生成使用行主数组布局的代码- MATLAB和Simulink - MathWorks澳大利亚金宝app

生成使用行主数组布局的代码

数组布局对于集成、可用性和性能非常重要。代码生成器生成默认使用列主布局的代码。然而，许多设备、传感器和库对其数据使用行主数组布局。通过生成使用行主布局的代码，可以将代码直接应用于此数据。数组布局也会影响性能。对于一个特定的数组布局，许多算法更有效地执行内存访问。

可以在命令行上使用代码生成配置属性指定行为主的数组布局，也可以使用MATLAB^®编码器™你也可以为单独的函数和类指定行主布局或列主布局。入口点(顶级)函数的输入和输出都必须使用相同的数组布局。

指定行-主布局

考虑两个矩阵相加的函数。该算法通过显式的行和列遍历执行加法。

函数[S] = addMatrix(A,B)% # codegenS = 0(大小(A));为行= 1:大小(A,1)为坳= 1:尺寸(2)年代(行,坳)=(行,上校)+ B(行,坳);结束结束

生成C代码addMatrix通过使用-rowmajor选择。属性指定输入参数的形式arg游戏选择并启动代码生成报告。

codegenaddMatrixarg游戏{的(20、10)的(20、10)}配置:自由-launchreport-rowmajor

控件配置行主布局的代码RowMajor参数。你可以对任何类型的配置对象使用此参数:自由，墨西哥人，dll,或exe．

CFG = code .config(“自由”）;cfg。RowMajor = true;codegenaddMatrixarg游戏{的(20、10)的(20、10)}配置cfg-launchreport

代码生成的结果如下:

．.．使用row-major */ for (row = 0;行< 20;Row ++) {for (col = 0;Col < 10;{S[col + 10 * row] = A[col + 10 * row] + B[col + 10 * row];}}…

方法指定行主布局MATLAB编码器应用:

打开生成对话框。在生成代码页，单击生成箭头．
点击更多的设置．
在内存选项卡,设置阵列布局:行．

要验证生成的代码是否使用行主布局，请将生成的代码中的数组索引与使用列主布局的代码中的数组索引进行比较。您还可以生成使用n维索引的代码。n维索引可以使数组布局的差异更加明显。有关更多信息，请参见生成使用n维索引的代码．

MATLAB默认将数据存储在列主布局中。当您调用生成的使用行主布局的MEX函数时，软件会自动将输入数据从列主布局转换为行主布局。从MEX函数返回的输出数据被转换回列主布局。为独立的自由，dll,exe代码生成时，代码生成器假定入口点函数的输入和输出以与函数相同的数组布局存储。

阵列布局与算法效率

对于某些算法，行主布局提供了更有效的内存访问。考虑所示的C代码addMatrix它使用行为主布局。数组由生成的代码索引，使用以下公式:

[col + 10 * row]

由于数组以行为主布局存储，相邻的内存元素由单列递增分隔。的步幅因为这个算法等于1。步幅长度是连续内存访问之间在内存元素中的距离。更短的步长提供更有效的内存访问。

对数据使用列-主布局会导致更长的跨步长度和更低的内存访问效率。要查看这个比较，生成使用列主布局的代码:

codegenaddMatrixarg游戏{的(20、10)的(20、10)}配置:自由-launchreport

代码生成生成以下C代码:

．.．使用column-major */ for (row = 0;行< 20;Row ++) {for (col = 0;Col < 10;{S[行+ 20 * col] = A[行+ 20 * col] + B[行+ 20 * col];}}…

在列-主布局中，在生成的代码中，列元素在内存中是连续的。相邻的内存元素按单行递增分隔，并按公式索引:

[行+ 20 * col]

但是，该算法遍历内部for循环中的列。因此，列主C代码必须对每次连续的内存访问进行20个元素的跨步操作。

提供最有效内存访问的数组布局取决于算法。对于该算法，数据的行主布局提供了更有效的内存访问。该算法逐行遍历数据。因此，行主存储更有效。

n维数组的行主布局

对于n维数组，可以使用行主布局。当数组以行为主布局存储时，来自最后(最右边)维度或索引的元素在内存中是连续的。在主列布局中，来自第一个(最左边)维度或索引的元素是连续的。

考虑示例函数addMatrix3D，可接受三维输入。

函数[S] = addMatrix3D(A,B)% # codegenS = 0(大小(A));为i = 1:size(A,1)为j = 1:size(A,2)为k = 1: S(i,j,k) = A(i,j,k) + B(i,j,k);结束结束结束结束

生成使用行主布局的代码:

codegenaddMatrix3Darg游戏{(20、10、5)、人(20、10、5)}配置:自由-launchreport-rowmajor

代码生成器生成以下C代码:

．.．/*主行布局*/ for (i = 0;I < 20;i++) {for (j = 0;J < 10;j++) {for (k = 0;K < 5;k + +) {S [(k + 5 * j) + 50 *我]= [(k + 5 * j) + 50 *我]+ B [(k + 5 * j) + 50 *我);}}}…

在行为主布局中，相邻的内存元素由最后一个索引的单个增量分隔，k．内部的for循环迭代内存中仅以一个位置分隔的相邻元素。比较使用列主布局生成的代码的差异:

．.．/*列-主布局*/ for (i = 0;I < 20;i++) {for (j = 0;J < 10;j++) {for (k = 0;K < 5;k + +) {S [(i + 20 * j) + 200 * k] = [(i + 20 * j) + 200 * k) + B [(i + 20 * j) + 200 * k);}}}…

在主列布局中，相邻元素由第一个索引的单个增量分隔，我．内部的for循环现在迭代内存中间隔200个位置的相邻元素。长步幅会由于缓存丢失而导致性能下降。

因为算法遍历最后一个索引，k，在内部for循环中，对于使用列主布局的生成代码，步长要长得多。对于该算法，数据的行主布局提供了更有效的内存访问。

在外部函数调用中指定数组布局

要调用期望以特定布局存储数据的外部C/ c++函数，请使用coder.ceval与布局语法。如果不使用此语法，则假定外部函数输入和输出默认使用列主布局。

考虑一个外部C函数，该函数被设计为使用行主布局myCFunctionRM．要将此函数集成到代码中，请使用“布局:rowMajor”或“行”选择。此选项确保输入和输出数组以行为主顺序存储。代码生成器根据需要自动插入数组布局转换。

coder.ceval (“布局:rowMajor”，“myCFunctionRM”, coder.ref coder.ref ())

在使用行主布局的MATLAB函数中，您可能会寻求调用设计为使用列主布局的外部函数。在本例中，使用“布局:columnMajor”或“上校”选择。

coder.ceval (“布局:columnMajor”，“myCFunctionCM”, coder.ref coder.ref ())

可以在同一代码中执行行主函数和列主函数调用。考虑函数myMixedFn1举个例子:

函数[E] = myMixedFn1(x,y)% # codegen指定ceval调用的返回参数类型D = 0(大小(x));E = 0(大小(x));包括使用行主键和列主键的外部C函数coder.cinclude (“addMatrixRM.h”）;coder.updateBuildInfo (“addSourceFiles”，“addMatrixRM.c”）;coder.cinclude (“addMatrixCM.h”）;coder.updateBuildInfo (“addSourceFiles”，“addMatrixCM.c”）;调用使用行为主序的C函数coder.ceval (“布局:rowMajor”，“addMatrixRM”，．.．coder.rref (x) coder.rref (y), coder.wref (D));调用使用主列顺序的C函数coder.ceval (“布局:columnMajor”，“addMatrixCM”，．.．coder.rref (x) coder.rref (D), coder.wref (E));结束

外部文件包括:

要生成代码，输入:

codegen配置:自由myMixedFn1arg游戏{的(20、10)的(20、10)}-rowmajor-launchreport

另请参阅