Optimize OpenCL version of BFMatcher
authorvbystricky <user@user-pc.(none)>
Tue, 23 Sep 2014 11:13:46 +0000 (15:13 +0400)
committervbystricky <vbystricky@github.com>
Fri, 17 Oct 2014 15:48:45 +0000 (19:48 +0400)
modules/features2d/src/matchers.cpp
modules/features2d/src/opencl/brute_force_match.cl

index 1769776..f4a0c8f 100644 (file)
@@ -60,113 +60,58 @@ static void ensureSizeIsEnough(int rows, int cols, int type, UMat &m)
         m.create(rows, cols, type);
 }
 
-
-template < int BLOCK_SIZE, int MAX_DESC_LEN >
-static bool ocl_matchUnrolledCached(InputArray _query, InputArray _train,
-                     const UMat &trainIdx, const UMat &distance, int distType)
+static bool ocl_matchSingle(InputArray query, InputArray train,
+        UMat &trainIdx, UMat &distance, int distType)
 {
-    int depth = _query.depth();
-    cv::String opts;
-    opts = cv::format("-D T=%s %s -D DIST_TYPE=%d -D BLOCK_SIZE=%d -D MAX_DESC_LEN=%d",
-        ocl::typeToStr(depth), depth == CV_32F ? "-D T_FLOAT" : "", distType, (int)BLOCK_SIZE, (int)MAX_DESC_LEN );
-    ocl::Kernel k("BruteForceMatch_UnrollMatch", ocl::features2d::brute_force_match_oclsrc, opts);
-    if(k.empty())
+    if (query.empty() || train.empty())
         return false;
 
-    size_t globalSize[] = {(_query.size().height + BLOCK_SIZE - 1) / BLOCK_SIZE * BLOCK_SIZE, BLOCK_SIZE, 1};
-    size_t localSize[] = {BLOCK_SIZE, BLOCK_SIZE, 1};
-    const size_t smemSize = (BLOCK_SIZE * (MAX_DESC_LEN >= BLOCK_SIZE ? MAX_DESC_LEN : BLOCK_SIZE) + BLOCK_SIZE * BLOCK_SIZE) * sizeof(int);
-
-    if(globalSize[0] != 0)
-    {
-        UMat query = _query.getUMat(), train = _train.getUMat();
-
-        int idx = 0;
-        idx = k.set(idx, ocl::KernelArg::PtrReadOnly(query));
-        idx = k.set(idx, ocl::KernelArg::PtrReadOnly(train));
-        idx = k.set(idx, ocl::KernelArg::PtrWriteOnly(trainIdx));
-        idx = k.set(idx, ocl::KernelArg::PtrWriteOnly(distance));
-        idx = k.set(idx, (void *)NULL, smemSize);
-        idx = k.set(idx, query.rows);
-        idx = k.set(idx, query.cols);
-        idx = k.set(idx, train.rows);
-        idx = k.set(idx, train.cols);
-        idx = k.set(idx, (int)query.step);
-
-        return k.run(2, globalSize, localSize, false);
-    }
-    return true;
-}
+    const int query_rows = query.rows();
+    const int query_cols = query.cols();
 
-template < int BLOCK_SIZE >
-static bool ocl_match(InputArray _query, InputArray _train,
-                     const UMat &trainIdx, const UMat &distance, int distType)
-{
-    int depth = _query.depth();
-    cv::String opts;
-    opts = cv::format("-D T=%s %s -D DIST_TYPE=%d -D BLOCK_SIZE=%d",
-        ocl::typeToStr(depth), depth == CV_32F ? "-D T_FLOAT" : "", distType, (int)BLOCK_SIZE);
-    ocl::Kernel k("BruteForceMatch_Match", ocl::features2d::brute_force_match_oclsrc, opts);
-    if(k.empty())
-        return false;
+    ensureSizeIsEnough(1, query_rows, CV_32S, trainIdx);
+    ensureSizeIsEnough(1, query_rows, CV_32F, distance);
 
-    size_t globalSize[] = {(_query.size().height + BLOCK_SIZE - 1) / BLOCK_SIZE * BLOCK_SIZE, BLOCK_SIZE, 1};
-    size_t localSize[] = {BLOCK_SIZE, BLOCK_SIZE, 1};
-    const size_t smemSize = (2 * BLOCK_SIZE * BLOCK_SIZE) * sizeof(int);
+    ocl::Device devDef = ocl::Device::getDefault();
 
-    if(globalSize[0] != 0)
-    {
-        UMat query = _query.getUMat(), train = _train.getUMat();
-
-        int idx = 0;
-        idx = k.set(idx, ocl::KernelArg::PtrReadOnly(query));
-        idx = k.set(idx, ocl::KernelArg::PtrReadOnly(train));
-        idx = k.set(idx, ocl::KernelArg::PtrWriteOnly(trainIdx));
-        idx = k.set(idx, ocl::KernelArg::PtrWriteOnly(distance));
-        idx = k.set(idx, (void *)NULL, smemSize);
-        idx = k.set(idx, query.rows);
-        idx = k.set(idx, query.cols);
-        idx = k.set(idx, train.rows);
-        idx = k.set(idx, train.cols);
-        idx = k.set(idx, (int)query.step);
-
-        return k.run(2, globalSize, localSize, false);
-    }
-    return true;
-}
+    UMat uquery = query.getUMat(), utrain = train.getUMat();
+    int kercn = 1;
+    if (devDef.isIntel() &&
+        (0 == (uquery.step % 4)) && (0 == (uquery.cols % 4)) && (0 == (uquery.offset % 4)) &&
+        (0 == (utrain.step % 4)) && (0 == (utrain.cols % 4)) && (0 == (utrain.offset % 4)))
+        kercn = 4;
 
-static bool ocl_matchDispatcher(InputArray query, InputArray train,
-                     const UMat &trainIdx, const UMat &distance, int distType)
-{
-    int query_cols = query.size().width;
-    bool is_cpu = ocl::Device::getDefault().type() == ocl::Device::TYPE_CPU;
+    int block_size = 16;
+    int max_desc_len = 0;
+    bool is_cpu = devDef.type() == ocl::Device::TYPE_CPU;
     if (query_cols <= 64)
-    {
-        if(!ocl_matchUnrolledCached<16, 64>(query, train, trainIdx, distance, distType)) return false;
-    }
+        max_desc_len = 64 / kercn;
     else if (query_cols <= 128 && !is_cpu)
-    {
-        if(!ocl_matchUnrolledCached<16, 128>(query, train, trainIdx,  distance, distType)) return false;
-    }
-    else
-    {
-        if(!ocl_match<16>(query, train, trainIdx, distance, distType)) return false;
-    }
-    return true;
-}
+        max_desc_len = 128 / kercn;
 
-static bool ocl_matchSingle(InputArray query, InputArray train,
-        UMat &trainIdx, UMat &distance, int dstType)
-{
-    if (query.empty() || train.empty())
+    int depth = query.depth();
+    cv::String opts;
+    opts = cv::format("-D T=%s -D TN=%s -D kercn=%d %s -D DIST_TYPE=%d -D BLOCK_SIZE=%d -D MAX_DESC_LEN=%d",
+        ocl::typeToStr(depth), ocl::typeToStr(CV_MAKETYPE(depth, kercn)), kercn, depth == CV_32F ? "-D T_FLOAT" : "", distType, block_size, max_desc_len);
+    ocl::Kernel k("BruteForceMatch_Match", ocl::features2d::brute_force_match_oclsrc, opts);
+    if(k.empty())
         return false;
 
-    int query_rows = query.size().height;
-
-    ensureSizeIsEnough(1, query_rows, CV_32S, trainIdx);
-    ensureSizeIsEnough(1, query_rows, CV_32F, distance);
-
-    return ocl_matchDispatcher(query, train, trainIdx, distance, dstType);
+    size_t globalSize[] = {(query.size().height + block_size - 1) / block_size * block_size, block_size};
+    size_t localSize[] = {block_size, block_size};
+
+    int idx = 0;
+    idx = k.set(idx, ocl::KernelArg::PtrReadOnly(uquery));
+    idx = k.set(idx, ocl::KernelArg::PtrReadOnly(utrain));
+    idx = k.set(idx, ocl::KernelArg::PtrWriteOnly(trainIdx));
+    idx = k.set(idx, ocl::KernelArg::PtrWriteOnly(distance));
+    idx = k.set(idx, uquery.rows);
+    idx = k.set(idx, uquery.cols);
+    idx = k.set(idx, utrain.rows);
+    idx = k.set(idx, utrain.cols);
+    idx = k.set(idx, (int)(uquery.step / sizeof(float)));
+
+    return k.run(2, globalSize, localSize, false);
 }
 
 static bool ocl_matchConvert(const Mat &trainIdx, const Mat &distance, std::vector< std::vector<DMatch> > &matches)
@@ -213,121 +158,60 @@ static bool ocl_matchDownload(const UMat &trainIdx, const UMat &distance, std::v
     return ocl_matchConvert(trainIdxCPU, distanceCPU, matches);
 }
 
-template < int BLOCK_SIZE, int MAX_DESC_LEN >
-static bool ocl_knn_matchUnrolledCached(InputArray _query, InputArray _train,
-                             const UMat &trainIdx, const UMat &distance, int distType)
+static bool ocl_knnMatchSingle(InputArray query, InputArray train, UMat &trainIdx,
+                               UMat &distance, int distType)
 {
-    int depth = _query.depth();
-    cv::String opts;
-    opts = cv::format("-D T=%s %s -D DIST_TYPE=%d -D BLOCK_SIZE=%d -D MAX_DESC_LEN=%d",
-        ocl::typeToStr(depth), depth == CV_32F ? "-D T_FLOAT" : "", distType, (int)BLOCK_SIZE, (int)MAX_DESC_LEN );
-    ocl::Kernel k("BruteForceMatch_knnUnrollMatch", ocl::features2d::brute_force_match_oclsrc, opts);
-    if(k.empty())
+    if (query.empty() || train.empty())
         return false;
 
-    size_t globalSize[] = {(_query.size().height + BLOCK_SIZE - 1) / BLOCK_SIZE * BLOCK_SIZE, BLOCK_SIZE, 1};
-    size_t localSize[] = {BLOCK_SIZE, BLOCK_SIZE, 1};
-    const size_t smemSize = (BLOCK_SIZE * (MAX_DESC_LEN >= BLOCK_SIZE ? MAX_DESC_LEN : BLOCK_SIZE) + BLOCK_SIZE * BLOCK_SIZE) * sizeof(int);
-
-    if(globalSize[0] != 0)
-    {
-        UMat query = _query.getUMat(), train = _train.getUMat();
-
-        int idx = 0;
-        idx = k.set(idx, ocl::KernelArg::PtrReadOnly(query));
-        idx = k.set(idx, ocl::KernelArg::PtrReadOnly(train));
-        idx = k.set(idx, ocl::KernelArg::PtrWriteOnly(trainIdx));
-        idx = k.set(idx, ocl::KernelArg::PtrWriteOnly(distance));
-        idx = k.set(idx, (void *)NULL, smemSize);
-        idx = k.set(idx, query.rows);
-        idx = k.set(idx, query.cols);
-        idx = k.set(idx, train.rows);
-        idx = k.set(idx, train.cols);
-        idx = k.set(idx, (int)query.step);
-
-        return k.run(2, globalSize, localSize, false);
-    }
-    return true;
-}
+    const int query_rows = query.rows();
+    const int query_cols = query.cols();
 
-template < int BLOCK_SIZE >
-static bool ocl_knn_match(InputArray _query, InputArray _train,
-               const UMat &trainIdx, const UMat &distance, int distType)
-{
-    int depth = _query.depth();
-    cv::String opts;
-    opts = format("-D T=%s %s -D DIST_TYPE=%d -D BLOCK_SIZE=%d",
-        ocl::typeToStr(depth), depth == CV_32F ? "-D T_FLOAT" : "", distType, (int)BLOCK_SIZE);
-    ocl::Kernel k("BruteForceMatch_knnMatch", ocl::features2d::brute_force_match_oclsrc, opts);
-    if(k.empty())
-        return false;
+    ensureSizeIsEnough(1, query_rows, CV_32SC2, trainIdx);
+    ensureSizeIsEnough(1, query_rows, CV_32FC2, distance);
 
-    size_t globalSize[] = {(_query.size().height + BLOCK_SIZE - 1) / BLOCK_SIZE * BLOCK_SIZE, BLOCK_SIZE, 1};
-    size_t localSize[] = {BLOCK_SIZE, BLOCK_SIZE, 1};
-    const size_t smemSize = (2 * BLOCK_SIZE * BLOCK_SIZE) * sizeof(int);
+    trainIdx.setTo(Scalar::all(-1));
 
-    if(globalSize[0] != 0)
-    {
-        UMat query = _query.getUMat(), train = _train.getUMat();
-
-        int idx = 0;
-        idx = k.set(idx, ocl::KernelArg::PtrReadOnly(query));
-        idx = k.set(idx, ocl::KernelArg::PtrReadOnly(train));
-        idx = k.set(idx, ocl::KernelArg::PtrWriteOnly(trainIdx));
-        idx = k.set(idx, ocl::KernelArg::PtrWriteOnly(distance));
-        idx = k.set(idx, (void*)NULL, smemSize);
-        idx = k.set(idx, query.rows);
-        idx = k.set(idx, query.cols);
-        idx = k.set(idx, train.rows);
-        idx = k.set(idx, train.cols);
-        idx = k.set(idx, (int)query.step);
-
-        return k.run(2, globalSize, localSize, false);
-    }
-    return true;
-}
+    ocl::Device devDef = ocl::Device::getDefault();
 
-static bool ocl_match2Dispatcher(InputArray query, InputArray train, const UMat &trainIdx, const UMat &distance, int distType)
-{
-    bool is_cpu = ocl::Device::getDefault().type() == ocl::Device::TYPE_CPU;
-    if (query.size().width <= 64)
-    {
-        if(!ocl_knn_matchUnrolledCached<16, 64>(query, train, trainIdx, distance, distType))
-            return false;
-    }
-    else if (query.size().width <= 128 && !is_cpu)
-    {
-        if(!ocl_knn_matchUnrolledCached<16, 128>(query, train, trainIdx, distance, distType))
-            return false;
-    }
-    else
-    {
-        if(!ocl_knn_match<16>(query, train, trainIdx, distance, distType))
-            return false;
-    }
-    return true;
-}
+    UMat uquery = query.getUMat(), utrain = train.getUMat();
+    int kercn = 1;
+    if (devDef.isIntel() &&
+        (0 == (uquery.step % 4)) && (0 == (uquery.cols % 4)) && (0 == (uquery.offset % 4)) &&
+        (0 == (utrain.step % 4)) && (0 == (utrain.cols % 4)) && (0 == (utrain.offset % 4)))
+        kercn = 4;
 
-static bool ocl_kmatchDispatcher(InputArray query, InputArray train, const UMat &trainIdx,
-                                 const UMat &distance, int distType)
-{
-    return ocl_match2Dispatcher(query, train, trainIdx, distance, distType);
-}
+    int block_size = 16;
+    int max_desc_len = 0;
+    bool is_cpu = devDef.type() == ocl::Device::TYPE_CPU;
+    if (query_cols <= 64)
+        max_desc_len = 64 / kercn;
+    else if (query_cols <= 128 && !is_cpu)
+        max_desc_len = 128 / kercn;
 
-static bool ocl_knnMatchSingle(InputArray query, InputArray train, UMat &trainIdx,
-                               UMat &distance, int dstType)
-{
-    if (query.empty() || train.empty())
+    int depth = query.depth();
+    cv::String opts;
+    opts = cv::format("-D T=%s -D TN=%s -D kercn=%d %s -D DIST_TYPE=%d -D BLOCK_SIZE=%d -D MAX_DESC_LEN=%d",
+        ocl::typeToStr(depth), ocl::typeToStr(CV_MAKETYPE(depth, kercn)), kercn, depth == CV_32F ? "-D T_FLOAT" : "", distType, block_size, max_desc_len);
+    ocl::Kernel k("BruteForceMatch_knnMatch", ocl::features2d::brute_force_match_oclsrc, opts);
+    if(k.empty())
         return false;
 
-    const int nQuery = query.size().height;
-
-    ensureSizeIsEnough(1, nQuery, CV_32SC2, trainIdx);
-    ensureSizeIsEnough(1, nQuery, CV_32FC2, distance);
-
-    trainIdx.setTo(Scalar::all(-1));
-
-    return ocl_kmatchDispatcher(query, train, trainIdx, distance, dstType);
+    size_t globalSize[] = {(query_rows + block_size - 1) / block_size * block_size, block_size};
+    size_t localSize[] = {block_size, block_size};
+
+    int idx = 0;
+    idx = k.set(idx, ocl::KernelArg::PtrReadOnly(uquery));
+    idx = k.set(idx, ocl::KernelArg::PtrReadOnly(utrain));
+    idx = k.set(idx, ocl::KernelArg::PtrWriteOnly(trainIdx));
+    idx = k.set(idx, ocl::KernelArg::PtrWriteOnly(distance));
+    idx = k.set(idx, uquery.rows);
+    idx = k.set(idx, uquery.cols);
+    idx = k.set(idx, utrain.rows);
+    idx = k.set(idx, utrain.cols);
+    idx = k.set(idx, (int)(uquery.step / sizeof(float)));
+
+    return k.run(2, globalSize, localSize, false);
 }
 
 static bool ocl_knnMatchConvert(const Mat &trainIdx, const Mat &distance, std::vector< std::vector<DMatch> > &matches, bool compactResult)
@@ -383,134 +267,64 @@ static bool ocl_knnMatchDownload(const UMat &trainIdx, const UMat &distance, std
     Mat trainIdxCPU = trainIdx.getMat(ACCESS_READ);
     Mat distanceCPU = distance.getMat(ACCESS_READ);
 
-    if (ocl_knnMatchConvert(trainIdxCPU, distanceCPU, matches, compactResult) )
-        return true;
-    return false;
-}
-
-template < int BLOCK_SIZE, int MAX_DESC_LEN >
-static bool ocl_matchUnrolledCached(InputArray _query, InputArray _train, float maxDistance,
-                  const UMat &trainIdx, const UMat &distance, const UMat &nMatches, int distType)
-{
-    int depth = _query.depth();
-    cv::String opts;
-    opts = format("-D T=%s %s -D DIST_TYPE=%d -D BLOCK_SIZE=%d -D MAX_DESC_LEN=%d",
-        ocl::typeToStr(depth), depth == CV_32F ? "-D T_FLOAT" : "", distType, (int)BLOCK_SIZE, (int)MAX_DESC_LEN);
-    ocl::Kernel k("BruteForceMatch_RadiusUnrollMatch", ocl::features2d::brute_force_match_oclsrc, opts);
-    if(k.empty())
-        return false;
-
-    size_t globalSize[] = {(_train.size().height + BLOCK_SIZE - 1) / BLOCK_SIZE * BLOCK_SIZE, (_query.size().height + BLOCK_SIZE - 1) / BLOCK_SIZE * BLOCK_SIZE, 1};
-    size_t localSize[] = {BLOCK_SIZE, BLOCK_SIZE, 1};
-    const size_t smemSize = (2 * BLOCK_SIZE * BLOCK_SIZE) * sizeof(int);
-
-    if(globalSize[0] != 0)
-    {
-        UMat query = _query.getUMat(), train = _train.getUMat();
-
-        int idx = 0;
-        idx = k.set(idx, ocl::KernelArg::PtrReadOnly(query));
-        idx = k.set(idx, ocl::KernelArg::PtrReadOnly(train));
-        idx = k.set(idx, maxDistance);
-        idx = k.set(idx, ocl::KernelArg::PtrWriteOnly(trainIdx));
-        idx = k.set(idx, ocl::KernelArg::PtrWriteOnly(distance));
-        idx = k.set(idx, ocl::KernelArg::PtrWriteOnly(nMatches));
-        idx = k.set(idx, (void*)NULL, smemSize);
-        idx = k.set(idx, query.rows);
-        idx = k.set(idx, query.cols);
-        idx = k.set(idx, train.rows);
-        idx = k.set(idx, train.cols);
-        idx = k.set(idx, trainIdx.cols);
-        idx = k.set(idx, (int)query.step);
-        idx = k.set(idx, (int)trainIdx.step);
-
-        return k.run(2, globalSize, localSize, false);
-    }
-    return true;
-}
-
-//radius_match
-template < int BLOCK_SIZE >
-static bool ocl_radius_match(InputArray _query, InputArray _train, float maxDistance,
-                  const UMat &trainIdx, const UMat &distance, const UMat &nMatches, int distType)
-{
-    int depth = _query.depth();
-    cv::String opts;
-    opts = format("-D T=%s %s -D DIST_TYPE=%d -D BLOCK_SIZE=%d", ocl::typeToStr(depth), depth == CV_32F ? "-D T_FLOAT" : "", distType, (int)BLOCK_SIZE);
-    ocl::Kernel k("BruteForceMatch_RadiusMatch", ocl::features2d::brute_force_match_oclsrc, opts);
-    if(k.empty())
-        return false;
-
-    size_t globalSize[] = {(_train.size().height + BLOCK_SIZE - 1) / BLOCK_SIZE * BLOCK_SIZE, (_query.size().height + BLOCK_SIZE - 1) / BLOCK_SIZE * BLOCK_SIZE, 1};
-    size_t localSize[] = {BLOCK_SIZE, BLOCK_SIZE, 1};
-    const size_t smemSize = (2 * BLOCK_SIZE * BLOCK_SIZE) * sizeof(int);
-
-    if(globalSize[0] != 0)
-    {
-        UMat query = _query.getUMat(), train = _train.getUMat();
-
-        int idx = 0;
-        idx = k.set(idx, ocl::KernelArg::PtrReadOnly(query));
-        idx = k.set(idx, ocl::KernelArg::PtrReadOnly(train));
-        idx = k.set(idx, maxDistance);
-        idx = k.set(idx, ocl::KernelArg::PtrWriteOnly(trainIdx));
-        idx = k.set(idx, ocl::KernelArg::PtrWriteOnly(distance));
-        idx = k.set(idx, ocl::KernelArg::PtrWriteOnly(nMatches));
-        idx = k.set(idx, (void*)NULL, smemSize);
-        idx = k.set(idx, query.rows);
-        idx = k.set(idx, query.cols);
-        idx = k.set(idx, train.rows);
-        idx = k.set(idx, train.cols);
-        idx = k.set(idx, trainIdx.cols);
-        idx = k.set(idx, (int)query.step);
-        idx = k.set(idx, (int)trainIdx.step);
-
-        return k.run(2, globalSize, localSize, false);
-    }
-    return true;
-}
-
-static bool ocl_rmatchDispatcher(InputArray query, InputArray train,
-        UMat &trainIdx,   UMat &distance, UMat &nMatches, float maxDistance, int distType)
-{
-    bool is_cpu = ocl::Device::getDefault().type() == ocl::Device::TYPE_CPU;
-    int query_cols = query.size().width;
-    if (query_cols <= 64)
-    {
-        if(!ocl_matchUnrolledCached<16, 64>(query, train, maxDistance, trainIdx, distance, nMatches, distType)) return false;
-    }
-    else if (query_cols <= 128 && !is_cpu)
-    {
-        if(!ocl_matchUnrolledCached<16, 128>(query, train, maxDistance, trainIdx, distance, nMatches, distType)) return false;
-    }
-    else
-    {
-        if(!ocl_radius_match<16>(query, train, maxDistance, trainIdx, distance, nMatches, distType)) return false;
-    }
-    return true;
+    return ocl_knnMatchConvert(trainIdxCPU, distanceCPU, matches, compactResult);
 }
 
-
 static bool ocl_radiusMatchSingle(InputArray query, InputArray train,
         UMat &trainIdx,   UMat &distance, UMat &nMatches, float maxDistance, int distType)
 {
     if (query.empty() || train.empty())
         return false;
 
-    const int nQuery = query.size().height;
-    const int nTrain = train.size().height;
+    const int query_rows = query.rows();
+    const int train_rows = train.rows();
 
-    ensureSizeIsEnough(1, nQuery, CV_32SC1, nMatches);
+    ensureSizeIsEnough(1, query_rows, CV_32SC1, nMatches);
 
     if (trainIdx.empty())
     {
-        ensureSizeIsEnough(nQuery, std::max((nTrain / 100), 10), CV_32SC1, trainIdx);
-        ensureSizeIsEnough(nQuery, std::max((nTrain / 100), 10), CV_32FC1, distance);
+        ensureSizeIsEnough(query_rows, std::max((train_rows / 100), 10), CV_32SC1, trainIdx);
+        ensureSizeIsEnough(query_rows, std::max((train_rows / 100), 10), CV_32FC1, distance);
     }
 
     nMatches.setTo(Scalar::all(0));
 
-    return ocl_rmatchDispatcher(query, train, trainIdx, distance, nMatches, maxDistance, distType);
+    ocl::Device devDef = ocl::Device::getDefault();
+    UMat uquery = query.getUMat(), utrain = train.getUMat();
+    int kercn = 1;
+    if (devDef.isIntel() &&
+        (0 == (uquery.step % 4)) && (0 == (uquery.cols % 4)) && (0 == (uquery.offset % 4)) &&
+        (0 == (utrain.step % 4)) && (0 == (utrain.cols % 4)) && (0 == (utrain.offset % 4)))
+        kercn = 4;
+
+    int block_size = 16;
+    int depth = query.depth();
+    cv::String opts;
+    opts = cv::format("-D T=%s -D TN=%s -D kercn=%d %s -D DIST_TYPE=%d -D BLOCK_SIZE=%d",
+        ocl::typeToStr(depth), ocl::typeToStr(CV_MAKETYPE(depth, kercn)), kercn, depth == CV_32F ? "-D T_FLOAT" : "", distType, block_size);
+    ocl::Kernel k("BruteForceMatch_RadiusMatch", ocl::features2d::brute_force_match_oclsrc, opts);
+    if (k.empty())
+        return false;
+
+    size_t globalSize[] = {(train_rows + block_size - 1) / block_size * block_size, (query_rows + block_size - 1) / block_size * block_size, 1};
+    size_t localSize[] = {block_size, block_size, 1};
+
+    int idx = 0;
+    idx = k.set(idx, ocl::KernelArg::PtrReadOnly(uquery));
+    idx = k.set(idx, ocl::KernelArg::PtrReadOnly(utrain));
+    idx = k.set(idx, maxDistance);
+    idx = k.set(idx, ocl::KernelArg::PtrWriteOnly(trainIdx));
+    idx = k.set(idx, ocl::KernelArg::PtrWriteOnly(distance));
+    idx = k.set(idx, ocl::KernelArg::PtrWriteOnly(nMatches));
+    idx = k.set(idx, uquery.rows);
+    idx = k.set(idx, uquery.cols);
+    idx = k.set(idx, utrain.rows);
+    idx = k.set(idx, utrain.cols);
+    idx = k.set(idx, trainIdx.cols);
+    idx = k.set(idx, (int)(uquery.step / sizeof(float)));
+    idx = k.set(idx, (int)(trainIdx.step / sizeof(int)));
+
+    return k.run(2, globalSize, localSize, false);
 }
 
 static bool ocl_radiusMatchConvert(const Mat &trainIdx, const Mat &distance, const Mat &_nMatches,
index e2757e1..7805e47 100644 (file)
 #define MAX_DESC_LEN 64
 #endif
 
+#define BLOCK_SIZE_ODD          (BLOCK_SIZE + 1)
+#ifndef SHARED_MEM_SZ
+#  if (BLOCK_SIZE < MAX_DESC_LEN)
+#    define SHARED_MEM_SZ      (kercn * (BLOCK_SIZE * MAX_DESC_LEN + BLOCK_SIZE * BLOCK_SIZE))
+#  else
+#    define SHARED_MEM_SZ      (kercn * 2 * BLOCK_SIZE_ODD * BLOCK_SIZE)
+#  endif
+#endif
+
 #ifndef DIST_TYPE
 #define DIST_TYPE 2
 #endif
 
 // dirty fix for non-template support
-#if   (DIST_TYPE == 2) // L1Dist
+#if (DIST_TYPE == 2) // L1Dist
 #   ifdef T_FLOAT
-#       define DIST(x, y) fabs((x) - (y))
-        typedef float value_type;
         typedef float result_type;
+#       if (8 == kercn)
+            typedef float8 value_type;
+#           define DIST(x, y) {value_type d = fabs((x) - (y)); result += d.s0 + d.s1 + d.s2 + d.s3 + d.s4 + d.s5 + d.s6 + d.s7;}
+#       elif (4 == kercn)
+            typedef float4 value_type;
+#           define DIST(x, y) {value_type d = fabs((x) - (y)); result += d.s0 + d.s1 + d.s2 + d.s3;}
+#       else
+            typedef float value_type;
+#           define DIST(x, y) result += fabs((x) - (y))
+#       endif
 #   else
-#       define DIST(x, y) abs((x) - (y))
-        typedef int value_type;
         typedef int result_type;
+#       if (8 == kercn)
+            typedef int8 value_type;
+#           define DIST(x, y) {value_type d = abs((x) - (y)); result += d.s0 + d.s1 + d.s2 + d.s3 + d.s4 + d.s5 + d.s6 + d.s7;}
+#       elif (4 == kercn)
+            typedef int4 value_type;
+#           define DIST(x, y) {value_type d = abs((x) - (y)); result += d.s0 + d.s1 + d.s2 + d.s3;}
+#       else
+            typedef int  value_type;
+#           define DIST(x, y) result += abs((x) - (y))
+#       endif
 #   endif
-#define DIST_RES(x) (x)
+#   define DIST_RES(x) (x)
 #elif (DIST_TYPE == 4) // L2Dist
-#define DIST(x, y) (((x) - (y)) * ((x) - (y)))
-typedef float value_type;
-typedef float result_type;
-#define DIST_RES(x) sqrt(x)
+    typedef float result_type;
+#   if (8 == kercn)
+        typedef float8 value_type;
+#       define DIST(x, y)   {value_type d = ((x) - (y)); result += dot(d.s0123, d.s0123) + dot(d.s4567, d.s4567);}
+#   elif (4 == kercn)
+        typedef float4      value_type;
+#       define DIST(x, y)   {value_type d = ((x) - (y)); result += dot(d, d);}
+#   else
+        typedef float       value_type;
+#       define DIST(x, y)   {value_type d = ((x) - (y)); result = mad(d, d, result);}
+#   endif
+#   define DIST_RES(x) sqrt(x)
 #elif (DIST_TYPE == 6) // Hamming
-//http://graphics.stanford.edu/~seander/bithacks.html#CountBitsSetParallel
-inline int bit1Count(int v)
-{
-    v = v - ((v >> 1) & 0x55555555);                    // reuse input as temporary
-    v = (v & 0x33333333) + ((v >> 2) & 0x33333333);     // temp
-    return ((v + (v >> 4) & 0xF0F0F0F) * 0x1010101) >> 24; // count
-}
-#define DIST(x, y) bit1Count( (x) ^ (y) )
-typedef int value_type;
-typedef int result_type;
-#define DIST_RES(x) (x)
+#   if (8 == kercn)
+        typedef int8 value_type;
+#   elif (4 == kercn)
+        typedef int4 value_type;
+#   else
+        typedef int value_type;
+#   endif
+    typedef int result_type;
+#   define DIST(x, y) result += popcount( (x) ^ (y) )
+#   define DIST_RES(x) (x)
 #endif
 
 inline result_type reduce_block(
@@ -105,9 +137,7 @@ inline result_type reduce_block(
     #pragma unroll
     for (int j = 0 ; j < BLOCK_SIZE ; j++)
     {
-        result += DIST(
-            s_query[lidy * BLOCK_SIZE + j],
-            s_train[j * BLOCK_SIZE + lidx]);
+        DIST(s_query[lidy * BLOCK_SIZE_ODD + j], s_train[j * BLOCK_SIZE_ODD + lidx]);
     }
     return DIST_RES(result);
 }
@@ -123,11 +153,9 @@ inline result_type reduce_block_match(
     #pragma unroll
     for (int j = 0 ; j < BLOCK_SIZE ; j++)
     {
-        result += DIST(
-            s_query[lidy * BLOCK_SIZE + j],
-            s_train[j * BLOCK_SIZE + lidx]);
+        DIST(s_query[lidy * BLOCK_SIZE_ODD + j], s_train[j * BLOCK_SIZE_ODD + lidx]);
     }
-    return (result);
+    return result;
 }
 
 inline result_type reduce_multi_block(
@@ -142,23 +170,16 @@ inline result_type reduce_multi_block(
     #pragma unroll
     for (int j = 0 ; j < BLOCK_SIZE ; j++)
     {
-        result += DIST(
-            s_query[lidy * MAX_DESC_LEN + block_index * BLOCK_SIZE + j],
-            s_train[j * BLOCK_SIZE + lidx]);
+        DIST(s_query[lidy * MAX_DESC_LEN + block_index * BLOCK_SIZE + j], s_train[j * BLOCK_SIZE + lidx]);
     }
     return result;
 }
 
-/* 2dim launch, global size: dim0 is (query rows + BLOCK_SIZE - 1) / BLOCK_SIZE * BLOCK_SIZE, dim1 is BLOCK_SIZE
-local size: dim0 is BLOCK_SIZE, dim1 is BLOCK_SIZE.
-*/
-__kernel void BruteForceMatch_UnrollMatch(
+__kernel void BruteForceMatch_Match(
     __global T *query,
     __global T *train,
-    //__global float *mask,
     __global int *bestTrainIdx,
     __global float *bestDistance,
-    __local float *sharebuffer,
     int query_rows,
     int query_cols,
     int train_rows,
@@ -170,17 +191,26 @@ __kernel void BruteForceMatch_UnrollMatch(
     const int lidy = get_local_id(1);
     const int groupidx = get_group_id(0);
 
+    const int queryIdx = mad24(BLOCK_SIZE, groupidx, lidy);
+    const int queryOffset = min(queryIdx, query_rows - 1) * step;
+    __global TN *query_vec = (__global TN *)(query + queryOffset);
+    query_cols /= kercn;
+
+    __local float sharebuffer[SHARED_MEM_SZ];
     __local value_type *s_query = (__local value_type *)sharebuffer;
-    __local value_type *s_train = (__local value_type *)sharebuffer + BLOCK_SIZE * MAX_DESC_LEN;
 
-    int queryIdx = groupidx * BLOCK_SIZE + lidy;
+#if 0 < MAX_DESC_LEN
+    __local value_type *s_train = (__local value_type *)sharebuffer + BLOCK_SIZE * MAX_DESC_LEN;
     // load the query into local memory.
     #pragma unroll
-    for (int i = 0 ;  i <  MAX_DESC_LEN / BLOCK_SIZE; i ++)
+    for (int i = 0; i < MAX_DESC_LEN / BLOCK_SIZE; i++)
     {
-        int loadx = lidx + i * BLOCK_SIZE;
-        s_query[lidy * MAX_DESC_LEN + loadx] = loadx < query_cols ? query[min(queryIdx, query_rows - 1)  * (step / sizeof(float)) + loadx] : 0;
+        const int loadx = mad24(BLOCK_SIZE, i, lidx);
+        s_query[mad24(MAX_DESC_LEN, lidy, loadx)] = loadx < query_cols ? query_vec[loadx] : 0;
     }
+#else
+    __local value_type *s_train = (__local value_type *)sharebuffer + BLOCK_SIZE_ODD * BLOCK_SIZE;
+#endif
 
     float myBestDistance = MAX_FLOAT;
     int myBestTrainIdx = -1;
@@ -189,12 +219,16 @@ __kernel void BruteForceMatch_UnrollMatch(
     for (int t = 0, endt = (train_rows + BLOCK_SIZE - 1) / BLOCK_SIZE; t < endt; t++)
     {
         result_type result = 0;
+
+        const int trainOffset = min(mad24(BLOCK_SIZE, t, lidy), train_rows - 1) * step;
+        __global TN *train_vec = (__global TN *)(train + trainOffset);
+#if 0 < MAX_DESC_LEN
         #pragma unroll
-        for (int i = 0 ; i < MAX_DESC_LEN / BLOCK_SIZE ; i++)
+        for (int i = 0; i < MAX_DESC_LEN / BLOCK_SIZE; i++)
         {
             //load a BLOCK_SIZE * BLOCK_SIZE block into local train.
-            const int loadx = lidx + i * BLOCK_SIZE;
-            s_train[lidx * BLOCK_SIZE + lidy] = loadx < train_cols ? train[min(t * BLOCK_SIZE + lidy, train_rows - 1) * (step / sizeof(float)) + loadx] : 0;
+            const int loadx = mad24(BLOCK_SIZE, i, lidx);
+            s_train[mad24(BLOCK_SIZE, lidx, lidy)] = loadx < train_cols ? train_vec[loadx] : 0;
 
             //synchronize to make sure each elem for reduceIteration in share memory is written already.
             barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE);
@@ -203,89 +237,18 @@ __kernel void BruteForceMatch_UnrollMatch(
 
             barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE);
         }
-
-        result = DIST_RES(result);
-
-        int trainIdx = t * BLOCK_SIZE + lidx;
-
-        if (queryIdx < query_rows && trainIdx < train_rows && result < myBestDistance/* && mask(queryIdx, trainIdx)*/)
-        {
-            myBestDistance = result;
-            myBestTrainIdx = trainIdx;
-        }
-    }
-
-    barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE);
-    __local float *s_distance = (__local float*)(sharebuffer);
-    __local int* s_trainIdx = (__local int *)(sharebuffer + BLOCK_SIZE * BLOCK_SIZE);
-
-    //find BestMatch
-    s_distance += lidy * BLOCK_SIZE;
-    s_trainIdx += lidy * BLOCK_SIZE;
-    s_distance[lidx] = myBestDistance;
-    s_trainIdx[lidx] = myBestTrainIdx;
-
-    barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE);
-
-    //reduce -- now all reduce implement in each threads.
-    #pragma unroll
-    for (int k = 0 ; k < BLOCK_SIZE; k++)
-    {
-        if (myBestDistance > s_distance[k])
+#else
+        for (int i = 0, endq = (query_cols + BLOCK_SIZE - 1) / BLOCK_SIZE; i < endq; i++)
         {
-            myBestDistance = s_distance[k];
-            myBestTrainIdx = s_trainIdx[k];
-        }
-    }
-
-    if (queryIdx < query_rows && lidx == 0)
-    {
-        bestTrainIdx[queryIdx] = myBestTrainIdx;
-        bestDistance[queryIdx] = myBestDistance;
-    }
-}
-
-__kernel void BruteForceMatch_Match(
-    __global T *query,
-    __global T *train,
-    //__global float *mask,
-    __global int *bestTrainIdx,
-    __global float *bestDistance,
-    __local float *sharebuffer,
-    int query_rows,
-    int query_cols,
-    int train_rows,
-    int train_cols,
-    int step
-)
-{
-    const int lidx = get_local_id(0);
-    const int lidy = get_local_id(1);
-    const int groupidx = get_group_id(0);
-
-    const int queryIdx = groupidx * BLOCK_SIZE + lidy;
-
-    float myBestDistance = MAX_FLOAT;
-    int myBestTrainIdx = -1;
-
-    __local value_type *s_query = (__local value_type *)sharebuffer;
-    __local value_type *s_train = (__local value_type *)sharebuffer + BLOCK_SIZE * BLOCK_SIZE;
-
-    // loop
-    for (int t = 0 ;  t < (train_rows + BLOCK_SIZE - 1) / BLOCK_SIZE ; t++)
-    {
-        result_type result = 0;
-        for (int i = 0 ; i < (query_cols + BLOCK_SIZE - 1) / BLOCK_SIZE ; i++)
-        {
-            const int loadx = lidx + i * BLOCK_SIZE;
+            const int loadx = mad24(i, BLOCK_SIZE, lidx);
             //load query and train into local memory
-            s_query[lidy * BLOCK_SIZE + lidx] = 0;
-            s_train[lidx * BLOCK_SIZE + lidy] = 0;
+            s_query[mad24(BLOCK_SIZE_ODD, lidy, lidx)] = 0;
+            s_train[mad24(BLOCK_SIZE_ODD, lidx, lidy)] = 0;
 
             if (loadx < query_cols)
             {
-                s_query[lidy * BLOCK_SIZE + lidx] = query[min(queryIdx, query_rows - 1) * (step / sizeof(float)) + loadx];
-                s_train[lidx * BLOCK_SIZE + lidy] = train[min(t * BLOCK_SIZE + lidy, train_rows - 1) * (step / sizeof(float)) + loadx];
+                s_query[mad24(BLOCK_SIZE_ODD, lidy, lidx)] = query_vec[loadx];
+                s_train[mad24(BLOCK_SIZE_ODD, lidx, lidy)] = train_vec[loadx];
             }
 
             barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE);
@@ -294,10 +257,10 @@ __kernel void BruteForceMatch_Match(
 
             barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE);
         }
-
+#endif
         result = DIST_RES(result);
 
-        const int trainIdx = t * BLOCK_SIZE + lidx;
+        const int trainIdx = mad24(BLOCK_SIZE, t, lidx);
 
         if (queryIdx < query_rows && trainIdx < train_rows && result < myBestDistance /*&& mask(queryIdx, trainIdx)*/)
         {
@@ -309,17 +272,18 @@ __kernel void BruteForceMatch_Match(
     barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE);
 
     __local float *s_distance = (__local float *)sharebuffer;
-    __local int *s_trainIdx = (__local int *)(sharebuffer + BLOCK_SIZE * BLOCK_SIZE);
+    __local int *s_trainIdx = (__local int *)(sharebuffer + BLOCK_SIZE_ODD * BLOCK_SIZE);
 
     //findBestMatch
-    s_distance += lidy * BLOCK_SIZE;
-    s_trainIdx += lidy * BLOCK_SIZE;
+    s_distance += lidy * BLOCK_SIZE_ODD;
+    s_trainIdx += lidy * BLOCK_SIZE_ODD;
     s_distance[lidx] = myBestDistance;
     s_trainIdx[lidx] = myBestTrainIdx;
 
     barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE);
 
     //reduce -- now all reduce implement in each threads.
+    #pragma unroll
     for (int k = 0 ; k < BLOCK_SIZE; k++)
     {
         if (myBestDistance > s_distance[k])
@@ -336,76 +300,14 @@ __kernel void BruteForceMatch_Match(
     }
 }
 
-//radius_unrollmatch
-__kernel void BruteForceMatch_RadiusUnrollMatch(
-    __global T *query,
-    __global T *train,
-    float maxDistance,
-    //__global float *mask,
-    __global int *bestTrainIdx,
-    __global float *bestDistance,
-    __global int *nMatches,
-    __local float *sharebuffer,
-    int query_rows,
-    int query_cols,
-    int train_rows,
-    int train_cols,
-    int bestTrainIdx_cols,
-    int step,
-    int ostep
-)
-{
-    const int lidx = get_local_id(0);
-    const int lidy = get_local_id(1);
-    const int groupidx = get_group_id(0);
-    const int groupidy = get_group_id(1);
-
-    const int queryIdx = groupidy * BLOCK_SIZE + lidy;
-    const int trainIdx = groupidx * BLOCK_SIZE + lidx;
-
-    __local value_type *s_query = (__local value_type *)sharebuffer;
-    __local value_type *s_train = (__local value_type *)sharebuffer + BLOCK_SIZE * BLOCK_SIZE;
-
-    result_type result = 0;
-    for (int i = 0 ; i < MAX_DESC_LEN / BLOCK_SIZE ; ++i)
-    {
-        //load a BLOCK_SIZE * BLOCK_SIZE block into local train.
-        const int loadx = lidx + i * BLOCK_SIZE;
-
-        s_query[lidy * BLOCK_SIZE + lidx] = loadx < query_cols ? query[min(queryIdx, query_rows - 1)  * (step / sizeof(float)) + loadx] : 0;
-        s_train[lidx * BLOCK_SIZE + lidy] = loadx < query_cols ? train[min(groupidx * BLOCK_SIZE + lidy, train_rows - 1)  * (step / sizeof(float)) + loadx] : 0;
-
-        //synchronize to make sure each elem for reduceIteration in share memory is written already.
-        barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE);
-
-        result += reduce_block(s_query, s_train, lidx, lidy);
-
-        barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE);
-    }
-
-    if (queryIdx < query_rows && trainIdx < train_rows &&
-        convert_float(result) < maxDistance/* && mask(queryIdx, trainIdx)*/)
-    {
-        int ind = atom_inc(nMatches + queryIdx/*, (unsigned int) -1*/);
-
-        if(ind < bestTrainIdx_cols)
-        {
-            bestTrainIdx[queryIdx * (ostep / sizeof(int)) + ind] = trainIdx;
-            bestDistance[queryIdx * (ostep / sizeof(float)) + ind] = result;
-        }
-    }
-}
-
 //radius_match
 __kernel void BruteForceMatch_RadiusMatch(
     __global T *query,
     __global T *train,
     float maxDistance,
-    //__global float *mask,
     __global int *bestTrainIdx,
     __global float *bestDistance,
     __global int *nMatches,
-    __local float *sharebuffer,
     int query_rows,
     int query_cols,
     int train_rows,
@@ -420,20 +322,34 @@ __kernel void BruteForceMatch_RadiusMatch(
     const int groupidx = get_group_id(0);
     const int groupidy = get_group_id(1);
 
-    const int queryIdx = groupidy * BLOCK_SIZE + lidy;
-    const int trainIdx = groupidx * BLOCK_SIZE + lidx;
+    const int queryIdx = mad24(BLOCK_SIZE, groupidy, lidy);
+    const int queryOffset = min(queryIdx, query_rows - 1) * step;
+    __global TN *query_vec = (__global TN *)(query + queryOffset);
+
+    const int trainIdx = mad24(BLOCK_SIZE, groupidx, lidx);
+    const int trainOffset = min(mad24(BLOCK_SIZE, groupidx, lidy), train_rows - 1) * step;
+    __global TN *train_vec = (__global TN *)(train + trainOffset);
 
+    query_cols /= kercn;
+
+    __local float sharebuffer[SHARED_MEM_SZ];
     __local value_type *s_query = (__local value_type *)sharebuffer;
-    __local value_type *s_train = (__local value_type *)sharebuffer + BLOCK_SIZE * BLOCK_SIZE;
+    __local value_type *s_train = (__local value_type *)sharebuffer + BLOCK_SIZE_ODD * BLOCK_SIZE;
 
     result_type result = 0;
     for (int i = 0 ; i < (query_cols + BLOCK_SIZE - 1) / BLOCK_SIZE ; ++i)
     {
         //load a BLOCK_SIZE * BLOCK_SIZE block into local train.
-        const int loadx = lidx + i * BLOCK_SIZE;
+        const int loadx = mad24(BLOCK_SIZE, i, lidx);
 
-        s_query[lidy * BLOCK_SIZE + lidx] = loadx < query_cols ? query[min(queryIdx, query_rows - 1)  * (step / sizeof(float)) + loadx] : 0;
-        s_train[lidx * BLOCK_SIZE + lidy] = loadx < query_cols ? train[min(groupidx * BLOCK_SIZE + lidy, train_rows - 1)  * (step / sizeof(float)) + loadx] : 0;
+        s_query[mad24(BLOCK_SIZE_ODD, lidy, lidx)] = 0;
+        s_train[mad24(BLOCK_SIZE_ODD, lidx, lidy)] = 0;
+
+        if (loadx < query_cols)
+        {
+            s_query[mad24(BLOCK_SIZE_ODD, lidy, lidx)] = query_vec[loadx];
+            s_train[mad24(BLOCK_SIZE_ODD, lidx, lidy)] = train_vec[loadx];
+        }
 
         //synchronize to make sure each elem for reduceIteration in share memory is written already.
         barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE);
@@ -442,28 +358,23 @@ __kernel void BruteForceMatch_RadiusMatch(
 
         barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE);
     }
-
-    if (queryIdx < query_rows && trainIdx < train_rows &&
-        convert_float(result) < maxDistance/* && mask(queryIdx, trainIdx)*/)
+    if (queryIdx < query_rows && trainIdx < train_rows && convert_float(result) < maxDistance)
     {
         int ind = atom_inc(nMatches + queryIdx);
 
         if(ind < bestTrainIdx_cols)
         {
-            bestTrainIdx[queryIdx * (ostep / sizeof(int)) + ind] = trainIdx;
-            bestDistance[queryIdx * (ostep / sizeof(float)) + ind] = result;
+            bestTrainIdx[mad24(queryIdx, ostep, ind)] = trainIdx;
+            bestDistance[mad24(queryIdx, ostep, ind)] = result;
         }
     }
 }
 
-
-__kernel void BruteForceMatch_knnUnrollMatch(
+__kernel void BruteForceMatch_knnMatch(
     __global T *query,
     __global T *train,
-    //__global float *mask,
     __global int2 *bestTrainIdx,
     __global float2 *bestDistance,
-    __local float *sharebuffer,
     int query_rows,
     int query_cols,
     int train_rows,
@@ -475,31 +386,45 @@ __kernel void BruteForceMatch_knnUnrollMatch(
     const int lidy = get_local_id(1);
     const int groupidx = get_group_id(0);
 
-    const int queryIdx = groupidx * BLOCK_SIZE + lidy;
+    const int queryIdx = mad24(BLOCK_SIZE, groupidx, lidy);
+    const int queryOffset = min(queryIdx, query_rows - 1) * step;
+    __global TN *query_vec = (__global TN *)(query + queryOffset);
+    query_cols /= kercn;
+
+    __local float sharebuffer[SHARED_MEM_SZ];
     __local value_type *s_query = (__local value_type *)sharebuffer;
-    __local value_type *s_train = (__local value_type *)sharebuffer + BLOCK_SIZE * MAX_DESC_LEN;
 
+#if 0 < MAX_DESC_LEN
+    __local value_type *s_train = (__local value_type *)sharebuffer + BLOCK_SIZE * MAX_DESC_LEN;
     // load the query into local memory.
+    #pragma unroll
     for (int i = 0 ;  i <  MAX_DESC_LEN / BLOCK_SIZE; i ++)
     {
-        int loadx = lidx + i * BLOCK_SIZE;
-        s_query[lidy * MAX_DESC_LEN + loadx] = loadx < query_cols ? query[min(queryIdx, query_rows - 1)  * (step / sizeof(float)) + loadx] : 0;
+        int loadx = mad24(BLOCK_SIZE, i, lidx);
+        s_query[mad24(MAX_DESC_LEN, lidy, loadx)] = loadx < query_cols ? query_vec[loadx] : 0;
     }
+#else
+    __local value_type *s_train = (__local value_type *)sharebuffer + BLOCK_SIZE_ODD * BLOCK_SIZE;
+#endif
 
     float myBestDistance1 = MAX_FLOAT;
     float myBestDistance2 = MAX_FLOAT;
     int myBestTrainIdx1 = -1;
     int myBestTrainIdx2 = -1;
 
-    //loopUnrolledCached
-    for (int t = 0 ; t < (train_rows + BLOCK_SIZE - 1) / BLOCK_SIZE ; t++)
+    for (int t = 0, endt = (train_rows + BLOCK_SIZE - 1) / BLOCK_SIZE; t < endt ; t++)
     {
         result_type result = 0;
+
+        int trainOffset = min(mad24(BLOCK_SIZE, t, lidy), train_rows - 1) * step;
+        __global TN *train_vec = (__global TN *)(train + trainOffset);
+#if 0 < MAX_DESC_LEN
+        #pragma unroll
         for (int i = 0 ; i < MAX_DESC_LEN / BLOCK_SIZE ; i++)
         {
             //load a BLOCK_SIZE * BLOCK_SIZE block into local train.
-            const int loadx = lidx + i * BLOCK_SIZE;
-            s_train[lidx * BLOCK_SIZE + lidy] = loadx < train_cols ? train[min(t * BLOCK_SIZE + lidy, train_rows - 1) * (step / sizeof(float)) + loadx] : 0;
+            const int loadx = mad24(BLOCK_SIZE, i, lidx);
+            s_train[mad24(BLOCK_SIZE, lidx, lidy)] = loadx < train_cols ? train_vec[loadx] : 0;
 
             //synchronize to make sure each elem for reduceIteration in share memory is written already.
             barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE);
@@ -508,143 +433,18 @@ __kernel void BruteForceMatch_knnUnrollMatch(
 
             barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE);
         }
-
-        result = DIST_RES(result);
-
-        const int trainIdx = t * BLOCK_SIZE + lidx;
-
-        if (queryIdx < query_rows && trainIdx < train_rows)
-        {
-            if (result < myBestDistance1)
-            {
-                myBestDistance2 = myBestDistance1;
-                myBestTrainIdx2 = myBestTrainIdx1;
-                myBestDistance1 = result;
-                myBestTrainIdx1 = trainIdx;
-            }
-            else if (result < myBestDistance2)
-            {
-                myBestDistance2 = result;
-                myBestTrainIdx2 = trainIdx;
-            }
-        }
-    }
-
-    barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE);
-
-    __local float *s_distance = (local float *)sharebuffer;
-    __local int *s_trainIdx = (local int *)(sharebuffer + BLOCK_SIZE * BLOCK_SIZE);
-
-    // find BestMatch
-    s_distance += lidy * BLOCK_SIZE;
-    s_trainIdx += lidy * BLOCK_SIZE;
-
-    s_distance[lidx] = myBestDistance1;
-    s_trainIdx[lidx] = myBestTrainIdx1;
-
-    float bestDistance1 = MAX_FLOAT;
-    float bestDistance2 = MAX_FLOAT;
-    int bestTrainIdx1 = -1;
-    int bestTrainIdx2 = -1;
-    barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE);
-
-    if (lidx == 0)
-    {
-        for (int i = 0 ; i < BLOCK_SIZE ; i++)
-        {
-            float val = s_distance[i];
-            if (val < bestDistance1)
-            {
-                bestDistance2 = bestDistance1;
-                bestTrainIdx2 = bestTrainIdx1;
-
-                bestDistance1 = val;
-                bestTrainIdx1 = s_trainIdx[i];
-            }
-            else if (val < bestDistance2)
-            {
-                bestDistance2 = val;
-                bestTrainIdx2 = s_trainIdx[i];
-            }
-        }
-    }
-
-    barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE);
-
-    s_distance[lidx] = myBestDistance2;
-    s_trainIdx[lidx] = myBestTrainIdx2;
-
-    barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE);
-
-    if (lidx == 0)
-    {
-        for (int i = 0 ; i < BLOCK_SIZE ; i++)
-        {
-            float val = s_distance[i];
-
-            if (val < bestDistance2)
-            {
-                bestDistance2 = val;
-                bestTrainIdx2 = s_trainIdx[i];
-            }
-        }
-    }
-
-    myBestDistance1 = bestDistance1;
-    myBestDistance2 = bestDistance2;
-
-    myBestTrainIdx1 = bestTrainIdx1;
-    myBestTrainIdx2 = bestTrainIdx2;
-
-    if (queryIdx < query_rows && lidx == 0)
-    {
-        bestTrainIdx[queryIdx] = (int2)(myBestTrainIdx1, myBestTrainIdx2);
-        bestDistance[queryIdx] = (float2)(myBestDistance1, myBestDistance2);
-    }
-}
-
-__kernel void BruteForceMatch_knnMatch(
-    __global T *query,
-    __global T *train,
-    //__global float *mask,
-    __global int2 *bestTrainIdx,
-    __global float2 *bestDistance,
-    __local float *sharebuffer,
-    int query_rows,
-    int query_cols,
-    int train_rows,
-    int train_cols,
-    int step
-)
-{
-    const int lidx = get_local_id(0);
-    const int lidy = get_local_id(1);
-    const int groupidx = get_group_id(0);
-
-    const int queryIdx = groupidx * BLOCK_SIZE + lidy;
-    __local value_type *s_query = (__local value_type *)sharebuffer;
-    __local value_type *s_train = (__local value_type *)sharebuffer + BLOCK_SIZE * BLOCK_SIZE;
-
-    float myBestDistance1 = MAX_FLOAT;
-    float myBestDistance2 = MAX_FLOAT;
-    int myBestTrainIdx1 = -1;
-    int myBestTrainIdx2 = -1;
-
-    //loop
-    for (int  t = 0 ; t < (train_rows + BLOCK_SIZE - 1) / BLOCK_SIZE ; t++)
-    {
-        result_type result = 0.0f;
-        for (int i = 0 ; i < (query_cols + BLOCK_SIZE -1) / BLOCK_SIZE ; i++)
+#else
+        for (int i = 0, endq = (query_cols + BLOCK_SIZE -1) / BLOCK_SIZE; i < endq ; i++)
         {
-            const int loadx = lidx + i * BLOCK_SIZE;
+            const int loadx = mad24(BLOCK_SIZE, i, lidx);
             //load query and train into local memory
-            s_query[lidy * BLOCK_SIZE + lidx] = 0;
-            s_train[lidx * BLOCK_SIZE + lidy] = 0;
+            s_query[mad24(BLOCK_SIZE_ODD, lidy, lidx)] = 0;
+            s_train[mad24(BLOCK_SIZE_ODD, lidx, lidy)] = 0;
 
             if (loadx < query_cols)
             {
-                s_query[lidy * BLOCK_SIZE + lidx] = query[min(queryIdx, query_rows - 1) * (step / sizeof(float)) + loadx];
-                s_train[lidx * BLOCK_SIZE + lidy] = train[min(t * BLOCK_SIZE + lidy, train_rows - 1) * (step / sizeof(float)) + loadx];
+                s_query[mad24(BLOCK_SIZE_ODD, lidy, lidx)] = query_vec[loadx];
+                s_train[mad24(BLOCK_SIZE_ODD, lidx, lidy)] = train_vec[loadx];
             }
 
             barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE);
@@ -653,12 +453,12 @@ __kernel void BruteForceMatch_knnMatch(
 
             barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE);
         }
-
+#endif
         result = DIST_RES(result);
 
-        const int trainIdx = t * BLOCK_SIZE + lidx;
+        const int trainIdx = mad24(BLOCK_SIZE, t, lidx);
 
-        if (queryIdx < query_rows && trainIdx < train_rows /*&& mask(queryIdx, trainIdx)*/)
+        if (queryIdx < query_rows && trainIdx < train_rows)
         {
             if (result < myBestDistance1)
             {
@@ -678,12 +478,11 @@ __kernel void BruteForceMatch_knnMatch(
     barrier(CLK_LOCAL_MEM_FENCE);
 
     __local float *s_distance = (__local float *)sharebuffer;
-    __local int *s_trainIdx = (__local int *)(sharebuffer + BLOCK_SIZE * BLOCK_SIZE);
-
-    //findBestMatch
-    s_distance += lidy * BLOCK_SIZE;
-    s_trainIdx += lidy * BLOCK_SIZE;
+    __local int *s_trainIdx = (__local int *)(sharebuffer + BLOCK_SIZE_ODD * BLOCK_SIZE);
 
+    // find BestMatch
+    s_distance += lidy * BLOCK_SIZE_ODD;
+    s_trainIdx += lidy * BLOCK_SIZE_ODD;
     s_distance[lidx] = myBestDistance1;
     s_trainIdx[lidx] = myBestTrainIdx1;
 
@@ -746,44 +545,4 @@ __kernel void BruteForceMatch_knnMatch(
         bestTrainIdx[queryIdx] = (int2)(myBestTrainIdx1, myBestTrainIdx2);
         bestDistance[queryIdx] = (float2)(myBestDistance1, myBestDistance2);
     }
-}
-
-kernel void BruteForceMatch_calcDistanceUnrolled(
-    __global T *query,
-    __global T *train,
-    //__global float *mask,
-    __global float *allDist,
-    __local float *sharebuffer,
-    int query_rows,
-    int query_cols,
-    int train_rows,
-    int train_cols,
-    int step)
-{
-    /* Todo */
-}
-
-kernel void BruteForceMatch_calcDistance(
-    __global T *query,
-    __global T *train,
-    //__global float *mask,
-    __global float *allDist,
-    __local float *sharebuffer,
-    int query_rows,
-    int query_cols,
-    int train_rows,
-    int train_cols,
-    int step)
-{
-    /* Todo */
-}
-
-kernel void BruteForceMatch_findBestMatch(
-    __global float *allDist,
-    __global int *bestTrainIdx,
-    __global float *bestDistance,
-    int k
-)
-{
-    /* Todo */
-}
+}
\ No newline at end of file