Современные высокопроизводительные компьютеры


Обнаружение и устранение зависимостей компилятором и разворачивание циклов - часть 3


Хотя многие циклы с зависимостями между итерациями имеют расстояние зависимостей 1, случаи с большими расстояниями в действительности возникают, и большее расстояние между зависимостями может обеспечивать достаточную степень параллелизма для поддержания машины занятой.

Как вообще компилятор обнаруживает зависимости? Почти все алгоритмы анализа зависимостей работают с предположением, что обращения к массивам являются аффинными. В простейшем случае индекс одномерного массива является аффинным, если он может быть записан в форме: a ( i + b, где a и b константы, а i - переменная индекса цикла. Индекс многомерного массива является аффинным, если индекс по каждой размерности является аффинным.

Таким образом, определение факта наличия зависимостей между двумя обращениями к одному и тому же массиву в цикле сводится к определению того, что две аффинные функции могут иметь одно и то же значение для различных индексов между границами цикла. Например, предположим, что мы выполнили запись в элемент массива со значением индекса a ( i + b, и выполняем загрузку из того же массива со значением индекса c ( i + d, где i - переменная индекса цикла for, которая меняется в пределах от m до n. Зависимость существует, если имеют место два условия:

  1. Имеются индексы двух итераций, j и k, оба внутри пределов цикла for. А именно,

    m ( j, k ( n.

  2. Цикл выполняет запись в элемент массива, индексируемого при помощи a ( j + b, и затем выбирает значение из того же самого элемента массива, когда он индексируется с помощью c ( k + d. А именно, a ( j + b = c ( k + d.

В общем случае во время компиляции мы не можем определить, имеет ли место зависимость. Например, значения a, b, c и d могут быть неизвестными (они могут быть значениями другого массива), а, следовательно, невозможно сказать, что зависимость существует. В других случаях проверка зависимостей может оказаться очень дорогой, но в принципе возможной во время компиляции. Например, обращения могут зависеть от индексов итераций множества вложенных циклов.


Начало  Назад  Вперед



Книжный магазин