计组实验4报告.doc

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1、课程实验报告课程名称：计算机组成与结构实验项目名称：perflab-handout专业班级：计科1403姓名：学号：指导教师：黄丽达完成时间：2016年5月28日信息科学与工程学院实验题目：perflab-handout实验目的：本次实验的核心任务是要求修改kernel.c文件，并可以在使用driver进行评测时获得更好的加速比。kernel.c文件中主要有两个需要进行优化的函数：rotate和smooth，并分别给出了naive_rotate和naive_smooth两个函数的基本实现作为baseline作为你改进后的程序的比较对象。本次实验，要求针对每个

2、函数、每个人均至少写出3种优化版本、并根据driver报告的结果进行性能分析。实验环境：联想ThinkPadE545,Ubuntu14（32位）gdb工具实验内容及操作步骤：rotate原始代码分析：voidnaive_rotate(intdim,pixel*src,pixel*dst){inti,j;for(i=0;i

3、)*(n)+(j)，意思是一个n*n的二维数组的第i行，第j列。所以这段代码的是把一幅画进行逆时针方向旋转90°该函数将所有的像素进行了行列调位、导致整幅图画进行了逆时针90°旋转。分析代码性能不好的因素：原代码由于使用了两重for循环，而且每一重for循环的循环次数为dim次，循环次数过多导致程序的性能非常差，优化方法一是减少循环次数，采用循环展开可以减少循环的次数达到优化效果。优化1：voidrotate(intdim,pixel*src,pixel*dst){inti,j;for(i=0;i

4、{dst[RIDX(dim-1-j,i,dim)]=src[RIDX(i,j,dim)];dst[RIDX(dim-1-j,i+1,dim)]=src[RIDX(i+1,j,dim)];}for(;i

5、至于cache的命中率非常低，所以总体运算效率不高。因此，我考虑到cache的大小，应在存储的时候进行32个像素依次存储（列存储）。（32个像素排列是为了充分利用一级缓存(32KB),采用分块策略,每一个块大小为32）这样可以做到cache友好、可以大幅度提高效率，同时写优先操作（写地址连续）比原代码的读优先操作（读地址连续）性能会更好。voidrotate(intdim,pixel*src,pixel*dst){inti,j,i1,j1,im,jm;intblock=32;//blockingtheMatrixfor(i=0;i

6、for(j=0;j

7、通过减少每次迭代计算元素的数量，减少循环的迭代次数，同时分块可以逐点赋值—>逐行（列）赋值充分利用块空间，防止前面开辟的块还没有完全利用就被后来的覆盖，提高cache命中率。voidrotate(intdim,pixel*src,pixel*dst){inti,j;intdst_base=(dim-1)*dim;dst+=dst_base;for(i=0;i

8、t++;*dst=*src;src+=dim;dst