El documento describe la técnica de segmentación de software para la planificación de código en arquitectura de computadores. Esto involucra la reorganización de instrucciones dentro de un bucle para situar dependencias más alejadas y lograr mayor paralelismo. Se mencionan ventajas como menor espacio de código y mejor aprovechamiento del paralelismo, así como desafíos relacionados a dependencias y saltos. Finalmente, se describe la implementación mediante desarrollo, reordenamiento e identificación de patrones repetitivos de instrucciones.

1. Arquitectura de Computadores
Planificación de código:
Segmentación software

2. Planificación de código

3. Planificación de código
Planificación de código
Global
• Planificación instrucciones
De bloques básicos • Planificación de bucles
• Planificador de
listas
De bucles
Desarrollo de bucles Segmentación software

4. Planificación de código -> De bucles -> Segmentación Software
• Reordenación y reorganización de las instrucciones de un bucle
• Se intercalan instrucciones de distintas iteraciones sin desarrollar el
bucle -> Cada iteración tendrá instrucciones de diferentes iteraciones
del bucle original (el objetivo es situar instrucciones dependientes lo
mas alejadas posible)
Ej:
Iteración i
ld f0,0(r1)
Bucle inicial
add f4,f0,f2
loop: ld f0,0(r1) sd f4,0(r1)
add f4,f0,f2 Iteración i +1
sd f4,0(r1)
addi r1,r1,#-8 ld f0,0(r1)
Inst.
add f4,f0,f2
Control bnez r1,loop
sd f4,0(r1)
Iteración i +2
ld f0,0(r1)
add f4,f0,f2
sd f4,0(r1)

5. Planificación de código -> De bucles -> Segmentación Software
• Reordenación y reorganización de las instrucciones de un bucle
• Se intercalan instrucciones de distintas iteraciones sin desarrollar el
bucle -> Cada iteración tendrá instrucciones de diferentes iteraciones
del bucle original (el objetivo es situar instrucciones dependientes lo
mas alejadas posible)
Ej:
Iteración i
ld f0,0(r1) Bucle final
Bucle inicial
add f4,f0,f2
loop: ld f0,0(r1) sd f4,0(r1) loop: sd f4,16(r1)
add f4,f0,f2 add f4,f0,f2
Iteración i +1
sd f4,0(r1) ld f0,0(r1)
addi r1,r1,#-8 ld f0,0(r1) addi r1,r1,#-8
Inst. Inst.
add f4,f0,f2 bnez r1,loop
Control bnez r1,loop Control
sd f4,0(r1)
Iteración i +2
ld f0,0(r1)
add f4,f0,f2
sd f4,0(r1)

6. Planificación de código -> De bucles -> Segmentación Software
• Reordenación y reorganización de las instrucciones de un bucle
• Se intercalan instrucciones de distintas iteraciones sin desarrollar el
bucle -> Cada iteración tendrá instrucciones de diferentes iteraciones
del bucle original (el objetivo es situar instrucciones dependientes lo
mas alejadas posible)
Ej:
Iteración i
ld f0,0(r1) Bucle final
Bucle inicial
add f4,f0,f2
loop: ld f0,0(r1) sd f4,0(r1) loop: sd f4,16(r1)
add f4,f0,f2 add f4,f0,f2
Iteración i +1
sd f4,0(r1) ld f0,0(r1)
addi r1,r1,#-8 ld f0,0(r1) addi r1,r1,#-8
Inst. Inst.
add f4,f0,f2 bnez r1,loop
Control bnez r1,loop Control
sd f4,0(r1)
Iteración i +2
ld f0,0(r1)
add f4,f0,f2
sd f4,0(r1)

7. Planificación de código -> De bucles -> Segmentación Software
• Reordenación y reorganización de las instrucciones de un bucle
• Se intercalan instrucciones de distintas iteraciones sin desarrollar el
bucle -> Cada iteración tendrá instrucciones de diferentes iteraciones
del bucle original (el objetivo es situar instrucciones dependientes lo
mas alejadas posible)
• La estructura del programa suele ser: Prólogo – Bucle –Epílogo
• Objetivo:
 Encontrar una secuencia de instrucciones repetitiva que se
pueda ejecutar en un solo ciclo o en un número pequeño de
ciclos
 Es realmente una tarea dificultosa y no siempre son iteraciones
tan favorables

8. Planificación de código -> De bucles -> Segmentación Software
Ventajas
• Consume menos espacio de código
• Se consigue una ejecución con un paralelismo mayor durante más
tiempo de ejecución
• Aprovecha mejor el paralelismo de la máquina
Obstáculos
• Presencia de anti-dependencias
• Saltos incondicionales
• Bucles con pocas instrucciones y latencias largas
• Combinar segmentación software y desarrollo de bucles
Implementación
• URPR: UnRolling, Pipeling and Rerolling
1. Planifica el bucle como un bloque básico y lo desarrolla k veces
2. Reordena las instrucciones para obtener mayor paralelismo
3. Busca el patrón repetitivo