Современные высокопроизводительные компьютеры


Обнаружение и устранение зависимостей компилятором и разворачивание циклов - часть 4


Однако многие программы содержат в основном простые индексы, где a, b, c и d все являются константами. Для этих случаев возможно придумать недорогие тесты для обнаружения зависимостей.

Например, простым и достаточным тестом отсутствия зависимостей является наибольший общий делитель, или тест НОД. Он основан на том, что если существует зависимость между итерациями цикла, то НОД(c,a) должен делить (d-b). (Вспомним, что целое x делит другое целое y, если отсутствует остаток от деления y/x). Тест НОД является достаточным, чтобы гарантировать, что зависимости отсутствуют. Однако имеются случаи, когда тест НОД достигает цели, но в реальной программе зависимость отсутствует. Это может возникнуть, например, поскольку тест НОД не рассматривает границы цикла.

В общем случае задача определения действительного наличия зависимостей является NP-полной. Однако на практике многие частые случаи могут быть точно проанализированы при вполне умеренных затратах. (Тест является точным, если он точно определяет наличие зависимости. Хотя общий случай является NP-полным (т.е. точное решение возможно найти путем полного перебора всех вариантов), имеются точные тесты для ограниченного числа ситуаций, которые являются намного более дешевыми).

Кроме определения наличия зависимостей, компилятор старается также классифицировать тип зависимости. Это позволяет компилятору распознать зависимости по именам и устранить их путем переименования и копирования.

Например, следующий цикл имеет несколько типов зависимостей. Попробуем найти все истинные зависимости, зависимости по выходу и антизависимости и устранить зависимости по выходу и антизависимости с помощью переименования.

for (i=1;i<=100;i=i+1) {

Y[i] = X[i] / c; /*S1*/

X[i] = X[i] + c; /*S2*/

Z[i] = Y[i] + c; /*S3*/

Y[i] = c - Y[i]; /*S4*/

}

В этих четырех операторах имеются следующие зависимости:

  1. Имеются истинные зависимости от S1 к S3 и от S1 к S4 из-за Y[i]. Отсутствует зависимость между итерациями цикла, что позволяет рассматривать цикл как параллельный.


    Начало  Назад  Вперед



    Книжный магазин