]> git.djapps.eu Git - pkg/ggml/sources/whisper.cpp/commitdiff
refactor soft_max, add soft_max_back (llama/16472)
authorNeo Zhang Jianyu <redacted>
Thu, 9 Oct 2025 07:25:11 +0000 (15:25 +0800)
committerGeorgi Gerganov <redacted>
Sun, 12 Oct 2025 08:16:23 +0000 (11:16 +0300)
* refactor to support soft_max_ext

* fix error and support soft_max_back

* rm unused functions

* fix format issue

---------

Co-authored-by: Zhang Jianyu <redacted>
ggml/src/ggml-sycl/common.hpp
ggml/src/ggml-sycl/dpct/helper.hpp
ggml/src/ggml-sycl/ggml-sycl.cpp
ggml/src/ggml-sycl/softmax.cpp
ggml/src/ggml-sycl/softmax.hpp

index 4e7449d06ecfe260576be5d05c28d4f6ea8f563d..d66d7ade9018241a2276b5bb245b31d043855949 100644 (file)
@@ -197,6 +197,7 @@ struct sycl_device_info {
     int     cc;                 // compute capability
     // int     nsm;                // number of streaming multiprocessors
     // size_t  smpb;               // max. shared memory per block
+    size_t  smpbo;              // max. shared memory per block (with opt-in)
     bool    vmm;                // virtual memory support
     size_t  total_vram;
     //sycl_hw_info hw_info;     \\ device id and aarch, currently not used
@@ -416,13 +417,6 @@ static __dpct_inline__ float warp_reduce_sum(float x,
     const sycl::nd_item<3>& item_ct1) {
 #pragma unroll
     for (int mask = WARP_SIZE / 2; mask > 0; mask >>= 1) {
-        /*
-        DPCT1096:98: The right-most dimension of the work-group used in the SYCL
-        kernel that calls this function may be less than "32". The function
-        "dpct::permute_sub_group_by_xor" may return an unexpected result on the
-        CPU device. Modify the size of the work-group to ensure that the value
-        of the right-most dimension is a multiple of "32".
-        */
         x += dpct::permute_sub_group_by_xor(item_ct1.get_sub_group(), x, mask);
     }
     return x;
@@ -440,17 +434,67 @@ warp_reduce_sum(sycl::float2 a, const sycl::nd_item<3>& item_ct1) {
     return a;
 }
 
+template <int width = WARP_SIZE>
+static __dpct_inline__ int warp_reduce_sum(int x) {
+  return sycl::reduce_over_group(
+      sycl::ext::oneapi::this_work_item::get_sub_group(), x, sycl::plus<>());
+}
+
+template <int width = WARP_SIZE>
+static __dpct_inline__ float warp_reduce_sum(float x) {
+#pragma unroll
+  for (int offset = width / 2; offset > 0; offset >>= 1) {
+    x += dpct::permute_sub_group_by_xor(
+        sycl::ext::oneapi::this_work_item::get_sub_group(), x, offset, width);
+  }
+  return x;
+}
+
+template <int width = WARP_SIZE>
+static __dpct_inline__ sycl::float2 warp_reduce_sum(sycl::float2 a) {
+#pragma unroll
+  for (int offset = width / 2; offset > 0; offset >>= 1) {
+    a.x() += dpct::permute_sub_group_by_xor(
+        sycl::ext::oneapi::this_work_item::get_sub_group(), a.x(), offset,
+        width);
+    a.y() += dpct::permute_sub_group_by_xor(
+        sycl::ext::oneapi::this_work_item::get_sub_group(), a.y(), offset,
+        width);
+  }
+  return a;
+}
+
+template <int width = WARP_SIZE>
+static __dpct_inline__ sycl::half2 warp_reduce_sum(sycl::half2 a) {
+#pragma unroll
+  for (int offset = width / 2; offset > 0; offset >>= 1) {
+    a = a + dpct::permute_sub_group_by_xor(
+                sycl::ext::oneapi::this_work_item::get_sub_group(), a, offset,
+                width);
+  }
+  return a;
+}
+
+static constexpr int ggml_sycl_get_physical_warp_size() {
+  // todo: for old iGPU + dGPU case, need to be changed.
+  return WARP_SIZE;
+}
+
+template <int width = WARP_SIZE>
+static __dpct_inline__ float warp_reduce_max(float x) {
+#pragma unroll
+  for (int offset = width / 2; offset > 0; offset >>= 1) {
+    x = sycl::fmax(x, dpct::permute_sub_group_by_xor(
+                          sycl::ext::oneapi::this_work_item::get_sub_group(), x,
+                          offset, width));
+  }
+  return x;
+}
+
 static __dpct_inline__ float warp_reduce_max(float x,
     const sycl::nd_item<3>& item_ct1) {
 #pragma unroll
     for (int mask = WARP_SIZE / 2; mask > 0; mask >>= 1) {
-        /*
-        DPCT1096:97: The right-most dimension of the work-group used in the SYCL
-        kernel that calls this function may be less than "32". The function
-        "dpct::permute_sub_group_by_xor" may return an unexpected result on the
-        CPU device. Modify the size of the work-group to ensure that the value
-        of the right-most dimension is a multiple of "32".
-        */
         x = sycl::fmax(x, dpct::permute_sub_group_by_xor(
             item_ct1.get_sub_group(), x, mask));
     }
@@ -558,4 +602,18 @@ struct scope_op_debug_print {
     std::string_view func_suffix;
 };
 
+static __dpct_inline__ float get_alibi_slope(const float    max_bias,
+                                             const uint32_t h,
+                                             const uint32_t 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 dpct::pow(base, exph);
+}
+
 #endif // GGML_SYCL_COMMON_HPP
index d538965b096bf3e14ef483b4e0a2ee466aece834..f93cfa701f584ea4bf1f164390b41b58fa74b822 100644 (file)
@@ -277,6 +277,26 @@ namespace dpct
 
     } // namespace detail
 
+    // COPY from DPCT head files
+    /// dim3 is used to store 3 component dimensions.
+    class dim3 {
+        public:
+        unsigned x, y, z;
+
+        constexpr dim3(unsigned x = 1, unsigned y = 1, unsigned z = 1)
+            : x(x), y(y), z(z) {}
+
+        dim3(const sycl::id<3> &r) : dim3(r[2], r[1], r[0]) {}
+
+        operator sycl::range<3>() const { return sycl::range<3>(z, y, x); }
+    }; // namespace dim3
+
+    inline dim3 operator*(const dim3 &a, const dim3 &b) {
+    return dim3{a.x * b.x, a.y * b.y, a.z * b.z};
+    }
+    // COPY from DPCT head files
+
+
     /// Pitched 2D/3D memory data.
     class pitched_data
     {
index 4ac919ea2d75757f412c50a0385afd3d6479270d..e4cc3c8ed8f2a50b043651cc071c4c7ef387173e 100644 (file)
@@ -87,6 +87,7 @@ static ggml_sycl_device_info ggml_sycl_init() {
             100 * prop.get_major_version() + 10 * prop.get_minor_version();
         info.devices[i].opt_feature.reorder = device.ext_oneapi_architecture_is(syclex::arch_category::intel_gpu);
         info.max_work_group_sizes[i] = prop.get_max_work_group_size();
+        info.devices[i].smpbo = prop.get_local_mem_size();
     }
 
     for (int id = 0; id < info.device_count; ++id) {
@@ -3741,6 +3742,9 @@ static bool ggml_sycl_compute_forward(ggml_backend_sycl_context & ctx, struct gg
         case GGML_OP_SOFT_MAX:
             ggml_sycl_op_soft_max(ctx, dst);
             break;
+        case GGML_OP_SOFT_MAX_BACK:
+            ggml_sycl_op_soft_max_back(ctx, dst);
+            break;
         case GGML_OP_ROPE:
             ggml_sycl_rope(ctx, dst);
             break;
@@ -3778,6 +3782,7 @@ static bool ggml_sycl_compute_forward(ggml_backend_sycl_context & ctx, struct gg
     return true;
 } catch (sycl::exception & e) {
     std::cerr << e.what() << "Exception caught at file:" << __FILE__ << ", line:" << __LINE__ << std::endl;
+    std::cerr << "Error OP "<<ggml_op_name(dst->op)<< std::endl;
     std::exit(1);
 }
 
@@ -4386,19 +4391,15 @@ static bool ggml_backend_sycl_device_supports_op(ggml_backend_dev_t dev, const g
             return true;
         case GGML_OP_CONT:
             return op->src[0]->type != GGML_TYPE_BF16;
-        case GGML_OP_SOFT_MAX:
-            // TODO: support batching
-            if (op->src[0]->ne[3] != 1) {
-                return false;
-            }
-            // TODO: support attention sinks [TAG_ATTN_SINKS]
-            if (op->src[2]) {
-                return false;
-            }
-            // TODO: support broadcast
-            // ref: https://github.com/ggml-org/llama.cpp/pull/14435
-            return !op->src[1] || (op->src[1]->ne[2] == 1 && op->src[1]->ne[3] == 1);
         case GGML_OP_DIAG_MASK_INF:
+            return true;
+        case GGML_OP_SOFT_MAX:
+            return true;
+        case GGML_OP_SOFT_MAX_BACK: {
+            float max_bias = 0.0f;
+            memcpy(&max_bias, (const float *) op->op_params + 1, sizeof(float));
+            return max_bias == 0.0f;
+        }
         case GGML_OP_ROPE:
         case GGML_OP_IM2COL:
             return true;
index 52fcf4b3dbd244db8c0ed92e7f931eb16bb9c199..83b7c71b66194058f4753e5fb6c47e73aedb0e4c 100644 (file)
@@ -1,37 +1,94 @@
 #include "softmax.hpp"
+#include <cstdint>
+#include <utility>
+#include <cmath>
 
-template <bool vals_smem, int ncols_template, int block_size_template, typename T>
-static void soft_max_f32(const float * x, const T * mask, float * dst, const int ncols_par,
-                         const int nrows_y, const float scale, const float max_bias, const float m0,
-                         const float m1, uint32_t n_head_log2, const sycl::nd_item<3> &item_ct1, float *buf) {
-    const int ncols = ncols_template == 0 ? ncols_par : ncols_template;
 
-    const int tid = item_ct1.get_local_id(2);
-    const int rowx = item_ct1.get_group(2);
-    const int rowy = rowx % nrows_y; // broadcast the mask (y) in the row dimension
+template <typename T> static __dpct_inline__ float t2f32(T val) {
+    return (float) val;
+}
 
-    const int block_size = block_size_template == 0 ? item_ct1.get_local_range(2) : block_size_template;
+template <> float __dpct_inline__ t2f32<sycl::half>(sycl::half val) {
+  return sycl::vec<sycl::half, 1>(val)
+      .convert<float, sycl::rounding_mode::automatic>()[0];
+}
 
-    const int warp_id = item_ct1.get_local_id(2) / WARP_SIZE;
-    const int lane_id = item_ct1.get_local_id(2) % WARP_SIZE;
+struct soft_max_params {
+
+    int64_t nheads;
+    uint32_t n_head_log2;
+    int64_t ncols;
+    int64_t nrows_x;
+    int64_t nrows_y;
+    int64_t ne00;
+    int64_t ne01;
+    int64_t ne02;
+    int64_t ne03;
+    int64_t nb11;
+    int64_t nb12;
+    int64_t nb13;
+
+    int64_t ne12;
+    int64_t ne13;
+    float scale;
+    float max_bias;
+    float m0;
+    float m1;
+};
+
+// When ncols_template == 0 the bounds for the loops in this function are not known and can't be unrolled.
+// As we want to keep pragma unroll for all other cases we supress the clang transformation warning here.
+#ifdef __clang__
+#pragma clang diagnostic push
+#pragma clang diagnostic ignored "-Wpass-failed"
+#endif // __clang__
+template <bool use_shared, int ncols_template, int block_size_template, typename T>
+static void soft_max_f32(const float *         x,
+                         const T *             mask,
+                         const float *         sinks,
+                         float *               dst,
+                         const soft_max_params p,
+                         uint8_t *             dpct_local) {
+    auto      item_ct1 = sycl::ext::oneapi::this_work_item::get_nd_item<3>();
+    const int ncols    = ncols_template == 0 ? p.ncols : ncols_template;
+    const int block_size = block_size_template == 0
+                               ? item_ct1.get_local_range(2)
+                               : block_size_template;
     const int nthreads = block_size;
     const int nwarps = nthreads / WARP_SIZE;
     size_t nreduce = nwarps / WARP_SIZE;
-    float slope = 1.0f;
 
-    // ALiBi
-    if (max_bias > 0.0f) {
-        const uint32_t h = rowx/nrows_y; // head index
+    const int tid = item_ct1.get_local_id(2);
 
-        const float base = h < n_head_log2 ? m0 : m1;
-        const int   exp  = h < n_head_log2 ? h + 1 : 2*(h - n_head_log2) + 1;
+    const int64_t i03 = item_ct1.get_group(0);
+    const int64_t i02 = item_ct1.get_group(1);
+    const int64_t i01 = item_ct1.get_group(2);
 
-        slope = sycl::pow(base, float(exp));
-    }
+    //TODO: noncontigous inputs/outputs
+    const int rowx = item_ct1.get_group(2) +
+                     item_ct1.get_group(1) * item_ct1.get_group_range(2) +
+                     item_ct1.get_group(0) * item_ct1.get_group_range(2) *
+                         item_ct1.get_group_range(1);
+
+    const int64_t i11 = i01;
+    const int64_t i12 = i02 % p.ne12;
+    const int64_t i13 = i03 % p.ne13;
 
-    float *vals = vals_smem ? buf + sycl::max(nwarps, WARP_SIZE) : dst + rowx * ncols;
-    float max_val = -INFINITY;
+    x    += int64_t(rowx)*ncols;
+    mask += (i11*p.nb11 + i12*p.nb12 + i13*p.nb13) / sizeof(T) * (mask != nullptr);
+    dst  += int64_t(rowx)*ncols;
 
+    const int warp_id = item_ct1.get_local_id(2) / WARP_SIZE;
+    const int lane_id = item_ct1.get_local_id(2) % WARP_SIZE;
+
+    const float slope = get_alibi_slope(p.max_bias, i02, p.n_head_log2, p.m0, p.m1);
+
+    float * buf_iw = (float *) dpct_local;
+
+    // shared memory buffer to cache values between iterations:
+    float *vals = use_shared ? buf_iw + sycl::max(nwarps, WARP_SIZE) : dst;
+    float max_val = sinks ? sinks[i02] : -INFINITY;
+#pragma unroll
     for (int col0 = 0; col0 < ncols; col0 += block_size) {
         const int col = col0 + tid;
 
@@ -39,42 +96,35 @@ static void soft_max_f32(const float * x, const T * mask, float * dst, const int
             break;
         }
 
-        const int ix = rowx*ncols + col;
-        const int iy = rowy*ncols + col;
-
-        const float val = x[ix]*scale + (mask ? slope*static_cast<float>(mask[iy]) : 0.0f);
+        const float val = x[col]*p.scale + (mask ? slope*t2f32(mask[col]) : 0.0f);
 
         vals[col] = val;
-        max_val = sycl::max(max_val, val);
+        max_val   = sycl::max(max_val, val);
     }
-
     // find the max value in the block
-    max_val = warp_reduce_max(max_val, item_ct1);
+    max_val = warp_reduce_max(max_val);
+
     if (block_size > WARP_SIZE) {
         if (warp_id == 0) {
-            buf[lane_id] = -INFINITY;
-            for (size_t i = 1; i < nreduce; i += 1) {
-                buf[lane_id + i * WARP_SIZE] = -INFINITY;
-            }
+            buf_iw[lane_id] = -INFINITY;
         }
-        item_ct1.barrier(sycl::access::fence_space::local_space);
+        item_ct1.barrier();
 
         if (lane_id == 0) {
-            buf[warp_id] = max_val;
+            buf_iw[warp_id] = max_val;
         }
-        item_ct1.barrier(sycl::access::fence_space::local_space);
-        max_val = buf[lane_id];
-        for (size_t i = 1; i < nreduce; i += 1) {
-            max_val = sycl::max(max_val, buf[lane_id + i * WARP_SIZE]);
-        }
-        max_val = warp_reduce_max(max_val, item_ct1);
+        item_ct1.barrier();
+
+        max_val = buf_iw[lane_id];
+        max_val = warp_reduce_max(max_val);
     }
+    float tmp = 0.0f; // partial sum
 
-    float tmp = 0.f;
 #pragma unroll
     for (int col0 = 0; col0 < ncols; col0 += block_size) {
         const int col = col0 + tid;
-                if (ncols_template == 0 && col >= ncols) {
+
+        if (ncols_template == 0 && col >= ncols) {
             break;
         }
 
@@ -82,32 +132,33 @@ static void soft_max_f32(const float * x, const T * mask, float * dst, const int
         tmp += val;
         vals[col] = val;
     }
-
     // find the sum of exps in the block
-    tmp = warp_reduce_sum(tmp, item_ct1);
+    tmp = warp_reduce_sum(tmp);
     if (block_size > WARP_SIZE) {
-        item_ct1.barrier(sycl::access::fence_space::local_space);
+        item_ct1.barrier();
         if (warp_id == 0) {
-            buf[lane_id] = 0.f;
+            buf_iw[lane_id] = 0.0f;
             for (size_t i = 1; i < nreduce; i += 1) {
-                buf[lane_id + i * WARP_SIZE] = 0.f;
+                buf_iw[lane_id + i * WARP_SIZE] = 0.f;
             }
         }
-        item_ct1.barrier(sycl::access::fence_space::local_space);
+        item_ct1.barrier();
 
         if (lane_id == 0) {
-            buf[warp_id] = tmp;
+            buf_iw[warp_id] = tmp;
         }
-        item_ct1.barrier(sycl::access::fence_space::local_space);
+        item_ct1.barrier();
 
-        tmp = buf[lane_id];
+        tmp = buf_iw[lane_id];
         for (size_t i = 1; i < nreduce; i += 1) {
-            tmp += buf[lane_id + i * WARP_SIZE];
+            tmp += buf_iw[lane_id + i * WARP_SIZE];
         }
-        tmp = warp_reduce_sum(tmp, item_ct1);
+        tmp = warp_reduce_sum(tmp);
     }
-
-    const float inv_sum = 1.f / tmp;
+    if (sinks) {
+        tmp += sycl::native::exp(sinks[i02] - max_val);
+    }
+    const float inv_sum = 1.0f / tmp;
 
 #pragma unroll
     for (int col0 = 0; col0 < ncols; col0 += block_size) {
@@ -117,145 +168,259 @@ static void soft_max_f32(const float * x, const T * mask, float * dst, const int
             return;
         }
 
-        const int idst = rowx*ncols + col;
-        dst[idst] = vals[col] * inv_sum;
+        dst[col] = vals[col] * inv_sum;
     }
 }
+#ifdef __clang__
+#pragma clang diagnostic pop
+#endif // __clang__
+
+static void soft_max_back_f32(const float *grad, const float *dstf, float *dst,
+                              const int ncols, const float scale) {
+    auto      item_ct1 = sycl::ext::oneapi::this_work_item::get_nd_item<3>();
+    const int tid      = item_ct1.get_local_id(2);
+    const int rowx     = item_ct1.get_group(2);
+
+    grad += int64_t(rowx)*ncols;
+    dstf += int64_t(rowx)*ncols;
+    dst  += int64_t(rowx)*ncols;
+
+    float dgf_dot = 0.0f; // dot product of dst from forward pass and gradients
+
+    for (int col = tid; col < ncols; col += WARP_SIZE) {
+        dgf_dot += dstf[col]*grad[col];
+    }
+
+    dgf_dot = warp_reduce_sum(dgf_dot);
+
+    for (int col = tid; col < ncols; col += WARP_SIZE) {
+        dst[col] = scale * (grad[col] - dgf_dot) * dstf[col];
+    }
+}
+
+template <int... Ns, typename T>
+static void launch_soft_max_kernels(const float *           x,
+                                    const T *               mask,
+                                    const float *           sinks,
+                                    float *                 dst,
+                                    const soft_max_params & p,
+                                    dpct::queue_ptr         stream,
+                                    dpct::dim3              block_dims,
+                                    dpct::dim3              block_nums,
+                                    size_t                  nbytes_shared)
+{
+    auto launch_kernel = [=](auto I) -> bool {
+        constexpr int ncols = decltype(I)::value;
+        constexpr int block = (ncols > 1024 ? 1024 : ncols);
+        if (p.ncols == ncols) {
+            stream->submit([&](sycl::handler &cgh) {
+                sycl::local_accessor<uint8_t, 1> dpct_local_acc_ct1(
+                    sycl::range<1>(nbytes_shared), cgh);
+
+                cgh.parallel_for(
+                    sycl::nd_range<3>(block_nums * block_dims, block_dims),
+                    [=](sycl::nd_item<3> item_ct1) [[sycl::reqd_sub_group_size(
+                        WARP_SIZE)]] {
+                        soft_max_f32<true, ncols, block>(
+                            x, mask, sinks, dst, p,
+                            dpct_local_acc_ct1
+                                .get_multi_ptr<sycl::access::decorated::no>()
+                                .get());
+                        GGML_UNUSED(item_ct1);
+                    });
+            });
+            return true;
+        }
+        return false;
+    };
+
+    // unary fold over launch_kernel
+    if ((launch_kernel(std::integral_constant<int, Ns>{}) || ...)) {
+        return;
+    }
 
-template <bool vals_smem, int ncols_template, int block_size_template, typename T>
-static void soft_max_f32_submitter(const float * x, const T * mask, float * dst, const int ncols_par,
-                                   const int nrows_y, const float scale, const float max_bias, const float m0,
-                                   const float m1, uint32_t n_head_log2, sycl::range<3> block_nums, sycl::range<3> block_dims,
-                                   const size_t n_local_scratch, queue_ptr stream) {
     stream->submit([&](sycl::handler &cgh) {
-        sycl::local_accessor<float, 1> local_buf_acc(n_local_scratch, cgh);
+        sycl::local_accessor<uint8_t, 1> dpct_local_acc_ct1(
+            sycl::range<1>(nbytes_shared), cgh);
 
         cgh.parallel_for(
             sycl::nd_range<3>(block_nums * block_dims, block_dims),
-            [=](sycl::nd_item<3> item_ct1) [[sycl::reqd_sub_group_size(WARP_SIZE)]] {
-                soft_max_f32<vals_smem, ncols_template, block_size_template>(x, mask, dst, ncols_par,
-                                                                             nrows_y, scale, max_bias, m0,
-                                                                             m1, n_head_log2, item_ct1,
-                                                                             get_pointer(local_buf_acc));
-            });
+            [=](sycl::nd_item<3> item_ct1)
+                [[sycl::reqd_sub_group_size(WARP_SIZE)]] {
+                    soft_max_f32<true, 0, 0>(
+                        x, mask, sinks, dst, p,
+                        dpct_local_acc_ct1
+                            .get_multi_ptr<sycl::access::decorated::no>()
+                            .get());
+                    GGML_UNUSED(item_ct1);
+                });
     });
 }
 
-template<typename T>
-static void soft_max_f32_sycl(const float * x, const T * mask,
-                              float * dst, const int ncols_x, const int nrows_x,
-                              const int nrows_y, const float scale, const float max_bias,
-                              queue_ptr stream, int device) {
+template <typename T>
+static void soft_max_f32_sycl(const float *x, const T *mask,
+                              const float *sinks, float *dst,
+                              const soft_max_params &params,
+                              dpct::queue_ptr stream, int device) {
     int nth = WARP_SIZE;
     int max_block_size = ggml_sycl_info().max_work_group_sizes[device];
+    const int64_t ncols_x = params.ncols;
+
     while (nth < ncols_x && nth < max_block_size) nth *= 2;
     if (nth>max_block_size) nth = max_block_size;
 
-    const sycl::range<3> block_dims(1, 1, nth);
-    const sycl::range<3> block_nums(1, 1, nrows_x);
-    const size_t n_val_tmp = nth / WARP_SIZE;
-    const size_t n_local_scratch = (GGML_PAD(ncols_x, WARP_SIZE) + n_val_tmp);
+    const dpct::dim3 block_dims(nth, 1, 1);
+    const dpct::dim3 block_nums(params.ne01, params.ne02, params.ne03);
+    const size_t nbytes_shared =
+        (GGML_PAD(ncols_x, WARP_SIZE) + WARP_SIZE) * sizeof(float);
 
-    const uint32_t n_head_kv   = nrows_x/nrows_y;
-    const uint32_t n_head_log2 = 1u << (uint32_t) floorf(log2f((float) n_head_kv));
+    const int id       = get_current_device_id();
+    const size_t smpbo = ggml_sycl_info().devices[id].smpbo;
 
-    const float m0 = powf(2.0f, -(max_bias       ) / n_head_log2);
-    const float m1 = powf(2.0f, -(max_bias / 2.0f) / n_head_log2);
-
-    const size_t local_mem_size = stream->get_device().get_info<sycl::info::device::local_mem_size>();
-    if (n_local_scratch*sizeof(float) < local_mem_size) {
-        if (ncols_x > max_block_size) {
-            soft_max_f32_submitter<true, 0, 0>(x, mask, dst, ncols_x, nrows_y, scale,
-                                               max_bias, m0, m1, n_head_log2, block_nums,
-                                               block_dims, n_local_scratch, stream);
-            return;
-        }
-        switch (ncols_x) {
-            case 32:
-                soft_max_f32_submitter<true, 32, 32>(x, mask, dst, ncols_x, nrows_y, scale,
-                                                     max_bias, m0, m1, n_head_log2, block_nums,
-                                                     block_dims, n_local_scratch, stream);
-                break;
-            case 64:
-                soft_max_f32_submitter<true, 64, 64>(x, mask, dst, ncols_x, nrows_y, scale,
-                                                     max_bias, m0, m1, n_head_log2, block_nums,
-                                                     block_dims, n_local_scratch, stream);
-                break;
-            case 128:
-                soft_max_f32_submitter<true, 128, 128>(x, mask, dst, ncols_x, nrows_y, scale,
-                                                       max_bias, m0, m1, n_head_log2, block_nums,
-                                                       block_dims, n_local_scratch, stream);
-                break;
-            case 256:
-                soft_max_f32_submitter<true, 256, 256>(x, mask, dst, ncols_x, nrows_y, scale,
-                                                       max_bias, m0, m1, n_head_log2, block_nums,
-                                                       block_dims, n_local_scratch, stream);
-                break;
-            case 512:
-                soft_max_f32_submitter<true, 512, 512>(x, mask, dst, ncols_x, nrows_y, scale,
-                                                       max_bias, m0, m1, n_head_log2, block_nums,
-                                                       block_dims, n_local_scratch, stream);
-                break;
-            case 1024:
-                soft_max_f32_submitter<true, 1024, 1024>(x, mask, dst, ncols_x, nrows_y, scale,
-                                                         max_bias, m0, m1, n_head_log2, block_nums,
-                                                         block_dims, n_local_scratch, stream);
-                break;
-            case 2048:
-                soft_max_f32_submitter<true, 2048, 1024>(x, mask, dst, ncols_x, nrows_y, scale,
-                                                         max_bias, m0, m1, n_head_log2, block_nums,
-                                                         block_dims, n_local_scratch, stream);
-                break;
-            case 4096:
-                soft_max_f32_submitter<true, 4096, 1024>(x, mask, dst, ncols_x, nrows_y, scale,
-                                                         max_bias, m0, m1, n_head_log2, block_nums,
-                                                         block_dims, n_local_scratch, stream);
-                break;
-            default:
-                soft_max_f32_submitter<true, 0, 0>(x, mask, dst, ncols_x, nrows_y, scale,
-                                                   max_bias, m0, m1, n_head_log2, block_nums,
-                                                   block_dims, n_local_scratch, stream);
-                break;
-        }
+    if (nbytes_shared <= smpbo) {
+        launch_soft_max_kernels<32, 64, 128, 256, 512, 1024, 2048, 4096>(
+            x, mask, sinks, dst, params, stream, block_dims, block_nums,
+            nbytes_shared);
     } else {
-        soft_max_f32_submitter<false, 0, 0>(x, mask, dst, ncols_x, nrows_y, scale,
-                                            max_bias, m0, m1, n_head_log2, block_nums,
-                                            block_dims, WARP_SIZE, stream);
+        const size_t nbytes_shared_low = WARP_SIZE * sizeof(float);
+
+        stream->submit([&](sycl::handler &cgh) {
+            sycl::local_accessor<uint8_t, 1> dpct_local_acc_ct1(
+                sycl::range<1>(nbytes_shared_low), cgh);
+
+            cgh.parallel_for(
+                sycl::nd_range<3>(block_nums * block_dims, block_dims),
+                [=](sycl::nd_item<3> item_ct1) {
+                    soft_max_f32<false, 0, 0>(
+                        x, mask, sinks, dst, params,
+                        dpct_local_acc_ct1
+                            .get_multi_ptr<sycl::access::decorated::no>()
+                            .get());
+                    GGML_UNUSED(item_ct1);
+                });
+        });
     }
 }
 
+static void soft_max_back_f32_sycl(const float *   grad,
+                                   const float *   dstf,
+                                   float *         dst,
+                                   const int       ncols,
+                                   const int       nrows,
+                                   const float     scale,
+                                   dpct::queue_ptr stream) {
+    const dpct::dim3 block_dims(WARP_SIZE, 1, 1);
+    const dpct::dim3 block_nums(nrows, 1, 1);
+
+    stream->parallel_for(sycl::nd_range<3>(block_nums * block_dims, block_dims),
+                         [=](sycl::nd_item<3> item_ct1) {
+                             soft_max_back_f32(grad, dstf, dst, ncols, scale);
+                             GGML_UNUSED(item_ct1);
+                         });
+}
+
 void ggml_sycl_op_soft_max(ggml_backend_sycl_context & ctx, ggml_tensor * dst) {
     scope_op_debug_print scope_dbg_print(__func__, dst, /*num_src=*/2);
-    GGML_ASSERT(dst->src[0]->type == GGML_TYPE_F32);
+
+    const ggml_tensor * src0 = dst->src[0];
+    const ggml_tensor * src1 = dst->src[1];
+    const ggml_tensor * src2 = dst->src[2];
+
+    const float * src0_d = (const float *) src0->data;
+    const void  * src1_d = src1 ? (const void *) src1->data : nullptr;
+    const void  * src2_d = src2 ? (const void *) src2->data : nullptr;
+    float       *  dst_d = (float *) dst->data;
+
+    dpct::queue_ptr stream = ctx.stream();
+
+    GGML_ASSERT(src0->type == GGML_TYPE_F32);
     GGML_ASSERT( dst->type == GGML_TYPE_F32);
 
-    GGML_ASSERT(!dst->src[1] || dst->src[1]->type == GGML_TYPE_F16 || dst->src[1]->type == GGML_TYPE_F32); // src1 contains mask and it is optional
+    // src1 contains mask and it is optional
+    GGML_ASSERT(!src1 || src1->type == GGML_TYPE_F16 || src1->type == GGML_TYPE_F32);
 
-    const int64_t ne00 = dst->src[0]->ne[0];
-    const int64_t nrows_x = ggml_nrows(dst->src[0]);
-    const int64_t nrows_y = dst->src[0]->ne[1];
+    const int64_t nrows_x = ggml_nrows(src0);
+    const int64_t nrows_y = src0->ne[1];
 
-    float scale = 1.0f;
+    const int64_t ne00 = src0->ne[0];
+
+    float scale    = 1.0f;
     float max_bias = 0.0f;
 
-    memcpy(&scale, dst->op_params + 0, sizeof(float));
-    memcpy(&max_bias, dst->op_params + 1, sizeof(float));
+    memcpy(&scale,    (const float *) dst->op_params + 0, sizeof(float));
+    memcpy(&max_bias, (const float *) dst->op_params + 1, sizeof(float));
+
+    const bool use_f16 = (src1 && src1->type == GGML_TYPE_F16);
 
-    const float * src0_dd = static_cast<const float *>(dst->src[0]->data);
-    float * dst_dd = static_cast<float *>(dst->data);
+    const int64_t nb11 = src1 ? src1->nb[1] : 1;
+    const int64_t nb12 = src1 ? src1->nb[2] : 1;
+    const int64_t nb13 = src1 ? src1->nb[3] : 1;
 
-    ggml_sycl_set_device(ctx.device);
-    dpct::queue_ptr main_stream = ctx.stream();
+    const int64_t ne12 = src1 ? src1->ne[2] : 1;
+    const int64_t ne13 = src1 ? src1->ne[3] : 1;
 
-    if (dst->src[1] && dst->src[1]->type == GGML_TYPE_F16) {
-        const sycl::half * src1_dd = static_cast<sycl::half *>(dst->src[1]->data);
-        soft_max_f32_sycl<sycl::half>(src0_dd, src1_dd, dst_dd, ne00, nrows_x, nrows_y, scale, max_bias,
-                          main_stream, ctx.device);
-    } else if (dst->src[1] && dst->src[1]->type == GGML_TYPE_F32) {
-        const float * src1_dd = static_cast<const float *>(dst->src[1]->data);
-        soft_max_f32_sycl<float>(src0_dd, src1_dd, dst_dd, ne00, nrows_x, nrows_y, scale, max_bias, main_stream, ctx.device);
+    const uint32_t n_head      = src0->ne[2];
+    const uint32_t n_head_log2 = 1u << (uint32_t) floorf(log2f((float) n_head));
+
+    const float m0 = powf(2.0f, -(max_bias       ) / n_head_log2);
+    const float m1 = powf(2.0f, -(max_bias / 2.0f) / n_head_log2);
+
+
+    soft_max_params params = {};
+    params.nheads = src0->ne[2];
+    params.n_head_log2 = n_head_log2;
+    params.ncols = ne00;
+    params.nrows_x = nrows_x;
+    params.nrows_y = nrows_y;
+    params.ne00 = src0->ne[0];
+    params.ne01 = src0->ne[1];
+    params.ne02 = src0->ne[2];
+    params.ne03 = src0->ne[3];
+    params.nb11 = nb11;
+    params.nb12 = nb12;
+    params.nb13 = nb13;
+    params.ne12 = ne12;
+    params.ne13 = ne13;
+    params.scale = scale;
+    params.max_bias = max_bias;
+    params.m0 = m0;
+    params.m1 = m1;
+
+    if (use_f16) {
+        soft_max_f32_sycl(src0_d, (const sycl::half *)src1_d,
+                          (const float *)src2_d, dst_d, params, stream,
+                          ctx.device);
     } else {
-        /* mask unavailable */
-        soft_max_f32_sycl<float>(src0_dd, nullptr, dst_dd, ne00, nrows_x, nrows_y, scale, max_bias, main_stream, ctx.device);
+        soft_max_f32_sycl(src0_d, (const float *)src1_d, (const float *)src2_d,
+                          dst_d, params, stream, ctx.device);
     }
 }
+
+void ggml_sycl_op_soft_max_back(ggml_backend_sycl_context & ctx, ggml_tensor * dst) {
+    scope_op_debug_print scope_dbg_print(__func__, dst, /*num_src=*/2);
+    const ggml_tensor * src0 = dst->src[0]; // grad
+    const ggml_tensor * src1 = dst->src[1]; // forward pass output
+
+    const float * src0_d = (const float *) src0->data;
+    const float * src1_d = (const float *) src1->data;
+    float       * dst_d  = (float       *) dst->data;
+
+    dpct::queue_ptr stream = ctx.stream();
+
+    GGML_ASSERT(src0->type == GGML_TYPE_F32);
+    GGML_ASSERT(src1->type == GGML_TYPE_F32);
+    GGML_ASSERT( dst->type == GGML_TYPE_F32);
+
+    const int64_t ncols = src0->ne[0];
+    const int64_t nrows = ggml_nrows(src0);
+
+    float scale    = 1.0f;
+    float max_bias = 0.0f;
+
+    memcpy(&scale,    (const float *) dst->op_params + 0, sizeof(float));
+    memcpy(&max_bias, (const float *) dst->op_params + 1, sizeof(float));
+
+    GGML_ASSERT(max_bias == 0.0f);
+
+    soft_max_back_f32_sycl(src0_d, src1_d, dst_d, ncols, nrows, scale, stream);
+}
index 2cf8582ec92e9ef52ebc50b446da9e2953309f9c..23f1e5a9d65e6f396f2a77bfe52cfb3a963cb75f 100644 (file)
 
 #include "common.hpp"
 
+#define SYCL_SOFT_MAX_BLOCK_SIZE 1024
+
 void ggml_sycl_op_soft_max(ggml_backend_sycl_context &ctx, ggml_tensor *dst);
 
+void ggml_sycl_op_soft_max_back(ggml_backend_sycl_context & ctx, ggml_tensor * dst);
+
 #endif // GGML_SYCL_SOFTMAX_HPP