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Kernels compilation profiling doc #4765
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This file contains hidden or bidirectional Unicode text that may be interpreted or compiled differently than what appears below. To review, open the file in an editor that reveals hidden Unicode characters.
Learn more about bidirectional Unicode characters
Original file line number | Diff line number | Diff line change | ||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
@@ -0,0 +1,164 @@ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
============================= | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Profiling kernels compilation | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
============================= | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
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||||||||||||||||||||||||||||||||||
If a kernel takes too much time to compile, the first step to start profiling it | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
is to run it with the following environment variables: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
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||||||||||||||||||||||||||||||||||
.. code-block:: bash | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
export TRITON_ALWAYS_COMPILE=1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
export MLIR_ENABLE_TIMING=1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
export LLVM_ENABLE_TIMING=1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
python -m pytest python/test/unit/intel/test_mxfp_matmul.py::test_mxfp_matmul[True-True-float4-float4-True-True-1-128-128-128-1024-512-512] --device=xpu -s | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
For the environment variables description, see the README.md file in the root directory of the project. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
The output will contain the statistic for each phase of the compilation and for MLIR passes. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Here is an example: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
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||||||||||||||||||||||||||||||||||
.. code-block:: text | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
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||||||||||||||||||||||||||||||||||
===-------------------------------------------------------------------------=== | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
... Execution time report ... | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
===-------------------------------------------------------------------------=== | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Total Execution Time: 483.1849 seconds | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
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||||||||||||||||||||||||||||||||||
----User Time---- ----Wall Time---- ----Name---- | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
0.0012 ( 0.0%) 0.0012 ( 0.0%) SCFToControlFlowPass | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
0.0015 ( 0.0%) 0.0015 ( 0.0%) ConvertIndexToLLVMPass | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
0.0516 ( 0.0%) 0.0516 ( 0.0%) IntelAllocateSharedMemory | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
0.0011 ( 0.0%) 0.0011 ( 0.0%) TritonGPUGlobalScratchAllocationPass | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
0.5947 ( 0.1%) 0.5947 ( 0.1%) ConvertTritonIntelGPUToLLVM | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
0.1232 ( 0.0%) 0.1232 ( 0.0%) ConvertTritonGENToLLVM | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
0.3430 ( 0.1%) 0.3430 ( 0.1%) TritonIntelGPURewriteStackPtr | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
15.3707 ( 3.1%) 15.3707 ( 3.2%) Canonicalizer | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
0.1650 ( 0.0%) 0.1650 ( 0.0%) CSE | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
0.0000 ( 0.0%) 0.0000 ( 0.0%) (A) DominanceInfo | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
0.0775 ( 0.0%) 0.0775 ( 0.0%) ArithToLLVMConversionPass | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
0.1934 ( 0.0%) 0.1934 ( 0.0%) Canonicalizer | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
0.1046 ( 0.0%) 0.1046 ( 0.0%) CSE | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
0.0000 ( 0.0%) 0.0000 ( 0.0%) (A) DominanceInfo | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
0.1470 ( 0.0%) 0.1470 ( 0.0%) SymbolDCE | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
0.0876 ( 0.0%) 0.0876 ( 0.0%) LLVMDIScope | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
483.1849 ( 96.6%) 465.9228 ( 96.4%) Rest | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
There was a problem hiding this comment. Choose a reason for hiding this commentThe reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more. In theory this should help, but I tried it and it didn't work. I have an idea that it only works with legacy pass manager, but I haven't checked it. intel-xpu-backend-for-triton/python/src/llvm.cc Lines 117 to 132 in ed1469b
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
500.4471 (100.0%) 483.1849 (100.0%) Total | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
49 function calls in 465.865 seconds | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
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What we can see here is that the most time-consuming part of the compilation is something, | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
which is called "Rest" and we don't know what it is. For further investigation, we can | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
use the Python's `cProfiler`. To profile individual functions, | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
we can use the following decorator: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
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.. code-block:: python | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
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def profile(func): | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
import cProfile | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
import pstats | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
import functools | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
@functools.wraps(func) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
def wrapper(*args, **kwargs): | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
print(f"Profiling {func.__qualname__}") | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
pr = cProfile.Profile() | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
pr.enable() | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
try: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
return func(*args, **kwargs) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
finally: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
pr.disable() | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
ps = pstats.Stats(pr).sort_stats('cumulative') | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
ps.print_stats(20) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
return wrapper | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
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||||||||||||||||||||||||||||||||||
After decorating the `make_llir` function: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
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.. code-block:: python | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@profile | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
def make_llir(...): | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
... | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
and running the program again, we will get the following results: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
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.. code-block:: text | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
ncalls tottime percall cumtime percall filename:lineno(function) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 465.552 465.552 465.552 465.552 {built-in method triton._C.libtriton.intel.optimize_module} | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 0.231 0.231 0.231 0.231 {built-in method triton._C.libtriton.llvm.to_module} | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
... | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
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||||||||||||||||||||||||||||||||||
The new profile information indicates that most of the time is spent in the `optimize_module` function, which is a native function, | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
written in C++. To profile this function, we will use `gperftools`. On an Ubuntu system, we need | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
the following packages to be installed: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
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.. code-block:: bash | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
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sudo apt install google-perftools libgoogle-perftools-dev | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
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||||||||||||||||||||||||||||||||||
We also need to link the Triton library with the `profiler` by editing following line in the | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
`CMakeLists.txt` file: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
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.. code-block:: cmake | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
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--target_link_libraries(TritonXPU PRIVATE Python3::Module pybind11::headers) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
++target_link_libraries(TritonXPU PRIVATE Python3::Module pybind11::headers profiler) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
The `optimize_module` function is a python binding implemented in `third_party/intel/triton_xpu.cc`. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
To profile it, we need to add the following lines to the code: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
.. code-block:: cpp | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
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++#include <gperftools/profiler.h> | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
... | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
"optimize_module", | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
[](llvm::Module *mod, const llvm::OptimizationLevel &opt, | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
std::string arch, std::string features, std::vector<std::string> flags, | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
bool enable_fp_fusion) { | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
++ProfilerStart("optimize_module.prof"); | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
... | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
++ProfilerStop(); | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
In the code above, the `"optimize_module.prof"` string is the file path, where the profiling results will be saved. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
After running the program, we will get the `optimize_module.prof` binary file, which can be visualized using the | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
`pprof-symbolize` tool: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
.. code-block:: bash | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
pprof-symbolize --text /usr/bin/python3 optimize_module.prof | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
Total: 42300 samples | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
13378 31.6% 31.6% 14589 34.5% __default_morecore@GLIBC_2.2.5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
7939 18.8% 50.4% 7939 18.8% llvm::APInt::countTrailingOnesSlowCase | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
5810 13.7% 64.1% 11998 28.4% malloc@@GLIBC_2.2.5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
5007 11.8% 76.0% 5007 11.8% llvm::APInt::orAssignSlowCase | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
3996 9.4% 85.4% 17814 42.1% llvm::APInt::initSlowCase | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
2237 5.3% 90.7% 42125 99.6% findDemandedEltsByAllUsers | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
1211 2.9% 93.6% 1211 2.9% timer_settime@GLIBC_2.2.5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
1153 2.7% 96.3% 1153 2.7% __nss_database_lookup@GLIBC_2.2.5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
538 1.3% 97.6% 538 1.3% _fini | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
402 1.0% 98.5% 8803 20.8% free@@GLIBC_2.2.5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
160 0.4% 98.9% 12309 29.1% operator new@@GLIBCXX_3.4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
154 0.4% 99.3% 154 0.4% std::__once_callable@@GLIBCXX_3.4.11 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
141 0.3% 99.6% 141 0.3% operator delete@@GLIBCXX_3.4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
14 0.0% 99.6% 14 0.0% llvm::BasicBlock::renumberInstructions | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
12 0.0% 99.7% 42176 99.7% llvm::InstCombinerImpl::run | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
11 0.0% 99.7% 12 0.0% llvm::SymbolTableListTraits::addNodeToList | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
11 0.0% 99.7% 22 0.1% passingValueIsAlwaysUndefined | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
7 0.0% 99.7% 7 0.0% llvm::AttributeList::hasFnAttr | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
5 0.0% 99.7% 8 0.0% llvm::Instruction::mayThrow | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
3 0.0% 99.7% 3 0.0% llvm::User::isDroppable | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
3 0.0% 99.7% 3 0.0% llvm::Value::getName | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
3 0.0% 99.8% 3 0.0% llvm::Value::setValueName | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
3 0.0% 99.8% 9 0.0% llvm::isa@64af770 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 0.0% 99.8% 2 0.0% isBlockInLCSSAForm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 0.0% 99.8% 5 0.0% llvm::CallBase::hasFnAttrOnCalledFunction | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 0.0% 99.8% 7 0.0% llvm::InstCombinerImpl::visitCallBase | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 0.0% 99.8% 42134 99.6% llvm::InstCombinerImpl::visitExtractElementInst | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
The 5-th column shows the percentage of the samples, counted for each function. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
From the above report, we can see, that the most time is spent in the | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
`InstCombinerImpl::run/visitExtractElementInst` functions. Most probably, the optimizer spent | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
so much time, analysing the `extractelement` operations. If we look at the Triton cache | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
`~/.triton/cache`, we will find the `kernel.llir` file, which contains a huge amount | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
of `extractelement` operations, that confirms our assumption. |
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