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MrgSort

函数功能

将已经排好序的最多4条队列,合并排列成1条队列,结果按照score域由大到小排序。

  • Atlas A2训练系列产品/Atlas 800I A2推理产品:MrgSort处理的数据一般是经过Sort处理后的数据,也就是Sort接口的输出,队列的结构如下所示:
    • 数据类型为float,每个结构占据8Bytes。

    • 数据类型为half,每个结构也占据8Bytes,其中中间有2Bytes保留。

  • Atlas 推理系列产品:输入输出数据均为Region Proposal,具体请参见ProposalConcat中的Region Proposal说明。

函数原型

template <typename T, bool isExhaustedSuspension = false>
__aicore__ inline void MrgSort(const LocalTensor<T> &dstLocal, const MrgSortSrcList<T> &sortList, const uint16_t elementCountList[4], uint32_t sortedNum[4], uint16_t validBit, const int32_t repeatTimes)

参数说明

表1 模板参数说明

接口

功能

T

操作数的数据类型。

isExhaustedSuspension

某条队列耗尽(即该队列已经全部排序到目的操作数)后,是否需要停止合并。类型为bool,参数取值如下:

  • false:某条队列耗尽后,停止合并。
  • true:直到所有队列耗尽完才停止合并。

默认值为false。

表2 接口参数说明

参数名称

输入/输出

含义

dstLocal

输出

目的操作数,存储经过排序后的数据。

类型为LocalTensor,支持的TPosition为VECIN/VECCALC/VECOUT。

Atlas A2训练系列产品/Atlas 800I A2推理产品,支持的数据类型为:half/float

Atlas推理系列产品AI Core,支持的数据类型为:half/float

sortList

输入

源操作数,支持2-4个队列,并且每个队列都已经排好序,类型为MrgSortSrcList结构体,具体请参考表3。MrgSortSrcList中传入要合并的队列。

template <typename T>
struct MrgSortSrcList {
    LocalTensor<T> src1;
    LocalTensor<T> src2;
    LocalTensor<T> src3; // 当要合并的队列个数小于3,可以为空tensor
    LocalTensor<T> src4; // 当要合并的队列个数小于4,可以为空tensor
};

Atlas A2训练系列产品/Atlas 800I A2推理产品,支持的数据类型为:half/float

Atlas推理系列产品AI Core,支持的数据类型为:half/float

elementCountList

输入

四个源队列的长度(8Bytes结构的数目),类型为长度为4的uint16_t数据类型的数组,理论上每个元素取值范围[0, 4095],但不能超出UB的存储空间。

sortedNum

输出

耗尽模式下(即isExhaustedSuspension为true时),停止合并时每个队列已排序的元素个数。

validBit

输入

有效队列个数,取值如下:
  • 0b11:前两条队列有效
  • 0b111:前三条队列有效
  • 0b1111:四条队列全部有效

repeatTimes

输入

迭代次数,每一次源操作数和目的操作数跳过四个队列总长度。取值范围:repeatTimes∈[1,255]。

repeatTimes参数生效是有条件的,需要同时满足以下四个条件:
  • srcLocal包含四条队列并且valid_bit=15
  • 四个源队列的长度一致
  • 四个源队列连续存储
  • isExhaustedSuspension为false
表3 MrgSortSrcList参数说明

参数名称

输入/输出

含义

src1

输入

源操作数,第一个已经排好序的队列。

类型为LocalTensor,支持的TPosition为VECIN/VECCALC/VECOUT。

数据类型与目的操作数保持一致。

Atlas A2训练系列产品/Atlas 800I A2推理产品,支持的数据类型为:half/float

Atlas推理系列产品AI Core,支持的数据类型为:half/float

src2

输入

源操作数,第二个已经排好序的队列。

类型为LocalTensor,支持的TPosition为VECIN/VECCALC/VECOUT。

数据类型与目的操作数保持一致。

Atlas A2训练系列产品/Atlas 800I A2推理产品,支持的数据类型为:half/float

Atlas推理系列产品AI Core,支持的数据类型为:half/float

src3

输入

源操作数,第三个已经排好序的队列。

类型为LocalTensor,支持的TPosition为VECIN/VECCALC/VECOUT。

数据类型与目的操作数保持一致。

Atlas A2训练系列产品/Atlas 800I A2推理产品,支持的数据类型为:half/float

Atlas推理系列产品AI Core,支持的数据类型为:half/float

src4

输入

源操作数,第四个已经排好序的队列。

类型为LocalTensor,支持的TPosition为VECIN/VECCALC/VECOUT。

数据类型与目的操作数保持一致。

Atlas A2训练系列产品/Atlas 800I A2推理产品,支持的数据类型为:half/float

Atlas推理系列产品AI Core,支持的数据类型为:half/float

返回值

支持的型号

Atlas A2训练系列产品/Atlas 800I A2推理产品

Atlas推理系列产品AI Core

约束说明

  • 当存在score[i]与score[j]相同时,如果i>j,则score[j]将首先被选出来,排在前面,即index的顺序与输入顺序一致。
  • 每次迭代内的数据会进行排序,不同迭代间的数据不会进行排序。
  • 操作数地址偏移对齐要求请参见通用约束

调用示例

// Atlas推理系列产品AI Core/昇腾610 AI处理器AI Core样例,处理64个half类型数据
#include "kernel_operator.h"

namespace AscendC {
template <typename T>
class FullSort {
public:
    __aicore__ inline FullSort() {}
    __aicore__ inline void Init(__gm__ uint8_t* srcValueGm, __gm__ uint8_t* srcIndexGm, __gm__ uint8_t* dstValueGm, __gm__ uint8_t* dstIndexGm)
    {
        concatRepeatTimes = m_elementCount / 16;
        inBufferSize = m_elementCount * sizeof(uint32_t);
        outBufferSize = m_elementCount * sizeof(uint32_t);
        calcBufferSize = m_elementCount * 8;
        tmpBufferSize = m_elementCount * 8;
        sortedLocalSize = m_elementCount * 8 * sizeof(T);
        sortRepeatTimes = m_elementCount / 16;
        extractRepeatTimes = m_elementCount / 16;
        sortTmpLocalSize = m_elementCount * 8 * sizeof(T);
        m_valueGlobal.SetGlobalBuffer((__gm__ T*)srcValueGm);
        m_indexGlobal.SetGlobalBuffer((__gm__ uint32_t*)srcIndexGm);
        m_dstValueGlobal.SetGlobalBuffer((__gm__ T*)dstValueGm);
        m_dstIndexGlobal.SetGlobalBuffer((__gm__ uint32_t*)dstIndexGm);
        m_pipe.InitBuffer(m_queIn, 2, inBufferSize);
        m_pipe.InitBuffer(m_queOut, 2, outBufferSize);
        m_pipe.InitBuffer(m_queCalc, 1, calcBufferSize*sizeof(T));
        m_pipe.InitBuffer(m_queTmp, 2, tmpBufferSize*sizeof(T));
    }
    __aicore__ inline void Process()
    {
        CopyIn();
        Compute();
        CopyOut();
    }
private:
    __aicore__ inline void CopyIn()
    {
        LocalTensor<T> valueLocal = m_queIn.AllocTensor<T>();
        DataCopy(valueLocal, m_valueGlobal, m_elementCount);
        m_queIn.EnQue(valueLocal);

        LocalTensor<uint32_t> indexLocal = m_queIn.AllocTensor<uint32_t>();
        DataCopy(indexLocal, m_indexGlobal, m_elementCount);
        m_queIn.EnQue(indexLocal);
    }
    __aicore__ inline void Compute()
    {
        LocalTensor<T> valueLocal = m_queIn.DeQue<T>();
        LocalTensor<uint32_t> indexLocal = m_queIn.DeQue<uint32_t>();
        LocalTensor<T> sortedLocal = m_queCalc.AllocTensor<T>();
        LocalTensor<T> concatTmpLocal = m_queTmp.AllocTensor<T>();
        LocalTensor<T> sortTmpLocal = m_queTmp.AllocTensor<T>();
        LocalTensor<T> dstValueLocal = m_queOut.AllocTensor<T>();
        LocalTensor<uint32_t> dstIndexLocal = m_queOut.AllocTensor<uint32_t>();
        LocalTensor<T> concatLocal;

        Concat(concatLocal, valueLocal, concatTmpLocal, concatRepeatTimes);
        Sort<T, false>(sortedLocal, concatLocal, indexLocal, sortTmpLocal, sortRepeatTimes);
        uint32_t singleMergeTmpElementCount = m_elementCount / 4;
        uint32_t baseOffset;
        baseOffset = GetSortOffset(singleMergeTmpElementCount);
        MrgSortSrcList sortList = MrgSortSrcList(sortedLocal[0], sortedLocal[baseOffset], sortedLocal[2 * baseOffset], sortedLocal[3 * baseOffset]);
        uint16_t singleDataSize = m_elementCount / 4;
        const uint16_t elementCountList[4] = {singleDataSize, singleDataSize, singleDataSize, singleDataSize};
        uint32_t sortedNum[4];

        MrgSort<T, false>(sortTmpLocal, sortList, elementCountList, sortedNum, 0b1111, 1);
        Extract(dstValueLocal, dstIndexLocal, sortTmpLocal, extractRepeatTimes);

        m_queTmp.FreeTensor(concatTmpLocal);
        m_queTmp.FreeTensor(sortTmpLocal);
        m_queIn.FreeTensor(valueLocal);
        m_queIn.FreeTensor(indexLocal);
        m_queCalc.FreeTensor(sortedLocal);
        m_queOut.EnQue(dstValueLocal);
        m_queOut.EnQue(dstIndexLocal);

    }
    __aicore__ inline void CopyOut()
    {
        LocalTensor<T> dstValueLocal = m_queOut.DeQue<T>();
        LocalTensor<uint32_t> dstIndexLocal = m_queOut.DeQue<uint32_t>();
        DataCopy(m_dstValueGlobal, dstValueLocal, m_elementCount);
        DataCopy(m_dstIndexGlobal, dstIndexLocal, m_elementCount);
        m_queOut.FreeTensor(dstValueLocal);
        m_queOut.FreeTensor(dstIndexLocal);
    }
private:
    TPipe m_pipe;
    TQue<QuePosition::VECIN, 2> m_queIn;
    TQue<QuePosition::VECOUT, 2> m_queOut;
    TQue<QuePosition::VECIN, 2> m_queTmp;
    TQue<QuePosition::VECIN, 1> m_queCalc;
    GlobalTensor<T> m_valueGlobal;
    GlobalTensor<uint32_t> m_indexGlobal;
    GlobalTensor<T> m_dstValueGlobal;
    GlobalTensor<uint32_t> m_dstIndexGlobal;
    uint32_t m_elementCount = 64;
    uint32_t concatRepeatTimes;
    uint32_t inBufferSize;
    uint32_t outBufferSize;
    uint32_t calcBufferSize;
    uint32_t tmpBufferSize;
    uint32_t sortedLocalSize;
    uint32_t sortTmpLocalSize;
    uint32_t sortRepeatTimes;
    uint32_t extractRepeatTimes;

}; // class FullSort
} // namespace AscendC

extern "C" __global__ __aicore__ void FullSort(__gm__ uint8_t* src0Gm, __gm__ uint8_t* src1Gm, __gm__ uint8_t* dst0Gm, __gm__ uint8_t* dst1Gm)
{
    AscendC::FullSort<half> op;
    op.Init(src0Gm, src1Gm, dst0Gm, dst1Gm);
    op.Process();
}
示例结果
输入数据(srcValueGm): 128个float类型数据
[15 14 13 ... 2 1 0
 31 30 29 ... 18 17 16
 47 46 45 ... 34 33 32
 63 62 61 ... 50 49 48]
输入数据(srcIndexGm):
[15 14 13 ... 2 1 0
 31 30 29 ... 18 17 16
 47 46 45 ... 34 33 32
 63 62 61 ... 50 49 48]
输出数据(dstValueGm):
[63 62 61 ... 2 1 0]
输出数据(dstIndexGm):
[63 62 61 ... 2 1 0]

// Atlas A2训练系列产品/Atlas 800I A2推理产品样例,处理128个half类型数据;
#include "kernel_operator.h"

namespace AscendC {
template <typename T>
class FullSort {
public:
    __aicore__ inline FullSort() {}
    __aicore__ inline void Init(__gm__ uint8_t* srcValueGm, __gm__ uint8_t* srcIndexGm, __gm__ uint8_t* dstValueGm, __gm__ uint8_t* dstIndexGm)
    {
        concatRepeatTimes = m_elementCount / 16;
        inBufferSize = m_elementCount * sizeof(uint32_t);
        outBufferSize = m_elementCount * sizeof(uint32_t);
        calcBufferSize = m_elementCount * 8;
        tmpBufferSize = m_elementCount * 8;
        sortedLocalSize = m_elementCount * 4;
        sortRepeatTimes = m_elementCount / 32;
        extractRepeatTimes = m_elementCount / 32;
        sortTmpLocalSize = m_elementCount * 4;
        m_valueGlobal.SetGlobalBuffer((__gm__ T*)srcValueGm);
        m_indexGlobal.SetGlobalBuffer((__gm__ uint32_t*)srcIndexGm);
        m_dstValueGlobal.SetGlobalBuffer((__gm__ T*)dstValueGm);
        m_dstIndexGlobal.SetGlobalBuffer((__gm__ uint32_t*)dstIndexGm);
        m_pipe.InitBuffer(m_queIn, 2, inBufferSize);
        m_pipe.InitBuffer(m_queOut, 2, outBufferSize);
        m_pipe.InitBuffer(m_queCalc, 1, calcBufferSize*sizeof(T));
        m_pipe.InitBuffer(m_queTmp, 2, tmpBufferSize*sizeof(T));
    }
    __aicore__ inline void Process()
    {
        CopyIn();
        Compute();
        CopyOut();
    }
private:
    __aicore__ inline void CopyIn()
    {
        LocalTensor<T> valueLocal = m_queIn.AllocTensor<T>();
        DataCopy(valueLocal, m_valueGlobal, m_elementCount);
        m_queIn.EnQue(valueLocal);
        LocalTensor<uint32_t> indexLocal = m_queIn.AllocTensor<uint32_t>();
        DataCopy(indexLocal, m_indexGlobal, m_elementCount);
        m_queIn.EnQue(indexLocal);
    }
    __aicore__ inline void Compute()
    {
        LocalTensor<T> valueLocal = m_queIn.DeQue<T>();
        LocalTensor<uint32_t> indexLocal = m_queIn.DeQue<uint32_t>();
        LocalTensor<T> sortedLocal = m_queCalc.AllocTensor<T>();
        LocalTensor<T> concatTmpLocal = m_queTmp.AllocTensor<T>();
        LocalTensor<T> sortTmpLocal = m_queTmp.AllocTensor<T>();
        LocalTensor<T> dstValueLocal = m_queOut.AllocTensor<T>();
        LocalTensor<uint32_t> dstIndexLocal = m_queOut.AllocTensor<uint32_t>();
        LocalTensor<T> concatLocal;

        Concat(concatLocal, valueLocal, concatTmpLocal, concatRepeatTimes);
        Sort<T, false>(sortedLocal, concatLocal, indexLocal, sortTmpLocal, sortRepeatTimes);
        uint32_t singleMergeTmpElementCount = m_elementCount / 4;
        uint32_t baseOffset;
        baseOffset = GetSortOffset(singleMergeTmpElementCount);
        MrgSortSrcList sortList = MrgSortSrcList(sortedLocal[0], sortedLocal[baseOffset], sortedLocal[2 * baseOffset], sortedLocal[3 * baseOffset]);
        uint16_t singleDataSize = m_elementCount / 4;
        const uint16_t elementCountList[4] = {singleDataSize, singleDataSize, singleDataSize, singleDataSize};
        uint32_t sortedNum[4];
        MrgSort<T, false>(sortTmpLocal, sortList, elementCountList, sortedNum, 0b1111, 1);
        Extract(dstValueLocal, dstIndexLocal, sortTmpLocal, extractRepeatTimes);

        m_queTmp.FreeTensor(concatTmpLocal);
        m_queTmp.FreeTensor(sortTmpLocal);
        m_queIn.FreeTensor(valueLocal);
        m_queIn.FreeTensor(indexLocal);
        m_queCalc.FreeTensor(sortedLocal);
        m_queOut.EnQue(dstValueLocal);
        m_queOut.EnQue(dstIndexLocal);

    }
    __aicore__ inline void CopyOut()
    {
        LocalTensor<T> dstValueLocal = m_queOut.DeQue<T>();
        LocalTensor<uint32_t> dstIndexLocal = m_queOut.DeQue<uint32_t>();
        DataCopy(m_dstValueGlobal, dstValueLocal, m_elementCount);
        DataCopy(m_dstIndexGlobal, dstIndexLocal, m_elementCount);
        m_queOut.FreeTensor(dstValueLocal);
        m_queOut.FreeTensor(dstIndexLocal);
    }
private:
    TPipe m_pipe;
    TQue<QuePosition::VECIN, 2> m_queIn;
    TQue<QuePosition::VECOUT, 2> m_queOut;
    TQue<QuePosition::VECIN, 2> m_queTmp;
    TQue<QuePosition::VECIN, 1> m_queCalc;
    GlobalTensor<T> m_valueGlobal;
    GlobalTensor<uint32_t> m_indexGlobal;
    GlobalTensor<T> m_dstValueGlobal;
    GlobalTensor<uint32_t> m_dstIndexGlobal;
    uint32_t m_elementCount = 128;
    uint32_t concatRepeatTimes;
    uint32_t inBufferSize;
    uint32_t outBufferSize;
    uint32_t calcBufferSize;
    uint32_t tmpBufferSize;
    uint32_t sortedLocalSize;
    uint32_t sortTmpLocalSize;
    uint32_t sortRepeatTimes;
    uint32_t extractRepeatTimes;

}; // class FullSort
} // namespace AscendC

extern "C" __global__ __aicore__ void FullSort(__gm__ uint8_t* src0Gm, __gm__ uint8_t* src1Gm, __gm__ uint8_t* dst0Gm, __gm__ uint8_t* dst1Gm)
{
    AscendC::FullSort<half> op;
    op.Init(src0Gm, src1Gm, dst0Gm, dst1Gm);
    op.Process();
}

示例结果
输入数据(srcValueGm): 128个float类型数据
[31 30 29 ... 2 1 0
 63 62 61 ... 34 33 32
 95 94 93 ... 66 65 64
 127 126 125 ... 98 97 96]
输入数据(srcIndexGm):
[31 30 29 ... 2 1 0
 63 62 61 ... 34 33 32
 95 94 93 ... 66 65 64
 127 126 125 ... 98 97 96]
输出数据(dstValueGm):
[127 126 125 ... 2 1 0]
输出数据(dstIndexGm):
[127 126 125 ... 2 1 0]