Разворачивание циклов

Циклы представляют собой структуры, трудно поддающиеся оптимизации. В зависимости от архитектуры процессора, компилятор может сократить количество итераций цикла, выполнив его "разворачивание" (Loop Unrolling). Такой прием дает два преимущества:

- приводит к уменьшению числа проверок условия окончания цикла и выполнения условных переходов по сравнению с числом "полезных" команд тела цикла;

- увеличивает размер блока инструкций, доступных для локальной оптимизации путем переупорядочения потока команд.

Разворачивание цикла – это способ оптимизации, при котором эффективность выполнения программы повышается за счет увеличения объема программного кода.

Количество повторений тела цикла называется фактором (коэффициентом) разворачивания цикла (unroll factor).

int x;

func (int n)

{

int j;

for (j=0; j<n; j++)

x += x;

}

После разворачивания цикл будет выглядеть так:

for (j=0; j<n; j+=4)

{

x += x;

x += x;

x += x;

x += x;

}

Большинство компиляторов выполняют разворачивание циклов с фактором 2 или 4 (4 всегда лучше!). В случае если количество итераций цикла n неизвестно на этапе компиляции, то необходима дополнительная проверка, гарантирующая выполнение точно заданного числа итераций. В конечном итоге разворачивание цикла должно быть выполнено компилятором с учетом как выигрыша от разворачивания цикла, так и проигрыша от вставки дополнительных проверок.