GCC后端中四路双精度短向量寄存器的实现

设计和实现一个新的产品化的编译器通常需要几年时间。基于已有的编译器进行修改和扩展,是研发面向新体系结构的编译器的主要途径。GNU编译器集合(GCC)支持多种高级语言和多种目标处理器平台、文档及源代码开放等。基于GCC的Sparc后端,实现了支持四路双精度SIMD指令的四路双精度短向量寄存器的描述。在此过程中,定义了新的目标机,扩充了一类向量模式,定义了一类新的寄存器约束,实现了四路双精度寄存器的描述,定义了四路双精度SIMD指令的机器描述。对于面向此类SIMD指令的内嵌函数,GCC编译器能够正确使用该类向量寄存器来生成对应的SIMD指令。     

基于多核处理器的VTD-XML节点查询执行性能优化

针对目前主流的多核处理器,研究了基于VTD-XML的节点查询执行性能优化,即基于预读策略从多线程并发执行和提高线程内存访问性能两个方面优化XML节点查询的性能。实验结果表明,提出的多线程XML文档解析框架可以充分利用多核处理器的计算资源,并有效地提高线程的内存访问性能,大大提高了XML节点查询的性能。     

飞腾处理器上向量三角函数的设计实现与优化

得益于单指令多数据(single instruction multiple data, SIMD)向量化技术,处理器浮点计算能力获得了成倍的提升,然而当前SIMD向量部件和指令集仅支持加、减、乘、除、逻辑运算等基本操作,对浮点超越函数没有提供直接的支持.作为浮点计算中最耗时的一类函数,如何提高其性能成为底层数学库优化工作的一个重点.面向超越函数中的三角函数,提出一种利用SIMD向量部件设计、实现与优化向量三角函数的方法.该方法结合标量数学库分段计算与向量数学库向量化实现的优势,增加和优化了向量三角函数中的分支处理,既减少了函数实现中的冗余计算,又提高了分支情况下向量部件的利用率.在飞腾处理器上的实验表明:所提优化方法既保证了向量三角函数的精度,同时有效提高了函数性能,与原始向量三角函数相比平均性能加速比为2.04倍.     

基于类库的可重定向编译器后端设计与实现

该文在对几种可重定向编译器进行分析的基础上,提出了一种基于类库的可重定向编译器后端设计技术。该技术通过恰当定义机器描述与代码生成之间的接口,抽象不同硬件平台共有的操作与功能,隔离中间表示和不同硬件平台汇编语言代码的差异。根据不同硬件平台特点,利用面向对象技术实现接口,构成重定向支持类库。代码生成器通过对接口的调用,将中间表示转化为相应平台的汇编语言,完成编译器后端的重定向工作。     

面向RISC-V处理器的GCC移植与优化

嵌入式RISC-V处理器交叉开发生成高质量目标代码的关键是GCC的移植与优化.分析GCC的基本结构和RISC-V体系结构的数据与指令特点,建立GCC后端移植机制,采用机器描述方法,生成32位riscv-none-embed-gcc编译器,实现RISC-V处理器的GCC移植,设计强度削弱的窥孔优化方法解决中间代码生成过程...     

结构化加权最小二乘支持向量机

针对最小二乘支持向量机(LSSVM)没有考虑样例本身的结构信息和对异常点敏感,提出了一种新的分类器——结构化加权最小二乘支持向量机(SWLSSVM),SWLSSVM通过在目标函数中引入协方差矩阵考虑了样例的结构信息;为了减少异常点的影响,其根据本类样本点到该类中心的距离对误差项进行加权。实验表明,SWLSSVM与LSSVM和SVM相比具有更好的分类和泛化性能。     

基于特征模糊贴近的数据库约束挖掘算法

传统的关联规则算法,只考虑了类内的关联性,忽略了类间的相似性特征、高开销的分类过程、耗时的关联过程。提出了数据内间特征模糊贴近分类的数据库约束挖掘算法,其通过数据模糊集间的贴近度描述数据间的一致度,在传统的神经网络挖掘技术中,引入数据融合技术,对类间数据进行分类处理后,对原始挖掘数据的动态特征进行分析获取新的挖掘模型,以在大规模数据库中准确查询目标数据。仿真实验结果表明,算法挖掘稀疏数据集和密集数据集的效率都优于传统的关联规则算法,极大提高了数据库的挖掘效率。     

基于ASP的CSP进程描述与组合研究

前期工作中,为解决CSP模型检测不支持一次运行验证多条性质的问题,构建了基于ASP的CSP模型检测框架,但其存在着可描述并发进程形态不完善与可验证并发系统规模受限的问题。构建了全新的并发系统ASP描述体系,其解决了前期工作中前缀描述不允许出现类环状结构的问题,可完整描述各种形态的CSP进程。研究了并发组合进程生成技术,它可使多个进程自动化并发组合,并生成一个满足所有行为特性、具有一致结构特性的新进程,保持了验证框架内进程描述的一致性,有利于并发进程的抽象与验证。实验表明了基于ASP的CSP进程描述与组合进程生成技术的有效性,以及基于该ASP描述体系的系统性质验证的可行性。     

网络处理器中处理单元的设计与实现

随着网络带宽的飞速增长和各种新的网络应用不断涌现,原有的基于通用处理器和ASIC的互联网架构已经不能满足新的需求。兼具强大处理能力和灵活可编程配置能力的网络处理器逐渐得到广泛的应用。高性能的网络处理器通常采用多个并发的处理单元进行数据平面的快速处理,这些处理单元在网络处理器中居于核心的地位。该文讨论了网络处理器中处理单元设计需要考虑的因素,设计了一种较为灵活有效的处理单元架构,并进行了FPGA原型验证,证实了该结构的可行性。     

面向C4350AL处理器的GCC移植与优化

在分析GCC结构的基础上, 阐述了GCC在C4350AL处理器上的移植与优化方案. 针对C4350AL对GCC的x86后端进行了扩展, 实现了GCC对C4350AL的识别. 根据C4350AL的结构特性, 在GCC中为建立了流水线模型描述, 并基于SPEC2006测试程序对模型效果进行了验证. 实验表明采用该模型使得GCC在C4350AL上获得了性能的提升.     

基于GCC的TMS320 C67 xx汇编指令的生成

为了克服手工编写汇编代码易于出错、难于维护等缺点,在 GCC 编译器的基础上生成了 DSP TMS320C67xx芯片的汇编指令集。首先,研究了GCC中与机器描述相关的RTL模板,重点研究了RTL模板的组成结构及其各个部分的作用;然后,通过编写RTL模板完成了TMS320C67xx汇编指令的生成。在编写RTL模板的过程中,运用多种RTL模板编写技术实现了TMS320C67xx的指令集,同时针对实现难度较大的指令给出了解决方案。最后,对C语言源程序进行了编译,验证了TMS320C67xx所有6种类型的汇编指令都已被生成,所提方法具有一定的通用性和扩展性。     

一种基于多目标设计方法的嵌入式编译器技术

文中概述了当前国际上广泛使用的编译器及相关编译技术,重点论述了编译器的多目标设计方法,其中包括基于体系结构描述语言(ADL)的编译器自动生成方法。最后提出了一种将ADL方法和GCC相结合的编译器多目标设计方法。     

基于值剖视的编译优化

介绍在GCC编译器中利用值剖视识别收集变量的不变特征信息并指导代码优化工作的方法。NPB基准测试程序的测试结果表明,GCC基于值剖视的优化引入的开销小,与边剖视一起使用时能获得较好的优化效果,在不同程序间显示出一定的优化针对性和局限性,值剖视信息的类型与数量、优化种类等存在较大的改进空间。     

The design of a language processor generator

Language processor generators are systems that produce various language processors (including compilers) on the basis of a high-level specification. The design of language processor generators is discussed on the basis of experiments with a traditional compiler writing system (HLP78) employing pore LALR parsing and general attribute grammars. It is argued that these methods are too primitive from the practical point of view. The design of a new language processor generator, HLP84, is based on this view. This system is an attempt to provide high-level tools for a restricted class of applications (one-pass analysis). The syntactic facilities include regular expressions on the right-hand sides of productions, a disambiguating mechanism that is integrated with regular expressions, and a mechanism for using semantic information to aid parsing. The semantic facilities include automatic support for semantic error handling and for symbol tables. Early experiences with the new system show that in spite of the general overhead caused by the higher automation level, the system allows the generation of reasonably efficient processors.     

网络处理器的编译器聚集

描述了针对异构多核处理器的编译器Shangri-la基于Whirl2c构建统一编译后端框架采用的编译器的聚集技术,介绍了它采用的地址转换方法来解决聚集时不同寻址方式面临的指针共享问题。这些技术的运用使Shangri-la很好地整合了两种不同内核的编译工作。这种统一的编译平台使得网络程序员从传统繁琐的网络程序编写方式中解放出来。     

面向IXP网络处理器的内联优化

内联优化是一种有效的编译优化技术,它通过将函数体直接嵌入到调用点来消除函数调用开销。然而,网络处理器特殊的体系结构对内联优化提出了新的要求,需要新的技术辅助传统内联优化来更好地适应这种特殊的体系结构。本文描述了如何利用关键路径提取技术和迭代编译技术对传统内联优化技术进行扩充和改造,来更好地适应IXP体系结构。实验数据表明,改进后的内联优化能够有效地提高网络系统的性能。     

GCC编译器中循环数组预取优化的实现及效果

数据预取技术是为缓解微处理器与DRAM之间速度差异而出现的隐藏访存延迟的方法。GCC作为广泛使用的开源编译器,在tree-ssa上对循环级数组实现了预取优化。在深入分析GCC4.9循环级数组预取的基本实现机制,以及剖析基于预取收益和分析时间的三种不予预取的代价模型的基础上,得出影响循环数组预取效果的几个因素,并针对典型测试用例测试了GCC编译器循环数组预取的效果。此项工作对于改进和提高GCC现有循环级数组的预取优化有指导意义。