优化并重写下面的C代码
这是一个教科书问题，涉及重写一些C代码以使其在给定的处理器体系结构上表现最佳。
鉴于：针对具有4个加法器和2个乘法器单元的单个超标量处理器。
输入结构（在别处初始化）：
struct s {
short a;
unsigned v;
short b;
} input[100];
这是操作这些数据的例程。 显然必须确保正确性，但目标是优化它的垃圾。
int compute(int x, int *r, int *q, int *p) {
int i;
for(i = 0; i < 100; i++) {
*r *= input[i].v + x;
*p = input[i].v;
*q += input[i].a + input[i].v + input[i].b;
}
return i;
}
所以这个方法有3条算术指令来更新整数r，q，p。
这是我的解释我在想什么的解释：
//Use temp variables so we don't keep using loads and stores for mem accesses;
//hopefully the temps will just be kept in the register file
int r_temp = *r;
int q_temp = *q;
for (i=0;i<99;i = i+2) {
int data1 = input[i];
int data2 = input[i+1]; //going to try partially unrolling loop
int a1 = data1.a;
int a2 = data2.a;
int b1 = data1.b;
int b2 = data2.b;
int v1 = data1.v;
int v2 = data2.v;
//I will use brackets to make my intention clear the order of operations I was planning
//with respect to the functional (adder, mul) units available
//This is calculating the next iteration's new q value
//from q += v1 + a1 + b1, or q(new)=q(old)+v1+a1+b1
q_temp = ((v1+q1)+(a1+b1)) + ((a2+b2)+v2);
//For the first step I am trying to use a max of 3 adders in parallel,
//saving one to start the next computation
//This is calculating next iter's new r value
//from r *= v1 + x, or r(new) = r(old)*(v1+x)
r_temp = ((r_temp*v1) + (r_temp*x)) + (v2+x);
}
//Because i will end on i=98 and I only unrolled by 2, I don't need to
//worry about final few values because there will be none
*p = input[99].v; //Why it's in the loop I don't understand, this should be correct
*r = r_temp;
*q = q_temp;
好的，我的解决方案给了我什么？ 查看旧代码，我的每个循环迭代将采用max（（1A + 1M），（3A））的最小延迟，其中前一个值用于计算新的r，而3个添加的延迟是q。
在我的解决方案中，我正在展开2并尝试计算r和q的第二个新值。 假设加法器/乘法器的等待时间是M = c * A（c是大于1的整数），r的乘法运算绝对是限速步骤，所以我把重点放在这一点上。 我尽可能地并行使用乘法器。
在我的代码中，首先并行使用2个乘法器来帮助计算中间步骤，然后加法必须合并这些乘法器，然后使用最终乘法获得最后的结果。 因此，对于2个新的r值（尽管我只保留/关心最后一个），它需要我（1M // 1M // 1A）+ 1A + 1M，总共延迟为2M + 1M。 除以2，我的每回路延迟值为1M + 0.5A 。 我计算原始延迟/值（对于r）为1A + 1M。 所以如果我的代码是正确的（我手工完成了这个，还没有测试过！），那么我的性能提升很小。
另外，希望不要直接在循环中访问和更新指针（主要归功于临时变量r_temp和q_temp），我可以节省一些加载/存储延迟。
那是我的捅刺。 绝对有兴趣看到别人提出的更好！
是的，有可能利用这两个短裤。 重新排列你的结构
struct s {
unsigned v;
short a;
short b;
} input[100];
并且您可能能够更好地调整架构上的内存字段，这可能会让更多这样的结构位于相同的内存页面中，这可能会让您遇到更少的内存页面错误。
这都是投机性的，这就是为什么它对配置文件非常重要。
如果您拥有正确的体系结构，重新排列将为您提供更好的数据结构对齐方式，这会导致内存中的数据密度更高，因为为了确保类型与通用内存体系结构所强加的数据边界对齐，必要的填充会丢失更少的位。
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