循环优化

编译器可以执行多种类型的循环优化。部分比较常用的优化如下：

• 循环展开

• 循环剥离

• 循环交换

• 循环分裂

• 循环合并

循环展开是指在循环体中重复多次循环迭代，并相应调整循环索引的过程。随着循环体的增大，编译器能够更加有效地调度指令，同时降低由于循环索引递增和条件检查操作而引起的开销。循环的剩余部分则使用循环剥离进行处理。

循环剥离是指从循环中删除一定数量的循环迭代，并适当将它们移动至循环的前面或后面的过程。

循环交换可更改嵌套循环的顺序，以便最大程度地降低内存跨距 (memory stride)，最大程度地提高高速缓存行命中率。

循环合并是指将相邻或位置接近的循环合并为一个循环的过程。循环合并的优点与循环展开类似。此外，如果在两个预优化的循环中访问通用数据，则循环合并可以改进高速缓存定位 (cache locality)，从而为编译器提供更多利用指令级并行性的机会。

循环分裂与循环合并正好相反：它将一个循环分裂为两个或更多的循环。如果循环中的计算量过于庞大，导致寄存器溢出进而造成性能降级，则有必要采用这种优化。如果一个循环中包含多个条件语句，也可以使用循环分裂。有时可以将循环分成两类：带条件语句的和不带条件语句的。这可以提高不带条件语句的循环中软件流水线作业的机会。

有时，对于嵌套式循环，编译器会先使用循环分裂来拆分循环，然后执行循环合并，以不同的方式将循环重新组合，以达到提高性能的目的。在这种情况下，您可以看到与以下注释类似的编译器注释：

    Loop below fissioned into 2 loops
    Loop below fused with loop on line 116
    [116]    for (i=0;i<nvtxs;i++) {