[发明专利]基于x86架构的稠密矩阵乘法汇编代码自动生成方法

权利要求书

1.一种基于x86架构的稠密矩阵乘法汇编代码自动生成方法，其步骤为：

1)将稠密矩阵乘法中的源矩阵A、B分别划分为多个子块矩阵；其中，矩阵A划分的子块矩阵A_Mc*Kc大小为Mc*Kc，矩阵B划分的子块矩阵B_Kc*Nc大小为Kc*Nc；Mc为矩阵A在行方向上的分块大小，Nc为矩阵B在列方向上的分块大小，Kc为矩阵A在列方向上的分块大小，矩阵A列值与矩阵B行值相等；

2)将每个子块矩阵A_Mc*Kc拷贝到连续的地址空间中，将每个子块矩阵B_Kc*Nc拷贝至连续的地址空间中；

3)代码生成工具利用变化函数将输入的每一A_Mc*Kc*B_Kc*Nc子块矩阵乘法过程翻译为x86处理器支持的汇编代码。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述子块矩阵的大小满足关系式：

2*(K_r*N_c+M_c*N_r)+M_c*K_r＜＝L₁和M_c*K_c＜＝L₂/2，其中，L₁代表一级高速缓存容量，L₂代表二级高速缓存容量，Nr代表所述稠密矩阵乘法的j-i-k三层循环迭代计算过程中循环j的迭代步长，Mr代表所述稠密矩阵乘法的j-i-k三层循环迭代计算过程中循环i的迭代步长。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于代码生成工具生成所述汇编代码的方法为：

a)对输入的A_Mc*Kc*B_Kc*Nc子块矩阵乘法进行循环分块、展开操作：在每一次迭代k过程中，每次从第一个子块矩阵A_Mc*Kc中读取Mr个元素，从第二个子块矩阵B_Kc*Nc中读取Nr个元素，两两相乘后得到Nr*Mr个结果并将其累加到一结果矩阵C中；

b)中间代码表达式变换操作：将步骤a)的子块矩阵乘法源程序语言代码逐句翻译为四元组中间表达式，表达式形式为(操作符，源操作数1，源操作数2，目的操作数)；

c)向量化变换操作：对所生成的四元组中间表达式进行合并、删除冗余处理，生成向量化的四元组中间表达式；

d)汇编指令映射变换操作：将向量化四元组表达式逐一翻译为相应汇编代码。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于设定一循环展开因子Uk，用于控制循环k的展开次数。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于对子块矩阵乘法计算过程中，将重复出现的数组访问模式替换为标量访问模式。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于将步骤a)的子块矩阵乘法源程序语言代码逐句翻译为四元组中间表达式的方法为：代码生成工具依次读入源程序语言代码的每一条语句，判断当前读入语句是否为循环结构，如果是循环结构，则将循环控制条件结构翻译为一组四元组表达式，否则当前读入的语句为一条表达式语句；进一步判断当前表达式语句的右操作数是否为算数表达式，若是，则产生一计算四元组表达式，否则产生一赋值四元组表达式。