|
||||
uint32_t src_i = src_ndims - i - 1;
|
||||
out_idx[src_i] = src_dims[src_i] == 1 ? 0 : in_idx[src_i];
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
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||||
void __nac3_ndarray_calc_broadcast_idx64(
|
||||
const uint64_t *src_dims,
|
||||
uint64_t src_ndims,
|
||||
const uint32_t *in_idx,
|
||||
uint32_t *out_idx
|
||||
) {
|
||||
for (uint64_t i = 0; i < src_ndims; ++i) {
|
||||
uint64_t src_i = src_ndims - i - 1;
|
||||
out_idx[src_i] = src_dims[src_i] == 1 ? 0 : (uint32_t) in_idx[src_i];
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
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@ -8,9 +8,11 @@ use super::{
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|||
ListValue,
|
||||
NDArrayValue,
|
||||
TypedArrayLikeAdapter,
|
||||
UntypedArrayLikeAccessor,
|
||||
},
|
||||
CodeGenContext,
|
||||
CodeGenerator,
|
||||
llvm_intrinsics,
|
||||
};
|
||||
use inkwell::{
|
||||
attributes::{Attribute, AttributeLoc},
|
||||
|
|
@ -23,6 +25,8 @@ use inkwell::{
|
|||
};
|
||||
use itertools::Either;
|
||||
use nac3parser::ast::Expr;
|
||||
use crate::codegen::classes::TypedArrayLikeAccessor;
|
||||
use crate::codegen::stmt::gen_for_callback_incrementing;
|
||||
|
||||
#[must_use]
|
||||
pub fn load_irrt(ctx: &Context) -> Module {
|
||||
|
|
@ -783,4 +787,195 @@ pub fn call_ndarray_flatten_index<'ctx, G, Index>(
|
|||
ndarray,
|
||||
indices,
|
||||
)
|
||||
}
|
||||
|
||||
/// Generates a call to `__nac3_ndarray_calc_broadcast`. Returns a tuple containing the number of
|
||||
/// dimension and size of each dimension of the resultant `ndarray`.
|
||||
pub fn call_ndarray_calc_broadcast<'ctx, G: CodeGenerator + ?Sized>(
|
||||
generator: &mut G,
|
||||
ctx: &mut CodeGenContext<'ctx, '_>,
|
||||
lhs: NDArrayValue<'ctx>,
|
||||
rhs: NDArrayValue<'ctx>,
|
||||
) -> TypedArrayLikeAdapter<'ctx, IntValue<'ctx>> {
|
||||
let llvm_usize = generator.get_size_type(ctx.ctx);
|
||||
let llvm_pusize = llvm_usize.ptr_type(AddressSpace::default());
|
||||
|
||||
let ndarray_calc_broadcast_fn_name = match llvm_usize.get_bit_width() {
|
||||
32 => "__nac3_ndarray_calc_broadcast",
|
||||
64 => "__nac3_ndarray_calc_broadcast64",
|
||||
bw => unreachable!("Unsupported size type bit width: {}", bw)
|
||||
};
|
||||
let ndarray_calc_broadcast_fn = ctx.module.get_function(ndarray_calc_broadcast_fn_name).unwrap_or_else(|| {
|
||||
let fn_type = llvm_usize.fn_type(
|
||||
&[
|
||||
llvm_pusize.into(),
|
||||
llvm_usize.into(),
|
||||
llvm_pusize.into(),
|
||||
llvm_usize.into(),
|
||||
llvm_pusize.into(),
|
||||
],
|
||||
false,
|
||||
);
|
||||
|
||||
ctx.module.add_function(ndarray_calc_broadcast_fn_name, fn_type, None)
|
||||
});
|
||||
|
||||
let lhs_ndims = lhs.load_ndims(ctx);
|
||||
let rhs_ndims = rhs.load_ndims(ctx);
|
||||
let min_ndims = llvm_intrinsics::call_int_umin(ctx, lhs_ndims, rhs_ndims, None);
|
||||
|
||||
gen_for_callback_incrementing(
|
||||
generator,
|
||||
ctx,
|
||||
llvm_usize.const_zero(),
|
||||
(min_ndims, false),
|
||||
|generator, ctx, idx| {
|
||||
let idx = ctx.builder.build_int_sub(min_ndims, idx, "").unwrap();
|
||||
let (lhs_dim_sz, rhs_dim_sz) = unsafe {
|
||||
(
|
||||
lhs.dim_sizes().get_typed_unchecked(ctx, generator, idx, None),
|
||||
rhs.dim_sizes().get_typed_unchecked(ctx, generator, idx, None),
|
||||
)
|
||||
};
|
||||
|
||||
let llvm_usize_const_one = llvm_usize.const_int(1, false);
|
||||
let lhs_eqz = ctx.builder.build_int_compare(
|
||||
IntPredicate::EQ,
|
||||
lhs_dim_sz,
|
||||
llvm_usize_const_one,
|
||||
"",
|
||||
).unwrap();
|
||||
let rhs_eqz = ctx.builder.build_int_compare(
|
||||
IntPredicate::EQ,
|
||||
rhs_dim_sz,
|
||||
llvm_usize_const_one,
|
||||
"",
|
||||
).unwrap();
|
||||
let lhs_or_rhs_eqz = ctx.builder.build_or(
|
||||
lhs_eqz,
|
||||
rhs_eqz,
|
||||
""
|
||||
).unwrap();
|
||||
|
||||
let lhs_eq_rhs = ctx.builder.build_int_compare(
|
||||
IntPredicate::EQ,
|
||||
lhs_dim_sz,
|
||||
rhs_dim_sz,
|
||||
""
|
||||
).unwrap();
|
||||
|
||||
let is_compatible = ctx.builder.build_or(
|
||||
lhs_or_rhs_eqz,
|
||||
lhs_eq_rhs,
|
||||
""
|
||||
).unwrap();
|
||||
|
||||
ctx.make_assert(
|
||||
generator,
|
||||
is_compatible,
|
||||
"0:ValueError",
|
||||
"operands could not be broadcast together",
|
||||
[None, None, None],
|
||||
ctx.current_loc,
|
||||
);
|
||||
|
||||
Ok(())
|
||||
},
|
||||
llvm_usize.const_int(1, false),
|
||||
).unwrap();
|
||||
|
||||
let max_ndims = llvm_intrinsics::call_int_umax(ctx, lhs_ndims, rhs_ndims, None);
|
||||
let lhs_dims = lhs.dim_sizes().base_ptr(ctx, generator);
|
||||
let lhs_ndims = lhs.load_ndims(ctx);
|
||||
let rhs_dims = rhs.dim_sizes().base_ptr(ctx, generator);
|
||||
let rhs_ndims = rhs.load_ndims(ctx);
|
||||
let out_dims = ctx.builder.build_array_alloca(llvm_usize, max_ndims, "").unwrap();
|
||||
let out_dims = ArraySliceValue::from_ptr_val(out_dims, max_ndims, None);
|
||||
|
||||
ctx.builder
|
||||
.build_call(
|
||||
ndarray_calc_broadcast_fn,
|
||||
&[
|
||||
lhs_dims.into(),
|
||||
lhs_ndims.into(),
|
||||
rhs_dims.into(),
|
||||
rhs_ndims.into(),
|
||||
out_dims.base_ptr(ctx, generator).into(),
|
||||
],
|
||||
"",
|
||||
)
|
||||
.unwrap();
|
||||
|
||||
TypedArrayLikeAdapter::from(
|
||||
out_dims,
|
||||
Box::new(|_, v| v.into_int_value()),
|
||||
Box::new(|_, v| v.into()),
|
||||
)
|
||||
}
|
||||
|
||||
/// Generates a call to `__nac3_ndarray_calc_broadcast_idx`. Returns an [`ArrayAllocaValue`]
|
||||
/// containing the indices used for accessing `array` corresponding to the index of the broadcasted
|
||||
/// array `broadcast_idx`.
|
||||
pub fn call_ndarray_calc_broadcast_index<'ctx, G: CodeGenerator + ?Sized, BroadcastIdx: UntypedArrayLikeAccessor<'ctx>>(
|
||||
generator: &mut G,
|
||||
ctx: &mut CodeGenContext<'ctx, '_>,
|
||||
array: NDArrayValue<'ctx>,
|
||||
broadcast_idx: &BroadcastIdx,
|
||||
) -> TypedArrayLikeAdapter<'ctx, IntValue<'ctx>> {
|
||||
let llvm_i32 = ctx.ctx.i32_type();
|
||||
let llvm_usize = generator.get_size_type(ctx.ctx);
|
||||
let llvm_pi32 = llvm_i32.ptr_type(AddressSpace::default());
|
||||
let llvm_pusize = llvm_usize.ptr_type(AddressSpace::default());
|
||||
|
||||
let ndarray_calc_broadcast_fn_name = match llvm_usize.get_bit_width() {
|
||||
32 => "__nac3_ndarray_calc_broadcast_idx",
|
||||
64 => "__nac3_ndarray_calc_broadcast_idx64",
|
||||
bw => unreachable!("Unsupported size type bit width: {}", bw)
|
||||
};
|
||||
let ndarray_calc_broadcast_fn = ctx.module.get_function(ndarray_calc_broadcast_fn_name).unwrap_or_else(|| {
|
||||
let fn_type = llvm_usize.fn_type(
|
||||
&[
|
||||
llvm_pusize.into(),
|
||||
llvm_usize.into(),
|
||||
llvm_pi32.into(),
|
||||
llvm_pi32.into(),
|
||||
],
|
||||
false,
|
||||
);
|
||||
|
||||
ctx.module.add_function(ndarray_calc_broadcast_fn_name, fn_type, None)
|
||||
});
|
||||
|
||||
let broadcast_size = broadcast_idx.size(ctx, generator);
|
||||
let out_idx = ctx.builder.build_array_alloca(llvm_i32, broadcast_size, "").unwrap();
|
||||
|
||||
let array_dims = array.dim_sizes().base_ptr(ctx, generator);
|
||||
let array_ndims = array.load_ndims(ctx);
|
||||
let broadcast_idx_ptr = unsafe {
|
||||
broadcast_idx.ptr_offset_unchecked(
|
||||
ctx,
|
||||
generator,
|
||||
llvm_usize.const_zero(),
|
||||
None
|
||||
)
|
||||
};
|
||||
|
||||
ctx.builder
|
||||
.build_call(
|
||||
ndarray_calc_broadcast_fn,
|
||||
&[
|
||||
array_dims.into(),
|
||||
array_ndims.into(),
|
||||
broadcast_idx_ptr.into(),
|
||||
out_idx.into(),
|
||||
],
|
||||
"",
|
||||
)
|
||||
.unwrap();
|
||||
|
||||
TypedArrayLikeAdapter::from(
|
||||
ArraySliceValue::from_ptr_val(out_idx, broadcast_size, None),
|
||||
Box::new(|_, v| v.into_int_value()),
|
||||
Box::new(|_, v| v.into()),
|
||||
)
|
||||
}
|
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