双重循环和多重循环的优化总结
双重循环多重循环看起来比较复杂，但实际上多重循环优化方法比较简单，就在于一个字： “拆” ，一旦完成这一步之后，多重循环就成为单层循环，优化就可以按照普通的单层循环来做了。 多重循环的特点是在优化器优化时只在最内层循环中形成一个 pipeline，这样循环语句就不能充分利用 C6 的软件流水线，而且对于内部循环的次数较少的情况，消耗在 prolog 和eplog 上的 cycle 数也是不可忽视的。针对这种状况可以考虑将多重循环拆开形成一个单层循环，可以拆外层循环也可以拆内层循环，一般视具体情况而定。这样就可以充分利用优化器构成的 Pipeline。如下例：
void fir2(const short input[], const short coefs[], short out[])
{
int i, j;
int sum = 0;
for (i = 0; i < 40; i++)
{
for (j = 0; j < 16; j++)
sum += coefs[j] * input[i + 15 - j];
out = (sum >> 15);
}
内层循环循环次数较少，运算量也不大，资源方面只占用了一个乘法器，一个 cycle 只使用一次乘法器，而事实上我们可以在一个 cycle 内使用两个乘法器，所以还可以充分利用另外的一个乘法器。因此考虑将内层循环拆开来执行，如下：
void fir2_u(const short input[], const short coefs[], short out[])
{
int i, j;
int sum;
for (i = 0; i < 40; i++)
{
sum = coefs[0] * input[i + 15];
sum += coefs[1] * input[i + 14];
sum += coefs[2] * input[i + 13];
sum += coefs[3] * input[i + 12];
sum += coefs[4] * input[i + 11];
sum += coefs[5] * input[i + 10];
sum += coefs[6] * input[i + 9];
sum += coefs[7] * input[i + 8];
sum += coefs[8] * input[i + 7];
sum += coefs[9] * input[i + 6];
sum += coefs[10] * input[i + 5];
sum += coefs[11] * input[i + 4];
sum += coefs[12] * input[i + 3];
sum += coefs[13] * input[i + 2];
sum += coefs[14] * input[i + 1];
sum += coefs[15] * input[i + 0];
out = (sum >> 15);
}
这样虽然代码长度增加了，可变成了单循环，所有的运算都参加到 pipeline 中来，在 Piped loop kernal 中产生每一个 cycle 内都使用了两个乘法器，充分利用了 DSP 内部的资源，提高了运行效率。又如下例：
tot = 4;
for (k = 0; k < 4; k++)
{
max = 0;
for (i = k; i < 44; i += STEP)
{
s = 0;
for (j = i; j < 44; j++)
s = L_mac(s, x[j], h[j - i]);
y32 = s;
s = L_abs(s);
if (L_sub(s, max) > (Word32) 0)
max = s;
}
tot = L_add(tot, L_shr(max, 1));
} 这个多层循环中一共有三层循环， 而最内层的循环的运算量很小， 只有一次乘累加操作，而我们知道 C6 中一个 packet中可以做两个乘累加运算，所以为了增加内部循环的运算，减少外部循环的层数，我们可以将第一层循环的操作拆开，其负责的运算加入到内部循环中，也就是在内层循环中一次做四次的乘累加运算，这样将多次操作形成 pipeline，提高了运行效率，优化后的 C代码如下：
tot = 4;
max0=0;
max1=0;
max2=0;
max3=0;
for (i = 0; i <44; i += STEP) //STEP=4, 11 times cirs
{
//code
for (j=0;j<=40-i;j++)
{
s0=(Word32)(_sadd(s0,_smpy(hh[j],xx[j+i])));
s1=(Word32)(_sadd(s1,_smpy(hh[j],xx[j+i+1])));
s2=(Word32)(_sadd(s2,_smpy(hh[j],xx[j+i+2])));
s3=(Word32)(_sadd(s3,_smpy(hh[j],xx[j+i+3])));
}
}
//code |
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