为什么Blocking技术减少了分支指令？

Question

我描述了阻塞矩阵乘法随着块大小的增加，分支指令的数量减少了。  如在Image1中，盒装组具有450万个分支指令，但在其他组中，它是大约1700万个分支指令，这是因为只有循环次序已经改变。据我所知，分支指令依赖于代码中或其机器代码中使用的任何分支指令（条件或无条件），但我无法弄清楚循环重新排序如何改变分支的数量。尽管循环重新排序阻塞技术也会影响分支指令的数量。

OS是linux x86_64 Ram 4G l1缓存32k 64Byte线路大小L2缓存2048k 64Byte线路大小4路关联。 papi_library的个人资料

kij算法

For (k=0;k<n;k++)
For(i=0;i<n;i++){
    r=A[i][k];
  For (j=0;j<n;j++)
      C[i][j]+=r*B[k][j] 
}

ikj算法

For (i=0;i<n;i++)
 For(k=0;k<n;k++){
  r=A[i][k];
  For (j=0;j<n;j++)
       C[i][j]+=r*B[k][j] 
}   

我的阻止代码不在手边，而是使用1级阻止。

图像1（图表按比例缩放，可能所有组看起来都相同，但值为真）

问题：

1-为什么循环重新排序或阻止可以减少或增加分支指令的数量？

感谢

Answer 1

循环重新排序是代码块重新排序优化之一，它改变了程序中基本块的顺序，以减少条件分支并改进locality of reference。

简单地描述分支缩减，假设您有这样的代码：

void foo(bool is_enabled) {
  for (int i = 0; i < 10000; ++i) {
    if (is_enabled) {
      data[i].enable();
    } else {
      data[i].disable();
    }
  }
}

鉴于没有必要一直检查is_enabled，编译器可能决定做的是：

void foo(bool is_enabled) {
  if (is_enabled) {
    for (int i = 0; i < 10000; ++i) {
      data[i].enable();
    }
  } else {
    for (int i = 0; i < 10000; ++i) {
      data[i].disable();
    }
  }
}

...因此将分支数量减少9999（只检查一次is_enabled而不是10000）。

在你的代码片段中，由于更加硬件友好的内存访问模式，这更像是一个参考优化的地方，可以很好地与内存预取器和CPU缓存一起使用。

Answer 2

我不认为循环重新排序会影响为示例代码生成的分支指令的数量，因为它在循环内没有条件测试，并且所有循环都是相同的长度。

如果在编译时已知块大小，则每个块的编译器可能为unrolling the loop。

您应该查看编译器的汇编输出。