C6000点滴学习：c6000系列的C代码优化(七)

只看该作者 · 2016-3-31 13:57

十五、16 位除法的优化
1、源代码：

Word16 div_s (Word16 var1, Word16 var2) //实现 var1/var2
{
Word16 var_out = 0;
Word16 iteration;
Word32 L_num = (Word32)var1;
Word32 L_denom = (Word32)var2;
for (iteration = 0; iteration < 15; iteration++)
{
var_out <<= 1;
L_num <<= 1;
if (L_num >= L_denom)
{
L_num = L_sub (L_num, L_denom);
var_out = add (var_out, 1);
}
}
return (var_out);
}

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2、改编代码：

Word16 div_s1 (Word16 var1, Word16 var2)
{
Word32 var1int;
Word32 var2int;
var1int = var1 << 16;
var2int = var2 << 15;
var1int = _subc(var1int,var2int);
var1int = _subc(var1int,var2int);
var1int = _subc(var1int,var2int);
var1int = _subc(var1int,var2int);
var1int = _subc(var1int,var2int);
var1int = _subc(var1int,var2int);
var1int = _subc(var1int,var2int);
var1int = _subc(var1int,var2int);
var1int = _subc(var1int,var2int);
var1int = _subc(var1int,var2int);
var1int = _subc(var1int,var2int);
var1int = _subc(var1int,var2int);
var1int = _subc(var1int,var2int);
var1int = _subc(var1int,var2int);
var1int = _subc(var1int,var2int);
return (var1int & 0xffff);
}

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   3、优化方法说明：
      实现 16 位的除法，要求被除数 var1和除数 var2都是整数，且 var1<=var2。利用 C6XX特有的指令 subc，实现除法的循环移位相减操作。
      4、技巧：
      把被除数和除数都转换成 32 位数来操作，返回时取低 16 位数。
      十六、C6X优化 inline 举例:
      1、原程序：

for (i = LO_CHAN; i <= HI_CHAN; i++)
{
norm_shift = norm_l(st->ch_noise);
Ltmp = L_shl(st->ch_noise, norm_shift);
norm_shift1 = norm_l(st->ch_enrg);
Ltmp3 = L_shl1(st->ch_enrg, norm_shift1 - 1);
Ltmp2 = L_divide(Ltmp3, Ltmp);
Ltmp2 = L_shr(Ltmp2, 27 - 1 + norm_shift1 - norm_shift);
// * scaled as 27,4 *
if (Ltmp2 == 0)
Ltmp2 = 1;
Ltmp1 = fnLog10(Ltmp2);
Ltmp3 = L_add(Ltmp1, LOG_OFFSET - 80807124);
// * --ound(log10(2^4)*2^26 *
Ltmp2 = L_mult(TEN_S5_10, extract_h(Ltmp3));
if (Ltmp2 < 0)
Ltmp2 = 0;
// * 0.1875 scaled as 10,21 *
Ltmp1 = L_add(Ltmp2, CONST_0_1875_S10_21);
// * tmp / 0.375 2.667 scaled as 5,10, Ltmp is scaled 15,16 *
Ltmp = L_mult(extract_h(Ltmp1), CONST_2_667_S5_10);
ch_snr = extract_h(Ltmp);
}

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2、优化后程序：

//因循环体太大，拆成两个循环并把相应的函数内嵌以使程序能 pipeline，
//用 L_div_tmp[]保存因拆分而产生的中间变量。
for (i = LO_CHAN; i <= HI_CHAN; i++)
{
//norm_shift = norm_l(st->ch_noise);
norm_shift = _norm(st->ch_noise);
Ltmp = _sshl(st->ch_noise, norm_shift);
//norm_shift1 = norm_l(st->ch_enrg);
norm_shift1 = _norm(st->ch_enrg);
//Ltmp3 = L_shl1(st->ch_enrg, norm_shift1 - 1);
LLtmp1 = st->ch_enrg;
LLtmp1 = LLtmp1 << (norm_shift1 + 7);
Ltmp3 = (Word32)(LLtmp1 >> 8);
Ltmp2 = IL_divide(Ltmp3, Ltmp);
//Ltmp2 = L_shr(Ltmp2, 27 - 1 + norm_shift1 - norm_shift);
Ltmp2 = (Ltmp2 >> (27 - 1 + norm_shift1 - norm_shift));
if (Ltmp2 == 0)
Ltmp2 = 1;
L_div_tmp = Ltmp2;
}
for (i = LO_CHAN; i <= HI_CHAN; i++)
{
Ltmp2 = L_div_tmp;
Ltmp1 = IfnLog10(Ltmp2);
//Ltmp3 = L_add(Ltmp1, LOG_OFFSET - 80807124);
Ltmp3 = _sadd(Ltmp1, LOG_OFFSET - 80807124);
//Ltmp2 = L_mult(TEN_S5_10, extract_h(Ltmp3));
Ltmp2 = _smpy(TEN_S5_10, (Ltmp3 >> 16));
if (Ltmp2 < 0)
Ltmp2 = 0;
Ltmp1 = _sadd(Ltmp2, CONST_0_1875_S10_21);
//Ltmp = L_mult(extract_h(Ltmp1), CONST_2_667_S5_10);
Ltmp = _smpy((Ltmp1 >> 16), CONST_2_667_S5_10);
//ch_snr = extract_h(Ltmp);
ch_snr = (Ltmp >> 16);
}

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   3、优化说明
      观察上面这个循环，循环体本身比较大，且含有两个函数 L_divide（）和 fnLog10（），而 C62 内部只有 32 个寄存器，且有些寄存器是系统用的，如 B14、B15 这样循环体太大将会导致寄存器不够分配，从而导致系统编译器无法实现循环的 pipeline。
      为了实现循环的 pipeline。我们需要把循环体进行拆分，拆分时要考虑以下几点：
      （1）拆分成几个循环比较合适？在各个循环能 pipeline 的前提下，拆开的循环个数越少越好。这就要求尽可能让各个循环的运算量接近。
      （2）考虑在什么地方把程序拆开比较合适？循环体里的数据流往往并不是单一的  ，
在拆开的断点处势必要用中间变量保存上次的循环运算结果，供以后的循环用。  适当的拆开循环体，使所需的中间变量越少越好。
      （3）循环体中的函数调用必须定义成内嵌形式，含有函数调用的循环系统是无法使之pipeline 的；各个循环体中的判断分支机构不可太多，否则系统也无法使之 pipeline，为此应近可能把可以确定下来的分支确定下来，并尽可能用内嵌指令。
      针对上面这个例子，考虑：
      （1）为让各个循环的运算量大致相当，应把 L_divide（）和 fnLog10（）分到两个循环中去，从循环体大小上考虑，估计拆成两个循环比较合适。
      （2）考虑在什么地方把程序拆开比较合适？在

if (Ltmp2 == 0)
Ltmp2 = 1;

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后拆开，因为后面用到的数据只有 Ltmp2，故只需用一个数组保存每次循环的 Ltmp2 值即可。
（3）循环体中的两处函数调用L_divide （）和fnLog10 （）都定义了其内嵌形式， IL_divide（）和 IfnLog10（）。当把可以确定下来的分支作确定处理，并尽可能用内嵌指令后，该循环体中所剩的分支结构已很少，循环体可以 pipeline。优化前程序用 2676 cycle，优化后用400 cycle。优化后两个子循环的 MII 分别为14和 6cycle。

只看该作者 · 2016-4-1 17:54

这种优化以前还真没用过

C6000点滴学习：c6000系列的C代码优化(七)

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