[发明专利]基于SIMD扩展部件的嵌套循环向量并行的实现方法及其装置

权利要求书

1.一种基于SIMD扩展部件的嵌套循环向量并行的实现方法，其特征在于，包含：通过设定破环测试参数对待并行化程序区域进行依赖环破除测试，将SIMD扩展部件对应于待并行化程序区域循环中的局部并行，通过循环分段发掘待并行化程序区域中单层循环局部并行性；将循环分段依次应用在循环嵌套的每一层循环，对待并行化程序区域中整个循环嵌套进行SIMD并行化处理。

2.根据权利要求1所述的基于SIMD扩展部件的嵌套循环向量并行的实现方法，其特征在于，通过设定破环测试参数对待并行化程序区域进行依赖环破除测试中，破坏测试参数包含循环层及分段长度，设定分段长度VF，通过分段长度VF对待并行化程序区域中存在的依赖环进行破环标记。

3.根据权利要求1所述的基于SIMD扩展部件的嵌套循环向量并行的实现方法，其特征在于，将循环分段依次应用在循环嵌套的每一层循环，对待并行化程序区域中整个循环嵌套进行SIMD并行化处理中：通过循环分段从外层到内层依次应用于整个循环嵌套，包含如下内容：

a)通过依赖环破除测试，若当前循环层L_cur存在可破除依赖环，则对当前循环层L_cur进行循环分段，变换为L_cur1和L_cur2两层循环；

b)对分段后的内层循环L_cur2进行单层循环SIMD并行化，将当前循环层L_cur设置为下一层循环，转向步骤a进行循环迭代，直到下一层循环为空。

4.根据权利要求1所述的基于SIMD扩展部件的嵌套循环向量并行的实现方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤1、对待并行化程序区域进行依赖分析，获取所有语句之间的依赖图；

步骤2、在依赖图中求解得到强连通区域集合，强连通区域集合包含多个强连通区域；

步骤3、将每个强连通区域看作单个节点，获得依赖凝聚图；

步骤4、对依赖凝聚图中的节点进行拓扑排序，得到节点集合序列；

步骤5、通过寻找语句集合获取依赖环集合，并判定依赖环集合是否为空集，若为空集则跳转至步骤7执行，否则，进入步骤6；

步骤6、对循环层进行循环分段，并标记循环分段后的可向量化语句，更新依赖图、依赖凝聚图及依赖凝聚图的拓扑排序，得到新的节点集合序列；

步骤7、遍历节点集合序列中的每个节点，判断节点集合序列是否为依赖环，若是，则删除待分段循环层上的依赖，并递归实现循环分段的嵌套循环向量化；否则，针对相应节点生成向量语句。

5.根据权利要求4所述的基于SIMD扩展部件的嵌套循环向量并行的实现方法，其特征在于，步骤2中，在依赖图中求解得到强连通区域集合：通过Tarjan算法求解最大强连通区域集合{SCC₁,SCC₂,…,SCC_m}。

6.根据权利要求5所述的基于SIMD扩展部件的嵌套循环向量并行的实现方法，其特征在于，步骤3中依赖凝聚图：通过凝聚每个强连通区域为单节点，获取依赖凝聚图，其中，依赖凝聚图为有向无环图。

7.根据权利要求5所述的基于SIMD扩展部件的嵌套循环向量并行的实现方法，其特征在于，步骤4中，将依赖凝聚图中的m个节点进行拓扑排序，得到的节点集合序列表示为：πs{π₁，π₂，…，π_m}。

8.根据权利要求7所述的基于SIMD扩展部件的嵌套循环向量并行的实现方法，其特征在于，步骤5中，通过寻找语句集合获取依赖环集合，寻找满足如下条件：1)语句属于设定的并行循环最小嵌套层；2)且语句存在于强连通区域中，得到语句集合，记为SK{SK₁,SK₂,…,SK_e}，将相关的依赖环集合记为πk{πk₁，πk₂，…，πk_f}。