Software pipelining (Organización del Computador II)
Enunciado: v[n]-> 16bits w[n]-> 16bits x[n]-> 16bits
x[i]=(v[i]+w[i])^2
//*******************************************************// Pseudo Codigo:
for (i=0;i<n i++) x[i]= (v[i]+w[i])(v[i]+w[i]) // 32=v, 33=w, 34=x, 35=n, 36=i
//*******************************************************// Codigo:
alloc r20=ar.pfs, 4,3,0,0 add r36= r0,r0 ciclo: cmp.lt p2,p3=r36,r35 (p3) br.cond fin
ld2 r37=[r32],2 // CARGA ld2 r38= [r33],2 //
add r37= r37,r38 //SUMA
pmpy2.r r37=r37,r37 //PRODUCTO
st2 [r34]=r37,2 // GUARDADO
br.cond ciclo
fin:
//*******************************************************// Optimizacion con rotacion:
V[i] ->2reg w[i] ->2reg Suma ->2reg Producto ->2reg
Empiezo de R32 q son los rotativos
r32 r33 r34 r35 r36 r37 r38 r39
|_vi|___|wi_|___|___|___|___|___|___|
r33 r34 r35 r36 r37 r38 r39 r32
|v0_|w1_|w0_|___|___|___|___|v1_|
ld2 r32=[--],2 // 1ªetapa ld2 r34= [--],2 //
add r36= r33,r35 // 2ª etapa
pmpy2.r r38=r37,r37 // 3ª etapa
st2 [--]=r39,2 // 4ª etapa
ctop y cexit, pone en 1 pr63 y lo rota (pr16 a pr63 se va poniendo en 1s)(uso para controlar q se ejecuta y q no) wtop y wexit, , pone en 0 pr63 y lo rota (pr16 a pr63 va poniendo ceros)
alloc r20= ar.pfs,4,9,0,8 // los de rotacion siempre multiplo de 8
mov ar.ec= 4 mov pr.rot= 0x-----
ciclo: cmp.lt p16,p3=--,-- (p16) br.wexit fin
(p17)ld2 r32=[--],2 // 1ªetapa (p17)ld2 r34= [--],2 //
(p18)add r36= r33,r35 // 2ª etapa
(p19)pmpy2.r r38=r37,r37 // 3ª etapa
(p20)st2 [--]=r39,2 // 4ª etapa
add --= 1,-- br.cond.ciclo fin: [edit] Orga2 pipeline, clase 2/11
Enunciado: v[n]-> 16bits w[n]-> 16bits x[n]-> 16bits
x[i]=(v[i]+w[i])^2
//*******************************************************// Pseudo Codigo:
for (i=0;i<n i++) x[i]= (v[i]+w[i])(v[i]+w[i]) // 32=v, 33=w, 34=x, 35=n, 36=i
//*******************************************************// Codigo:
alloc r20=ar.pfs, 4,3,0,0 add r36= r0,r0 ciclo: cmp.lt p2,p3=r36,r35 (p3) br.cond fin
ld2 r37=[r32],2 // CARGA ld2 r38= [r33],2 //
add r37= r37,r38 //SUMA
pmpy2.r r37=r37,r37 //PRODUCTO
st2 [r34]=r37,2 // GUARDADO
br.cond ciclo
fin:
//*******************************************************// Optimizacion con rotacion:
V[i] ->2reg w[i] ->2reg Suma ->2reg Producto ->2reg
Empiezo de R32 q son los rotativos
r32 r33 r34 r35 r36 r37 r38 r39
|_vi|___|wi_|___|___|___|___|___|___|
r33 r34 r35 r36 r37 r38 r39 r32
|v0_|w1_|w0_|___|___|___|___|v1_|
ld2 r32=[--],2 // 1ªetapa ld2 r34= [--],2 //
add r36= r33,r35 // 2ª etapa
pmpy2.r r38=r37,r37 // 3ª etapa
st2 [--]=r39,2 // 4ª etapa
ctop y cexit, pone en 1 pr63 y lo rota (pr16 a pr63 se va poniendo en 1s)(uso para controlar q se ejecuta y q no) wtop y wexit, , pone en 0 pr63 y lo rota (pr16 a pr63 va poniendo ceros)
alloc r20= ar.pfs,4,9,0,8 // los de rotacion siempre multiplo de 8
mov ar.ec= 4 mov pr.rot= 0x-----
ciclo: cmp.lt p16,p3=--,-- (p16) br.wexit fin
(p17)ld2 r32=[--],2 // 1ªetapa (p17)ld2 r34= [--],2 //
(p18)add r36= r33,r35 // 2ª etapa
(p19)pmpy2.r r38=r37,r37 // 3ª etapa
(p20)st2 [--]=r39,2 // 4ª etapa
add --= 1,-- br.cond.ciclo
fin:
Clase 9/11/2006 - Otro ejemplo de software pipelining
Lo que hay que hacer: X[i] = V[i] * W[i-1] + V[i-1] - W[i]
for(i=j,i<n, i++) X[i] = V[i] * W[i-1] + V[i-j] - W[i]
El cuerpo del ciclo sería (sin rotación de registros):
a) ld2 R35 = V[i], 2 b) ld2 R36 = W[i], 2 c) pmpy2.r R37 = R35, R39 d) add R37 = R37, R38 e) sub R37 = R37 , R36 f) st2 [x] = R37, 2
mov R38 = R35 mov R39 = R36
Para aplicar software pipelining dividimos en etapas. Los criterios son disponibilidad de recursos y dependencias de datos. Elegimos que registros asignamos a
cada etapa:
1) a y b : 2) c : R34-37 3) d 4) e 5) f
Notar que los MOV ya no van en la versión con las rotaciones, ya que este tipo de movimientos son justamente los que hacen las rotaciones.
¿Cuántos registros para cada cosa? "Criterio": en cuántas etapas después lo voy a necesitar.
V[i] -> 2 "slots/registros" R32-R33
W[i] -> 4 "slots" R34- R37
pmpy -> 2 R38 - R39
add -> 2 R40 - R41
sub -> 2 R42 - R43
Código con esta "propuesta": br.wexit
(p17) ld2 R32 = V[i], 2 (p17) ld2 R34 = W[i], 2 (p18) pmpy2.r R38 = R33, R36 // R36 porque W[i] se inicializa afuera del ciclo, por lo tanto debemos ver dónde queda luego de las tres primeras etapas (p19) add R40 = R39, ??? (p20) sub R42 = R37 , R36 (p21) st2 [x] = R43, 2
Problema: Nos equivocamos al decir que V[i] necesita 2 registros, haciendo el seguimiento salta que pisamos algo que necesitábamos, el V[i-1]. El error:
Pensamos que el V[i] solo se utilizaba en pmpy, pero más adelante, en la suma, se usaba V[i-1], y lo deberíamos haber tenido en cuenta...
Reformulamos asignación de registros: V[i] -> 4 "slots/registros" R32-R35 W[i] -> 4 "slots" R36- R39
- -> 2 R40 - R41
+ -> 2 R42 - R43 - -> 2 R44 - R45
Código con esta "propuesta": br.wexit
(p17) ld2 R32 = V[i], 2 (p17) ld2 R36 = W[i], 2 (p18) pmpy2.r R40 = R33, R38 (p19) add R42 = R41,R35 (p20) sub R44 = R43 , R39 (p21) st2 [x] = R45, 2
Respecto a los wexit, cuando la condición es verdadera NO SALTAN. El epílogo es normalmente #etapas -1 . Pero como en este caso corta en 1, acá seria #etapas
