Главная » Просмотр файлов » J.C. Huang, T. Leng - Generalized Loop-Unrolling - a Method for Program Speed-Up

J.C. Huang, T. Leng - Generalized Loop-Unrolling - a Method for Program Speed-Up (798425), страница 2

Файл №798425 J.C. Huang, T. Leng - Generalized Loop-Unrolling - a Method for Program Speed-Up (J.C. Huang, T. Leng - Generalized Loop-Unrolling - a Method for Program Speed-Up) 2 страницаJ.C. Huang, T. Leng - Generalized Loop-Unrolling - a Method for Program Speed-Up (798425) страница 22019-09-18СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

To avoid thisproblem, we need to modify the unrolled loop to prevent the pointer from getting out of range:⇔count=0;while (lp != NULL){lp = lp->next;if (lp != NULL){lp = lp->next;if (lp != NULL)count+=3;else {count+=2; break;}}else {count++; break;}}Another possible solution is to attach a special sentinel node named NULL_NODE at the end ofthe list. The link field of this node points to the node itself as depicted below.NULL_NODE6Note that a self-pointing sentinel can be used in other applications to unroll a loop whose lengthis unknown at the beginning of its execution.Its use allows us to unroll the loop k times, and test at the end of every k iterations whether thepointer is at the sentinel node:⇔count=0;lp[0]=lp;lp[1]=lp->next;lp[2]=lp1->next;lp[k-1]=lp[k-2] ->next;while (lp[k-1] != NULL_LIST){count+=k;lp[0] = lp[k-1]->next;lp[1] = lp[0]->next;lp[2] = lp[1]->next;lp[k-1]=lp[k-2] ->next}while (lp[0] != NULL_LIST){lp[0] = lp[0]->next;count++;}//unrolled loop//end of the unrolled loopWe would expect improved performance from the transformation.

Since the gains are not onlyfrom reducing the loop overhead but also from compacting the computation performed in theloop bodies. In an experiment where the loop is unrolled thrice and the linked lists used are ofsizes 100 and 500, the average speed-up factor is approximately 1.19.Example 4. The power algorithm for computing r ≡ an (mod m) where a, n, m, and r are integers.r=1;while (n>0){d = n % 2;if (d=1){r = r * a;r = r % m}a = a * a;a = a % m;n = (n-d) / 2;}7After unroll the loop three times, the loop predicate becomes (n>0) && (n>2) && (n>4).

Thiscondition can be simplified to (n>4). If the original loop will iterate I times, the unrolled loop williterate a maximum of (I/3)+2 times (I/3 unrolled iterations and up to 2 iterations of the originalloop). In this case because of data dependence between iterations, not much instructionreduction can be achieved.

Therefore, the performance gain can only be obtained from thereduction in the number of condition tests.Example 5. Compute the GCD of two positive integers x and y by using the so-called binaryalgorithm. This algorithm requires no division operations (which may be time-consuming), andrelies solely on the operations of subtraction, shifts, and bitwise operations. It has been provedthat binary algorithm is about 15% to 20% faster than Euclid’s algorithm (Example 2).L1:while (((x | y) & 1) == 0){x >>= 1;y >>= 1;++common_power_of_two;}while ((x & 1) == 0) x >>= 1;L2: while (y != 0)L2.1:{while ((y & 1) == 0) y >>= 1;temp = y;y = abs(x - y);x = temp;}gcd = x << common_power_of_two;First, we unroll loop L1 three times:⇔while (((x | y) & 7) == 0){x >>= 3;y >>= 3;common_power_of_two+=3;}while (((x | y) & 1) == 0){x >>= 1;y >>= 1;++common_power_of_two;}//unrolled loop//end of the unrolled loopSimilarly, we unroll both loops L2 and L2.1 two times as follow:8⇔while ( y!= 0){while ((y&3) == 0) y >>= 2; //unrolled loop L2.1if ((y&1) == 0) y >>= 1;//end of the unrolled loopif (x != y){ temp = y;y = abs(x - y);while ((y&3) ==0) y >>= 2; //unrolled loop L2.1if ((y&1) == 0) y >>= 1; //end of the unrolled loopx = y;y = abs(temp - y);}else{temp = y;y = 0;break;}}For this example program, the experimental results show that we are able to achieve a speed-upfactor of 1.15 in average.In conclusion, we have presented a method for speeding up programs by unrolling its loopconstructs.

Our preliminary investigation reveals that, for most real-world programs, the degreeof speed-up that can be achieved is modest. Nevertheless, it can be easily done, and does notrequire any special hardware to implement -- it works on any platform. Since the degree ofspeed-up is proportional to the number of times a loop is iterated, it is economically justifiable toapply the method only to programs that will be used often (such as library routines), and toloops that may be iterated a great many number of times during execution.References[1]J. C. Huang, “State Constraints and Pathwise Decomposition of Programs”, IEEE Tran. onSoftware Engineering.

Vol 16. No. 8. August 1990.[2]John L. Hennessy; David A. Patterson, “Computer Architecture A QuantitativeApproach”, 2nd Edition, 1995[3]L.J. Hendren; G.R. Gao, “Designing Programming Languages for Analyzability: A FreshLook at Pointer Data Structure”, IEEE, 1992.[4]Michael J. Wolfe, “High Performance Compilers for Parallel Computing”, 1996.9.

Характеристики

Тип файла
PDF-файл
Размер
24,88 Kb
Тип материала
Высшее учебное заведение

Список файлов статьи

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6352
Авторов
на СтудИзбе
311
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее