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Use DIT FFT for decoder
This commit is contained in:
Christopher Taylor
parent
e6753965a1
commit
08fed770cd
@ -95,18 +95,6 @@ void fft_butterfly(
|
||||
void * LEO_RESTRICT x, void * LEO_RESTRICT y,
|
||||
ffe_t log_m, uint64_t bytes);
|
||||
|
||||
#ifdef LEO_USE_VECTOR4_OPT
|
||||
|
||||
// Unroll 4 rows at a time
|
||||
void fft_butterfly4(
|
||||
void * LEO_RESTRICT x_0, void * LEO_RESTRICT y_0,
|
||||
void * LEO_RESTRICT x_1, void * LEO_RESTRICT y_1,
|
||||
void * LEO_RESTRICT x_2, void * LEO_RESTRICT y_2,
|
||||
void * LEO_RESTRICT x_3, void * LEO_RESTRICT y_3,
|
||||
ffe_t log_m, uint64_t bytes);
|
||||
|
||||
#endif // LEO_USE_VECTOR4_OPT
|
||||
|
||||
|
||||
//------------------------------------------------------------------------------
|
||||
// IFFT Operations
|
||||
@ -121,46 +109,6 @@ void ifft_butterfly(
|
||||
void * LEO_RESTRICT x, void * LEO_RESTRICT y,
|
||||
ffe_t log_m, uint64_t bytes);
|
||||
|
||||
#ifdef LEO_USE_VECTOR4_OPT
|
||||
|
||||
// Unroll 4 rows at a time
|
||||
void ifft_butterfly4(
|
||||
void * LEO_RESTRICT x_0, void * LEO_RESTRICT y_0,
|
||||
void * LEO_RESTRICT x_1, void * LEO_RESTRICT y_1,
|
||||
void * LEO_RESTRICT x_2, void * LEO_RESTRICT y_2,
|
||||
void * LEO_RESTRICT x_3, void * LEO_RESTRICT y_3,
|
||||
ffe_t log_m, uint64_t bytes);
|
||||
|
||||
#endif // LEO_USE_VECTOR4_OPT
|
||||
|
||||
|
||||
//------------------------------------------------------------------------------
|
||||
// FFT
|
||||
|
||||
/*
|
||||
if (log_m != kModulus)
|
||||
x[] ^= exp(log(y[]) + log_m)
|
||||
y[] ^= x[]
|
||||
*/
|
||||
void VectorFFTButterfly(
|
||||
const uint64_t bytes,
|
||||
unsigned count,
|
||||
void** x,
|
||||
void** y,
|
||||
const ffe_t log_m);
|
||||
|
||||
/*
|
||||
y[] ^= x[]
|
||||
if (log_m != kModulus)
|
||||
x[] ^= exp(log(y[]) + log_m)
|
||||
*/
|
||||
void VectorIFFTButterfly(
|
||||
const uint64_t bytes,
|
||||
unsigned count,
|
||||
void** x,
|
||||
void** y,
|
||||
const ffe_t log_m);
|
||||
|
||||
|
||||
//------------------------------------------------------------------------------
|
||||
// Reed-Solomon Encode
|
||||
|
||||
250
LeopardFF8.cpp
250
LeopardFF8.cpp
@ -228,31 +228,31 @@ struct {
|
||||
} static Multiply256LUT[kOrder];
|
||||
#endif // LEO_TRY_AVX2
|
||||
|
||||
static ffe_t Multiply8LUT[256 * 256];
|
||||
// Stores the product of x * y at offset x + y * 256
|
||||
// Repeated accesses from the same y value are faster
|
||||
static ffe_t Multiply8LUT[256 * 256] = {};
|
||||
|
||||
|
||||
void InitializeMultiplyTables()
|
||||
{
|
||||
// If we cannot use the PSHUFB instruction, generate Multiply8LUT:
|
||||
if (!CpuHasSSSE3)
|
||||
{
|
||||
// For each left-multiplicand:
|
||||
for (unsigned x = 0; x < 256; ++x)
|
||||
{
|
||||
ffe_t* lut = Multiply8LUT + x;
|
||||
|
||||
// Note: Table is already zeroed out so we can skip the zeroes
|
||||
if (x == 0)
|
||||
{
|
||||
for (unsigned log_y = 0; log_y < 256; ++log_y, lut += 256)
|
||||
lut[log_y] = 0;
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
const ffe_t log_x = LogLUT[x];
|
||||
continue;
|
||||
|
||||
for (unsigned log_y = 0; log_y < 256; ++log_y, lut += 256)
|
||||
{
|
||||
const ffe_t prod = ExpLUT[AddMod(log_x, log_y)];
|
||||
*lut = prod;
|
||||
}
|
||||
const ffe_t log_x = LogLUT[x];
|
||||
|
||||
for (unsigned log_y = 0; log_y < 256; ++log_y, lut += 256)
|
||||
{
|
||||
const ffe_t prod = ExpLUT[AddMod(log_x, log_y)];
|
||||
*lut = prod;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
@ -428,37 +428,6 @@ static void FFTInitialize()
|
||||
FWHT(LogWalsh, kOrder, kOrder);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void VectorFFTButterfly(
|
||||
const uint64_t bytes,
|
||||
unsigned count,
|
||||
void** x,
|
||||
void** y,
|
||||
const ffe_t log_m)
|
||||
{
|
||||
if (log_m == kModulus)
|
||||
{
|
||||
VectorXOR(bytes, count, y, x);
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
|
||||
#ifdef LEO_USE_VECTOR4_OPT
|
||||
while (count >= 4)
|
||||
{
|
||||
fft_butterfly4(
|
||||
x[0], y[0],
|
||||
x[1], y[1],
|
||||
x[2], y[2],
|
||||
x[3], y[3],
|
||||
log_m, bytes);
|
||||
x += 4, y += 4;
|
||||
count -= 4;
|
||||
}
|
||||
#endif // LEO_USE_VECTOR4_OPT
|
||||
|
||||
for (unsigned i = 0; i < count; ++i)
|
||||
fft_butterfly(x[i], y[i], log_m, bytes);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/*
|
||||
Decimation in time IFFT:
|
||||
|
||||
@ -1073,106 +1042,6 @@ void fft_butterfly(
|
||||
#endif
|
||||
}
|
||||
|
||||
#ifdef LEO_USE_VECTOR4_OPT
|
||||
|
||||
void fft_butterfly4(
|
||||
void * LEO_RESTRICT x_0, void * LEO_RESTRICT y_0,
|
||||
void * LEO_RESTRICT x_1, void * LEO_RESTRICT y_1,
|
||||
void * LEO_RESTRICT x_2, void * LEO_RESTRICT y_2,
|
||||
void * LEO_RESTRICT x_3, void * LEO_RESTRICT y_3,
|
||||
ffe_t log_m, uint64_t bytes)
|
||||
{
|
||||
#if defined(LEO_TRY_AVX2)
|
||||
if (CpuHasAVX2)
|
||||
{
|
||||
const LEO_M256 table_lo_y = _mm256_loadu_si256(&Multiply256LUT[log_m].Value[0]);
|
||||
const LEO_M256 table_hi_y = _mm256_loadu_si256(&Multiply256LUT[log_m].Value[1]);
|
||||
|
||||
const LEO_M256 clr_mask = _mm256_set1_epi8(0x0f);
|
||||
|
||||
LEO_M256 * LEO_RESTRICT x32_0 = reinterpret_cast<LEO_M256 *>(x_0);
|
||||
LEO_M256 * LEO_RESTRICT y32_0 = reinterpret_cast<LEO_M256 *>(y_0);
|
||||
LEO_M256 * LEO_RESTRICT x32_1 = reinterpret_cast<LEO_M256 *>(x_1);
|
||||
LEO_M256 * LEO_RESTRICT y32_1 = reinterpret_cast<LEO_M256 *>(y_1);
|
||||
LEO_M256 * LEO_RESTRICT x32_2 = reinterpret_cast<LEO_M256 *>(x_2);
|
||||
LEO_M256 * LEO_RESTRICT y32_2 = reinterpret_cast<LEO_M256 *>(y_2);
|
||||
LEO_M256 * LEO_RESTRICT x32_3 = reinterpret_cast<LEO_M256 *>(x_3);
|
||||
LEO_M256 * LEO_RESTRICT y32_3 = reinterpret_cast<LEO_M256 *>(y_3);
|
||||
|
||||
do
|
||||
{
|
||||
LEO_FFTB_256(x32_0 + 1, y32_0 + 1);
|
||||
LEO_FFTB_256(x32_0, y32_0);
|
||||
y32_0 += 2, x32_0 += 2;
|
||||
|
||||
LEO_FFTB_256(x32_1 + 1, y32_1 + 1);
|
||||
LEO_FFTB_256(x32_1, y32_1);
|
||||
y32_1 += 2, x32_1 += 2;
|
||||
|
||||
LEO_FFTB_256(x32_2 + 1, y32_2 + 1);
|
||||
LEO_FFTB_256(x32_2, y32_2);
|
||||
y32_2 += 2, x32_2 += 2;
|
||||
|
||||
LEO_FFTB_256(x32_3 + 1, y32_3 + 1);
|
||||
LEO_FFTB_256(x32_3, y32_3);
|
||||
y32_3 += 2, x32_3 += 2;
|
||||
|
||||
bytes -= 64;
|
||||
} while (bytes > 0);
|
||||
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
#endif // LEO_TRY_AVX2
|
||||
|
||||
if (CpuHasSSSE3)
|
||||
{
|
||||
const LEO_M128 table_lo_y = _mm_loadu_si128(&Multiply128LUT[log_m].Value[0]);
|
||||
const LEO_M128 table_hi_y = _mm_loadu_si128(&Multiply128LUT[log_m].Value[1]);
|
||||
|
||||
const LEO_M128 clr_mask = _mm_set1_epi8(0x0f);
|
||||
|
||||
LEO_M128 * LEO_RESTRICT x16_0 = reinterpret_cast<LEO_M128 *>(x_0);
|
||||
LEO_M128 * LEO_RESTRICT y16_0 = reinterpret_cast<LEO_M128 *>(y_0);
|
||||
LEO_M128 * LEO_RESTRICT x16_1 = reinterpret_cast<LEO_M128 *>(x_1);
|
||||
LEO_M128 * LEO_RESTRICT y16_1 = reinterpret_cast<LEO_M128 *>(y_1);
|
||||
LEO_M128 * LEO_RESTRICT x16_2 = reinterpret_cast<LEO_M128 *>(x_2);
|
||||
LEO_M128 * LEO_RESTRICT y16_2 = reinterpret_cast<LEO_M128 *>(y_2);
|
||||
LEO_M128 * LEO_RESTRICT x16_3 = reinterpret_cast<LEO_M128 *>(x_3);
|
||||
LEO_M128 * LEO_RESTRICT y16_3 = reinterpret_cast<LEO_M128 *>(y_3);
|
||||
|
||||
do
|
||||
{
|
||||
LEO_FFTB_128(x16_0 + 3, y16_0 + 3);
|
||||
LEO_FFTB_128(x16_0 + 2, y16_0 + 2);
|
||||
LEO_FFTB_128(x16_0 + 1, y16_0 + 1);
|
||||
LEO_FFTB_128(x16_0, y16_0);
|
||||
x16_0 += 4, y16_0 += 4;
|
||||
|
||||
LEO_FFTB_128(x16_1 + 3, y16_1 + 3);
|
||||
LEO_FFTB_128(x16_1 + 2, y16_1 + 2);
|
||||
LEO_FFTB_128(x16_1 + 1, y16_1 + 1);
|
||||
LEO_FFTB_128(x16_1, y16_1);
|
||||
x16_1 += 4, y16_1 += 4;
|
||||
|
||||
LEO_FFTB_128(x16_2 + 3, y16_2 + 3);
|
||||
LEO_FFTB_128(x16_2 + 2, y16_2 + 2);
|
||||
LEO_FFTB_128(x16_2 + 1, y16_2 + 1);
|
||||
LEO_FFTB_128(x16_2, y16_2);
|
||||
x16_2 += 4, y16_2 += 4;
|
||||
|
||||
LEO_FFTB_128(x16_3 + 3, y16_3 + 3);
|
||||
LEO_FFTB_128(x16_3 + 2, y16_3 + 2);
|
||||
LEO_FFTB_128(x16_3 + 1, y16_3 + 1);
|
||||
LEO_FFTB_128(x16_3, y16_3);
|
||||
x16_3 += 4, y16_3 += 4;
|
||||
|
||||
bytes -= 64;
|
||||
} while (bytes > 0);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
#endif // LEO_USE_VECTOR4_OPT
|
||||
|
||||
static void FFT_DIT4(
|
||||
uint64_t bytes,
|
||||
void** work,
|
||||
@ -1540,6 +1409,66 @@ void ErrorBitfield::Prepare()
|
||||
Words[6][i] = Words[6][i + 1] = Words[5][i] | Words[5][i + 1];
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
static void FFT_DIT_ErrorBits(
|
||||
const uint64_t bytes,
|
||||
void** work,
|
||||
const unsigned n_truncated,
|
||||
const unsigned n,
|
||||
const ffe_t* skewLUT,
|
||||
const ErrorBitfield& error_bits)
|
||||
{
|
||||
unsigned mip_level = LastNonzeroBit32(n);
|
||||
|
||||
// Decimation in time: Unroll 2 layers at a time
|
||||
unsigned dist4 = n, dist = n >> 2;
|
||||
for (; dist != 0; dist4 = dist, dist >>= 2, mip_level -=2)
|
||||
{
|
||||
// For each set of dist*4 elements:
|
||||
for (unsigned r = 0; r < n_truncated; r += dist4)
|
||||
{
|
||||
if (!error_bits.IsNeeded(mip_level, r))
|
||||
continue;
|
||||
|
||||
const ffe_t log_m01 = skewLUT[r + dist];
|
||||
const ffe_t log_m23 = skewLUT[r + dist * 3];
|
||||
const ffe_t log_m02 = skewLUT[r + dist * 2];
|
||||
|
||||
// For each set of dist elements:
|
||||
for (unsigned i = r; i < r + dist; ++i)
|
||||
{
|
||||
FFT_DIT4(
|
||||
bytes,
|
||||
work + i,
|
||||
dist,
|
||||
log_m01,
|
||||
log_m23,
|
||||
log_m02);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// If there is one layer left:
|
||||
if (dist4 == 2)
|
||||
{
|
||||
for (unsigned r = 0; r < n_truncated; r += 2)
|
||||
{
|
||||
const ffe_t log_m = skewLUT[r + 1];
|
||||
|
||||
if (log_m == kModulus)
|
||||
xor_mem(work[r + 1], work[r], bytes);
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
fft_butterfly(
|
||||
work[r],
|
||||
work[r + 1],
|
||||
log_m,
|
||||
bytes);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
#endif // LEO_ERROR_BITFIELD_OPT
|
||||
|
||||
|
||||
@ -1559,7 +1488,7 @@ void ReedSolomonDecode(
|
||||
// Fill in error locations
|
||||
|
||||
#ifdef LEO_ERROR_BITFIELD_OPT
|
||||
ErrorBitfield ErrorBits;
|
||||
ErrorBitfield error_bits;
|
||||
#endif // LEO_ERROR_BITFIELD_OPT
|
||||
|
||||
ffe_t ErrorLocations[kOrder] = {};
|
||||
@ -1574,13 +1503,13 @@ void ReedSolomonDecode(
|
||||
{
|
||||
ErrorLocations[i + m] = 1;
|
||||
#ifdef LEO_ERROR_BITFIELD_OPT
|
||||
ErrorBits.Set(i + m);
|
||||
error_bits.Set(i + m);
|
||||
#endif // LEO_ERROR_BITFIELD_OPT
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
#ifdef LEO_ERROR_BITFIELD_OPT
|
||||
ErrorBits.Prepare();
|
||||
error_bits.Prepare();
|
||||
#endif // LEO_ERROR_BITFIELD_OPT
|
||||
|
||||
// Evaluate error locator polynomial
|
||||
@ -1642,32 +1571,13 @@ void ReedSolomonDecode(
|
||||
|
||||
// work <- FFT(work, n, 0) truncated to m + original_count
|
||||
|
||||
unsigned mip_level = LastNonzeroBit32(n);
|
||||
const unsigned output_count = m + original_count;
|
||||
for (unsigned width = (n >> 1); width > 0; width >>= 1, --mip_level)
|
||||
{
|
||||
const ffe_t* skewLUT = FFTSkew + width - 1;
|
||||
const unsigned range = width << 1;
|
||||
|
||||
#ifdef LEO_SCHEDULE_OPT
|
||||
for (unsigned j = (m < range) ? 0 : m; j < output_count; j += range)
|
||||
#else
|
||||
for (unsigned j = 0; j < n; j += range)
|
||||
#endif
|
||||
{
|
||||
#ifdef LEO_ERROR_BITFIELD_OPT
|
||||
if (!ErrorBits.IsNeeded(mip_level, j))
|
||||
continue;
|
||||
#endif // LEO_ERROR_BITFIELD_OPT
|
||||
|
||||
VectorFFTButterfly(
|
||||
buffer_bytes,
|
||||
width,
|
||||
work + j,
|
||||
work + j + width,
|
||||
skewLUT[j]);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
FFT_DIT_ErrorBits(buffer_bytes, work, output_count, n, FFTSkew - 1, error_bits);
|
||||
#else
|
||||
FFT_DIT(buffer_bytes, work, output_count, n, FFTSkew - 1);
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
// Reveal erasures
|
||||
|
||||
|
||||
@ -42,13 +42,13 @@ using namespace std;
|
||||
struct TestParameters
|
||||
{
|
||||
#ifdef LEO_HAS_FF16
|
||||
unsigned original_count = 100; // under 65536
|
||||
unsigned recovery_count = 20; // under 65536 - original_count
|
||||
unsigned original_count = 128; // under 65536
|
||||
unsigned recovery_count = 128; // under 65536 - original_count
|
||||
#else
|
||||
unsigned original_count = 128; // under 65536
|
||||
unsigned recovery_count = 128; // under 65536 - original_count
|
||||
#endif
|
||||
unsigned buffer_bytes = 64000; // multiple of 64 bytes
|
||||
unsigned buffer_bytes = 64; // multiple of 64 bytes
|
||||
unsigned loss_count = 32768; // some fraction of original_count
|
||||
unsigned seed = 2;
|
||||
bool multithreaded = true;
|
||||
@ -399,7 +399,7 @@ static LEO_FORCE_INLINE void SIMDSafeFree(void* ptr)
|
||||
|
||||
static bool Benchmark(const TestParameters& params)
|
||||
{
|
||||
const unsigned kTrials = params.original_count > 8000 ? 1 : 1;
|
||||
const unsigned kTrials = params.original_count > 8000 ? 1 : 16;
|
||||
|
||||
std::vector<uint8_t*> original_data(params.original_count);
|
||||
|
||||
@ -594,7 +594,7 @@ int main(int argc, char **argv)
|
||||
if (!Benchmark(params))
|
||||
goto Failed;
|
||||
|
||||
#if 1
|
||||
#if 0
|
||||
static const unsigned kMaxRandomData = 32768;
|
||||
|
||||
prng.Seed(params.seed, 8);
|
||||
|
||||
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