代码生成阶段的循环不变量外提

循环不变量外提是一种传统的优化算法。在现代编译嚣中。循环不变量通常在编译器的中端中被删除或外提。中端的中间表示是目标处理机无关的，而编译器的后端的中间表示是目标处理机相关的。尽管中端的优化十分有效，但是从中端的中间表示向后端的中间表示转化的过程中会引入许多循环不变量。因此，有必要在后端再进行循环不变量外提。由于在指令调度的过程能够比较容易地决定一个循环不变量是否需要外提，我们将这一个阶段集成到指令调度中。为了降低指令调度的复杂性，我们把循环不变量的识别和外提区分开来。“识别”独立进行，而决定是否“外提”并实施“外提”则集成到指令调度阶段中。我们在开放源码编译器ORC的代码生成模块中具体实现了本文所介绍的算法。实验结果显示，在代码生成阶段的循环不变量外提能够提高目标代码1％的性能。我们的代价模型避免了78％的循环不变量不必要地外提到循环之外。     

ORC的全局指令调度技术

IA-64是一种崭新的体系结构．它为挖掘程序中潜在的指令级并行提供了丰富的硬件支持，例如：大寄存器组、(控制／数据)投机、谓词等．Itanium是IA-64的一个具体实现．该文作者将Bernstein的基于超标量处理机的全局指令调度算法应用于显式并行(EPIC)的Itanium处理机上．在结合Itanium处理机特性的同时，作者对Bernstein的算法有以下两点创新：(1)应用层次化区域．相对于传统的扁平区域，这样的区域具有很强的灵活性并提供了调度器大小合适的调度范围，使其既能充分利用硬件资源又能够有效地控制调度的时间和空间开销．(2)集成P—Readyr指令调度．P—Ready是在与Bernstein算法框架差异很大的上下文中提出的．P—Ready指令调度能够把优先级高的指令尽早调度即使这条指令并没有在所有经过它的执行路径上解除数据依赖．集成P—Readyr指令调度到Betnstein的算法框架上是十分有意义的．作者在“基于Itanium处理机的开放源码编译器ORC”中实现了该文介绍的算法，实验结果显示全局指令调度器对CPU2000int基准测试例平均有8．4％的运行时加速比．作为应用层次化区域的优越性的一个反映，调度指令跨越嵌套循环最高可取得12．9％的运行时加速比．此外，P—Ready指令调度对CPU2000int的测试例平均有1．37％的运行时加速比，最高可达7．6％．     

IA-64二进制翻译中优化代码消除技术

IA-64架构为获得高性能支持许多先进体系结构的特性,例如显式指令级并行,指令判定执行,以及投机装入等,这些特性对编译器是可见的,但是为了充分利用这些体系结构的特性,编译器优化往往将程序的代码进行深度重构,使得从优化后的可执行代码中很难恢复源程序逻辑。本文提出了在IA-64二进制翻译中应用优化代码消除技术,提高翻译效率和生成目标机代码的质量。     

指令级并行中谓词分析技术的研究

谓词支持是IA 6 4体系结构的新特征 ,它为发掘指令级并行提供了更多的机会 ,同时给编译器的设计者增加了难度 .谓词是条件执行的依据 ,是提高指令级并行的新途径 .该文介绍在ORC(IA 6 4OpenResearchCompiler)中首次设计实现的基于谓词划分图的谓词分析技术及其在指令调度中的应用 .利用谓词分析技术建立了谓词关系数据库、指令调度查询谓词关系数据库提高指令级并行 .文章着重论述了谓词关系数据库的核心———谓词划分图的建立 ,在谓词划分图的基础上实现了谓词关系的计算和查询 ,实际结果表明谓词分析技术有显著优化效果 .     

支持有向有环图的微调度方法

指令调度是编译器中的重要优化阶段．如何充分利用处理器结构相关的资源,发掘程序并行性,以提高编译优化性能和增强代码可适应性,一直是指令调度的研究难点之一．目前微调度已经取得了一定的效果,但对软件流水产生的有向有环图则未能提供支持．在ORC中提出并实现了一种基于IA-64体系结构的支持有向有环图的微调度方法,有效地减少了程序执行周期和流水线停顿,取得了较为满意的编译优化性能．     

代码优化与指令调度的集成

在开发指令级并行性的编译器中,如果代码优化和指令调度各自独立进行,将导致代码优化效果的下降甚至产生副作用,文中针对这一问题,提出了代码优化和指令调度集成的思想,在此思想的基础上,介绍了一个适合于代码优化集成的指令调度算框架;并从优化的有效性、是否可逆和优化机会的产生等方面进行了分析,选出了适合集成入指令调度的传统优化种类;最后给出了这些优化的具体集成方法,该文提出的方法已经在一个指令级并行编译器上进行了实验,实验数据证明,这种优化集成方法能使优化的效果明显改善。     

魂芯分簇VLIW DSP上指令调度的优化

魂芯DSP处理器是一款32 bit静态超标量、分簇结构的、支持SIMD的VLIW处理器。魂芯DSP芯片有4个执行簇和3个内存块,但簇间数据传输和寻址会占用总线带宽。魂芯DSP上每个簇中有大量的计算部件,但是现有的编译器框架中指令调度算法是针对非分簇结构的,无法充分利用魂芯DSP的分簇结构特点,产生出高效的指令级并行代码。根据魂芯处理器架构分簇的特点,提出了在魂芯DSP上进行指令分簇和指令调度的启发式算法,并且在开源Open64编译器框架上进行了实现。实验结果表明,该算法在魂芯DSP编译器上的实现可以显著提高一些在DSP上有着计算密集型程序的性能。     

改进的指令总线功耗优化策略

针对编译器系统设计和编译中的低功耗优化,基于可重定向编译器,实现在编译器后端对VLIW指令总线进行功耗优化的策略.通过对编译生成的二进制目标码进行横向再调度来减少指令总线上的高低电位切换次数,达到降低系统功耗的目的.对编译后端的软件流水和超块调度两种性能优化策略进行对比实验,表明其优化效果在30%以上,并且代码的指令级并行性(Instruction Level Parallelism,ILP)与优化效果存在明显的相关性.最后,通过ILP对该策略提出改进,以指令级并行信息指导功耗优化,在功耗优化效果损失不大的前提下,可节省多达20%的算法开销.     

基于分布存储系统的并行编译关键技术

分布存储系统的并行编译器需要解决各局部存储器之间数据分布问题和各处理机之间通信优化问题。论文并行编程模型、代码和数据分布、通信优化以及代码生成问题四个方面论述了基于分布存储系统的并行编译关键技术并提出了进一步研究所要解决的问题。     

基于Open64上的特殊指令合成策略研究与实现

Open64是一个拥有GNU通用公共许可证的开源高性能编译器,设计结构好,分析优化全面,是编译器高级研究的理想平台。本文针对BWDSP处理器所提供的高效特殊运算指令,在Open64基础上研究并实现了面向BWDSP中的特殊指令合成策略。该策略通过扩展并重定向编译器后端模块,能够充分地利用BWDSP中的复数指令、累加指令、乘累加指令和平方和指令等特殊指令。实验结果表明,本文提出的特殊指令合成策略能够很大程度上提高程序的性能。