[资料分享] c6000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；

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));
}
在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