Векторизация

@Vaarga · Регистрация: 06.05.2022

Author24 — интернет-сервис помощи студентам

Есть программа, которая задает 3 квадратную матрицу путем умножения 2-х других квадратных матриц. Задача использовать векторизацию для помощи компилятору в его вычислениях. Как это можно реализовать?

C++ (Qt)

#include <iostream>
#include <math.h>
using namespace std;
 
int main()
{
    const int N = 2;
 
    int M1[N][N];
    for (int i = 0; i < N; i++)
    {
        for (int j = 0; j < N; j++)
        {
            M1[i][j] = rand() % 10;
        }
    }
    for (int i = 0; i < N; i++)
    {
        for (int j = 0; j < N; j++)
        {
            cout << M1[i][j] << "\t";
        }
        cout << endl;
    }
    cout << endl;
 
    int M2[N][N];
    for (int i = 0; i < N; i++)
    {
        for (int j = 0; j < N; j++)
        {
            M2[i][j] = rand() % 10;
        }
    }
    for (int i = 0; i < N; i++)
    {
        for (int j = 0; j < N; j++)
        {
            cout << M2[i][j] << "\t";
        }
        cout << endl;
    }
    cout << endl;
 
    int M3[N][N];
    for (int i = 0; i < N; i++)
    {
        for (int j = 0; j < N; j++)
        {
            M3[i][j] = 0;
            for (int k = 0; k < N; k++)
            {
                M3[i][j] += M1[i][k] * M2[k][j];
            }
        }
    }
    for (int i = 0; i < N; i++)
    {
        for (int j = 0; j < N; j++)
        {
            cout << M3[i][j] << "\t";
        }
        cout << endl;
    }
 
    return 0;
}

@JIupToH · 20.05.2022, 23:14

Vaarga, вместо int М[2][3], пишешь vector <vector<int>> m; не сразу понял вопрос, я думал переписать с использованием векторов. В спойлеров ссылка по векторизации. Там вполне развёрнутый вопрос. Если что непонятно, спрашивай

Кликните здесь для просмотра всего текста

https://algorithmica.org/ru/sse?

@Vaarga · 24.05.2022, 21:38 **[ТС]**

Я прочитал статейку, но так и не понял как это грамотно реализовать в коде. Даже примеры не дали конкретной ясности. Дополнительно также обратился к этому видео ролику: https://youtu.be/x9Scb5Mku1g , и кое-что перенял оттуда, но тем не менее на этапе реализации всего этого в моем коде я получил кучу ошибок (видимо я все очень плохо понял).

C++ (Qt)

#include <iostream>
#include <math.h>
#include <thread>
#include <immintrin.h>
using namespace std;
 
int main()
{
    const int N = 5;
 
    __m256d _M1, _M2, _M3;
 
    int M1[N][N];
    for (int i = 0; i < N; i++)
    {
        for (int j = 0; j < N; j++)
        {
            M1[i][j] = rand() % 10;
 
            __m256d m1 = _mm256_loadu_pd(&M1[i][j]);
        }
    }
    for (int i = 0; i < N; i++)
    {
        for (int j = 0; j < N; j++)
        {
            cout << M1[i][j] << "\t";
        }
        cout << endl;
    }
    cout << endl;
 
    int M2[N][N];
    for (int i = 0; i < N; i++)
    {
        for (int j = 0; j < N; j++)
        {
            M2[i][j] = rand() % 10;
 
            __m256d m2 = _mm256_loadu_pd(&M2[i][j]);
        }
    }
    for (int i = 0; i < N; i++)
    {
        for (int j = 0; j < N; j++)
        {
            cout << M2[i][j] << "\t";
        }
        cout << endl;
    }
    cout << endl;
 
    int M3[N][N];
    for (int i = 0; i < N; i++)
    {
        for (int j = 0; j < N; j++)
        {
            M3[i][j] = 0;
            for (int k = 0; k < N; k++)
            {
                //M3[i][j] += M1[i][k] * M2[k][j];
 
                __m256d m3 = _mm256_mul_pd(m1, m2);
            }
        }
    }
    for (int i = 0; i < N; i++)
    {
        for (int j = 0; j < N; j++)
        {
            cout << M3[i][j] << "\t";
        }
        cout << endl;
    }
 
    return 0;
}

Ошибки:
E0167 аргумент типа "int *" несовместим с параметром типа "const double *" MatrixVec строка: 20
E0167 аргумент типа "int *" несовместим с параметром типа "const double *" MatrixVec строка: 40
E0020 идентификатор "m1" не определен MatrixVec строка: 63
E0020 идентификатор "m2" не определен MatrixVec строка: 63

C4700 использована неинициализированная локальная переменная "_M2" MatrixVec строка: 57
C4700 использована неинициализированная локальная переменная "_M1" MatrixVec строка: 57

И 2 предупреждения:
C6001 Использование неинициализированной памяти "_M1". MatrixVec строка: 57
C6001 Использование неинициализированной памяти "_M2". MatrixVec строка: 57

Вероятно ошибки очень глупые, но мне они совсем не очевидны.

@VTsaregorodtsev · 25.05.2022, 01:35

Сообщение от Vaarga

Вероятно ошибки очень глупые, но мне они совсем не очевидны.

Ты в код пихаешь ассемблерные команды (ну, или интринсики в данном случае), предназначенные для работы с упакованными double-величинами. А у матрицы - целочисленный тип данных. Обычное несоответствие типов (это что касается первых двух ошибок).

А ошибки для строки 63 - потому, что переменные m1, m2 ранее были объявлены внутри тушек циклов (и область видимости у них поэтому оказалась ограничена тушками циклов).
Ну и интринсик в строке 63 тоже надо будет поправить на соответствующий перемножению целочисленных данных.

PS. Не верю, что справишься. Ибо при размерах матрицы, некратных числу укладываемых в векторный регистр данных (а при 5*5 это именно так) - придётся к векторным вычислениям добавлять ещё и скалярную "добивку" некратных "хвостов". Т.е. если "хвосты" считать тоже на ассемблере/интринсиках - то в 2 раза больше работы выходит по изучению нового. Бросай это дело

@JIupToH 34 / 22 / 13 Регистрация: 20.05.2022 Сообщений: 403
	20.05.2022, 23:14	2
	Vaarga, вместо int М[2][3], пишешь vector <vector<int>> m; не сразу понял вопрос, я думал переписать с использованием векторов. В спойлеров ссылка по векторизации. Там вполне развёрнутый вопрос. Если что непонятно, спрашивай Кликните здесь для просмотра всего текста https://algorithmica.org/ru/sse? 0

@VTsaregorodtsev 1487 / 1414 / 240 Регистрация: 19.02.2010 Сообщений: 3,915
	25.05.2022, 01:35	4
	Сообщение от Vaarga Вероятно ошибки очень глупые, но мне они совсем не очевидны. Ты в код пихаешь ассемблерные команды (ну, или интринсики в данном случае), предназначенные для работы с упакованными double-величинами. А у матрицы - целочисленный тип данных. Обычное несоответствие типов (это что касается первых двух ошибок). А ошибки для строки 63 - потому, что переменные m1, m2 ранее были объявлены внутри тушек циклов (и область видимости у них поэтому оказалась ограничена тушками циклов). Ну и интринсик в строке 63 тоже надо будет поправить на соответствующий перемножению целочисленных данных. PS. Не верю, что справишься. Ибо при размерах матрицы, некратных числу укладываемых в векторный регистр данных (а при 5*5 это именно так) - придётся к векторным вычислениям добавлять ещё и скалярную "добивку" некратных "хвостов". Т.е. если "хвосты" считать тоже на ассемблере/интринсиках - то в 2 раза больше работы выходит по изучению нового. Бросай это дело 0