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【spec525性能分析】SR-add开启后引入iv过多
待办的
#I478SS
Leo Young
成员
创建于
2021-08-25 20:21
mc.c 函数:frame_init_lowres_core C源码: ``` static void frame_init_lowres_core( uint8_t *src0, uint8_t *dst0, uint8_t *dsth, uint8_t *dstv, uint8_t *dstc, int src_stride, int dst_stride, int width, int height ) { for( int y = 0; y < height; y++ ) { uint8_t *src1 = src0+src_stride; uint8_t *src2 = src1+src_stride; for( int x = 0; x<width; x++ ) { // slower than naive bilinear, but matches asm #define FILTER(a,b,c,d) ((((a+b+1)>>1)+((c+d+1)>>1)+1)>>1) dst0[x] = FILTER(src0[2*x ], src1[2*x ], src0[2*x+1], src1[2*x+1]); dsth[x] = FILTER(src0[2*x+1], src1[2*x+1], src0[2*x+2], src1[2*x+2]); dstv[x] = FILTER(src1[2*x ], src2[2*x ], src1[2*x+1], src2[2*x+1]); dstc[x] = FILTER(src1[2*x+1], src2[2*x+1], src1[2*x+2], src2[2*x+2]); #undef FILTER } src0 += src_stride*2; dst0 += dst_stride; dsth += dst_stride; dstv += dst_stride; dstc += dst_stride; } } ``` SR-add开启后 汇编: ``` 889 .L.482__4: 890 ldr w10, [x29,#20] 891 cmp w10, #0 892 ble .L.482__1 893 mov w0, #0 894 ldr w10, [x29,#20] 895 lsl w2, w10, #1 896 ldr w10, [x29,#24] 897 add x5, x20, w10, SXTW // x5 = src1 = scr0 + src_stride 898 mov x7, x23 <==== "dst0 + x" 899 mov x8, x24 <==== "dsth + x" 900 mov x9, x25 <==== "dstv + x" 901 mov x11, x26 <==== "dstc + x" 902 ldr w10, [x29,#24] 903 add x6, x5, w10, SXTW // x6 = src2 + 2x 904 mov x10, x20 <===== "src0 + 2x" 905 mov x1, x5 <===== "src1 + 2x" 906 add x18, x5, w2, SXTW // x18 = src1 + width * 2 907 add x2, x20, #1 <===== "src0 + 2x + 1" 908 add x12, x20, #2 <===== "src0 + 2x + 2" 909 add x3, x5, #1 <===== "src1 + 2x + 1" 910 add x13, x5, #2 <===== "src1 + 2x + 2" 911 add x4, x6, #1 <===== "src2 + 2x + 1" 912 add x14, x6, #2 <===== "src2 + 2x + 2" 913 .L.482__2: 914 ldrb w15, [x10] 915 ldrb w27, [x1] 916 add w15, w15, w27 917 add w15, w15, #1 918 asr w15, w15, #1 919 ldrb w27, [x2] 920 ldrb w28, [x3] 921 add w27, w27, w28 922 add w27, w27, #1 923 asr w27, w27, #1 924 add w15, w15, w27 925 add w15, w15, #1 926 asr w15, w15, #1 927 strb w15, [x7] 928 ldrb w15, [x2] 929 ldrb w27, [x3] 930 add w15, w15, w27 931 add w15, w15, #1 932 asr w15, w15, #1 933 ldrb w27, [x12] 934 ldrb w28, [x13] 935 add w27, w27, w28 936 add w27, w27, #1 937 asr w27, w27, #1 938 add w15, w15, w27 939 add w15, w15, #1 940 asr w15, w15, #1 941 strb w15, [x8] 942 ldrb w15, [x1] 943 ldrb w27, [x6] 944 add w15, w15, w27 945 add w15, w15, #1 946 asr w15, w15, #1 947 sxtw x27, w0 948 add x27, x27, x5 949 ldrb w27, [x27,#1] 950 ldrb w28, [x4] 951 add w27, w27, w28 952 add w27, w27, #1 953 asr w27, w27, #1 954 add w15, w15, w27 955 add w15, w15, #1 956 asr w15, w15, #1 957 strb w15, [x9] 958 sxtw x15, w0 959 add x15, x15, x5 960 ldrb w15, [x15,#1] 961 ldrb w27, [x4] 962 add w15, w15, w27 963 add w15, w15, #1 964 asr w15, w15, #1 965 sxtw x27, w0 966 add x27, x27, x5 967 ldrb w27, [x27,#2] 968 ldrb w28, [x14] 969 add w27, w27, w28 970 add w27, w27, #1 971 asr w27, w27, #1 972 add w15, w15, w27 973 add w15, w15, #1 974 asr w15, w15, #1 975 strb w15, [x11] 976 add x11, x11, #1 977 add x9, x9, #1 978 add x8, x8, #1 979 add x7, x7, #1 980 add w0, w0, #2 981 add x14, x14, #2 982 add x4, x4, #2 983 add x13, x13, #2 984 add x3, x3, #2 985 add x12, x12, #2 986 add x2, x2, #2 987 add x6, x6, #2 988 add x1, x1, #2 989 add x10, x10, #2 990 cmp x1, x18 991 blo .L.482__2 992 .L.482__1: 993 add x20, x20, x22 994 add x23, x23, x19 995 add x24, x24, x19 996 add x25, x25, x19 997 add x26, x26, x19 998 add w21, w21, #1 999 ldr w10, [x29,#16] 1000 cmp w21, w10 1001 blt .L.482__4 ``` **问题1:** w0的存在完全冗余,cvt(w0)可以外提,多引入一个iv **问题2:** SR-add做的过于激进导致IV数量激增,共14个iv 其中x11,x9,x8,x7 可归一为一个iv, 后续ldr使用[base, iv] 模式,base分别为dstc/dstv/dsth/dst0,iv为x 其中x14,x4,x6可以使用x6(src2 + 2x)作为iv x14,x4 表示为 x6 + offset模式 x13,x3,x1; x12,x2,x10同理;所以最后只需4个iv即可 **修改建议:** 最贴近iread/iassign的add不作为SR-add的目标,因为这样可以充分利用后端ISA能力又不引入新的iv,同时base,offset需要进行规范化,将地址计算充分的通过 **分配率和结合律** 将base和offset模式做成如下模式: 1) 如果地址中不不存在常数,最好将当前循环的循环不变量的计算结果作为base,其余提出作为iv,这样相同步进、初值不同的iv均可归一,x11,x9,x8,x7就是这种情况 2) 如果地址中有常数,将常数作为offset,base作为iv,如果一系列的base + const中常数偏移存在负数(-c),可将base-c作为iv外提,其余常数+c后作为offset
mc.c 函数:frame_init_lowres_core C源码: ``` static void frame_init_lowres_core( uint8_t *src0, uint8_t *dst0, uint8_t *dsth, uint8_t *dstv, uint8_t *dstc, int src_stride, int dst_stride, int width, int height ) { for( int y = 0; y < height; y++ ) { uint8_t *src1 = src0+src_stride; uint8_t *src2 = src1+src_stride; for( int x = 0; x<width; x++ ) { // slower than naive bilinear, but matches asm #define FILTER(a,b,c,d) ((((a+b+1)>>1)+((c+d+1)>>1)+1)>>1) dst0[x] = FILTER(src0[2*x ], src1[2*x ], src0[2*x+1], src1[2*x+1]); dsth[x] = FILTER(src0[2*x+1], src1[2*x+1], src0[2*x+2], src1[2*x+2]); dstv[x] = FILTER(src1[2*x ], src2[2*x ], src1[2*x+1], src2[2*x+1]); dstc[x] = FILTER(src1[2*x+1], src2[2*x+1], src1[2*x+2], src2[2*x+2]); #undef FILTER } src0 += src_stride*2; dst0 += dst_stride; dsth += dst_stride; dstv += dst_stride; dstc += dst_stride; } } ``` SR-add开启后 汇编: ``` 889 .L.482__4: 890 ldr w10, [x29,#20] 891 cmp w10, #0 892 ble .L.482__1 893 mov w0, #0 894 ldr w10, [x29,#20] 895 lsl w2, w10, #1 896 ldr w10, [x29,#24] 897 add x5, x20, w10, SXTW // x5 = src1 = scr0 + src_stride 898 mov x7, x23 <==== "dst0 + x" 899 mov x8, x24 <==== "dsth + x" 900 mov x9, x25 <==== "dstv + x" 901 mov x11, x26 <==== "dstc + x" 902 ldr w10, [x29,#24] 903 add x6, x5, w10, SXTW // x6 = src2 + 2x 904 mov x10, x20 <===== "src0 + 2x" 905 mov x1, x5 <===== "src1 + 2x" 906 add x18, x5, w2, SXTW // x18 = src1 + width * 2 907 add x2, x20, #1 <===== "src0 + 2x + 1" 908 add x12, x20, #2 <===== "src0 + 2x + 2" 909 add x3, x5, #1 <===== "src1 + 2x + 1" 910 add x13, x5, #2 <===== "src1 + 2x + 2" 911 add x4, x6, #1 <===== "src2 + 2x + 1" 912 add x14, x6, #2 <===== "src2 + 2x + 2" 913 .L.482__2: 914 ldrb w15, [x10] 915 ldrb w27, [x1] 916 add w15, w15, w27 917 add w15, w15, #1 918 asr w15, w15, #1 919 ldrb w27, [x2] 920 ldrb w28, [x3] 921 add w27, w27, w28 922 add w27, w27, #1 923 asr w27, w27, #1 924 add w15, w15, w27 925 add w15, w15, #1 926 asr w15, w15, #1 927 strb w15, [x7] 928 ldrb w15, [x2] 929 ldrb w27, [x3] 930 add w15, w15, w27 931 add w15, w15, #1 932 asr w15, w15, #1 933 ldrb w27, [x12] 934 ldrb w28, [x13] 935 add w27, w27, w28 936 add w27, w27, #1 937 asr w27, w27, #1 938 add w15, w15, w27 939 add w15, w15, #1 940 asr w15, w15, #1 941 strb w15, [x8] 942 ldrb w15, [x1] 943 ldrb w27, [x6] 944 add w15, w15, w27 945 add w15, w15, #1 946 asr w15, w15, #1 947 sxtw x27, w0 948 add x27, x27, x5 949 ldrb w27, [x27,#1] 950 ldrb w28, [x4] 951 add w27, w27, w28 952 add w27, w27, #1 953 asr w27, w27, #1 954 add w15, w15, w27 955 add w15, w15, #1 956 asr w15, w15, #1 957 strb w15, [x9] 958 sxtw x15, w0 959 add x15, x15, x5 960 ldrb w15, [x15,#1] 961 ldrb w27, [x4] 962 add w15, w15, w27 963 add w15, w15, #1 964 asr w15, w15, #1 965 sxtw x27, w0 966 add x27, x27, x5 967 ldrb w27, [x27,#2] 968 ldrb w28, [x14] 969 add w27, w27, w28 970 add w27, w27, #1 971 asr w27, w27, #1 972 add w15, w15, w27 973 add w15, w15, #1 974 asr w15, w15, #1 975 strb w15, [x11] 976 add x11, x11, #1 977 add x9, x9, #1 978 add x8, x8, #1 979 add x7, x7, #1 980 add w0, w0, #2 981 add x14, x14, #2 982 add x4, x4, #2 983 add x13, x13, #2 984 add x3, x3, #2 985 add x12, x12, #2 986 add x2, x2, #2 987 add x6, x6, #2 988 add x1, x1, #2 989 add x10, x10, #2 990 cmp x1, x18 991 blo .L.482__2 992 .L.482__1: 993 add x20, x20, x22 994 add x23, x23, x19 995 add x24, x24, x19 996 add x25, x25, x19 997 add x26, x26, x19 998 add w21, w21, #1 999 ldr w10, [x29,#16] 1000 cmp w21, w10 1001 blt .L.482__4 ``` **问题1:** w0的存在完全冗余,cvt(w0)可以外提,多引入一个iv **问题2:** SR-add做的过于激进导致IV数量激增,共14个iv 其中x11,x9,x8,x7 可归一为一个iv, 后续ldr使用[base, iv] 模式,base分别为dstc/dstv/dsth/dst0,iv为x 其中x14,x4,x6可以使用x6(src2 + 2x)作为iv x14,x4 表示为 x6 + offset模式 x13,x3,x1; x12,x2,x10同理;所以最后只需4个iv即可 **修改建议:** 最贴近iread/iassign的add不作为SR-add的目标,因为这样可以充分利用后端ISA能力又不引入新的iv,同时base,offset需要进行规范化,将地址计算充分的通过 **分配率和结合律** 将base和offset模式做成如下模式: 1) 如果地址中不不存在常数,最好将当前循环的循环不变量的计算结果作为base,其余提出作为iv,这样相同步进、初值不同的iv均可归一,x11,x9,x8,x7就是这种情况 2) 如果地址中有常数,将常数作为offset,base作为iv,如果一系列的base + const中常数偏移存在负数(-c),可将base-c作为iv外提,其余常数+c后作为offset
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