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C66 多核DSP 代码优化基本介绍

2019-07-14 21:12发布

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C66 多核DSP 代码优化基本介绍


     C6000系列处理器的闪光之处就是它可以通过循环提高运行速度。这在以循环为中心的数字信号处理、图像处理和其他数学程序方面有着非常明显的优势。“软件流水”的技术对提高循环代码的性能做出的贡献最大。软件流水只有在使用-o2 或 -o3 编译选项时，才会被启用。

           如下图示，如果不使用软件流水，循环就会在循环体 i 完成后再开始循环体 i+1。软件流水技术允许循环体出现重叠。因此，只要能够保持正确性，即可在循环体 i 完成之前开始循环体 i+1。在通常情况下，使用软件流水调度技术与不使用软件流水调度技术相比，使用时计算机资源利用率会高很多。

           在软件流水循环中，即便一个循环体可能需要 s 个周期才能完成，但每隔 ii 个指令周期会启动一个新的循环。在一个高效的软件流水循环中，其中 ii<s，ii 被称为“启动间隔”；它是启动循环体 i 和启动循环体 i+1 之间的指令周期数。ii 等于软件流水循环体的指令周期数。s 是第一个循环体完成所需要的指令周期数，也是软件流水循环的“单个已调度的循环体”的长度。

           如上图所示，即为进行了 software pipeline 和没有进行 software pipeline 软件流水的对比；所以我们进行循环优化的目的就是减少ii，进而降低整体循环执行时间。

           我们使用建议的选项进行编译：-k-s -mw 。得到汇编文件和软件流水信息

           假定有以下函数 BasicLoop() ...
  • void BasicLoop(int *output, int *input1, int *input2, int n)
  • {
  • int i;
  • for (i=0; i<n; i++)
  • output<i> = input1<i> + input2<i>;
  • }</i></i></i>

复制代码
打开汇编文件并查看此循环的软件流水信息：

  • ;*   SOFTWARE PIPELINE INFORMATION
  • ;*
  • ;*      Loop source line                 : 5
  • ;*      Loop opening brace source line   : 5
  • ;*      Loop closing brace source line   : 6
  • ;*      Known Minimum Trip Count         : 1        
  • ;*      Known Max Trip Count Factor      : 1
  • ;*      Loop Carried Dependency Bound(^) : 7
  • ;*      Unpartitioned Resource Bound     : 2
  • ;*      Partitioned Resource Bound(*)    : 2
  • ;*      Resource Partition:
  • ;*                                A-side   B-side
  • ;*      .L units                     0        0     
  • ;*      .S units                     0        1     
  • ;*      .D units                     2*       1     
  • ;*      .M units                     0        0     
  • ;*      .X cross paths               1        0     
  • ;*      .T address paths             2*       1     
  • ;*      Long read paths              0        0     
  • ;*      Long write paths             0        0     
  • ;*      Logical  ops (.LS)           0        0     (.L or .S unit)
  • ;*      Addition ops (.LSD)          1        0     (.L or .S or .D unit)
  • ;*      Bound(.L .S .LS)             0        1
  • ;*      Bound(.L .S .D .LS .LSD)     1        1
  • ;*
  • ;*      Searching for software pipeline schedule at ...
  • ;*         ii = 7  Schedule found with 1 iterations in parallel
  • ...
  • ;*        SINGLE SCHEDULED ITERATION
  • ;*
  • ;*        C25:
  • ;*   0              LDW     .D1T1   *A4++,A3          ; |6|  ^
  • ;*     ||           LDW     .D2T2   *B4++,B5          ; |6|  ^
  • ;*   1      [ B0]   BDEC    .S2     C24,B0            ; |5|
  • ;*   2              NOP             3
  • ;*   5              ADD     .L1X    B5,A3,A3          ; |6|  ^
  • ;*   6              STW     .D1T1   A3,*A5++          ; |6|  ^
  • ;*   7              ; BRANCHCC OCCURS {C25}           ; |5|
  • ;*----------------------------------------------------------------------------*
  • L1:    ; PD LOOP PROLOG
  • ;** --------------------------------------------------------------------------*
  • L2:    ; PIPED LOOP KERNEL
  • LDW     .D1T1   *A4++,A3          ; |6| <0,0>  ^
  • ||         LDW     .D2T2   *B4++,B5          ; |6| <0,0>  ^

  • [ B0]   BDEC    .S2     L2,B0             ; |5| <0,1>
  • NOP             3
  • ADD     .L1X    B5,A3,A3          ; |6| <0,5>  ^
  • STW     .D1T1   A3,*A5++          ; |6| <0,6>  ^
  • ;** --------------------------------------------------------------------------*
  • L3:    ; PIPED LOOP EPILOG
  • ;** --------------------------------------------------------------------------*

复制代码
软件流水循环信息包括循环开始的源代码行、对循环资源和延迟要求的描述以及循环是否已展开（还有其他信息）。使用 -mw 编译时，该信息还包含单个已调度循环体的副本。C6000 Programmer's Guide（C6000 程序员指南）的第 4 章详细介绍了 -mw 注释块。尽管此信息不是最新的，但是在编写本文时它是可以获得的最好信息。

           启动间隔 (ii) 为 7。这意味着在稳定状态，每 7 个 CPU 周期计算出一次结果（相当于原始循环）。因此，基准 CPU 性能为 7 个指令周期/结果。

           通过分析该软件流水信息我们就可以找到影响ii大小的瓶颈所在此处为Loop Carried Dependency Bound(^) : 7，即循环体的相关性限制为7；
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