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龙芯2号链接后优化器的实现与分析

作　者: 陈瑜
导　师: 唐志敏
学　校: 中国科学院研究生院（计算技术研究所）
专　业: 计算机系统结构
关键词: 链接后优化 GLTO 龙芯2号处理器
分类号: TP332
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 61次
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内容摘要

链接后优化技术是在编译链接后对整个可执行程序再进行优化的一种技术。一方面,它克服了传统编译器的优化局限于一个函数、一个模块的缺点,将优化范围扩展到整个程序。另一方面,它充分利用了链接后确定的信息,发掘出更多的优化机会。我们参照Arizona大学为Alpha处理器设计的链接后优化器ALTO,针对龙芯2号处理器的微体系结构和指令集的特征,实现了龙芯上的链接后优化器GLTO(Godson Link TimeOptimizer)。GLTO使得龙芯处理器SPEC2000定点程序reference分值在龙芯2C平台上提高了9.4%,在龙芯2E平台上提高了9.2%,具有显著的优化效果。本文分析了主要优化策略的效果和产生的原因,提出了处理器的结构设计中的改进设想,结合龙芯处理器的指令集和结构特征提出了相关的优化,针对2E平台的特性提出了优化策略,并分析了优化选项的组合,最后将GLTO与ALTO做了对比分析。

全文目录

摘要  4-8
图目录  8-10
表目录  10-11
第一章引言  11-19
  1.1 链接后优化概述  11
  1.2 链接后优化分类  11-14
  1.3 链接后优化的优势  14-15
  1.4 本文的相关工作  15
  1.5 本文的贡献  15-16
  1.6 论文的组织  16-19
第二章链接后优化器的原理和实现  19-23
  2.1 链接后优化的原理  19-20
  2.2 实现和关键技术  20-23
    2.2.1 读入  20
    2.2.2 反汇编  20-21
    2.2.3 构造控制流图  21-22
    2.2.4 优化分析  22
    2.2.5 程序汇编  22
    2.2.6 文件信息修复  22-23
第三章优化效果分析  23-33
  3.1 消除不可到达代码  23
  3.2 全局常数传播  23-25
  3.3 过程间生存期分析  25-26
  3.4 间接调用转换为直接调用  26-28
  3.5 访存优化  28-29
  3.6 内联优化  29
  3.7 基于profile 的分析和优化  29-30
  3.8 优化分析小结  30-33
第四章针对指令集缺陷的优化  33-49
  4.1 转移指令offset 位溢出问题  33-34
  4.2 影响转移指令offset 位溢出的因素  34-36
  4.3 处理溢出指令的两种简单策略  36-38
    4.3.1 直接跳转(direct jumping) 策略  36-37
    4.3.2 远程跳转(distant jumping) 策略  37-38
  4.4 双向代码重排算法(BCL)  38-44
    4.4.1 链接基本块(basic block chaining)  39
    4.4.2 构建超链(super chain forming)  39-40
    4.4.3 排布超链(super chain layout)  40-44
  4.5 性能分析对比  44-49
第五章龙芯2E 平台相关优化  49-55
  5.1 Move Condition 优化  49-51
    5.1.1 基本算法  49-50
    5.1.2 性能分析对比  50-51
  5.2 2E 平台优化选项效果分析  51-52
  5.3 2E 平台优化选项组合  52-55
第六章 GLTO 与ALTO 对比分析  55-59
  6.1 优化效果差异分析  55-57
  6.2 优化策略差异  57-59
第七章结束语  59-61
  7.1 本文工作总结  59
  7.2 下一步研究方向  59-61
参考文献  61-63
致谢  63-64
作者简历  64

龙芯2号链接后优化器的实现与分析

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