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				https://github.com/ggml-org/llama.cpp.git
				synced 2025-10-29 08:41:22 +00:00 
			
		
		
		
	OpenCL: add initial FA support (#14987)
* add F16/F16 fa support * fix kernel init * use mad instead of fma * use inline function * mark FA with sinks as unsupported for now * add pragma unroll to loops
This commit is contained in:
		| @@ -112,6 +112,9 @@ set(GGML_OPENCL_KERNELS | |||||||
|     mul_mat_f16_f32 |     mul_mat_f16_f32 | ||||||
|     conv2d |     conv2d | ||||||
|     conv2d_f16_f32 |     conv2d_f16_f32 | ||||||
|  |     flash_attn_f32_f16 | ||||||
|  |     flash_attn_f16 | ||||||
|  |     flash_attn_f32 | ||||||
| ) | ) | ||||||
|  |  | ||||||
| foreach (K ${GGML_OPENCL_KERNELS}) | foreach (K ${GGML_OPENCL_KERNELS}) | ||||||
|   | |||||||
| @@ -25,6 +25,7 @@ | |||||||
| #include <vector> | #include <vector> | ||||||
| #include <string> | #include <string> | ||||||
| #include <cmath> | #include <cmath> | ||||||
|  | #include <map> | ||||||
| #include <memory> | #include <memory> | ||||||
| #include <charconv> | #include <charconv> | ||||||
| #include <mutex> | #include <mutex> | ||||||
| @@ -424,6 +425,14 @@ struct ggml_backend_opencl_context { | |||||||
|     cl_kernel kernel_diag_mask_inf, kernel_diag_mask_inf_8; |     cl_kernel kernel_diag_mask_inf, kernel_diag_mask_inf_8; | ||||||
|     cl_kernel kernel_soft_max, kernel_soft_max_4; |     cl_kernel kernel_soft_max, kernel_soft_max_4; | ||||||
|     cl_kernel kernel_soft_max_f16, kernel_soft_max_4_f16; |     cl_kernel kernel_soft_max_f16, kernel_soft_max_4_f16; | ||||||
|  |     std::map<std::pair<int, int>, cl_kernel> kernels_flash_attn_f16; | ||||||
|  |     std::map<std::pair<int, int>, cl_kernel> kernels_flash_attn_f16_q1; | ||||||
|  |     std::map<std::pair<int, int>, cl_kernel> kernels_flash_attn_f32; | ||||||
|  |     std::map<std::pair<int, int>, cl_kernel> kernels_flash_attn_f32_q1; | ||||||
|  |     std::map<std::pair<int, int>, cl_kernel> kernels_flash_attn_f32_f16; | ||||||
|  |     std::map<std::pair<int, int>, cl_kernel> kernels_flash_attn_f32_f16_q1; | ||||||
|  |     std::map<std::pair<int, int>, int>       kernels_flash_attn_bm; | ||||||
|  |     std::map<std::pair<int, int>, int>       kernels_flash_attn_bn; | ||||||
|     cl_kernel kernel_get_rows_f32, kernel_get_rows_f16, kernel_get_rows_q4_0; |     cl_kernel kernel_get_rows_f32, kernel_get_rows_f16, kernel_get_rows_q4_0; | ||||||
|     cl_kernel kernel_set_rows_f32, kernel_set_rows_f16; |     cl_kernel kernel_set_rows_f32, kernel_set_rows_f16; | ||||||
|     cl_kernel kernel_rope_norm_f32, kernel_rope_norm_f16, kernel_rope_neox_f32, kernel_rope_neox_f16; |     cl_kernel kernel_rope_norm_f32, kernel_rope_norm_f16, kernel_rope_neox_f32, kernel_rope_neox_f16; | ||||||
| @@ -1308,6 +1317,73 @@ static void load_cl_kernels(ggml_backend_opencl_context *backend_ctx, ggml_cl_ve | |||||||
|         GGML_LOG_CONT("."); |         GGML_LOG_CONT("."); | ||||||
|     } |     } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     // flash_attn | ||||||
|  |     { | ||||||
|  |         #ifdef GGML_OPENCL_EMBED_KERNELS | ||||||
|  |                 const std::string kernel_src_f16 { | ||||||
|  |                     #include "flash_attn_f16.cl.h" | ||||||
|  |                 }; | ||||||
|  |                 const std::string kernel_src_f32 { | ||||||
|  |                     #include "flash_attn_f32.cl.h" | ||||||
|  |                 }; | ||||||
|  |                 const std::string kernel_src_f32_f16 { | ||||||
|  |                     #include "flash_attn_f32_f16.cl.h" | ||||||
|  |                 }; | ||||||
|  |         #else | ||||||
|  |                 const std::string kernel_src_f16 = read_file("flash_attn_f16.cl"); | ||||||
|  |                 const std::string kernel_src_f32 = read_file("flash_attn_f32.cl"); | ||||||
|  |                 const std::string kernel_src_f32_f16 = read_file("flash_attn_f32_f16.cl"); | ||||||
|  |         #endif | ||||||
|  |  | ||||||
|  |         if (!kernel_src_f16.empty() && !kernel_src_f32.empty() && !kernel_src_f32_f16.empty()) { | ||||||
|  |             const struct { int dk; int dv; int bm; int bn; } fa_dims[] = { | ||||||
|  |                 { 64,  64, 64, 64}, { 80,  80, 64, 32}, { 96,  96, 64, 32}, | ||||||
|  |                 {112, 112, 32, 32}, {128, 128, 32, 32}, {192, 128, 16, 16}, | ||||||
|  |                 {192, 192, 16, 16}, {256, 256, 16, 16}, | ||||||
|  |             }; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |             for (size_t i = 0; i < sizeof(fa_dims)/sizeof(fa_dims[0]); ++i) { | ||||||
|  |                 const int dk = fa_dims[i].dk; | ||||||
|  |                 const int dv = fa_dims[i].dv; | ||||||
|  |                 const int bm = fa_dims[i].bm; | ||||||
|  |                 const int bn = fa_dims[i].bn; | ||||||
|  |                 std::string OPTS = compile_opts + | ||||||
|  |                     " -D DK=" + std::to_string(dk) + | ||||||
|  |                     " -D DV=" + std::to_string(dv) + | ||||||
|  |                     " -D BLOCK_M=" + std::to_string(bm) + | ||||||
|  |                     " -D BLOCK_N=" + std::to_string(bn); | ||||||
|  |  | ||||||
|  |                 cl_program prog_f16 = build_program_from_source(backend_ctx->context, backend_ctx->device, kernel_src_f16.c_str(), OPTS); | ||||||
|  |                 cl_kernel k_f16, k_f16_q1; | ||||||
|  |                 CL_CHECK((k_f16 = clCreateKernel(prog_f16, "flash_attn_f16", &err), err)); | ||||||
|  |                 CL_CHECK((k_f16_q1 = clCreateKernel(prog_f16, "flash_attn_f16_q1", &err), err)); | ||||||
|  |                 backend_ctx->kernels_flash_attn_f16[{dk, dv}] = k_f16; | ||||||
|  |                 backend_ctx->kernels_flash_attn_f16_q1[{dk, dv}] = k_f16_q1; | ||||||
|  |                 CL_CHECK(clReleaseProgram(prog_f16)); | ||||||
|  |  | ||||||
|  |                 cl_program prog_f32 = build_program_from_source(backend_ctx->context, backend_ctx->device, kernel_src_f32.c_str(), OPTS); | ||||||
|  |                 cl_kernel k_f32, k_f32_q1; | ||||||
|  |                 CL_CHECK((k_f32 = clCreateKernel(prog_f32, "flash_attn_f32", &err), err)); | ||||||
|  |                 CL_CHECK((k_f32_q1 = clCreateKernel(prog_f32, "flash_attn_f32_q1", &err), err)); | ||||||
|  |                 backend_ctx->kernels_flash_attn_f32[{dk, dv}] = k_f32; | ||||||
|  |                 backend_ctx->kernels_flash_attn_f32_q1[{dk, dv}] = k_f32_q1; | ||||||
|  |                 CL_CHECK(clReleaseProgram(prog_f32)); | ||||||
|  |  | ||||||
|  |                 cl_program prog_f32_f16 = build_program_from_source(backend_ctx->context, backend_ctx->device, kernel_src_f32_f16.c_str(), OPTS); | ||||||
|  |                 cl_kernel k_f32_f16, k_f32_f16_q1; | ||||||
|  |                 CL_CHECK((k_f32_f16 = clCreateKernel(prog_f32_f16, "flash_attn_f32_f16", &err), err)); | ||||||
|  |                 CL_CHECK((k_f32_f16_q1 = clCreateKernel(prog_f32_f16, "flash_attn_f32_f16_q1", &err), err)); | ||||||
|  |                 backend_ctx->kernels_flash_attn_f32_f16[{dk, dv}] = k_f32_f16; | ||||||
|  |                 backend_ctx->kernels_flash_attn_f32_f16_q1[{dk, dv}] = k_f32_f16_q1; | ||||||
|  |                 CL_CHECK(clReleaseProgram(prog_f32_f16)); | ||||||
|  |  | ||||||
|  |                 backend_ctx->kernels_flash_attn_bm[{dk, dv}] = bm; | ||||||
|  |                 backend_ctx->kernels_flash_attn_bn[{dk, dv}] = bn; | ||||||
|  |             } | ||||||
|  |             GGML_LOG_CONT("."); | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |  | ||||||
|     // argsort |     // argsort | ||||||
|     { |     { | ||||||
| #ifdef GGML_OPENCL_EMBED_KERNELS | #ifdef GGML_OPENCL_EMBED_KERNELS | ||||||
| @@ -2636,6 +2712,45 @@ static bool ggml_opencl_supports_op(ggml_backend_dev_t dev, const struct ggml_te | |||||||
|             return op->src[0]->type == GGML_TYPE_F32; |             return op->src[0]->type == GGML_TYPE_F32; | ||||||
|         case GGML_OP_SUM_ROWS: |         case GGML_OP_SUM_ROWS: | ||||||
|             return op->src[0]->type == GGML_TYPE_F32 && ggml_is_contiguous(op->src[0]); |             return op->src[0]->type == GGML_TYPE_F32 && ggml_is_contiguous(op->src[0]); | ||||||
|  |         case GGML_OP_FLASH_ATTN_EXT: | ||||||
|  |             { | ||||||
|  |                 if (op->src[4]) { | ||||||
|  |                     return false; | ||||||
|  |                 } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |                 const ggml_tensor * q = op->src[0]; | ||||||
|  |                 const ggml_tensor * k = op->src[1]; | ||||||
|  |                 const ggml_tensor * v = op->src[2]; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |                 const int dk = q->ne[0]; | ||||||
|  |                 const int dv = v->ne[0]; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |                 const struct { int dk; int dv; } supported_dims[] = { | ||||||
|  |                     { 64,  64}, { 80,  80}, { 96,  96}, | ||||||
|  |                     {112, 112}, {128, 128}, {192, 128}, | ||||||
|  |                     {192, 192}, {256, 256}, | ||||||
|  |                 }; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |                 bool dims_supported = false; | ||||||
|  |                 for (size_t i = 0; i < sizeof(supported_dims)/sizeof(supported_dims[0]); ++i) { | ||||||
|  |                     if (supported_dims[i].dk == dk && supported_dims[i].dv == dv) { | ||||||
|  |                         dims_supported = true; | ||||||
|  |                         break; | ||||||
|  |                     } | ||||||
|  |                 } | ||||||
|  |                 if (!dims_supported) { | ||||||
|  |                     return false; | ||||||
|  |                 } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |                 const bool is_f32_f32 = q->type == GGML_TYPE_F32 && k->type == GGML_TYPE_F32 && | ||||||
|  |                                         v->type == GGML_TYPE_F32 && op->type == GGML_TYPE_F32; | ||||||
|  |                 const bool is_f16_f16 = q->type == GGML_TYPE_F16 && k->type == GGML_TYPE_F16 && | ||||||
|  |                                         v->type == GGML_TYPE_F16 && op->type == GGML_TYPE_F16; | ||||||
|  |                 const bool is_f32_f16 = q->type == GGML_TYPE_F32 && k->type == GGML_TYPE_F16 && | ||||||
|  |                                         v->type == GGML_TYPE_F16 && op->type == GGML_TYPE_F32; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |                 return is_f32_f32 || is_f16_f16 || is_f32_f16; | ||||||
|  |             } | ||||||
|         default: |         default: | ||||||
|             return false; |             return false; | ||||||
|     } |     } | ||||||
| @@ -5451,6 +5566,133 @@ static void ggml_cl_timestep_embedding(ggml_backend_t backend, const ggml_tensor | |||||||
|     backend_ctx->enqueue_ndrange_kernel(kernel, 3, global_work_size, NULL, dst); |     backend_ctx->enqueue_ndrange_kernel(kernel, 3, global_work_size, NULL, dst); | ||||||
| } | } | ||||||
|  |  | ||||||
|  | static void ggml_cl_flash_attn(ggml_backend_t backend, const ggml_tensor * q, const ggml_tensor * k, ggml_tensor * dst) { | ||||||
|  |     const ggml_tensor * v = dst->src[2]; | ||||||
|  |     const ggml_tensor * mask = dst->src[3]; | ||||||
|  |     GGML_ASSERT(q->extra); | ||||||
|  |     GGML_ASSERT(k->extra); | ||||||
|  |     GGML_ASSERT(v->extra); | ||||||
|  |     GGML_ASSERT(dst->extra); | ||||||
|  |     if (mask) { | ||||||
|  |         GGML_ASSERT(mask->extra); | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     ggml_backend_opencl_context *backend_ctx = (ggml_backend_opencl_context *)backend->context; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     const int n_q = q->ne[1]; | ||||||
|  |     const int n_kv = k->ne[1]; | ||||||
|  |     const int d_head_q = q->ne[0]; | ||||||
|  |     const int d_head_v = v->ne[0]; | ||||||
|  |     const int n_head = q->ne[2]; | ||||||
|  |     const int n_head_kv = k->ne[2]; | ||||||
|  |     const int n_batch = q->ne[3]; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     cl_kernel kernel = NULL; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     const bool is_f16 = q->type == GGML_TYPE_F16; | ||||||
|  |     const bool is_mixed = q->type == GGML_TYPE_F32 && k->type == GGML_TYPE_F16; | ||||||
|  |     const std::pair<int, int> dk_dv = {d_head_q, d_head_v}; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     if (n_q == 1) { | ||||||
|  |         if (is_mixed) { | ||||||
|  |             kernel = backend_ctx->kernels_flash_attn_f32_f16_q1.at(dk_dv); | ||||||
|  |         } else if (is_f16) { | ||||||
|  |             kernel = backend_ctx->kernels_flash_attn_f16_q1.at(dk_dv); | ||||||
|  |         } else { | ||||||
|  |             kernel = backend_ctx->kernels_flash_attn_f32_q1.at(dk_dv); | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |     } else { | ||||||
|  |         if (is_mixed) { | ||||||
|  |             kernel = backend_ctx->kernels_flash_attn_f32_f16.at(dk_dv); | ||||||
|  |         } else if (is_f16) { | ||||||
|  |             kernel = backend_ctx->kernels_flash_attn_f16.at(dk_dv); | ||||||
|  |         } else { | ||||||
|  |             kernel = backend_ctx->kernels_flash_attn_f32.at(dk_dv); | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |     GGML_ASSERT(kernel != NULL); | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     ggml_tensor_extra_cl * extra_q = (ggml_tensor_extra_cl *)q->extra; | ||||||
|  |     ggml_tensor_extra_cl * extra_k = (ggml_tensor_extra_cl *)k->extra; | ||||||
|  |     ggml_tensor_extra_cl * extra_v = (ggml_tensor_extra_cl *)v->extra; | ||||||
|  |     ggml_tensor_extra_cl * extra_o = (ggml_tensor_extra_cl *)dst->extra; | ||||||
|  |     ggml_tensor_extra_cl * extra_mask = mask ? (ggml_tensor_extra_cl *)mask->extra : NULL; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     cl_ulong offset_q = extra_q->offset + q->view_offs; | ||||||
|  |     cl_ulong offset_k = extra_k->offset + k->view_offs; | ||||||
|  |     cl_ulong offset_v = extra_v->offset + v->view_offs; | ||||||
|  |     cl_ulong offset_o = extra_o->offset + dst->view_offs; | ||||||
|  |     cl_mem   mask_buffer = extra_mask ? extra_mask->data_device : NULL; | ||||||
|  |     cl_ulong offset_mask = extra_mask ? extra_mask->offset + mask->view_offs : 0; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     const cl_ulong q_nb1 = q->nb[1], q_nb2 = q->nb[2], q_nb3 = q->nb[3]; | ||||||
|  |     const cl_ulong k_nb1 = k->nb[1], k_nb2 = k->nb[2], k_nb3 = k->nb[3]; | ||||||
|  |     const cl_ulong v_nb1 = v->nb[1], v_nb2 = v->nb[2], v_nb3 = v->nb[3]; | ||||||
|  |     const cl_ulong o_nb1 = dst->nb[1], o_nb2 = dst->nb[2], o_nb3 = dst->nb[3]; | ||||||
|  |     const cl_ulong mask_nb1 = mask ? mask->nb[1] : 0; | ||||||
|  |     const cl_ulong mask_nb2 = mask ? mask->nb[2] : 0; | ||||||
|  |     const cl_ulong mask_nb3 = mask ? mask->nb[3] : 0; | ||||||
|  |     const int mask_ne2 = mask ? mask->ne[2] : 0; | ||||||
|  |     const int mask_ne3 = mask ? mask->ne[3] : 0; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     float scale, max_bias, logit_softcap; | ||||||
|  |     const float * params = (const float *)dst->op_params; | ||||||
|  |     scale         = params[0]; | ||||||
|  |     max_bias      = params[1]; | ||||||
|  |     logit_softcap = params[2]; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     const int is_causal = (mask == NULL && n_q > 1 && n_q == n_kv); | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     const int n_head_log2_val = n_head > 0 ? 1u << (int)floorf(log2f((float)n_head)) : 0; | ||||||
|  |     const float n_head_log2_f = n_head_log2_val > 0 ? (float)n_head_log2_val : 1.0f; | ||||||
|  |     const float m0 = powf(2.0f, -(max_bias) / n_head_log2_f); | ||||||
|  |     const float m1 = powf(2.0f, -(max_bias / 2.0f) / n_head_log2_f); | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     CL_CHECK(clSetKernelArg(kernel, 0, sizeof(cl_mem),   &extra_q->data_device)); | ||||||
|  |     CL_CHECK(clSetKernelArg(kernel, 1, sizeof(cl_ulong), &offset_q)); | ||||||
|  |     CL_CHECK(clSetKernelArg(kernel, 2, sizeof(cl_mem),   &extra_k->data_device)); | ||||||
|  |     CL_CHECK(clSetKernelArg(kernel, 3, sizeof(cl_ulong), &offset_k)); | ||||||
|  |     CL_CHECK(clSetKernelArg(kernel, 4, sizeof(cl_mem),   &extra_v->data_device)); | ||||||
|  |     CL_CHECK(clSetKernelArg(kernel, 5, sizeof(cl_ulong), &offset_v)); | ||||||
|  |     CL_CHECK(clSetKernelArg(kernel, 6, sizeof(cl_mem),   &extra_o->data_device)); | ||||||
|  |     CL_CHECK(clSetKernelArg(kernel, 7, sizeof(cl_ulong), &offset_o)); | ||||||
|  |     CL_CHECK(clSetKernelArg(kernel, 8, sizeof(float),    &scale)); | ||||||
|  |     CL_CHECK(clSetKernelArg(kernel, 9, sizeof(int),      &n_q)); | ||||||
|  |     CL_CHECK(clSetKernelArg(kernel, 10, sizeof(int),     &n_kv)); | ||||||
|  |     CL_CHECK(clSetKernelArg(kernel, 11, sizeof(int),     &is_causal)); | ||||||
|  |     CL_CHECK(clSetKernelArg(kernel, 12, sizeof(int),     &n_head)); | ||||||
|  |     CL_CHECK(clSetKernelArg(kernel, 13, sizeof(cl_ulong), &q_nb1)); CL_CHECK(clSetKernelArg(kernel, 14, sizeof(cl_ulong), &q_nb2)); CL_CHECK(clSetKernelArg(kernel, 15, sizeof(cl_ulong), &q_nb3)); | ||||||
|  |     CL_CHECK(clSetKernelArg(kernel, 16, sizeof(cl_ulong), &k_nb1)); CL_CHECK(clSetKernelArg(kernel, 17, sizeof(cl_ulong), &k_nb2)); CL_CHECK(clSetKernelArg(kernel, 18, sizeof(cl_ulong), &k_nb3)); | ||||||
|  |     CL_CHECK(clSetKernelArg(kernel, 19, sizeof(cl_ulong), &v_nb1)); CL_CHECK(clSetKernelArg(kernel, 20, sizeof(cl_ulong), &v_nb2)); CL_CHECK(clSetKernelArg(kernel, 21, sizeof(cl_ulong), &v_nb3)); | ||||||
|  |     CL_CHECK(clSetKernelArg(kernel, 22, sizeof(cl_ulong), &o_nb1)); CL_CHECK(clSetKernelArg(kernel, 23, sizeof(cl_ulong), &o_nb2)); CL_CHECK(clSetKernelArg(kernel, 24, sizeof(cl_ulong), &o_nb3)); | ||||||
|  |     CL_CHECK(clSetKernelArg(kernel, 25, sizeof(float),    &max_bias)); | ||||||
|  |     CL_CHECK(clSetKernelArg(kernel, 26, sizeof(float),    &m0)); | ||||||
|  |     CL_CHECK(clSetKernelArg(kernel, 27, sizeof(float),    &m1)); | ||||||
|  |     CL_CHECK(clSetKernelArg(kernel, 28, sizeof(int),      &n_head_log2_val)); | ||||||
|  |     CL_CHECK(clSetKernelArg(kernel, 29, sizeof(float),    &logit_softcap)); | ||||||
|  |     CL_CHECK(clSetKernelArg(kernel, 30, sizeof(int),      &n_head_kv)); | ||||||
|  |     CL_CHECK(clSetKernelArg(kernel, 31, sizeof(cl_mem),   &mask_buffer)); | ||||||
|  |     CL_CHECK(clSetKernelArg(kernel, 32, sizeof(cl_ulong), &offset_mask)); | ||||||
|  |     CL_CHECK(clSetKernelArg(kernel, 33, sizeof(cl_ulong), &mask_nb1)); | ||||||
|  |     CL_CHECK(clSetKernelArg(kernel, 34, sizeof(cl_ulong), &mask_nb2)); | ||||||
|  |     CL_CHECK(clSetKernelArg(kernel, 35, sizeof(cl_ulong), &mask_nb3)); | ||||||
|  |     CL_CHECK(clSetKernelArg(kernel, 36, sizeof(int),      &mask_ne2)); | ||||||
|  |     CL_CHECK(clSetKernelArg(kernel, 37, sizeof(int),      &mask_ne3)); | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     if (n_q == 1) { | ||||||
|  |         const size_t wg_size = 64; | ||||||
|  |         size_t local_work_size[] = { wg_size, 1 }; | ||||||
|  |         size_t global_work_size[] = { wg_size, (size_t)(n_head * n_batch) }; | ||||||
|  |         backend_ctx->enqueue_ndrange_kernel(kernel, 2, global_work_size, local_work_size, dst); | ||||||
|  |     } else { | ||||||
|  |         const int block_m = backend_ctx->kernels_flash_attn_bm.at(dk_dv); | ||||||
|  |         const size_t wg_size = block_m; | ||||||
|  |         size_t local_work_size[] = { wg_size, 1 }; | ||||||
|  |         size_t global_work_size[] = { (size_t)((n_q + block_m - 1) / block_m) * wg_size, (size_t)(n_head * n_batch) }; | ||||||
|  |         backend_ctx->enqueue_ndrange_kernel(kernel, 2, global_work_size, local_work_size, dst); | ||||||
|  |     } | ||||||
|  | } | ||||||
|  |  | ||||||
| static void ggml_cl_mul_mat_f16_f32_tiled(ggml_backend_t backend, const ggml_tensor * src0, const ggml_tensor * src1, ggml_tensor * dst) { | static void ggml_cl_mul_mat_f16_f32_tiled(ggml_backend_t backend, const ggml_tensor * src0, const ggml_tensor * src1, ggml_tensor * dst) { | ||||||
|     ggml_backend_opencl_context *backend_ctx = (ggml_backend_opencl_context *)backend->context; |     ggml_backend_opencl_context *backend_ctx = (ggml_backend_opencl_context *)backend->context; | ||||||
|  |  | ||||||
| @@ -7607,6 +7849,12 @@ bool ggml_cl_compute_forward(ggml_backend_t backend, struct ggml_tensor * tensor | |||||||
|             } |             } | ||||||
|             func = ggml_cl_sum_rows; |             func = ggml_cl_sum_rows; | ||||||
|             break; |             break; | ||||||
|  |         case GGML_OP_FLASH_ATTN_EXT: | ||||||
|  |             if (!any_on_device) { | ||||||
|  |                 return false; | ||||||
|  |             } | ||||||
|  |             ggml_cl_flash_attn(backend, tensor->src[0], tensor->src[1], tensor); | ||||||
|  |             return true; | ||||||
|         default: |         default: | ||||||
|             return false; |             return false; | ||||||
|     } |     } | ||||||
|   | |||||||
							
								
								
									
										343
									
								
								ggml/src/ggml-opencl/kernels/flash_attn_f16.cl
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										343
									
								
								ggml/src/ggml-opencl/kernels/flash_attn_f16.cl
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							| @@ -0,0 +1,343 @@ | |||||||
|  | #pragma OPENCL EXTENSION cl_khr_fp16 : enable | ||||||
|  |  | ||||||
|  | #define ACC_TYPE float | ||||||
|  | #define ACC_TYPE4 float4 | ||||||
|  | #define DATA_TYPE half | ||||||
|  | #define DATA_TYPE4 half4 | ||||||
|  | #define CONVERT_ACC4(x) convert_float4(x) | ||||||
|  | #define CONVERT_DATA4(x) convert_half4(x) | ||||||
|  |  | ||||||
|  | #define DK_VEC (DK/4) | ||||||
|  | #define DV_VEC (DV/4) | ||||||
|  | #define WG_SIZE (BLOCK_M) | ||||||
|  | #define Q1_WG_SIZE 64 | ||||||
|  |  | ||||||
|  | inline float get_alibi_slope( | ||||||
|  |     const float max_bias, const uint h, const uint n_head_log2, const float m0, const float m1 | ||||||
|  | ) { | ||||||
|  |     if (max_bias <= 0.0f) { | ||||||
|  |         return 1.0f; | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |     const float base = h < n_head_log2 ? m0 : m1; | ||||||
|  |     const int   exph = h < n_head_log2 ? h + 1 : 2*(h - n_head_log2) + 1; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     return pow(base, exph); | ||||||
|  | } | ||||||
|  | __kernel void flash_attn_f16( | ||||||
|  |     const global void * q_void, ulong q_offset, | ||||||
|  |     const global void * k_void, ulong k_offset, | ||||||
|  |     const global void * v_void, ulong v_offset, | ||||||
|  |     global void * o_void, ulong o_offset, | ||||||
|  |     const float scale, | ||||||
|  |     const int n_q, | ||||||
|  |     const int n_kv, | ||||||
|  |     const int is_causal, | ||||||
|  |     const int n_head, | ||||||
|  |     const ulong q_nb1, const ulong q_nb2, const ulong q_nb3, | ||||||
|  |     const ulong k_nb1, const ulong k_nb2, const ulong k_nb3, | ||||||
|  |     const ulong v_nb1, const ulong v_nb2, const ulong v_nb3, | ||||||
|  |     const ulong o_nb1, const ulong o_nb2, const ulong o_nb3, | ||||||
|  |     const float max_bias, | ||||||
|  |     const float m0, | ||||||
|  |     const float m1, | ||||||
|  |     const int n_head_log2, | ||||||
|  |     const float logit_softcap, | ||||||
|  |     const int n_head_kv, | ||||||
|  |     const global void* mask_void, | ||||||
|  |     const ulong mask_offset, | ||||||
|  |     const ulong mask_nb1, | ||||||
|  |     const ulong mask_nb2, | ||||||
|  |     const ulong mask_nb3, | ||||||
|  |     const int mask_ne2, | ||||||
|  |     const int mask_ne3 | ||||||
|  | ) { | ||||||
|  |     const int tid = get_local_id(0); | ||||||
|  |     const int block_q_idx = get_group_id(0); | ||||||
|  |     const int head_batch_idx = get_global_id(1); | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     const int my_query_row = block_q_idx * BLOCK_M + tid; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     const int batch_idx = head_batch_idx / n_head; | ||||||
|  |     const int head_idx = head_batch_idx % n_head; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     const int gqa_ratio = n_head / n_head_kv; | ||||||
|  |     const int head_kv_idx = head_idx / gqa_ratio; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     const global char* q_base = (const global char*)q_void + q_offset; | ||||||
|  |     const global char* k_base = (const global char*)k_void + k_offset; | ||||||
|  |     const global char* v_base = (const global char*)v_void + v_offset; | ||||||
|  |     global char* o_base = (global char*)o_void + o_offset; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     const global char* mask_base = NULL; | ||||||
|  |     if (mask_void != NULL) { | ||||||
|  |         const int mask_head_idx = head_idx % mask_ne2; | ||||||
|  |         const int mask_batch_idx = batch_idx % mask_ne3; | ||||||
|  |         mask_base = (const global char*)mask_void + mask_offset + mask_batch_idx * mask_nb3 + mask_head_idx * mask_nb2; | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     ACC_TYPE4 q_priv[DK_VEC]; | ||||||
|  |     if (my_query_row < n_q) { | ||||||
|  |         const ulong q_row_offset = batch_idx * q_nb3 + head_idx * q_nb2 + my_query_row * q_nb1; | ||||||
|  |         const global DATA_TYPE4* q_ptr = (const global DATA_TYPE4*)(q_base + q_row_offset); | ||||||
|  |         #pragma unroll | ||||||
|  |         for (int i = 0; i < DK_VEC; ++i) { | ||||||
|  |             q_priv[i] = CONVERT_ACC4(q_ptr[i]); | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     ACC_TYPE4 o_acc[DV_VEC]; | ||||||
|  |     #pragma unroll | ||||||
|  |     for (int i = 0; i < DV_VEC; ++i) { | ||||||
|  |         o_acc[i] = (ACC_TYPE4)(0.0f); | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |     ACC_TYPE m_i = -INFINITY; | ||||||
|  |     ACC_TYPE l_i = 0.0f; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     float slope = get_alibi_slope(max_bias, head_idx, n_head_log2, m0, m1); | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     __local DATA_TYPE4 l_k[BLOCK_N][DK_VEC]; | ||||||
|  |     __local DATA_TYPE4 l_v[BLOCK_N][DV_VEC]; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     for (int k_start = 0; k_start < n_kv; k_start += BLOCK_N) { | ||||||
|  |         for (int i = tid; i < BLOCK_N * DK_VEC; i += WG_SIZE) { | ||||||
|  |             const int row = i / DK_VEC; | ||||||
|  |             const int col = i % DK_VEC; | ||||||
|  |             const int k_row_idx = k_start + row; | ||||||
|  |             if (k_row_idx < n_kv) { | ||||||
|  |                 const ulong k_row_offset = batch_idx * k_nb3 + head_kv_idx * k_nb2 + k_row_idx * k_nb1; | ||||||
|  |                 l_k[row][col] = ((__global DATA_TYPE4*)(k_base + k_row_offset))[col]; | ||||||
|  |             } | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |         for (int i = tid; i < BLOCK_N * DV_VEC; i += WG_SIZE) { | ||||||
|  |             const int row = i / DV_VEC; | ||||||
|  |             const int col = i % DV_VEC; | ||||||
|  |             const int v_row_idx = k_start + row; | ||||||
|  |             if (v_row_idx < n_kv) { | ||||||
|  |                 const ulong v_row_offset = batch_idx * v_nb3 + head_kv_idx * v_nb2 + v_row_idx * v_nb1; | ||||||
|  |                 l_v[row][col] = ((__global DATA_TYPE4*)(v_base + v_row_offset))[col]; | ||||||
|  |             } | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |         barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE); | ||||||
|  |  | ||||||
|  |         if (my_query_row >= n_q) { | ||||||
|  |             continue; | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |         for (int j = 0; j < BLOCK_N; j += 2) { | ||||||
|  |             const int k_row0 = k_start + j; | ||||||
|  |             const int k_row1 = k_start + j + 1; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |             ACC_TYPE4 dot_acc0 = (ACC_TYPE4)(0.0f); | ||||||
|  |             ACC_TYPE4 dot_acc1 = (ACC_TYPE4)(0.0f); | ||||||
|  |             #pragma unroll | ||||||
|  |             for (int k = 0; k < DK_VEC; k++) { | ||||||
|  |                 dot_acc0 = mad(q_priv[k], CONVERT_ACC4(l_k[j][k]), dot_acc0); | ||||||
|  |                 dot_acc1 = mad(q_priv[k], CONVERT_ACC4(l_k[j+1][k]), dot_acc1); | ||||||
|  |             } | ||||||
|  |             ACC_TYPE score0 = (dot_acc0.s0 + dot_acc0.s1 + dot_acc0.s2 + dot_acc0.s3) * scale; | ||||||
|  |             ACC_TYPE score1 = (dot_acc1.s0 + dot_acc1.s1 + dot_acc1.s2 + dot_acc1.s3) * scale; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |             if (is_causal) { | ||||||
|  |                 if (k_row0 > (n_kv - n_q + my_query_row)) score0 = -INFINITY; | ||||||
|  |                 if (k_row1 > (n_kv - n_q + my_query_row)) score1 = -INFINITY; | ||||||
|  |             } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |             if (k_row0 >= n_kv) score0 = -INFINITY; | ||||||
|  |             if (k_row1 >= n_kv) score1 = -INFINITY; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |             if (mask_base != NULL) { | ||||||
|  |                 const global DATA_TYPE* mask_ptr = (const global DATA_TYPE*)(mask_base + my_query_row * mask_nb1); | ||||||
|  |                 if (k_row0 < n_kv) score0 += slope * (ACC_TYPE)mask_ptr[k_row0]; | ||||||
|  |                 if (k_row1 < n_kv) score1 += slope * (ACC_TYPE)mask_ptr[k_row1]; | ||||||
|  |             } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |             if (logit_softcap > 0.0f) { | ||||||
|  |                 score0 = logit_softcap * tanh(score0 / logit_softcap); | ||||||
|  |                 score1 = logit_softcap * tanh(score1 / logit_softcap); | ||||||
|  |             } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |             const ACC_TYPE m_new = max(m_i, max(score0, score1)); | ||||||
|  |             const ACC_TYPE p0 = exp(score0 - m_new); | ||||||
|  |             const ACC_TYPE p1 = exp(score1 - m_new); | ||||||
|  |             const ACC_TYPE scale_prev = exp(m_i - m_new); | ||||||
|  |  | ||||||
|  |             #pragma unroll | ||||||
|  |             for (int i = 0; i < DV_VEC; ++i) { | ||||||
|  |                 o_acc[i] = o_acc[i] * scale_prev + p0 * CONVERT_ACC4(l_v[j][i]) + p1 * CONVERT_ACC4(l_v[j+1][i]); | ||||||
|  |             } | ||||||
|  |             l_i = l_i * scale_prev + p0 + p1; | ||||||
|  |             m_i = m_new; | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     if (my_query_row < n_q) { | ||||||
|  |         const ulong o_row_offset = batch_idx * o_nb3 + my_query_row * o_nb2 + head_idx * o_nb1; | ||||||
|  |         global DATA_TYPE4 *o_row = (global DATA_TYPE4 *)(o_base + o_row_offset); | ||||||
|  |         if (l_i > 0.0f) { | ||||||
|  |             const ACC_TYPE l_inv = 1.0f / l_i; | ||||||
|  |             #pragma unroll | ||||||
|  |             for (int i = 0; i < DV_VEC; ++i) { | ||||||
|  |                 o_row[i] = CONVERT_DATA4(o_acc[i] * l_inv); | ||||||
|  |             } | ||||||
|  |         } else { | ||||||
|  |             #pragma unroll | ||||||
|  |             for (int i = 0; i < DV_VEC; ++i) { | ||||||
|  |                 o_row[i] = (DATA_TYPE4)(0.0f); | ||||||
|  |             } | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |     } | ||||||
|  | } | ||||||
|  |  | ||||||
|  | __kernel void flash_attn_f16_q1( | ||||||
|  |     const global void * q_void, ulong q_offset, | ||||||
|  |     const global void * k_void, ulong k_offset, | ||||||
|  |     const global void * v_void, ulong v_offset, | ||||||
|  |     global void * o_void, ulong o_offset, | ||||||
|  |     const float scale, | ||||||
|  |     const int n_q, | ||||||
|  |     const int n_kv, | ||||||
|  |     const int is_causal, | ||||||
|  |     const int n_head, | ||||||
|  |     const ulong q_nb1, const ulong q_nb2, const ulong q_nb3, | ||||||
|  |     const ulong k_nb1, const ulong k_nb2, const ulong k_nb3, | ||||||
|  |     const ulong v_nb1, const ulong v_nb2, const ulong v_nb3, | ||||||
|  |     const ulong o_nb1, const ulong o_nb2, const ulong o_nb3, | ||||||
|  |     const float max_bias, | ||||||
|  |     const float m0, | ||||||
|  |     const float m1, | ||||||
|  |     const int n_head_log2, | ||||||
|  |     const float logit_softcap, | ||||||
|  |     const int n_head_kv, | ||||||
|  |     const global void* mask_void, | ||||||
|  |     const ulong mask_offset, | ||||||
|  |     const ulong mask_nb1, | ||||||
|  |     const ulong mask_nb2, | ||||||
|  |     const ulong mask_nb3, | ||||||
|  |     const int mask_ne2, | ||||||
|  |     const int mask_ne3 | ||||||
|  | ) { | ||||||
|  |     const int tid = get_local_id(0); | ||||||
|  |     const int head_batch_idx = get_global_id(1); | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     const int batch_idx = head_batch_idx / n_head; | ||||||
|  |     const int head_idx = head_batch_idx % n_head; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     const int gqa_ratio = n_head / n_head_kv; | ||||||
|  |     const int head_kv_idx = head_idx / gqa_ratio; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     const global char* q_base = (const global char*)q_void + q_offset; | ||||||
|  |     const global char* k_base = (const global char*)k_void + k_offset; | ||||||
|  |     const global char* v_base = (const global char*)v_void + v_offset; | ||||||
|  |     global char* o_base = (global char*)o_void + o_offset; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     const global char* mask_base = NULL; | ||||||
|  |     if (mask_void != NULL) { | ||||||
|  |         const int mask_head_idx = head_idx % mask_ne2; | ||||||
|  |         const int mask_batch_idx = batch_idx % mask_ne3; | ||||||
|  |         mask_base = (const global char*)mask_void + mask_offset + mask_batch_idx * mask_nb3 + mask_head_idx * mask_nb2; | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     ACC_TYPE4 q_priv[DK_VEC]; | ||||||
|  |     const ulong q_row_offset = batch_idx * q_nb3 + head_idx * q_nb2; | ||||||
|  |     const global DATA_TYPE4* q_ptr = (const global DATA_TYPE4*)(q_base + q_row_offset); | ||||||
|  |     #pragma unroll | ||||||
|  |     for (int i = 0; i < DK_VEC; ++i) { | ||||||
|  |         q_priv[i] = CONVERT_ACC4(q_ptr[i]); | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     float slope = get_alibi_slope(max_bias, head_idx, n_head_log2, m0, m1); | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     ACC_TYPE m_i = -INFINITY; | ||||||
|  |     for (int k_idx = tid; k_idx < n_kv; k_idx += Q1_WG_SIZE) { | ||||||
|  |         const ulong k_row_offset = batch_idx * k_nb3 + head_kv_idx * k_nb2 + k_idx * k_nb1; | ||||||
|  |         const global DATA_TYPE4* k_ptr = (const global DATA_TYPE4*)(k_base + k_row_offset); | ||||||
|  |         ACC_TYPE4 dot_acc = (ACC_TYPE4)(0.0f); | ||||||
|  |         #pragma unroll | ||||||
|  |         for (int k = 0; k < DK_VEC; k++) { | ||||||
|  |             dot_acc = mad(q_priv[k], CONVERT_ACC4(k_ptr[k]), dot_acc); | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |         ACC_TYPE score = (dot_acc.s0 + dot_acc.s1 + dot_acc.s2 + dot_acc.s3) * scale; | ||||||
|  |         if (mask_base != NULL) { | ||||||
|  |             const global DATA_TYPE* mask_ptr = (const global DATA_TYPE*)(mask_base); | ||||||
|  |             score += slope * (ACC_TYPE)mask_ptr[k_idx]; | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |         if (logit_softcap > 0.0f) { | ||||||
|  |             score = logit_softcap * tanh(score / logit_softcap); | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |         m_i = max(m_i, score); | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     __local ACC_TYPE local_m[Q1_WG_SIZE]; | ||||||
|  |     local_m[tid] = m_i; | ||||||
|  |     barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE); | ||||||
|  |     #pragma unroll | ||||||
|  |     for (int s = Q1_WG_SIZE / 2; s > 0; s >>= 1) { | ||||||
|  |         if (tid < s) local_m[tid] = max(local_m[tid], local_m[tid + s]); | ||||||
|  |         barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE); | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |     const ACC_TYPE m_final = local_m[0]; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     ACC_TYPE4 o_acc[DV_VEC]; | ||||||
|  |     #pragma unroll | ||||||
|  |     for (int i = 0; i < DV_VEC; ++i) o_acc[i] = (ACC_TYPE4)(0.0f); | ||||||
|  |     ACC_TYPE l_i = 0.0f; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     for (int k_idx = tid; k_idx < n_kv; k_idx += Q1_WG_SIZE) { | ||||||
|  |         const ulong k_row_offset = batch_idx * k_nb3 + head_kv_idx * k_nb2 + k_idx * k_nb1; | ||||||
|  |         const ulong v_row_offset = batch_idx * v_nb3 + head_kv_idx * v_nb2 + k_idx * v_nb1; | ||||||
|  |         const global DATA_TYPE4* k_ptr = (const global DATA_TYPE4*)(k_base + k_row_offset); | ||||||
|  |         const global DATA_TYPE4* v_ptr = (const global DATA_TYPE4*)(v_base + v_row_offset); | ||||||
|  |         ACC_TYPE4 dot_acc = (ACC_TYPE4)(0.0f); | ||||||
|  |         #pragma unroll | ||||||
|  |         for (int k = 0; k < DK_VEC; k++) { | ||||||
|  |             dot_acc = mad(q_priv[k], CONVERT_ACC4(k_ptr[k]), dot_acc); | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |         ACC_TYPE score = (dot_acc.s0 + dot_acc.s1 + dot_acc.s2 + dot_acc.s3) * scale; | ||||||
|  |         if (mask_base != NULL) { | ||||||
|  |             const global DATA_TYPE* mask_ptr = (const global DATA_TYPE*)(mask_base); | ||||||
|  |             score += slope * (ACC_TYPE)mask_ptr[k_idx]; | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |         if (logit_softcap > 0.0f) { | ||||||
|  |             score = logit_softcap * tanh(score / logit_softcap); | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |         const ACC_TYPE p = exp(score - m_final); | ||||||
|  |         l_i += p; | ||||||
|  |         #pragma unroll | ||||||
|  |         for (int i = 0; i < DV_VEC; i++) { | ||||||
|  |             o_acc[i] = mad(p, CONVERT_ACC4(v_ptr[i]), o_acc[i]); | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     __local ACC_TYPE local_l[Q1_WG_SIZE]; | ||||||
|  |     __local ACC_TYPE4 local_o_comp[Q1_WG_SIZE]; | ||||||
|  |     local_l[tid] = l_i; | ||||||
|  |     barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE); | ||||||
|  |     #pragma unroll | ||||||
|  |     for (int s = Q1_WG_SIZE / 2; s > 0; s >>= 1) { | ||||||
|  |         if (tid < s) local_l[tid] += local_l[tid + s]; | ||||||
|  |         barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE); | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     const ulong o_row_offset = batch_idx * o_nb3 + head_idx * o_nb1; | ||||||
|  |     global DATA_TYPE4 *o_row = (global DATA_TYPE4 *)(o_base + o_row_offset); | ||||||
|  |     const ACC_TYPE l_final = local_l[0]; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     if (l_final > 0.0f) { | ||||||
|  |         const ACC_TYPE l_inv = 1.0f / l_final; | ||||||
|  |         for (int i = 0; i < DV_VEC; i++) { | ||||||
|  |             local_o_comp[tid] = o_acc[i]; | ||||||
|  |             barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE); | ||||||
|  |             #pragma unroll | ||||||
|  |             for (int s = Q1_WG_SIZE / 2; s > 0; s >>= 1) { | ||||||
|  |                 if (tid < s) local_o_comp[tid] += local_o_comp[tid + s]; | ||||||
|  |                 barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE); | ||||||
|  |             } | ||||||
|  |             if (tid == 0) { | ||||||
|  |                 o_row[i] = CONVERT_DATA4(local_o_comp[0] * l_inv); | ||||||
|  |             } | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |     } else if (tid == 0) { | ||||||
|  |         #pragma unroll | ||||||
|  |         for (int i = 0; i < DV_VEC; ++i) o_row[i] = (DATA_TYPE4)(0.0f); | ||||||
|  |     } | ||||||
|  | } | ||||||
							
								
								
									
										343
									
								
								ggml/src/ggml-opencl/kernels/flash_attn_f32.cl
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										343
									
								
								ggml/src/ggml-opencl/kernels/flash_attn_f32.cl
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							| @@ -0,0 +1,343 @@ | |||||||
|  | #pragma OPENCL EXTENSION cl_khr_fp16 : enable | ||||||
|  |  | ||||||
|  | #define ACC_TYPE float | ||||||
|  | #define ACC_TYPE4 float4 | ||||||
|  | #define DATA_TYPE float | ||||||
|  | #define DATA_TYPE4 float4 | ||||||
|  | #define CONVERT_ACC4(x) (x) | ||||||
|  | #define CONVERT_DATA4(x) (x) | ||||||
|  |  | ||||||
|  | #define DK_VEC (DK/4) | ||||||
|  | #define DV_VEC (DV/4) | ||||||
|  | #define WG_SIZE (BLOCK_M) | ||||||
|  | #define Q1_WG_SIZE 64 | ||||||
|  |  | ||||||
|  | inline float get_alibi_slope( | ||||||
|  |     const float max_bias, const uint h, const uint n_head_log2, const float m0, const float m1 | ||||||
|  | ) { | ||||||
|  |     if (max_bias <= 0.0f) { | ||||||
|  |         return 1.0f; | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |     const float base = h < n_head_log2 ? m0 : m1; | ||||||
|  |     const int   exph = h < n_head_log2 ? h + 1 : 2*(h - n_head_log2) + 1; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     return pow(base, exph); | ||||||
|  | } | ||||||
|  | __kernel void flash_attn_f32( | ||||||
|  |     const global void * q_void, ulong q_offset, | ||||||
|  |     const global void * k_void, ulong k_offset, | ||||||
|  |     const global void * v_void, ulong v_offset, | ||||||
|  |     global void * o_void, ulong o_offset, | ||||||
|  |     const float scale, | ||||||
|  |     const int n_q, | ||||||
|  |     const int n_kv, | ||||||
|  |     const int is_causal, | ||||||
|  |     const int n_head, | ||||||
|  |     const ulong q_nb1, const ulong q_nb2, const ulong q_nb3, | ||||||
|  |     const ulong k_nb1, const ulong k_nb2, const ulong k_nb3, | ||||||
|  |     const ulong v_nb1, const ulong v_nb2, const ulong v_nb3, | ||||||
|  |     const ulong o_nb1, const ulong o_nb2, const ulong o_nb3, | ||||||
|  |     const float max_bias, | ||||||
|  |     const float m0, | ||||||
|  |     const float m1, | ||||||
|  |     const int n_head_log2, | ||||||
|  |     const float logit_softcap, | ||||||
|  |     const int n_head_kv, | ||||||
|  |     const global void* mask_void, | ||||||
|  |     const ulong mask_offset, | ||||||
|  |     const ulong mask_nb1, | ||||||
|  |     const ulong mask_nb2, | ||||||
|  |     const ulong mask_nb3, | ||||||
|  |     const int mask_ne2, | ||||||
|  |     const int mask_ne3 | ||||||
|  | ) { | ||||||
|  |     const int tid = get_local_id(0); | ||||||
|  |     const int block_q_idx = get_group_id(0); | ||||||
|  |     const int head_batch_idx = get_global_id(1); | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     const int my_query_row = block_q_idx * BLOCK_M + tid; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     const int batch_idx = head_batch_idx / n_head; | ||||||
|  |     const int head_idx = head_batch_idx % n_head; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     const int gqa_ratio = n_head / n_head_kv; | ||||||
|  |     const int head_kv_idx = head_idx / gqa_ratio; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     const global char* q_base = (const global char*)q_void + q_offset; | ||||||
|  |     const global char* k_base = (const global char*)k_void + k_offset; | ||||||
|  |     const global char* v_base = (const global char*)v_void + v_offset; | ||||||
|  |     global char* o_base = (global char*)o_void + o_offset; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     const global char* mask_base = NULL; | ||||||
|  |     if (mask_void != NULL) { | ||||||
|  |         const int mask_head_idx = head_idx % mask_ne2; | ||||||
|  |         const int mask_batch_idx = batch_idx % mask_ne3; | ||||||
|  |         mask_base = (const global char*)mask_void + mask_offset + mask_batch_idx * mask_nb3 + mask_head_idx * mask_nb2; | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     ACC_TYPE4 q_priv[DK_VEC]; | ||||||
|  |     if (my_query_row < n_q) { | ||||||
|  |         const ulong q_row_offset = batch_idx * q_nb3 + head_idx * q_nb2 + my_query_row * q_nb1; | ||||||
|  |         const global DATA_TYPE4* q_ptr = (const global DATA_TYPE4*)(q_base + q_row_offset); | ||||||
|  |         #pragma unroll | ||||||
|  |         for (int i = 0; i < DK_VEC; ++i) { | ||||||
|  |             q_priv[i] = CONVERT_ACC4(q_ptr[i]); | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     ACC_TYPE4 o_acc[DV_VEC]; | ||||||
|  |     #pragma unroll | ||||||
|  |     for (int i = 0; i < DV_VEC; ++i) { | ||||||
|  |         o_acc[i] = (ACC_TYPE4)(0.0f); | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |     ACC_TYPE m_i = -INFINITY; | ||||||
|  |     ACC_TYPE l_i = 0.0f; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     float slope = get_alibi_slope(max_bias, head_idx, n_head_log2, m0, m1); | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     __local DATA_TYPE4 l_k[BLOCK_N][DK_VEC]; | ||||||
|  |     __local DATA_TYPE4 l_v[BLOCK_N][DV_VEC]; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     for (int k_start = 0; k_start < n_kv; k_start += BLOCK_N) { | ||||||
|  |         for (int i = tid; i < BLOCK_N * DK_VEC; i += WG_SIZE) { | ||||||
|  |             const int row = i / DK_VEC; | ||||||
|  |             const int col = i % DK_VEC; | ||||||
|  |             const int k_row_idx = k_start + row; | ||||||
|  |             if (k_row_idx < n_kv) { | ||||||
|  |                 const ulong k_row_offset = batch_idx * k_nb3 + head_kv_idx * k_nb2 + k_row_idx * k_nb1; | ||||||
|  |                 l_k[row][col] = ((__global DATA_TYPE4*)(k_base + k_row_offset))[col]; | ||||||
|  |             } | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |         for (int i = tid; i < BLOCK_N * DV_VEC; i += WG_SIZE) { | ||||||
|  |             const int row = i / DV_VEC; | ||||||
|  |             const int col = i % DV_VEC; | ||||||
|  |             const int v_row_idx = k_start + row; | ||||||
|  |             if (v_row_idx < n_kv) { | ||||||
|  |                 const ulong v_row_offset = batch_idx * v_nb3 + head_kv_idx * v_nb2 + v_row_idx * v_nb1; | ||||||
|  |                 l_v[row][col] = ((__global DATA_TYPE4*)(v_base + v_row_offset))[col]; | ||||||
|  |             } | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |         barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE); | ||||||
|  |  | ||||||
|  |         if (my_query_row >= n_q) { | ||||||
|  |             continue; | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |         for (int j = 0; j < BLOCK_N; j += 2) { | ||||||
|  |             const int k_row0 = k_start + j; | ||||||
|  |             const int k_row1 = k_start + j + 1; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |             ACC_TYPE4 dot_acc0 = (ACC_TYPE4)(0.0f); | ||||||
|  |             ACC_TYPE4 dot_acc1 = (ACC_TYPE4)(0.0f); | ||||||
|  |             #pragma unroll | ||||||
|  |             for (int k = 0; k < DK_VEC; k++) { | ||||||
|  |                 dot_acc0 = mad(q_priv[k], CONVERT_ACC4(l_k[j][k]), dot_acc0); | ||||||
|  |                 dot_acc1 = mad(q_priv[k], CONVERT_ACC4(l_k[j+1][k]), dot_acc1); | ||||||
|  |             } | ||||||
|  |             ACC_TYPE score0 = (dot_acc0.s0 + dot_acc0.s1 + dot_acc0.s2 + dot_acc0.s3) * scale; | ||||||
|  |             ACC_TYPE score1 = (dot_acc1.s0 + dot_acc1.s1 + dot_acc1.s2 + dot_acc1.s3) * scale; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |             if (is_causal) { | ||||||
|  |                 if (k_row0 > (n_kv - n_q + my_query_row)) score0 = -INFINITY; | ||||||
|  |                 if (k_row1 > (n_kv - n_q + my_query_row)) score1 = -INFINITY; | ||||||
|  |             } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |             if (k_row0 >= n_kv) score0 = -INFINITY; | ||||||
|  |             if (k_row1 >= n_kv) score1 = -INFINITY; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |             if (mask_base != NULL) { | ||||||
|  |                 const global DATA_TYPE* mask_ptr = (const global DATA_TYPE*)(mask_base + my_query_row * mask_nb1); | ||||||
|  |                 if (k_row0 < n_kv) score0 += slope * (ACC_TYPE)mask_ptr[k_row0]; | ||||||
|  |                 if (k_row1 < n_kv) score1 += slope * (ACC_TYPE)mask_ptr[k_row1]; | ||||||
|  |             } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |             if (logit_softcap > 0.0f) { | ||||||
|  |                 score0 = logit_softcap * tanh(score0 / logit_softcap); | ||||||
|  |                 score1 = logit_softcap * tanh(score1 / logit_softcap); | ||||||
|  |             } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |             const ACC_TYPE m_new = max(m_i, max(score0, score1)); | ||||||
|  |             const ACC_TYPE p0 = exp(score0 - m_new); | ||||||
|  |             const ACC_TYPE p1 = exp(score1 - m_new); | ||||||
|  |             const ACC_TYPE scale_prev = exp(m_i - m_new); | ||||||
|  |  | ||||||
|  |             #pragma unroll | ||||||
|  |             for (int i = 0; i < DV_VEC; ++i) { | ||||||
|  |                 o_acc[i] = o_acc[i] * scale_prev + p0 * CONVERT_ACC4(l_v[j][i]) + p1 * CONVERT_ACC4(l_v[j+1][i]); | ||||||
|  |             } | ||||||
|  |             l_i = l_i * scale_prev + p0 + p1; | ||||||
|  |             m_i = m_new; | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     if (my_query_row < n_q) { | ||||||
|  |         const ulong o_row_offset = batch_idx * o_nb3 + my_query_row * o_nb2 + head_idx * o_nb1; | ||||||
|  |         global DATA_TYPE4 *o_row = (global DATA_TYPE4 *)(o_base + o_row_offset); | ||||||
|  |         if (l_i > 0.0f) { | ||||||
|  |             const ACC_TYPE l_inv = 1.0f / l_i; | ||||||
|  |             #pragma unroll | ||||||
|  |             for (int i = 0; i < DV_VEC; ++i) { | ||||||
|  |                 o_row[i] = CONVERT_DATA4(o_acc[i] * l_inv); | ||||||
|  |             } | ||||||
|  |         } else { | ||||||
|  |             #pragma unroll | ||||||
|  |             for (int i = 0; i < DV_VEC; ++i) { | ||||||
|  |                 o_row[i] = (DATA_TYPE4)(0.0f); | ||||||
|  |             } | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |     } | ||||||
|  | } | ||||||
|  |  | ||||||
|  | __kernel void flash_attn_f32_q1( | ||||||
|  |     const global void * q_void, ulong q_offset, | ||||||
|  |     const global void * k_void, ulong k_offset, | ||||||
|  |     const global void * v_void, ulong v_offset, | ||||||
|  |     global void * o_void, ulong o_offset, | ||||||
|  |     const float scale, | ||||||
|  |     const int n_q, | ||||||
|  |     const int n_kv, | ||||||
|  |     const int is_causal, | ||||||
|  |     const int n_head, | ||||||
|  |     const ulong q_nb1, const ulong q_nb2, const ulong q_nb3, | ||||||
|  |     const ulong k_nb1, const ulong k_nb2, const ulong k_nb3, | ||||||
|  |     const ulong v_nb1, const ulong v_nb2, const ulong v_nb3, | ||||||
|  |     const ulong o_nb1, const ulong o_nb2, const ulong o_nb3, | ||||||
|  |     const float max_bias, | ||||||
|  |     const float m0, | ||||||
|  |     const float m1, | ||||||
|  |     const int n_head_log2, | ||||||
|  |     const float logit_softcap, | ||||||
|  |     const int n_head_kv, | ||||||
|  |     const global void* mask_void, | ||||||
|  |     const ulong mask_offset, | ||||||
|  |     const ulong mask_nb1, | ||||||
|  |     const ulong mask_nb2, | ||||||
|  |     const ulong mask_nb3, | ||||||
|  |     const int mask_ne2, | ||||||
|  |     const int mask_ne3 | ||||||
|  | ) { | ||||||
|  |     const int tid = get_local_id(0); | ||||||
|  |     const int head_batch_idx = get_global_id(1); | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     const int batch_idx = head_batch_idx / n_head; | ||||||
|  |     const int head_idx = head_batch_idx % n_head; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     const int gqa_ratio = n_head / n_head_kv; | ||||||
|  |     const int head_kv_idx = head_idx / gqa_ratio; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     const global char* q_base = (const global char*)q_void + q_offset; | ||||||
|  |     const global char* k_base = (const global char*)k_void + k_offset; | ||||||
|  |     const global char* v_base = (const global char*)v_void + v_offset; | ||||||
|  |     global char* o_base = (global char*)o_void + o_offset; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     const global char* mask_base = NULL; | ||||||
|  |     if (mask_void != NULL) { | ||||||
|  |         const int mask_head_idx = head_idx % mask_ne2; | ||||||
|  |         const int mask_batch_idx = batch_idx % mask_ne3; | ||||||
|  |         mask_base = (const global char*)mask_void + mask_offset + mask_batch_idx * mask_nb3 + mask_head_idx * mask_nb2; | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     ACC_TYPE4 q_priv[DK_VEC]; | ||||||
|  |     const ulong q_row_offset = batch_idx * q_nb3 + head_idx * q_nb2; | ||||||
|  |     const global DATA_TYPE4* q_ptr = (const global DATA_TYPE4*)(q_base + q_row_offset); | ||||||
|  |     #pragma unroll | ||||||
|  |     for (int i = 0; i < DK_VEC; ++i) { | ||||||
|  |         q_priv[i] = CONVERT_ACC4(q_ptr[i]); | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     float slope = get_alibi_slope(max_bias, head_idx, n_head_log2, m0, m1); | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     ACC_TYPE m_i = -INFINITY; | ||||||
|  |     for (int k_idx = tid; k_idx < n_kv; k_idx += Q1_WG_SIZE) { | ||||||
|  |         const ulong k_row_offset = batch_idx * k_nb3 + head_kv_idx * k_nb2 + k_idx * k_nb1; | ||||||
|  |         const global DATA_TYPE4* k_ptr = (const global DATA_TYPE4*)(k_base + k_row_offset); | ||||||
|  |         ACC_TYPE4 dot_acc = (ACC_TYPE4)(0.0f); | ||||||
|  |         #pragma unroll | ||||||
|  |         for (int k = 0; k < DK_VEC; k++) { | ||||||
|  |             dot_acc = mad(q_priv[k], CONVERT_ACC4(k_ptr[k]), dot_acc); | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |         ACC_TYPE score = (dot_acc.s0 + dot_acc.s1 + dot_acc.s2 + dot_acc.s3) * scale; | ||||||
|  |         if (mask_base != NULL) { | ||||||
|  |             const global DATA_TYPE* mask_ptr = (const global DATA_TYPE*)(mask_base); | ||||||
|  |             score += slope * (ACC_TYPE)mask_ptr[k_idx]; | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |         if (logit_softcap > 0.0f) { | ||||||
|  |             score = logit_softcap * tanh(score / logit_softcap); | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |         m_i = max(m_i, score); | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     __local ACC_TYPE local_m[Q1_WG_SIZE]; | ||||||
|  |     local_m[tid] = m_i; | ||||||
|  |     barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE); | ||||||
|  |     #pragma unroll | ||||||
|  |     for (int s = Q1_WG_SIZE / 2; s > 0; s >>= 1) { | ||||||
|  |         if (tid < s) local_m[tid] = max(local_m[tid], local_m[tid + s]); | ||||||
|  |         barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE); | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |     const ACC_TYPE m_final = local_m[0]; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     ACC_TYPE4 o_acc[DV_VEC]; | ||||||
|  |     #pragma unroll | ||||||
|  |     for (int i = 0; i < DV_VEC; ++i) o_acc[i] = (ACC_TYPE4)(0.0f); | ||||||
|  |     ACC_TYPE l_i = 0.0f; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     for (int k_idx = tid; k_idx < n_kv; k_idx += Q1_WG_SIZE) { | ||||||
|  |         const ulong k_row_offset = batch_idx * k_nb3 + head_kv_idx * k_nb2 + k_idx * k_nb1; | ||||||
|  |         const ulong v_row_offset = batch_idx * v_nb3 + head_kv_idx * v_nb2 + k_idx * v_nb1; | ||||||
|  |         const global DATA_TYPE4* k_ptr = (const global DATA_TYPE4*)(k_base + k_row_offset); | ||||||
|  |         const global DATA_TYPE4* v_ptr = (const global DATA_TYPE4*)(v_base + v_row_offset); | ||||||
|  |         ACC_TYPE4 dot_acc = (ACC_TYPE4)(0.0f); | ||||||
|  |         #pragma unroll | ||||||
|  |         for (int k = 0; k < DK_VEC; k++) { | ||||||
|  |             dot_acc = mad(q_priv[k], CONVERT_ACC4(k_ptr[k]), dot_acc); | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |         ACC_TYPE score = (dot_acc.s0 + dot_acc.s1 + dot_acc.s2 + dot_acc.s3) * scale; | ||||||
|  |         if (mask_base != NULL) { | ||||||
|  |             const global DATA_TYPE* mask_ptr = (const global DATA_TYPE*)(mask_base); | ||||||
|  |             score += slope * (ACC_TYPE)mask_ptr[k_idx]; | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |         if (logit_softcap > 0.0f) { | ||||||
|  |             score = logit_softcap * tanh(score / logit_softcap); | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |         const ACC_TYPE p = exp(score - m_final); | ||||||
|  |         l_i += p; | ||||||
|  |         #pragma unroll | ||||||
|  |         for (int i = 0; i < DV_VEC; i++) { | ||||||
|  |             o_acc[i] = mad(p, CONVERT_ACC4(v_ptr[i]), o_acc[i]); | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     __local ACC_TYPE local_l[Q1_WG_SIZE]; | ||||||
|  |     __local ACC_TYPE4 local_o_comp[Q1_WG_SIZE]; | ||||||
|  |     local_l[tid] = l_i; | ||||||
|  |     barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE); | ||||||
|  |     #pragma unroll | ||||||
|  |     for (int s = Q1_WG_SIZE / 2; s > 0; s >>= 1) { | ||||||
|  |         if (tid < s) local_l[tid] += local_l[tid + s]; | ||||||
|  |         barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE); | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     const ulong o_row_offset = batch_idx * o_nb3 + head_idx * o_nb1; | ||||||
|  |     global DATA_TYPE4 *o_row = (global DATA_TYPE4 *)(o_base + o_row_offset); | ||||||
|  |     const ACC_TYPE l_final = local_l[0]; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     if (l_final > 0.0f) { | ||||||
|  |         const ACC_TYPE l_inv = 1.0f / l_final; | ||||||
|  |         for (int i = 0; i < DV_VEC; i++) { | ||||||
|  |             local_o_comp[tid] = o_acc[i]; | ||||||
|  |             barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE); | ||||||
|  |             #pragma unroll | ||||||
|  |             for (int s = Q1_WG_SIZE / 2; s > 0; s >>= 1) { | ||||||
|  |                 if (tid < s) local_o_comp[tid] += local_o_comp[tid + s]; | ||||||
|  |                 barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE); | ||||||
|  |             } | ||||||
|  |             if (tid == 0) { | ||||||
|  |                 o_row[i] = CONVERT_DATA4(local_o_comp[0] * l_inv); | ||||||
|  |             } | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |     } else if (tid == 0) { | ||||||
|  |         #pragma unroll | ||||||
|  |         for (int i = 0; i < DV_VEC; ++i) o_row[i] = (DATA_TYPE4)(0.0f); | ||||||
|  |     } | ||||||
|  | } | ||||||
							
								
								
									
										346
									
								
								ggml/src/ggml-opencl/kernels/flash_attn_f32_f16.cl
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										346
									
								
								ggml/src/ggml-opencl/kernels/flash_attn_f32_f16.cl
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							| @@ -0,0 +1,346 @@ | |||||||
|  | #pragma OPENCL EXTENSION cl_khr_fp16 : enable | ||||||
|  |  | ||||||
|  | #define ACC_TYPE float | ||||||
|  | #define ACC_TYPE4 float4 | ||||||
|  | #define Q_DATA_TYPE4 float4 | ||||||
|  | #define KV_DATA_TYPE4 half4 | ||||||
|  | #define O_DATA_TYPE4 float4 | ||||||
|  | #define MASK_DATA_TYPE half | ||||||
|  | #define CONVERT_Q_ACC4(x) (x) | ||||||
|  | #define CONVERT_KV_ACC4(x) convert_float4(x) | ||||||
|  | #define CONVERT_O_DATA4(x) (x) | ||||||
|  |  | ||||||
|  | #define DK_VEC (DK/4) | ||||||
|  | #define DV_VEC (DV/4) | ||||||
|  | #define WG_SIZE (BLOCK_M) | ||||||
|  | #define Q1_WG_SIZE 64 | ||||||
|  |  | ||||||
|  | inline float get_alibi_slope( | ||||||
|  |     const float max_bias, const uint h, const uint n_head_log2, const float m0, const float m1 | ||||||
|  | ) { | ||||||
|  |     if (max_bias <= 0.0f) { | ||||||
|  |         return 1.0f; | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |     const float base = h < n_head_log2 ? m0 : m1; | ||||||
|  |     const int   exph = h < n_head_log2 ? h + 1 : 2*(h - n_head_log2) + 1; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     return pow(base, exph); | ||||||
|  | } | ||||||
|  | __kernel void flash_attn_f32_f16( | ||||||
|  |     const global void * q_void, ulong q_offset, | ||||||
|  |     const global void * k_void, ulong k_offset, | ||||||
|  |     const global void * v_void, ulong v_offset, | ||||||
|  |     global void * o_void, ulong o_offset, | ||||||
|  |     const float scale, | ||||||
|  |     const int n_q, | ||||||
|  |     const int n_kv, | ||||||
|  |     const int is_causal, | ||||||
|  |     const int n_head, | ||||||
|  |     const ulong q_nb1, const ulong q_nb2, const ulong q_nb3, | ||||||
|  |     const ulong k_nb1, const ulong k_nb2, const ulong k_nb3, | ||||||
|  |     const ulong v_nb1, const ulong v_nb2, const ulong v_nb3, | ||||||
|  |     const ulong o_nb1, const ulong o_nb2, const ulong o_nb3, | ||||||
|  |     const float max_bias, | ||||||
|  |     const float m0, | ||||||
|  |     const float m1, | ||||||
|  |     const int n_head_log2, | ||||||
|  |     const float logit_softcap, | ||||||
|  |     const int n_head_kv, | ||||||
|  |     const global void* mask_void, | ||||||
|  |     const ulong mask_offset, | ||||||
|  |     const ulong mask_nb1, | ||||||
|  |     const ulong mask_nb2, | ||||||
|  |     const ulong mask_nb3, | ||||||
|  |     const int mask_ne2, | ||||||
|  |     const int mask_ne3 | ||||||
|  | ) { | ||||||
|  |     const int tid = get_local_id(0); | ||||||
|  |     const int block_q_idx = get_group_id(0); | ||||||
|  |     const int head_batch_idx = get_global_id(1); | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     const int my_query_row = block_q_idx * BLOCK_M + tid; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     const int batch_idx = head_batch_idx / n_head; | ||||||
|  |     const int head_idx = head_batch_idx % n_head; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     const int gqa_ratio = n_head / n_head_kv; | ||||||
|  |     const int head_kv_idx = head_idx / gqa_ratio; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     const global char* q_base = (const global char*)q_void + q_offset; | ||||||
|  |     const global char* k_base = (const global char*)k_void + k_offset; | ||||||
|  |     const global char* v_base = (const global char*)v_void + v_offset; | ||||||
|  |     global char* o_base = (global char*)o_void + o_offset; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     const global char* mask_base = NULL; | ||||||
|  |     if (mask_void != NULL) { | ||||||
|  |         const int mask_head_idx = head_idx % mask_ne2; | ||||||
|  |         const int mask_batch_idx = batch_idx % mask_ne3; | ||||||
|  |         mask_base = (const global char*)mask_void + mask_offset + mask_batch_idx * mask_nb3 + mask_head_idx * mask_nb2; | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     ACC_TYPE4 q_priv[DK_VEC]; | ||||||
|  |     if (my_query_row < n_q) { | ||||||
|  |         const ulong q_row_offset = batch_idx * q_nb3 + head_idx * q_nb2 + my_query_row * q_nb1; | ||||||
|  |         const global Q_DATA_TYPE4* q_ptr = (const global Q_DATA_TYPE4*)(q_base + q_row_offset); | ||||||
|  |         #pragma unroll | ||||||
|  |         for (int i = 0; i < DK_VEC; ++i) { | ||||||
|  |             q_priv[i] = CONVERT_Q_ACC4(q_ptr[i]); | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     ACC_TYPE4 o_acc[DV_VEC]; | ||||||
|  |     #pragma unroll | ||||||
|  |     for (int i = 0; i < DV_VEC; ++i) { | ||||||
|  |         o_acc[i] = (ACC_TYPE4)(0.0f); | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |     ACC_TYPE m_i = -INFINITY; | ||||||
|  |     ACC_TYPE l_i = 0.0f; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     float slope = get_alibi_slope(max_bias, head_idx, n_head_log2, m0, m1); | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     __local KV_DATA_TYPE4 l_k[BLOCK_N][DK_VEC]; | ||||||
|  |     __local KV_DATA_TYPE4 l_v[BLOCK_N][DV_VEC]; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     for (int k_start = 0; k_start < n_kv; k_start += BLOCK_N) { | ||||||
|  |         for (int i = tid; i < BLOCK_N * DK_VEC; i += WG_SIZE) { | ||||||
|  |             const int row = i / DK_VEC; | ||||||
|  |             const int col = i % DK_VEC; | ||||||
|  |             const int k_row_idx = k_start + row; | ||||||
|  |             if (k_row_idx < n_kv) { | ||||||
|  |                 const ulong k_row_offset = batch_idx * k_nb3 + head_kv_idx * k_nb2 + k_row_idx * k_nb1; | ||||||
|  |                 l_k[row][col] = ((__global KV_DATA_TYPE4*)(k_base + k_row_offset))[col]; | ||||||
|  |             } | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |         for (int i = tid; i < BLOCK_N * DV_VEC; i += WG_SIZE) { | ||||||
|  |             const int row = i / DV_VEC; | ||||||
|  |             const int col = i % DV_VEC; | ||||||
|  |             const int v_row_idx = k_start + row; | ||||||
|  |             if (v_row_idx < n_kv) { | ||||||
|  |                 const ulong v_row_offset = batch_idx * v_nb3 + head_kv_idx * v_nb2 + v_row_idx * v_nb1; | ||||||
|  |                 l_v[row][col] = ((__global KV_DATA_TYPE4*)(v_base + v_row_offset))[col]; | ||||||
|  |             } | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |         barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE); | ||||||
|  |  | ||||||
|  |         if (my_query_row >= n_q) { | ||||||
|  |             continue; | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |         for (int j = 0; j < BLOCK_N; j += 2) { | ||||||
|  |             const int k_row0 = k_start + j; | ||||||
|  |             const int k_row1 = k_start + j + 1; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |             ACC_TYPE4 dot_acc0 = (ACC_TYPE4)(0.0f); | ||||||
|  |             ACC_TYPE4 dot_acc1 = (ACC_TYPE4)(0.0f); | ||||||
|  |             #pragma unroll | ||||||
|  |             for (int k = 0; k < DK_VEC; k++) { | ||||||
|  |                 dot_acc0 = mad(q_priv[k], CONVERT_KV_ACC4(l_k[j][k]), dot_acc0); | ||||||
|  |                 dot_acc1 = mad(q_priv[k], CONVERT_KV_ACC4(l_k[j+1][k]), dot_acc1); | ||||||
|  |             } | ||||||
|  |             ACC_TYPE score0 = (dot_acc0.s0 + dot_acc0.s1 + dot_acc0.s2 + dot_acc0.s3) * scale; | ||||||
|  |             ACC_TYPE score1 = (dot_acc1.s0 + dot_acc1.s1 + dot_acc1.s2 + dot_acc1.s3) * scale; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |             if (is_causal) { | ||||||
|  |                 if (k_row0 > (n_kv - n_q + my_query_row)) score0 = -INFINITY; | ||||||
|  |                 if (k_row1 > (n_kv - n_q + my_query_row)) score1 = -INFINITY; | ||||||
|  |             } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |             if (k_row0 >= n_kv) score0 = -INFINITY; | ||||||
|  |             if (k_row1 >= n_kv) score1 = -INFINITY; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |             if (mask_base != NULL) { | ||||||
|  |                 const global MASK_DATA_TYPE* mask_ptr = (const global MASK_DATA_TYPE*)(mask_base + my_query_row * mask_nb1); | ||||||
|  |                 if (k_row0 < n_kv) score0 += slope * (ACC_TYPE)mask_ptr[k_row0]; | ||||||
|  |                 if (k_row1 < n_kv) score1 += slope * (ACC_TYPE)mask_ptr[k_row1]; | ||||||
|  |             } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |             if (logit_softcap > 0.0f) { | ||||||
|  |                 score0 = logit_softcap * tanh(score0 / logit_softcap); | ||||||
|  |                 score1 = logit_softcap * tanh(score1 / logit_softcap); | ||||||
|  |             } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |             const ACC_TYPE m_new = max(m_i, max(score0, score1)); | ||||||
|  |             const ACC_TYPE p0 = exp(score0 - m_new); | ||||||
|  |             const ACC_TYPE p1 = exp(score1 - m_new); | ||||||
|  |             const ACC_TYPE scale_prev = exp(m_i - m_new); | ||||||
|  |  | ||||||
|  |             #pragma unroll | ||||||
|  |             for (int i = 0; i < DV_VEC; ++i) { | ||||||
|  |                 o_acc[i] = o_acc[i] * scale_prev + p0 * CONVERT_KV_ACC4(l_v[j][i]) + p1 * CONVERT_KV_ACC4(l_v[j+1][i]); | ||||||
|  |             } | ||||||
|  |             l_i = l_i * scale_prev + p0 + p1; | ||||||
|  |             m_i = m_new; | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     if (my_query_row < n_q) { | ||||||
|  |         const ulong o_row_offset = batch_idx * o_nb3 + my_query_row * o_nb2 + head_idx * o_nb1; | ||||||
|  |         global O_DATA_TYPE4 *o_row = (global O_DATA_TYPE4 *)(o_base + o_row_offset); | ||||||
|  |         if (l_i > 0.0f) { | ||||||
|  |             const ACC_TYPE l_inv = 1.0f / l_i; | ||||||
|  |             #pragma unroll | ||||||
|  |             for (int i = 0; i < DV_VEC; ++i) { | ||||||
|  |                 o_row[i] = CONVERT_O_DATA4(o_acc[i] * l_inv); | ||||||
|  |             } | ||||||
|  |         } else { | ||||||
|  |             #pragma unroll | ||||||
|  |             for (int i = 0; i < DV_VEC; ++i) { | ||||||
|  |                 o_row[i] = (O_DATA_TYPE4)(0.0f); | ||||||
|  |             } | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |     } | ||||||
|  | } | ||||||
|  |  | ||||||
|  | __kernel void flash_attn_f32_f16_q1( | ||||||
|  |     const global void * q_void, ulong q_offset, | ||||||
|  |     const global void * k_void, ulong k_offset, | ||||||
|  |     const global void * v_void, ulong v_offset, | ||||||
|  |     global void * o_void, ulong o_offset, | ||||||
|  |     const float scale, | ||||||
|  |     const int n_q, | ||||||
|  |     const int n_kv, | ||||||
|  |     const int is_causal, | ||||||
|  |     const int n_head, | ||||||
|  |     const ulong q_nb1, const ulong q_nb2, const ulong q_nb3, | ||||||
|  |     const ulong k_nb1, const ulong k_nb2, const ulong k_nb3, | ||||||
|  |     const ulong v_nb1, const ulong v_nb2, const ulong v_nb3, | ||||||
|  |     const ulong o_nb1, const ulong o_nb2, const ulong o_nb3, | ||||||
|  |     const float max_bias, | ||||||
|  |     const float m0, | ||||||
|  |     const float m1, | ||||||
|  |     const int n_head_log2, | ||||||
|  |     const float logit_softcap, | ||||||
|  |     const int n_head_kv, | ||||||
|  |     const global void* mask_void, | ||||||
|  |     const ulong mask_offset, | ||||||
|  |     const ulong mask_nb1, | ||||||
|  |     const ulong mask_nb2, | ||||||
|  |     const ulong mask_nb3, | ||||||
|  |     const int mask_ne2, | ||||||
|  |     const int mask_ne3 | ||||||
|  | ) { | ||||||
|  |     const int tid = get_local_id(0); | ||||||
|  |     const int head_batch_idx = get_global_id(1); | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     const int batch_idx = head_batch_idx / n_head; | ||||||
|  |     const int head_idx = head_batch_idx % n_head; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     const int gqa_ratio = n_head / n_head_kv; | ||||||
|  |     const int head_kv_idx = head_idx / gqa_ratio; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     const global char* q_base = (const global char*)q_void + q_offset; | ||||||
|  |     const global char* k_base = (const global char*)k_void + k_offset; | ||||||
|  |     const global char* v_base = (const global char*)v_void + v_offset; | ||||||
|  |     global char* o_base = (global char*)o_void + o_offset; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     const global char* mask_base = NULL; | ||||||
|  |     if (mask_void != NULL) { | ||||||
|  |         const int mask_head_idx = head_idx % mask_ne2; | ||||||
|  |         const int mask_batch_idx = batch_idx % mask_ne3; | ||||||
|  |         mask_base = (const global char*)mask_void + mask_offset + mask_batch_idx * mask_nb3 + mask_head_idx * mask_nb2; | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     ACC_TYPE4 q_priv[DK_VEC]; | ||||||
|  |     const ulong q_row_offset = batch_idx * q_nb3 + head_idx * q_nb2; | ||||||
|  |     const global Q_DATA_TYPE4* q_ptr = (const global Q_DATA_TYPE4*)(q_base + q_row_offset); | ||||||
|  |     #pragma unroll | ||||||
|  |     for (int i = 0; i < DK_VEC; ++i) { | ||||||
|  |         q_priv[i] = CONVERT_Q_ACC4(q_ptr[i]); | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     float slope = get_alibi_slope(max_bias, head_idx, n_head_log2, m0, m1); | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     ACC_TYPE m_i = -INFINITY; | ||||||
|  |     for (int k_idx = tid; k_idx < n_kv; k_idx += Q1_WG_SIZE) { | ||||||
|  |         const ulong k_row_offset = batch_idx * k_nb3 + head_kv_idx * k_nb2 + k_idx * k_nb1; | ||||||
|  |         const global KV_DATA_TYPE4* k_ptr = (const global KV_DATA_TYPE4*)(k_base + k_row_offset); | ||||||
|  |         ACC_TYPE4 dot_acc = (ACC_TYPE4)(0.0f); | ||||||
|  |         #pragma unroll | ||||||
|  |         for (int k = 0; k < DK_VEC; k++) { | ||||||
|  |             dot_acc = mad(q_priv[k], CONVERT_KV_ACC4(k_ptr[k]), dot_acc); | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |         ACC_TYPE score = (dot_acc.s0 + dot_acc.s1 + dot_acc.s2 + dot_acc.s3) * scale; | ||||||
|  |         if (mask_base != NULL) { | ||||||
|  |             const global MASK_DATA_TYPE* mask_ptr = (const global MASK_DATA_TYPE*)(mask_base); | ||||||
|  |             score += slope * (ACC_TYPE)mask_ptr[k_idx]; | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |         if (logit_softcap > 0.0f) { | ||||||
|  |             score = logit_softcap * tanh(score / logit_softcap); | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |         m_i = max(m_i, score); | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     __local ACC_TYPE local_m[Q1_WG_SIZE]; | ||||||
|  |     local_m[tid] = m_i; | ||||||
|  |     barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE); | ||||||
|  |     #pragma unroll | ||||||
|  |     for (int s = Q1_WG_SIZE / 2; s > 0; s >>= 1) { | ||||||
|  |         if (tid < s) local_m[tid] = max(local_m[tid], local_m[tid + s]); | ||||||
|  |         barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE); | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |     const ACC_TYPE m_final = local_m[0]; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     ACC_TYPE4 o_acc[DV_VEC]; | ||||||
|  |     #pragma unroll | ||||||
|  |     for (int i = 0; i < DV_VEC; ++i) o_acc[i] = (ACC_TYPE4)(0.0f); | ||||||
|  |     ACC_TYPE l_i = 0.0f; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     for (int k_idx = tid; k_idx < n_kv; k_idx += Q1_WG_SIZE) { | ||||||
|  |         const ulong k_row_offset = batch_idx * k_nb3 + head_kv_idx * k_nb2 + k_idx * k_nb1; | ||||||
|  |         const ulong v_row_offset = batch_idx * v_nb3 + head_kv_idx * v_nb2 + k_idx * v_nb1; | ||||||
|  |         const global KV_DATA_TYPE4* k_ptr = (const global KV_DATA_TYPE4*)(k_base + k_row_offset); | ||||||
|  |         const global KV_DATA_TYPE4* v_ptr = (const global KV_DATA_TYPE4*)(v_base + v_row_offset); | ||||||
|  |         ACC_TYPE4 dot_acc = (ACC_TYPE4)(0.0f); | ||||||
|  |         #pragma unroll | ||||||
|  |         for (int k = 0; k < DK_VEC; k++) { | ||||||
|  |             dot_acc = mad(q_priv[k], CONVERT_KV_ACC4(k_ptr[k]), dot_acc); | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |         ACC_TYPE score = (dot_acc.s0 + dot_acc.s1 + dot_acc.s2 + dot_acc.s3) * scale; | ||||||
|  |         if (mask_base != NULL) { | ||||||
|  |             const global MASK_DATA_TYPE* mask_ptr = (const global MASK_DATA_TYPE*)(mask_base); | ||||||
|  |             score += slope * (ACC_TYPE)mask_ptr[k_idx]; | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |         if (logit_softcap > 0.0f) { | ||||||
|  |             score = logit_softcap * tanh(score / logit_softcap); | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |         const ACC_TYPE p = exp(score - m_final); | ||||||
|  |         l_i += p; | ||||||
|  |         #pragma unroll | ||||||
|  |         for (int i = 0; i < DV_VEC; i++) { | ||||||
|  |             o_acc[i] = mad(p, CONVERT_KV_ACC4(v_ptr[i]), o_acc[i]); | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     __local ACC_TYPE local_l[Q1_WG_SIZE]; | ||||||
|  |     __local ACC_TYPE4 local_o_comp[Q1_WG_SIZE]; | ||||||
|  |     local_l[tid] = l_i; | ||||||
|  |     barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE); | ||||||
|  |     #pragma unroll | ||||||
|  |     for (int s = Q1_WG_SIZE / 2; s > 0; s >>= 1) { | ||||||
|  |         if (tid < s) local_l[tid] += local_l[tid + s]; | ||||||
|  |         barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE); | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     const ulong o_row_offset = batch_idx * o_nb3 + head_idx * o_nb1; | ||||||
|  |     global O_DATA_TYPE4 *o_row = (global O_DATA_TYPE4 *)(o_base + o_row_offset); | ||||||
|  |     const ACC_TYPE l_final = local_l[0]; | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     if (l_final > 0.0f) { | ||||||
|  |         const ACC_TYPE l_inv = 1.0f / l_final; | ||||||
|  |         for (int i = 0; i < DV_VEC; i++) { | ||||||
|  |             local_o_comp[tid] = o_acc[i]; | ||||||
|  |             barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE); | ||||||
|  |             #pragma unroll | ||||||
|  |             for (int s = Q1_WG_SIZE / 2; s > 0; s >>= 1) { | ||||||
|  |                 if (tid < s) local_o_comp[tid] += local_o_comp[tid + s]; | ||||||
|  |                 barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE); | ||||||
|  |             } | ||||||
|  |             if (tid == 0) { | ||||||
|  |                 o_row[i] = CONVERT_O_DATA4(local_o_comp[0] * l_inv); | ||||||
|  |             } | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |     } else if (tid == 0) { | ||||||
|  |         #pragma unroll | ||||||
|  |         for (int i = 0; i < DV_VEC; ++i) o_row[i] = (O_DATA_TYPE4)(0.0f); | ||||||
|  |     } | ||||||
|  | } | ||||||
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