Utilisation d'allocation de registre pour optimisation de calcul acoustique probabiliste

Transcription

1 Utilisation d'allocation de registre pour optimisation de calcul acoustique probabiliste Pierrick Brunet Encadré par Serge Guelton Etudiant à Télécom Bretagne Stage de fin d étude à Quiet Oceans Sixièmes rencontres de la compilation française 1

2 QO-Stat Présentation du problème o Contexte o Algorithme utilisé o Vers une approche langage Compilation du langage dédié o Résultats naïfs o Stratégie d amélioration Allocation de registre o K-Coloriage o Allocation par parcours linéaire Travaux futurs 2

3 Contexte Quonops Informations environnementales Génération de matrices 3D de champs sonores QO-Stat Scénarios: combinaison de champs sonores Génération d histogramme de bruit Matlab Génération de cartes de bruit 3

4 Contexte Quonops + QO-Stat 4

5 Contexte Quonops 4400 matrices 53Go de données correspondant à des situations ponctuelles QO-Stat Histogramme des scenarios correspondant à un nuage de situation Matlab Cartes synthétique compréhensible par un humain Statistiques permettant de comprendre et d anticiper l impact du projet 5

6 Contexte Quonops 4400 matrices 53Go de données correspondant à des situations ponctuelles QO-Stat Histogramme des scenarios correspondant à un nuage de situation Matlab Cartes synthétique compréhensible par un humain Statistiques permettant de comprendre et d anticiper l impact du projet 6

7 Algorithme utilisé AJOUTER L ALGORITHME 7

8 Algorithme utilisé AJOUTER L ALGORITHME 8

9 Algorithme utilisé AJOUTER L ALGORITHME 9

10 Algorithme utilisé AJOUTER L ALGORITHME 10

11 Algorithme utilisé AJOUTER L ALGORITHME 11

12 Algorithme utilisé AJOUTER L ALGORITHME 12

13 Algorithme utilisé AJOUTER L ALGORITHME 13

14 Langage de description SL = [ Selector("piling")(Technique="piling", Diameter_meter=2, Number_of_strokes=23000, Duration_hour= , Gain_dB=3), Selector("trafic") ( ), ] ZEA_ = [ ZEA ("ZEA0")(North=50, South=49, West=-5.2, East=-3.5, Top=0, Bottom=80), ZEA ("ZEA1")(North=49.5, South=47, West=-6.5, East=-0.5, Top=0, Bottom=7000), ] scenario = [ SCENARIO ("Scenario_01")( {"Technique":"trafic"}, {"Technique":"piling"}, ), ] 14

15 Chaîne de traitement Génération de code C++ à partir d un langage de description Langage de description Générateur de code.cpp g++ a.out Bibliothèque externe 15

16 Chaîne de traitement Génération de code C++ à partir d un langage de description Langage de description Générateur de code.cpp g++ a.out Bibliothèque externe 16

17 QO-Stat Compilation du langage dédié o Résultats naïfs o Stratégie d amélioration 17

18 Génération de code naïve Trace Valgrind Utilisation des ressources Utilisation Mémoire : 2 matrices (Quelques Mo) Temps d exécution : 2.5 min SLOC : lignes Génération du code : 4.5 sec 18

19 Stratégie possible pour limiter les load/store Spécialiser l allocateur mémoire pour avoir une gestion de cache (Optimalité?) Effectuer les calculs en point à point. (Plusieurs milliers de fichiers ouverts en même temps) Allocation de registre 19

20 Stratégie possible pour limiter les load/store Spécialiser l allocateur mémoire pour avoir une gestion de cache (Optimalité?) Effectuer les calculs en point à point. (Plusieurs milliers de fichiers ouverts en même temps) Allocation de registre 20

21 QO-Stat Allocation de registre o K-Coloriage o Allocation par parcours linéaire 21

22 Graphe de flot de donnée de l algorithme 22

23 Graphe de flot de donnée de l algorithme K-coloriage du graphe Choix d un ordonnancement Déterminer la portée des matrices Construction du graphe d interférence K-Coloriage du graphe d interférence Allocation par parcours linéaires Choix d un ordonnancement Déterminer la portée des matrices Attribution des registres 23

24 K-Coloriage Matrice 1 Matrice 2 Matrice 8 Matrice 9 Matrice 3 Matrice 10 Matrice 4 Matrice 11 Matrice 6 Matrice 5 Matrice 12 Matrice 13 Matrice 7 24

25 K-Coloriage Matrice 1 Matrice 2 Matrice 8 Matrice 9 Matrice 3 Matrice 10 Matrice 4 Matrice 11 Matrice 6 Matrice 5 Matrice 12 Matrice 13 Matrice 7 25

26 K-Coloriage Matrice 1 Matrice 2 Matrice 8 Matrice 9 Matrice 3 Matrice 10 Matrice 4 Matrice 11 Matrice 6 Matrice 5 Matrice 12 Matrice 13 Matrice 7 26

27 K-Coloriage Matrice 1 Matrice 2 Matrice 8 Matrice 9 Matrice 3 Matrice 10 Matrice 4 Matrice 11 Matrice 6 Matrice 5 Matrice 12 Matrice 13 Matrice 7 27

28 K-Coloriage Matrice 1 Matrice 2 Matrice 8 Matrice 9 Matrice 3 Matrice 10 Matrice 4 Matrice 11 Matrice 6 Matrice 5 Matrice 12 Matrice 13 Matrice 7 28

29 K-Coloriage Matrice 1 Matrice 2 Matrice 8 Matrice 9 Matrice 3 Matrice 10 Matrice 4 Matrice 11 Matrice 6 Matrice 5 Matrice 12 Matrice 13 Matrice 7 29

30 K-Coloriage Matrice 1 Matrice 2 Matrice 8 Matrice 9 Matrice 3 Matrice 10 Matrice 4 Matrice 11 Matrice 6 Matrice 5 Matrice 12 Matrice 13 Matrice 7 30

31 K-Coloriage Matrice 1 Matrice 2 Matrice 8 Matrice 9 Matrice 3 Matrice 10 Matrice 4 Matrice 11 Matrice 6 Matrice 5 Matrice 12 Matrice 13 Matrice 7 31

32 K-Coloriage Matrice 1 Matrice 2 Matrice 3 Matrice 4 Matrice 8 Matrice 9 Matrice 10 Matrice 11 Matrice 6 Matrice 5 Matrice 12 Matrice 13 Matrice 7 Matrice 1 Matrice 3 Matrice 2 Matrice 4 Matrice 5 Matrice 8 Matrice 10 32

33 K-Coloriage Matrice 1 Matrice 2 Matrice 3 Matrice 4 Matrice 8 Matrice 9 Matrice 10 Matrice 11 Matrice 6 Matrice 5 Matrice 12 Matrice 13 Matrice 7 Matrice 1 Matrice 3 Matrice 2 Matrice 4 Matrice 5 Matrice 8 Matrice 10 33

34 K-Coloriage Matrice 1 Matrice 2 Matrice 3 Matrice 4 Matrice 8 Matrice 9 Matrice 10 Matrice 11 Matrice 6 Matrice 5 Matrice 12 Matrice 13 Matrice 7 Matrice 1 Matrice 3 Matrice 2 Matrice 4 Matrice 5 Matrice 8 Matrice 10 34

35 Graphe de flot de donnée de l algorithme K-coloriage du graphe Choix d un ordonnancement Déterminer la portée des matrices Construction du graphe d interférence K-Coloriage du graphe d interférence Allocation par parcours linéaires Choix d un ordonnancement Déterminer la portée des matrices Attribution des registres 35

36 Allocation par parcours linéaires Matrice 1 Matrice 2 Matrice 3 Matrice 4 Matrice 8 Matrice 9 Matrice 10 Matrice 11 Matrice 6 Matrice 5 Matrice 12 Matrice 13 Matrice 7 Matrice 1 Matrice 3 Matrice 2 Matrice 4 Matrice 5 Matrice 8 Matrice 10 36

37 K-Coloriage du graphe d interférence Allocation par K-Coloriage Calcul du graphe d interférence très lent Gains sur la taille mémoire nécessaire trop peu important Utilisation des ressources Utilisation Mémoire : 735 matrices SLOC : 7750 lignes Génération du code : 17 sec 37

38 Allocation par parcours linéaire Allocation par parcours linéaire Calcul des portées de toutes les matrices Allocation de registre linéaire Nombre de registre nécessaire plus important Résultats Utilisation Mémoire : 735 matrices Temps d exécution : 18 sec LOC : 7650 lignes Génération du code : 4 sec 38

39 Conclusion QO-Stat QO-Stat est un programme de réduction et de transformation des données Application d algorithme d allocation de registre dans un autre contexte Gain de temps significatif en gérant correctement l allocation de nos matrices Performances intéressante de l utilisation de l allocation par parcours linéaire Maintenant Eviter le «spilling» Fusion d opérateur Calcul d histogramme Pierrick.brunet@telecom-bretagne.eu Serge.guelton@telecom-bretagne.eu 39

40 Combinaison des N champs sonores «50% de chance de trouver un niveau sonore supérieur ou égal à 100dB ref 1µPa²» 95 db «courbe S» 100 db 105 db 110 db 40