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sgemm PIII timings.

To: Camm Maguire <camm@enhanced.com>
Subject: sgemm PIII timings.
From: Peter Soendergaard <soender@cs.utk.edu>
Date: Fri, 17 Nov 2000 13:56:15 -0500 (EST)
cc: R Clint Whaley <rwhaley@cs.utk.edu>, atlas-comm@cs.utk.edu
In-Reply-To: <54g0krakix.fsf@intech19.enhanced.com>


Hello everybody.

I tried to do a parameter search with my code generator on a 550 mhz PIII,
and I got a result of 940 mflops for mu=4 nu=1 ku=56 and nb=56, so a fully
unrolled k-loop. With moves="", that is no L2 cache flushing, I get 1080
mflops.

I have attached the code, it needs the include file I posted earlier.

Cheers,
Peter.

#define SSE
#include "SSE3Dnow.h"

void ATL_USERMM
(const int M, const int N, const int K, const float alpha, const float *A, const int lda, const float *B, const int ldb, const float beta, float *C, const int ldc)

{
   /*--- achitecture specific declarations ---*/

   /*--- program specific declarations ---*/
   int i, j, k;
   vector betavec;
   const float *pA0 = A;
   const float *pB0 = B;
   float *pC0 = C;
   const float *stM = A + MB*KB;
   const float *stN = B + NB*KB;
   const int incAm = 4*KB-KB;
   const int incBm = -KB;
   const int incCm = 4;
   const int incAn = -MB*KB;
   const int incBn = 1*KB;
   const int incCn = ldc*1-MB;

   /*--- initial arhitecture specific statements ---*/
   vec_enter();

   /*--- main program statements ---*/
   vec_load_one(&beta,reg0);
   vec_mov_rm(reg0,&betavec);
   do /* N-loop */
   {
      do /* M-loop */
      {
#ifdef BETA0
         vec_zero(reg0);
         vec_zero(reg1);
         vec_zero(reg2);
         vec_zero(reg3);
#elif defined(BETA1)
         vec_load_one(pC0,reg0);
         vec_load_one(pC0+1,reg1);
         vec_load_one(pC0+2,reg2);
         vec_load_one(pC0+3,reg3);
#else
         vec_mov_mr(betavec,reg7);
         vec_load_one(pC0,reg0);
         vec_mul_rr(reg7,reg0);
         vec_load_one(pC0+1,reg1);
         vec_mul_rr(reg7,reg1);
         vec_load_one(pC0+2,reg2);
         vec_mul_rr(reg7,reg2);
         vec_load_one(pC0+3,reg3);
         vec_mul_rr(reg7,reg3);
#endif
         vec_mov_mr_a(pB0,reg5);
         vec_mov_mr_a(pA0,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg0);
         vec_mov_mr_a(pA0+KB,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg1);
         vec_mov_mr_a(pA0+2*KB,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg2);
         vec_mov_mr_a(pA0+3*KB,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_mov_mr_a(pB0+4,reg5);
         vec_add_rr(reg4,reg3);
         vec_mov_mr_a(pA0+4,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg0);
         vec_mov_mr_a(pA0+4+KB,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg1);
         vec_mov_mr_a(pA0+4+2*KB,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg2);
         vec_mov_mr_a(pA0+4+3*KB,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_mov_mr_a(pB0+8,reg5);
         vec_add_rr(reg4,reg3);
         vec_mov_mr_a(pA0+8,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg0);
         vec_mov_mr_a(pA0+8+KB,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg1);
         vec_mov_mr_a(pA0+8+2*KB,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg2);
         vec_mov_mr_a(pA0+8+3*KB,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_mov_mr_a(pB0+12,reg5);
         vec_add_rr(reg4,reg3);
         vec_mov_mr_a(pA0+12,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg0);
         vec_mov_mr_a(pA0+12+KB,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg1);
         vec_mov_mr_a(pA0+12+2*KB,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg2);
         vec_mov_mr_a(pA0+12+3*KB,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_mov_mr_a(pB0+16,reg5);
         vec_add_rr(reg4,reg3);
         vec_mov_mr_a(pA0+16,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg0);
         vec_mov_mr_a(pA0+16+KB,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg1);
         vec_mov_mr_a(pA0+16+2*KB,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg2);
         vec_mov_mr_a(pA0+16+3*KB,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_mov_mr_a(pB0+20,reg5);
         vec_add_rr(reg4,reg3);
         vec_mov_mr_a(pA0+20,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg0);
         vec_mov_mr_a(pA0+20+KB,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg1);
         vec_mov_mr_a(pA0+20+2*KB,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg2);
         vec_mov_mr_a(pA0+20+3*KB,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_mov_mr_a(pB0+24,reg5);
         vec_add_rr(reg4,reg3);
         vec_mov_mr_a(pA0+24,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg0);
         vec_mov_mr_a(pA0+24+KB,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg1);
         vec_mov_mr_a(pA0+24+2*KB,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg2);
         vec_mov_mr_a(pA0+24+3*KB,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_mov_mr_a(pB0+28,reg5);
         vec_add_rr(reg4,reg3);
         vec_mov_mr_a(pA0+28,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg0);
         vec_mov_mr_a(pA0+28+KB,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg1);
         vec_mov_mr_a(pA0+28+2*KB,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg2);
         vec_mov_mr_a(pA0+28+3*KB,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_mov_mr_a(pB0+32,reg5);
         vec_add_rr(reg4,reg3);
         vec_mov_mr_a(pA0+32,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg0);
         vec_mov_mr_a(pA0+32+KB,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg1);
         vec_mov_mr_a(pA0+32+2*KB,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg2);
         vec_mov_mr_a(pA0+32+3*KB,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_mov_mr_a(pB0+36,reg5);
         vec_add_rr(reg4,reg3);
         vec_mov_mr_a(pA0+36,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg0);
         vec_mov_mr_a(pA0+36+KB,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg1);
         vec_mov_mr_a(pA0+36+2*KB,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg2);
         vec_mov_mr_a(pA0+36+3*KB,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_mov_mr_a(pB0+40,reg5);
         vec_add_rr(reg4,reg3);
         vec_mov_mr_a(pA0+40,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg0);
         vec_mov_mr_a(pA0+40+KB,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg1);
         vec_mov_mr_a(pA0+40+2*KB,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg2);
         vec_mov_mr_a(pA0+40+3*KB,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_mov_mr_a(pB0+44,reg5);
         vec_add_rr(reg4,reg3);
         vec_mov_mr_a(pA0+44,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg0);
         vec_mov_mr_a(pA0+44+KB,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg1);
         vec_mov_mr_a(pA0+44+2*KB,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg2);
         vec_mov_mr_a(pA0+44+3*KB,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_mov_mr_a(pB0+48,reg5);
         vec_add_rr(reg4,reg3);
         vec_mov_mr_a(pA0+48,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg0);
         vec_mov_mr_a(pA0+48+KB,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg1);
         vec_mov_mr_a(pA0+48+2*KB,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg2);
         vec_mov_mr_a(pA0+48+3*KB,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_mov_mr_a(pB0+52,reg5);
         vec_add_rr(reg4,reg3);
         vec_mov_mr_a(pA0+52,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg0);
         vec_mov_mr_a(pA0+52+KB,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg1);
         vec_mov_mr_a(pA0+52+2*KB,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg2);
         vec_mov_mr_a(pA0+52+3*KB,reg4);
         vec_mul_rr(reg5,reg4);
         vec_add_rr(reg4,reg3);
         pA0 += 56;
         pB0 += 56;
         vec_sum(reg0);
         vec_sum(reg1);
         vec_sum(reg2);
         vec_sum(reg3);
         vec_store_one(reg0,pC0);
         vec_store_one(reg1,pC0+1);
         vec_store_one(reg2,pC0+2);
         vec_store_one(reg3,pC0+3);

         pA0 += incAm;
         pB0 += incBm;
         pC0 += incCm;
      }
      while(pA0 != stM);

      pA0 += incAn;
      pB0 += incBn;
      pC0 += incCn;
   }
   while(pB0 != stN);

   vec_exit();
   /*--- standard architecture cleanup ---*/
}

References:
- Re: sgemm questions
  - From: Camm Maguire <camm@enhanced.com>

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