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  • cuda 寄存器数组使用解析

    千次阅读 2015-02-01 11:20:35
    在基于cuda对一些算法做并行优化时,为了尽可能的提高算法的运行速度,有时我们会想要用寄存器数组使得算法飞一般的快,然而,效果却总是差强人意。用了竟然比没用快,这是为什么呢?

    关于cuda寄存器数组

     

           在基于cuda对一些算法做并行优化时,为了尽可能的提高算法的运行速度,有时我们会想要用寄存器数组使得算法飞一般的快,然而,效果却总是差强人意。用了竟然比没用快,这是为什么呢?

     

        哈哈,说重点,我们定义寄存器数组有以下两种方式:

     

    1       Inta[8];

             此时,我们定义的数组真的是我们想要的寄存器数组吗?这样的定义,编译器将我们定义的“寄存器数组”放在了 local memory,而local memory 就是在显存中开辟的一块空间,速度怎么可能会快?

     

    2       int a[8] = {0,0,0,0,0,0,0,0};

             定义时顺便初始化,此时是不是我们想要的寄存器数组呢?不一定,只能说有一定的概率是我们想要的寄存器数组。编译器会根据定义数组的大小确定是否将寄存器数组放入local memory。可是具体数组的size为多少会是我们想要的寄存器数组,不得而知!

     

    那么,有没有方法强制使我们定义的寄存器数组保存在寄存器中呢?我表示,没查到。

    好像只有定义多个变量。

    例如:将        int a[8];             替换为如下形式:

                    Int a0;

                    Int a1;

                    Int a2;

                    Int a3;

                    Int a4;

                    Int a5;

                    Int a6;

                    Int a7;

    只是这样的定义方法,程序的通用性会再降一个级别

     

        说了半天,好像净是废话,这样当然可以啦。好了,再强调一下,如果各位博友知道如何在cuda中如何定义我们想要的寄存器数组(不是将存储空间开辟在local memory中的寄存器数组),请一定联系我,跪谢。

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  • 今天碰到了这个问题:Verilog寄存器数组的定义与赋初值 结果是:代码右边拼接的矩阵数超过了左边定义的边界 分配了未封装的矩阵,必须要聚合表达式,违反了verilog的语法标准。 这种定义方法需要先定义后赋值。 ....

    参考 http://blog.sina.com.cn/s/blog_9424755f0101rhrh.html

    今天碰到了这个问题:Verilog寄存器数组的定义与赋初值

    结果是:代码右边拼接的矩阵数超过了左边定义的边界 分配了未封装的矩阵,必须要聚合表达式,违反了verilog的语法标准。
    这种定义方法需要先定义后赋值。

    在这里插入图片描述

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  • [转载]... 存储器是一个寄存器数组。存储器使用如下方式说明: reg [ msb: 1sb] memory1 [ upper1: lower1], memory2 [upper2: lower2],. . . ; 例如: reg [0:3 ] MyMem [0:63] //MyMem为64个...

    [转载]http://blog.sina.com.cn/s/blog_9424755f0101rhrh.html

    存储器是一个寄存器数组。存储器使用如下方式说明:

    reg [ msb: 1sb] memory1 [ upper1: lower1],
    memory2 [upper2: lower2],. . . ;

    例如:
    reg [0:3 ] MyMem [0:63]
    //MyMem为64个4位寄存器的数组。
    reg Bog [1:5]
    //Bog为5个1位寄存器的数组。

    MyMem和Bog都是存储器。数组的维数不能大于2。注意存储器属于寄存器数组类型。线网数据类型没有相应的存储器类型。

      单个寄存器说明既能够用于说明寄存器类型,也可以用于说明存储器类型。

    parameter ADDR_SIZE = 16 , WORD_SIZE = 8;
    reg [1: WORD_SIZE] RamPar [ ADDR_SIZE-1 : 0], DataReg;

    RamPar是存储器,是16个8位寄存器数组,而DataReg是8位寄存器。
      在赋值语句中需要注意如下区别:存储器赋值不能在一条赋值语句中完成,但是寄存器可以。因此在存储器被赋值时,需要定义一个索引。下例说明它们之间的不同。

    reg [1:5] Dig; //Dig为5位寄存器。
    . . .
    Dig = 5'b11011;

      上述赋值都是正确的, 但下述赋值不正确:

    reg BOg[1:5]; //Bog为5个1位寄存器的存储器。
    . . .
    Bog = 5'b11011;

      有一种存储器赋值的方法是分别对存储器中的每个字赋值。例如:

    reg [0:3] Xrom [1:4]
    . . .
    Xrom[1] = 4'hA;
    Xrom[2] = 4'h8;
    Xrom[3] = 4'hF;
    Xrom[4] = 4'h2;

      为存储器赋值的另一种方法是使用系统任务:
      1) $readmemb (加载二进制值)
      2) $readmemb (加载十六进制值)
      这些系统任务从指定的文本文件中读取数据并加载到存储器。文本文件必须包含相应的二进制或者十六进制数。例如:

    reg [1:4] RomB [7:1] ;
    $ readmemb ("ram.patt", RomB);

    Romb是存储器。文件“ram.patt”必须包含二进制值。文件也可以包含空白空间和注释。下面是文件中可能内容的实例。

    1101
    1110
    1000
    0111
    0000
    1001
    0011

      系统任务$readmemb促使从索引7即Romb最左边的字索引,开始读取值。如果只加载存储器的一部分,值域可以在$readmemb方法中显式定义。例如:

    $readmemb ("ram.patt", RomB, 5, 3);

    在这种情况下只有Romb[5],Romb[4]和Romb[3]这些字从文件头开始被读取。被读取的值为1101、1100和1000。
    文件可以包含显式的地址形式。

    @hex_address value
    如下实例:
    @5 11001
    @2 11010

    在这种情况下,值被读入存储器指定的地址。
      当只定义开始值时,连续读取直至到达存储器右端索引边界。例如:

    $readmemb ("rom.patt", RomB, 6);
    //从地址6开始,并且持续到1。
    $readmemb ( "rom.patt", RomB, 6, 4);
    //从地址6读到地址4。

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  • 寄存器数组reg[127:0]arry[0:150], 计数变量reg[6:0]cnt; 要给arry赋值有两种方法 1. arry[cnt] = xxx; 2. case(cnt) 0: arry[0] = xxx; 1: arry[1] = xxx; 2: arry[2] = xxx; ... endcase 显然第一...
  • java数组。概述、定义格式、初始化、java中的内存分配(栈-堆-方法区-本地方法区-寄存器)、数组中常见的错误(索引越界异常,空指针异常)、数组遍历-获取极值-逆序-查找。


      假设我们现在有30个学生,我想要统计所有学生的身高,还想要计算所有学生的平均身高,最高的,最低的身高。。。
      按照我们之前学过的内容,我们先要定义30个变量来记录每个人的身高,然后进行运算,明显太麻烦了。
      为了解决这个问题,java就给我们提供了一个名字叫做数组的东西供我们使用。
            数组是什么?有什么特点?

    • 可以存储多个变量(元素)的容器
    • 多个变量的数据类型要一致

    一,数组

    1,概述

    • 数组是具有相同数据类型的一组数据的集合。可以看作是一个容器
    • 数组可以存储基本类型,也可以存储引用类型。

    2,数组的定义格式

    • 格式一:数据类型[] 数组名; int[] arr 建议
    • 格式二:数据类型 数组名[]; int arr[]
      最终的效果是一样的,只是念法上有点区别。
    • 注意:这2中格式仅仅只是定义,数组中是没有任何元素的。

    3,数组的初始化

    • java中的数组必须先初始化,然后才能使用

    • 初始化就是就是给数组中的数组元素分配内存空间,并给每个数组元素
      赋值。

    • 数组的初始化方式:
      动态初始化:初始化时候只指定数组的长度,由系统给数组分配初始化值
      静态初始化:初始化的时候指定每个元素的初始值,由系统决定数组长度

    • 动态初始化:只给长度,由系统给默认值
        格式:数据类型[] 数组名 = new 数据类型[数组长度];
        数组长度:就是数组中元素的个数
        int[] arr = new int[5];
      解释:定义了一个int类型的数组arr,这个数组中可以放5个int类型的值
      如何获取数组中的元素 数组名[索引]
      索引:就是每个元素的编号,从0开始的,最大索引是数组长度-1

    class Demo6{
    	public static void main(String[] args){
    		//定义一个数组
    		// 错误: 可能尚未初始化变量arr
    		//int[] arr;
    		
    		int[] arr = new int[3];
    		/*
    		左边:
    			int表示数组中的元素的数据类型是int
    			[] 表示是一个数组
    			arr 数组的名字
    		右边:
    			new给数组分配内存空间
    			int表示数组中的元素的数据类型是int
    			[]表示是一个数组
    			3数组长度,数据中的元素个数
    		*/
    		System.out.println(arr);//[I@15db9742  地址值
    				
    		System.out.println(arr[0]);
    		System.out.println(arr[1]);
    		System.out.println(arr[2]);
    	}
    }
    
    • 静态初始化:初始化的时候指定数组元素值,由系统决定长度
        格式:数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{元素1,元素2,…}
      int[] arr = new int[]{1,2,3,4}
      定义了一个int类型的数组arr,这个数组可以存放4个元素,分别是
      1,2,3,4
      简化写法:
      格式:数据类型[] 数组名 = {元素1,元素2,…}
      int[] arr = {1,2,3,4};
      -注意:不要动静结合使用
      int[] arr = new int[4]{1,2,3,4} 错误写法
    /*
    定义一个数组,输出数组名和元素
    */
    class Demo10{
    	public static void main(String[] args){
    		int[] arr = {1,2,3};
    		System.out.println(arr);
    		System.out.println(arr[0]);
    		System.out.println(arr[1]);
    		System.out.println(arr[2]);	
    	}
    }
    

    在这里插入图片描述

    4,java中的内存分配

    • java程序在运行时,需要在内存中分配空间。

    • 为了提高运算效率,对内存空间进行了不同区域的划分。
      每一个区域都有特定的处理数据的方式和内存管理方式。

    • 分类:

      • 栈:存储局部变量
      • 堆:存储new出来的东西
      • 方法区:面向对象讲
      • 本地方法区:和系统相关
      • 寄存器:给cpu用的
        在这里插入图片描述
        在这里插入图片描述
    /*
    定义一个数组,输出数组名和元素
    给元素赋值后再次输出
    */
    class Demo7{
    	public static void main(String[] args){
    		//定义一个数组
    		int[] arr = new int[3];
    		//输出数组名
    		System.out.println(arr);//[I@15db9742
    		//输出元素
    		System.out.println(arr[0]);//0
    		System.out.println(arr[1]);//0
    		System.out.println(arr[2]);//0
    		
    		//如何给元素赋值
    		arr[0] = 5;
    		arr[2] = 666;
    		
    		//输出数组名
    		System.out.println(arr);//[I@15db9742
    		//输出元素
    		System.out.println(arr[0]);//5
    		System.out.println(arr[1]);//0
    		System.out.println(arr[2]);//666
    	}
    }
    

    在这里插入图片描述

    /*
    定义2个数组,输出数组名和元素
    给每个数组元素赋值后再次输出
    */
    class Demo8{
    	public static void main(String[] args){
    		//定义一个数组
    		int[] arr1 = new int[3];
    		
    		//定义一个数组
    		int[] arr2 = new int[3];
    		
    		//输出数组1
    		System.out.println(arr1);//
    		//输出元素
    		System.out.println(arr1[0]);//0
    		System.out.println(arr1[1]);//0
    		System.out.println(arr1[2]);//0
    		
    		//输出数组2
    		System.out.println(arr2);//
    		//输出元素
    		System.out.println(arr2[0]);//0
    		System.out.println(arr2[1]);//0
    		System.out.println(arr2[2]);//0
    		
    		//如何给元素赋值
    		arr1[1] = 555;
    		arr2[0] = 66;
    		arr2[2] = 777;
    		
    		//输出数组1
    		System.out.println(arr1);//
    		//输出元素
    		System.out.println(arr1[0]);
    		System.out.println(arr1[1]);
    		System.out.println(arr1[2]);
    		
    		//输出数组2
    		System.out.println(arr2);//
    		//输出元素
    		System.out.println(arr2[0]);
    		System.out.println(arr2[1]);
    		System.out.println(arr2[2]);
    	}
    }
    

    在这里插入图片描述

    /*
    定义3个数组,
    先定义第一个,给元素赋值,然后输出
    在定义第二个数组,给元素赋值,然后输出
    定义第三个数组,把第一数组赋值给第三个数组,然后输出第三个
    在然后给三个数组重新赋值,复制后重新输出所有数组的名字和元素
    */
    class Demo9{
    	public static void main(String[] args){
    		//定义第一个数组
    		int[] arr1 = new int[3];
    		arr1[0] = 11;
    		arr1[1] = 22;
    		arr1[2] = 33;
    		System.out.println(arr1);
    		System.out.println(arr1[0]);
    		System.out.println(arr1[1]);
    		System.out.println(arr1[2]);
    		//定义第二个数组
    		int[] arr2 = new int[4];
    		arr2[0] = 111;
    		arr2[1] = 222;
    		arr2[2] = 333;
    		arr2[3] = 444;
    		System.out.println(arr2);
    		System.out.println(arr2[0]);
    		System.out.println(arr2[1]);
    		System.out.println(arr2[2]);
    		System.out.println(arr2[3]);
    		//定义第三个数组,把第一个数组赋值给第三个数组
    		int[] arr3 = arr1;
    		System.out.println(arr3);
    		System.out.println(arr3[0]);
    		System.out.println(arr3[1]);
    		System.out.println(arr3[2]);
    	
    		arr3[0] = 123;
    		arr3[1] = 456;
    		arr3[2] = 789;
    		
    		System.out.println(arr1);
    		System.out.println(arr1[0]);
    		System.out.println(arr1[1]);
    		System.out.println(arr1[2]);
    		
    		System.out.println(arr2);
    		System.out.println(arr2[0]);
    		System.out.println(arr2[1]);
    		System.out.println(arr2[2]);
    		System.out.println(arr2[3]);
    		
    		System.out.println(arr3);
    		System.out.println(arr3[0]);
    		System.out.println(arr3[1]);
    		System.out.println(arr3[2]);
    	}
    }
    

    5,数组中常见的错误

    • 数组索引越界异常
      访问了数组中不存在的索引时会发生
    • 空指针异常
      数组引用没有指向实体,我们却操作了实体中的元素
      数组不在指向堆内存了,我们还在访问堆内存中的元素
    • 要求:以后你写代码的时候遇到的所有错误,全部记下来
      现象 原因 解决
    /*
    常见错误
    */
    class Demo11{
    	public static void main(String[] args){
    		int[] arr = {1,2,3};
    		System.out.println(arr);
    		System.out.println(arr[0]);
    		System.out.println(arr[1]);
    		System.out.println(arr[2]);
    		//java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException		
    		//System.out.println(arr[3]);
    		
    		arr = null;
    		System.out.println(arr);
    		// java.lang.NullPointerException
    		//System.out.println(arr[0]);
    		}
    }
    

    6,数组的练习(常见操作)

    • 数组遍历(依次输出数组中的每一个元素)
      数组提供了一个length属性,可以获取数组长度
      数组名.length
    /*
    数组遍历
    */
    class Test1{
    	public static void main(String[] args){
    		int[] arr = {1,2,3,4,5,6};
    		//System.out.println(arr[0]);
    		//System.out.println(arr[1]);
    		//System.out.println(arr[2]);
    		//System.out.println(arr[3]);
    		//System.out.println(arr[4]);
    		//System.out.println(arr[5]);
    		/*
    		这种做法虽然可以,但是不好,代码重复度太高。
    		语句都一样,只是索引变了
    		我们可以用循环来改进
    		*/
    		//for(int i=0;i<6;i++){
    		//	System.out.println(arr[i]);
    		//}
    		/*
    		从0开始我们很明确,为什么时到6呢?因为数组元素有6个
    		int[] arr = {1,2,3,4,5,3,34,45,5,5,5,23,42,3,2,3,4,4,34,12,54,5,56,7,2,6,3,42};
    		当数组元素很多的时候,数就不靠谱了。怎么办?不用担心,java又来了。
    		为了解决这个问题,java就给我们提供了一个属性:length  可以专门
    		用来获取数组的长度
    		格式:数组名.length  
    		*/
    		//for(int i=0;i<arr.length;i++){
    		//	System.out.println(arr[i]);
    		//}
    		
    		int[] arr1 = {1,2,3,4,5,3,34,45,5,5,5,23,42,3,2,3,4,4,34,12,54,5,56,7,2,6,3,42};
    		//System.out.println(arr1.length);
    		
    		//for(int i=0;i<arr1.length;i++){
    		//	System.out.println(arr1[i]);
    		//}
    		/*
    		如果我们有很多个数组要遍历,每个遍历数组的代码都要写一遍,
    		太麻烦。所以我们要用方法来改进
    		*/
    		//调用方法
    		printArray(arr);
    		//printArray(arr1);
    	}	
    	/*
    	2个确定:
    		参数:要遍历的数组  arr
    		返回值:void
    	*/
    	/*
    	public static void printArray(int[] arr){
    		for(int i=0;i<arr.length;i++){
    			System.out.println(arr[i]);
    		}
    	}
    	*/
    	//改进一下
    	public static void printArray(int[] arr){
    		System.out.print("[");
    		for(int i=0;i<arr.length;i++){
    			if(i==arr.length-1){
    				System.out.println(arr[i]+"]");
    			}else{
    				System.out.print(arr[i]+",");
    			}
    			
    		}
    	}
    }
    
    • 获取最值
    /*
    获取最值(获取最大值)
    分析:
    	先从数组中随意获取一个作为参照(一般取第一个)
    	假设它时最大的,然后依次获取数组中每一个元素和它
    	进行比较,大就留下,小就回去。
    	最后留下的就是最大的
    */
    class Test2{
    	public static void main(String[] args){
    		//定义一个数组
    		int[] arr = {34,345435,22,111,11,88,66,12};
    		//假设第一个最大
    		//int max = arr[0];
    		//遍历数组获取每一个元素进行比较
    		//for(int i=1;i<arr.length;i++){
    		//	if(arr[i]>max){
    		//		max = arr[i];
    		//	}
    		//}
    		int max = getMax(arr);
    		//输出
    		System.out.println("最大的是:"+max);
    		
    		int min = getMin(arr);
    		//输出
    		System.out.println("最小的是:"+min);
    	}
    	//用方法改进
    	/*
    		返回值:int
    		参数:int[] arr
    	*/
    	public static int getMax(int[] arr){
    		int max = arr[0];
    		//遍历数组获取每一个元素进行比较
    		for(int i=1;i<arr.length;i++){
    			if(arr[i]>max){
    				max = arr[i];
    			}
    		}
    		return max;
    	}
    	
    	//获取最小值
    	public static int getMin(int[] arr){
    		int min = arr[0];
    		//遍历数组获取每个元素进行比较
    		for(int i = 1; i < arr.length; i++){
    			if(arr[i]  < min){
    				min = arr[i];
    			}
    		}
    		return min;
    	}
    }
    
    • 数组元素逆序(把元素顺序对调位置)
      在这里插入图片描述
    /*
    元素逆序
    分析:
    	把第一个和最后一个交换位置
    	   索引0      arr.length-1		
    	把第二个和倒数第二个交换位置
    	 索引1     arr.length-2		
    	.....
    	到arr.length/2即可
    */
    class Test3{
    	public static void main(String[] args){
    		//定义一个数组
    		int[] arr = {34,22,111,11,88,66,12};
    		//逆序前打印
    		printArray(arr);
    		reverse2(arr);
    		//逆序后打印
    		printArray(arr);
    	}
    	
    	public static void printArray(int[] arr){
    		System.out.print("[");
    		for(int i=0;i<arr.length;i++){
    			if(i==arr.length-1){
    				System.out.println(arr[i]+"]");
    			}else{
    				System.out.print(arr[i]+",");
    			}	
    		}
    	}
    	
    	/*
    	2个确定:
    		返回值:void
    		参数:int[] arr
    	*/
    	public static void reverse(int[] arr){
    		/*
    		//第一个
    		int temp = arr[0];
    		arr[0] = arr[arr.length-1-0];
    		arr[arr.length-1] = temp;
    		
    		//第二个
    		int temp = arr[1];
    		arr[1] = arr[arr.length-1-1];
    		arr[arr.length-1-1] = temp;
    		
    		//第三个
    		int temp = arr[2];
    		arr[2] = arr[arr.length-1-2];
    		arr[arr.length-1-2] = temp;
    		//。。。。
    		*/
    		//可以用循环改进
    		for(int i=0;i<arr.length/2;i++){
    			int temp = arr[i];
    			arr[i] = arr[arr.length-1-i];
    			arr[arr.length-1-i] = temp;
    		}
    	}
    	//另一种写法
    	public static void reverse2(int[] arr){
    		for(int start=0,end=arr.length-1;start<end;start++,end--){
    			int temp = arr[start];
    			arr[start] = arr[end];
    			arr[end] = temp;
    		}
    	}
    }
    
    • 数组查表法
    //数组查表法
    import java.util.Scanner;
    class ShuZu{
    	public static void main(String[] args){
    		//定义一个字符串类型的数组
    		String[] strs = {"周一","周二","周三","周四","周五","周六","周日"};
    		//创建键盘输入对象
    		Scanner sc = new Scanner(System.in);
    		//提示用户
    		System.out.println("请输入一个值(0-6之间):");
    		//接收
    		int index = sc.nextInt();
    		if(index < 0 || index > 6){
    			System.out.println("输入无效");
    		}
    		System.out.println("你要查找的值是:"+strs[index]);
    	}
    }
    
    • 数组元素查找
    //数组元素查找
    //ShuZu.java:165: 错误: 缺少返回语句
    //如果要找的数据不存在,无返回值,所以报错了
    import java.util.Scanner;
    class ShuZu{
    	public static void main(String[] args){
    		//定义一个数组
    		int[] arr = {111,55,66,22,888,55,22,66,999};
    		//需求:查找55第一次出现的索引
    		int index = getIndex2(arr,55);
    		System.out.println("55第一次出现的位置是"+index);
    		//int index = getIndex2(arr,123);
    		//System.out.println("123第一次出现的位置是"+index);
    		
    	}
    	
    	//数组元素查找   返回值:int    参数:int[] arr,int value
    	//1.遍历数组进行对比  2.相等的话返回索引
    	public static int getIndex(int[] arr,int value){
    		//遍历数组
    		for(int i = 0; i < arr.length; i++){
    			int element = arr[i];
    			//判断是否相等
    			if(element == value){
    				return i;
    			}
    		}
    		return -1;
    	} 
    	//建议用第二种
    	public static int getIndex2(int[] arr,int value){
    		//先定义一个索引
    		int index = -1;
    		//遍历数组
    		for(int i = 0; i < arr.length; i++){
    			int element = arr[i];
    			//判断是否相等
    			if(element == value){
    				index = i;
    				break;
    			}
    		}
    		return index;
    	} 
    }
    
    展开全文
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空空如也

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寄存器数组