80位浮点运算的编译实现与优化

本文介绍了80位浮点运算的编译实现技术,在IA-64平台上针对一套科学计算测试程序进行了性能瓶颈分析。利用IA-64体系结构特点,改进和实现了用户定义函数的自动内联、高级循环变换、数据预取、80位浮点数学库函数内联扩展四种编译优化。测试结果表明,这些优化手段显著提高了80位浮点运算的串行性能和并行性能。     

用表驱动算法在GCC中优化实现指数函数

科学计算中的许多领域都需要快速而精确地计算超越函数,即exp、log、sin、tan等此类函数。本文采用表驱动算法,结合IA-64体系结构特点,在GCC中优化实现了指数函数（exp）,提高了GCC编译器在IA-64系统上的浮点性能,为在IA-64和其它平台上高效实现所有超越函数打下了基础。     

IA-64解码器自动生成器的设计与实现

IA-64体系结构使用64位指令集,该指令集应用显式并行指令计算(EPIC)技术,可提供更高的指令级并行性(ILP),但同时也给IA-64二进制代码流的分析和变换带来了困难.介绍了一个IA-64解码器自动生成器的结构与实现,该生成器的输入为IA-64指令集的SLED描述,自动生成用于IA-64指令解码器的C代码.通过该生成器可有效减少解码器的开发时间,确保解码器的正确性,提高解码器的执行效率.实现的自动生成器可应用于IA-64二进制翻译及逆向工程中.     

数据融合优化在IA-64机器上的性能可移植性测试和分析

文章[1]中提出了数组之间的数据融合优化方法,并以IA-32服务器为平台测试了数据融合优化的效果。测试结果表明,在IA-32机器上,数据融合优化在性能代价模型的控制下,能较好地改善具有非连续数据访问特征的应用程序的CACHE利用率。那么,在新一代体系结构IA-64平台上,数据融合优化的效果如何呢?该文分别以IntelIA-32服务器和HPITANIUM服务器为平台,用IntelFORTRAN编译器ifc和efc及自由软件编译器g95分别编译并运行数据融合优化变换前后的程序,获得两种平台上的执行时间及相关的性能数据。测试结果表明,源程序级的数据融合优化不能很好地与IA-64平台上的EFC编译器高级优化配合工作,在O3级优化开关控制下,优化效果是负值。此测试结果进一步表明,编译高级优化如数据预取、循环变换和数据变换等各种优化必须结合体系结构的特点统筹考虑,才能取得好的全局优化效果。该文为研究各种面向IA-32体系结构的编译优化算法在IA-64体系结构上的性能可移植性优化起到抛砖引玉的作用。     

Itanium processor microarchitecture

The Itanium processor is the first implementation of the IA-64 instruction set architecture (ISA). The design team optimized the processor to meet a wide range of requirements: high performance on Internet servers and workstations, support for 64-bit addressing, reliability for mission-critical applications, full IA-32 instruction set compatibility in hardware, and scalability across a range of operating systems and platforms. The processor employs EPIC (explicitly parallel instruction computing) design concepts for a tighter coupling between hardware and software. In this design style the hardware-software interface lets the software exploit all available compilation time information and efficiently deliver this information to the hardware. It addresses several fundamental performance bottlenecks in modern computers, such as memory latency, memory address disambiguation, and control flow dependencies     

基于SLED的IA-64指令描述

作为64住处理器架构的IA-64提供了更高的指令级并行性(ILP)，并代表了一种新型微处理器的发展方向，对IA-64二进制指令代码流的自动分析和变换．在基于机器和操作系统的的描述来实现IA-64二进制自动翻译和逆向工程中有重要的意义。本文概述了SLED与IA-64的指令特点，详细介绍了基于SLED对IA-64指令的描述和利用MLTK自动生成反向工具的设计与实现技术．并给出了自动生成反汇编的测试结果。     

IA-64二进制翻译中软件流水代码消除技术

IA-64体系结构使用软件流水提高程序的执行性能,但产生的二进制代码跟机器特性紧密相关,给代码跨平台移植造成了困难。该文针对IA-64体系结构下软件流水的特点,提出2种软件流水代码消除方法,它能够将软件流水代码转换成语义等价无硬件依赖的串行代码,实验验证了这2种方法的有效性。     

Linux/IA64存储管理的研究

安腾处理器家族是Intel公司新一代64位处理器,它已成功应用于科学计算和事务处理等领域,Linux是支持IntelIA-64平台的主流操作系统之一。该文研究了Linux/IA64存储管理,包括Linux/IA64灵活的地址空间划分、TLB等机制,并着重讨论了与IA64VHPT(VirtualHashPageTable)walker紧密结合的虚实地址变换、基于IA64区ID的懒惰TLB刷新等新技术。     

IA-64采用的断定技术

Intel的64位体系结构是真正的64位计算环境.传统体系结构中处理分支时,存在着时间和功能部件利用的浪费.IA-64体系结构采用了断定的技术,它通过提前运行各个分支,然后根据需要取定一个值,使得整个系统的运行速度得到提高,增加了处理器的并行处理能力.断定技术能成功地消除大部分的转移,减少错误预告.     

一种IA-64架构下的大规模流媒体服务器缓存调度算法

在大规模流媒体服务中,缓存管理是非常关键的问题.特别是随着IA64架构的出现,物理内存的大小可大大得到增加,缓存管理策略正变得越来越重要.目前已经有很多缓存管理算法,其中间隔缓存策略通常被认为是比较有效的一个.但是以往的各种基于间隔的算法大多没有考虑媒体对象的流行程度,致使缓存的利用率受到了影响.通过对媒体对象的流行程度的特点进行研究,并考虑到利用IA64系统中的大内存的思想,提出了一种基于流行程度的间隔缓存策略.同时,为了分析该算法的性能,引入了一个算法的性能分析模型.分析结果显示该算法比传统的间隔缓存策略具有更好的性能.     

IA-64架构的寄存器机制的几点研究

IA－64架构是Intel公司开发出的新一代64位微处理器体系结构，它的设计思想介于传统的RISC（精简指令集计算机）和并行处理器之间，其特殊的寄存器栈机制为应用程序提供了大量可用的通用寄存器，作者对支持IA－64的编译器进行了设计和实现，过程了IA－64的寄存器结构，寄存器栈轮转做了一些深入研究，本文对比传统处理器架构中的寄存器结构，对该寄存器栈机制在编译器中实现的重要特点进行了阐述。     

控制与数据投机优化技术的研究

控制投机和数据投机是提高程序指令级并行度的有效方法．为了保证投机指令的正确执行，须解决两个问题，即延迟触发控制投机指令导致的异常和数据投机中的别名歧义．这需要硬件的支持才能做到，所以以前在这方面的研究大多是在模拟器上进行的，侧重于描述对模拟器结构的扩展．而IA-64是第一个同时支持这两种优化的体系结构．基于此，作者用一个统一的框架在IA-64开放源码研究编译器(ORC)中首次实现了控制与投机优化．该文以编译器为侧重点，介绍了投机优化中的几个核心问题及其解决方法，其中包括一种新的用来维护投机代码正确性的算法．实验结果表明这种方法是有效的．     

IA-64逆向工程中投机代码消除技术研究

投机机制通过改善内存操作的效能而提高程序执行性能,但是它需要大量复杂的代码处理投机失败及恢复,增加了程序的理解和代码重建工作的复杂性。文章提出了投机代码消除技术,描述了如何应用该技术消除优化后的IA-64二进制代码中的投机指令,并证明了程序的语义不变,最终使得投机消除后的代码更容易理解,提高了对IA-64代码进行再工程的效率和代码质量。     

PA-RISC to IA-64: transparent execution, no recompilation

Making the transition to a new architecture is never easy. Users want to keep running their favorite applications as they normally would, without stopping to adapt them to a different platform. For some legacy applications the problem is more severe. Without all the source code, it is well-nigh impossible to recompile the application to a new platform. Binary translation helps this transition process because it automatically converts the binary code from one instruction set to another without the need for high-level source code. However, different choices force different trade-offs between some form of interpretation (or emulation) and static translation. Interpretation requires no user intervention, but its performance is slow. Static translation, on the other hand, requires user intervention but provides much better performance. To help PA-RISC (precision architecture-reduced instruction set computing) users migrate to its upcoming IA-64 systems, Hewlett-Packard has developed the Aries software emulator, combining fast interpretation. The article describes how the system works and outlines its performance characteristics and quality     

IA-64二进制代码switch语句恢复技术研究

在对IA-64二进制代码进行分析的过程中,一个基本的问题就是识别通过跳转表实现的switch语句中n-条件分支的目标地址,该问题的解决使得对指定过程的机器指令的解码更加完整。文章基于切片和表达式置换技术,结合IA-64中为switch语句生成的汇编代码特点,给出了恢复跳转表及目标地址的方法,从而可以将包含跳转表的IA-64二进制代码恢复为高级switch语句。     

指令描述的自动检测技术

通过使用高级说明语言描述指令集,自动生成指令编码和解码程序,使单调乏味而且非常容易出错的机器代码重定向工作自动化,并且通过反汇编测试平台对这项描述的正确性实现自动检测.这对于64位、具有更高的指令级并行性（ILP）的IA-64,在二进制指令代码流的自动分析和变换,基于机器和操作系统的描述来实现IA-64二进制自动翻译和逆向工程中有重要的意义.概述了对IA-64指令的SLED描述,详细阐述了利用NJMCT自动生成反向工具的设计与实现技术.     

IA-64软件流水中旋转寄存器逆向分析技术

安腾（IA-64）提供的旋转寄存器机制使软件流水代码难于理解、调试和移植,在分析IA-64旋转寄存器机制的基础上,提出一种旋转寄存器逆向分析方法。该方法通过分析软件流水阶段计算旋转间距,由旋转间距识别出流水代码中的旋转相关寄存器。将该方法应用于静态二进制编译系统12A中,通过实验证明能够有效消除旋转寄存器对二进制翻译带来的影响。     

Internet Streaming SIMD Extensions

Because floating-point computation is the heart of 3D geometry, speeding up floating-point computation is vital to overall 3D performance. To produce a visually perceptible difference in graphics applications, Intel's 32-bit processors-based on the IA-32 architecture-required an increase of 1.5 to 2 times the native floating-point performance. One path to better performance involves studying how the system uses data. Today's 3D applications can execute a lot faster by differentiating between data used repeatedly and streaming data-data used only once and then discarded. The Pentium III's new floating-point extension lets programmers designate data as streaming and provides instructions that handle this data efficiently. The authors designed the Internet Streaming SIMD Extensions (ISSE) to enable a new level of visual computing on the volume PC platform. They discuss their results in terms of boosting the performance of 3D and video applications     

An advanced optimizer for the IA-64 architecture

The IA-64 architecture's rich set of features enable aggressive high-level and scalar optimizations-supported by the latest analysis techniques-to improve integer and floating-point performance     

IA-64二进制翻译中跳转表恢复技术

基于IA-64体系结构下二进制翻译系统,本文提出了应用过程内静态切片技术恢复索引跳转中跳转表以及目标地址的解决方案。并通过在IA-64体系结构上对C和C 编译器产生的代码进行测试,表明通过该技术可以很好的解决二进制翻译中跳转表的恢复问题,提高二进制解码的覆盖率。