6_2 C6000软件优化 线性汇编

第6章C6000软件优化第2节线性汇编和汇编优化器写线性汇编代码使用汇编优化器多周期循环的软件流水汇编优化器选项和伪指令本节学习内容主要内容一、写线性汇编代码二、写线性汇编代码举例—点积三、调用汇编优化器四、多周期循环的软件流水五、加权矢量和（WVS）循环展开一、写线性汇编代码1、软件工具流程2、线性汇编文件基本考虑事项线性汇编文件使用“.sa”扩展名仅对指定的代码段进行优化，指定代码段外的代码被拷贝为输出“.asm”文件线性汇编过程可以：传递参数返回结果使用符号变量不考虑流水线问题二、写线性汇编代码举例—点积1、点积线性汇编线性汇编不需要指出和考虑：功能单元寄存器延迟间隙2、确定优化代码段Dotp:.cproczerosumloop:ldh*p_m++,mldh*p_n++,nmpym,n,prodaddprod,sum,sum[count]subcount,1,count[count]bloop.endproc.cproc/.endproc：确定要优化的代码段必须成对使用可作为C调用的函数在汇编代码中使用.proc/.endproc确定要优化的代码段,它们也必须成对使用3、使用符号变量Dotp:.cproc.regp_m,m,p_n,n,prod,sum,countzerosumloop:ldh*p_m++,mldh*p_n++,nmpym,n,prodaddprod,sum,sum[count]subcount,1,count[count]bloop.endproc.reg伪指令：声明符号变量，变量由优化器选择与功能单元一致的寄存器.reg在.(c)proc/.endproc内有效当变量为40/64bit时,变量使用寄存器对格式：如ahi:alo4、参数传递Dotp:.cprocp_m,p_n,count.regp_m,m,p_n,n,prod,sum,countzerosumloop:ldh*p_m++,mldh*p_n++,nmpym,n,prodaddprod,sum,sum[count]subcount,1,count[count]bloop.returnsum.endproc.cproc[variable1[,variable2,]]：给出输入参数.return：给出返回结果.return仅在.cproc/.endproc内有效.proc[register1[,register2,]];给出输入参数.regp_m，mvregister1,p_m；建立输入寄存器:；与变量关系mvsum,register1.endproc[register1[,register2,]];给出返回结果5、保护寄存器Dotp:.cprocp_m,p_n,count.regp_m,m,p_n,n,prod,sum,count.reservea3zerosumloop:ldh*p_m++,mldh*p_n++,nmpym,n,prodaddprod,sum,sum[count]subcount,1,count[count]bloop.returnsum.endproc.reserve指出需要保护的寄存器当.cproc/.endproc内的代码明显使用了要保护的寄存器，优化器也可能使用该寄存器，如：6、流水代码的最小循环次数具有填充和排空5次运算迭代，循环计数设置为3最小循环次数：3循环测试7、计算最小循环次数最小循环次数=循环和排空的周期数这个点积代码最小循环次数=？8、冗余循环非流水代码执行较慢运算迭代次数=最小循环次数流水代码执行较快9、消除冗余循环关闭软件流水（-mu）减小代码尺寸，但也减小吞吐量指出运算迭代次数（.trip）如果.trip≧最小循环次数，仅产生流水循环如果.trip最小循环次数，产生两种循环不产生冗余循环（-ms）如果没给出.trip，仅产生不流水循环如果给出.trip，且.trip≧最小循环次数，仅产生流水循环10、指出运算迭代次数_Dotp:.cprocp_m,p_n,count.regp_m,m,p_n,n,prod,sum,countzerosumloop:.trip40ldh*p_m++,mldh*p_n++,nmpym,n,prodaddprod,sum,sum[count]subcount,1,count[count]bloop.returnsum.endproc指出运算迭代次数11、点积的完整线性汇编Dotp:.cprocp_m,p_n,count.regp_m,m,p_n,n,prod,sum,countzerosumloop:.trip40ldh*p_m++,mldh*p_n++,nmpym,n,prodaddprod,sum,sum[count]subcount,1,count[count]bloop.returnsum.endproc三、调用汇编优化器调用汇编优化器和汇编器仅调用汇编器四、多周期循环的软件流水1、软件流水过程1.用C语言实现算法并验证2.写C6x线性汇编代码3.画相关图4.分配功能单元和寄存器5.建编排表6.将编排表转换为C6x汇编代码第一步：C代码第二步：线性汇编代码第三步：相关图第四步：分配功能单元2周期循环2个周期/每次循环迭代迭代间隔：每次循环迭代占用的周期数多周期循环第五步：建迭代间隔编排表（1）第五步：建迭代间隔编排表（2）第五步：建迭代间隔编排表（3）第五步：建迭代间隔编排表（4）第五步：建迭代间隔编排表（5）第五步：建迭代间隔编排表（6）展开加权矢量和代码展开加权矢量和：2个结果/每3个周期要点:循环展开,充分利用资源.D单元数/每次循环结果/每次循环循环周期312623五、汇编优化器选项和伪指令-on选项-mt选项和.no_mdep伪指令【C程序的restrict关键字】.mdep伪指令.mptr伪指令.trip伪指令【C程序的MUST_ITERATEpragma】-on选项软件流水需要选择-o2或-o3选项-o=-o2-o3优化的工作：文件级优化1.删除未使用的所有函数2.当函数的返回值没有用到时，简化函数返回的形式3.内联小的函数4.重新对函数声明进行排序。这样就使得当优化调用代码时，被调用函数的属性是已知的。5.当所用调用都传递一个相同的参数时，把这个参数直接放到函数体中去，不再通过寄存器/存储器的方式传递这个参数。6.识别文件级变量的特征-o3+-pm：程序级优化如果一个函数中的一个特殊的变量的值总是一样的，编译器会用这个值直接代替该变量，直接进行值传递而不是参数传递。如果一个函数的返回值都没有被用到，编译器就会删除这个函数的返回值。如果一个函数没有被直接或间接地被调用，编译器就会删除这个函数。-mt选项和.no_mdep伪指令因为当你执行读取或存储指令时，汇编优化器并不知道你要访问的对象在哪里，所以汇编优化器就非常保守地认为存储器操作之间有相关性。汇编优化器会确保在下一次从reg1地址中读取数据之前往reg5地址中存储数据的工作已经完成。如果要存的.reg5中的地址不是“reg1”要读取的下一个地址，将导致循环优化效果不好。对于那些“reg5”是指向“reg1”的下一个地址的循环，这些是必要的。对于大部分的循环，并不是这样的，可以告诉汇编优化器更积极地安排存储器操作。可以通过在线性汇编函数中使用“.no_mdep”(无存储器相关性)伪指令或者在编译线性汇编文件的时候用-mt选项实现。.mdep伪指令假如你需要指明2个或更多的存储体的相关性，你可以使用.mdep伪指令。用存储体相关性标号来注释你的代码，并且在线性汇编函数中加上.mdep伪指令。当使用了.no_mdep或-mt后，才需要使用.mdep伪指令。.mdep伪指令表明从LDW指令到STW指令中有存储体相关性。这就意味着STW指令必须在LDW指令后执行。.mdep伪指令不表明在STW指令到LDW指令中存在存储体相关性。要处理后一种情况，还需要一个.mdep伪指令。.mptr伪指令.mptr伪指令给汇编优化器提供了怎样避免存储体（bank）冲突的内容。汇编优化器会重新安排汇编代码中生成的存储体引用，以避免存储器的冲突，这些冲突是由伪指令.mptr指明的。这意味着通过避免存储器的冲突，汇编优化器产生的代码的执行速度会更快，没有因为存储体冲突而出现流水线停顿(stall)的情况。.mptr伪指令C64的L1D的存储体结构：8×32bit流水线停顿同一周期对同一bank的两次读取引起流水线阻塞的情况。LDW.D1*A4++,A5;load1,A4addressisinbank0||LDW.D2*B4++,B5;load2,B4addressisinbank0.mptr伪指令例子：点积.mptr伪指令例子：点积（续）.trip伪指令label:.tripminimum_value[,maximumvalue[,factor]]Loop:.trip10告诉汇编优化器循环迭代的次数至少10次。Loop：.trip20,20告诉汇编优化器循环迭代20次。Loop:.trip8,48,8告诉汇编优化器循环迭代的次数是8，16，24，32，40或48次。当你的循环需要中断时，最大值参数和因子（factor）参数都是非常有用的。