C6000代码层面优化（一）

2014年8月7日，看了一片很长见识的博文，关于DSP如何优化的，有一个问题没有搞通，“百度”一下关键字，居然搜查了一模一样的博文N片，现在也搞不懂这篇博文的原创作者是谁了。反正我感觉直接转摘过去，要是消化不掉，也没啥意思，所以我把我可以理解消化的就先记录下来吧。

一、双重循环或多重循环在保证功能的前提下，减少嵌套循环的层数，原因有二个，如下：

1）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（填充）和eplog（排空）上的 cycle 数也是不可忽视的。

2） 一个 cycle 内使用两个乘法器，如果内层循环循环次数较少，运算量也不大，一个cycle 只使用一次乘法器，而事实上我们可以在，所以还可以充分利用另外的一个乘法器。
    备注：一个内层循环会形成一个pipeline，流水优化是在pipeline中，一个pipeline中代码运行的时间，会消耗一个或者多个cycle。

例子：FIR滤波器原始程序
  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[i] = (sum >> 15);
  }

可以优化为：
 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[i] = (sum >> 15);
   }

}

二、使用intrinsic函数,将16位扩展为32位
c6000编译器提供的intrinsic 可快速优化C代码，intrinsic用前下划线表示同调用函数一样可以调用它，即直接内联为C6000的函数。
例如，“aReg_ll = (Word40)_mpyu(L_var1, L_var2)>>16”中“_mpyu”就是一个intrinsics函数，它表示两个无符号数的高16位相乘，结果返回。

这些内联函数定义在CCS所在的C6000/CGTOOLS/Include目录下的C6X.h文件中。
下面这个例子是C6000的“Programmer's Guide”上提取的使用intrinsics优化C代码的例子。
源代码：
int dotprod(const short *a, const short *b, unsigned int N)
{
int i, sum = 0;
for (i = 0; i < N; i++)
sum += *(a+i) * *(b+i);
return sum;
}

改编后代码：
int dotprod(const int *a, const int *b, unsigned int N)
{
int i, sum1 = 0, sum2 = 0;
for (i = 0; i < (N >> 1); i++)
{
sum1 += _mpy (*(a+i), *(a+i));
sum2 += _mpyh(*(a+i), *(a+i));
}
return sum1 + sum2;
}

三、使用 const 可以限定目标

C6000编译器如果确定两条指令是不相关的，则安排它们并行执行。 关键字const可以指定一个变量或者一个变量的存储单元保持不变。
这有助于帮助编译器确定指令的不相关性。例如下例中，源代码不能并行执行，而结果改编后的代码可以并行执行。
void fir_fxd1(short input[], short coefs[], short out[])
{
int i, j;
for (i = 0; i < 40; i++)
{
for (j = 0; j < 16; j++)
out[i*16+j]= coefs[j] * input[i + 15 - j];
}
}
改编后的代码：
void fir_fxd2(const short input[], const short coefs[], short out[])
{
int i, j;
for (i = 0; i < 40; i++)
{
for (j = 0; j < 16; j++)
out[i*16+j]= coefs[j] * input[i + 15 - j];
}

}

四、if...else...语句的优化

如果在循环中出现if...else...语句，由于if...else...语句中有跳转指令，而每个跳转指令有5个延迟间隙，因此程序执行时间延长；另外，循环内跳转也使软件流水受到阻塞。直接使用逻辑判断语句可以去除不必要的跳转。
源代码：
if (sub (ltpg, LTP_GAIN_THR1) <= 0)
{
adapt = 0; 
}
else
{ 
if (sub (ltpg, LTP_GAIN_THR2) <= 0)
{
adapt = 1; 
}
else
{
adapt = 2; 
}
}

改编后的代码：
  adapt = (ltpg>LTP_GAIN_THR1) + (ltpg>LTP_GAIN_THR2);

本篇先写到这里，以上内容均属于个人理解，事例和文字来源网络，若有新的理解，将持续更新。