2.10  Optimisations du compilateur 5/5

• Exemple de flots des données
  • le programme :

    origine=0;
    for(i=0;i<TAILLE;i++) for(j=0;j<TAILLE;j++){ a[i][j]=rand(); b[i][j]=rand(); }
    for(i=0;i<TAILLE;i++) for(j=0;j<TAILLE;j++) origine += a[i][j]+b[i][j];
    for(i=0;i<TAILLE;i++) for(j=0;j<TAILLE;j++) a[i][j]=a[i][j]+b[i][j];
    

  • le système d’équations :

    S0=0;
    { 0<=i<=TAILLE-1, 0<=j<=TAILLE-1 } :
      S1[i,j] = rand();
    { 0<=i<=TAILLE-1, 0<=j<=TAILLE-1 } :
      S2[i,j] = rand();
    { 0<=i<=TAILLE-1, 0<=j<=TAILLE-1 } :
      S3[i,j] =
        ( if(i==0 && j==0) S0;
          else if(j==0) S3[i-1,TAILLE-1];
          else S3[i,j-1]
        ) + S1[i,j] + S2[i,j];
    { 0<=i<=TAILLE-1, 0<=j<=TAILLE-1 } :
      S4[i,j] = S1[i,j] + S2[i,j];
    

• Parallélisation de boucles
  • exemple de programme :

    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #define TAILLE 1024
    int main(void){
    int i,j;
    static double a[TAILLE][TAILLE];
    static double b[TAILLE][TAILLE];
    for(i=0;i<TAILLE;i++) for(j=0;j<TAILLE;j++){ a[i][j]=rand(); b[i][j]=rand(); }
    float origine=0;
    for(i=0;i<TAILLE;i++) for(j=0;j<TAILLE;j++) origine += a[i][j]+b[i][j];
    for(i=0;i<TAILLE;i++) for(j=0;j<TAILLE;j++) a[i][j]=a[i][j]+b[i][j];
    float resultat=0;
    for(i=0;i<TAILLE;i++) for(j=0;j<TAILLE;j++) resultat += a[i][j];
    printf("origine=%lf resultat=%lf\n",origine,resultat);
    return 0;
    }
    

  • compilation avec gcc :

    gcc -Wall -O3 --dump-tree-all -ftree-parallelize-loops=2 -floop-parallelize-all \
        matrices.c -o matrices
    

  • résultat :

    $ cat matrices.c.165t.optimized
    main ()
    {
    ...
      .paral_data_store.a = &a;
      .paral_data_store.b = &b;
      __builtin_GOMP_parallel_start (main._loopfn.0, &.paral_data_store, 2);
      main._loopfn.0 (&.paral_data_store);
      __builtin_GOMP_parallel_end ();
    ...
    }
    
    main._loopfn.0 (void * .paral_data_param)
    {
    // Sommer les lignes de .paral_data_param.a et de .paral_data_param.b
    // telles que i % __builtin_omp_get_num_threads() == __builtin_omp_get_thread_num()  
    ...
    }
    

  • exercice "architecture multi-coeur" :
    • connectez-vous sur une machine avec un gcc récent ;
    • trouvez le nombre de coeurs de la machines grâce à /proc/cpuinfo ;
    • compilez le programme matrices.c sans aucune optimisation ;
    • compilez de façon optimale le programme matrices.c ;
    • comparez les temps d’exécution.