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基于SUIF2的C程序循环特征分析技术研究与实现

作　者: 陈桂茸
导　师: 徐炜遐；窦勇
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: 程序特征程序分析 SUIF2 循环 CLA 数据依赖
分类号: TP311.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 77次
引　用: 3次
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内容摘要

程序特征是决定计算机体系结构和编译优化技术发展方向的重要因素。同时研究表明,多媒体应用和科学计算是个人电脑的主要工作负载,达到90%以上,并且这一比例还在继续增长;而循环又是这两类程序的核心,占到总执行时间的90%以上。因此,针对循环的体系结构优化和编译优化技术成为新的研究热点。循环特征是针对循环的计算机系统软、硬件优化技术的基础,分析程序规律,充分挖掘潜藏在程序内部的循环特征势在必行。随着软件规模的不断增大,试图让人以阅读代码的方式来分析程序特征变得不可能。程序特征分析自动化是必然趋势。本文以斯坦福大学研究开发的SUIF2编译器前端为平台,设计和实现了一个C程序循环特征分析工具——CLA(C Loop Analyzer)。和传统的“基于源码”的分析软件不同,CLA采用了“基于中间表示”的设计方案,它不直接作用于源程序,而是通过对源程序的SUIF中间表示的分析来获取目标程序的信息。在设计和实现时,CLA采用“内嵌分流”的总体设计方案,简化了设计,减少了课题的工作量。CLA包括循环结构特征分析和循环内数据相关分析两大部分。本文在深入研究循环结构特征和数据相关理论的基础上,重点介绍了这两大模块的详细设计和实现算法。文末,我们给出了CLA的测试方案和测试结果。测试结果表明:CLA设计合理、实现有效、功能正确。

全文目录

摘要  9-10
ABSTRACT  10-11
第一章绪论  11-18
  1.1 程序分析对计算机软硬件设计的影响  11-13
    1.1.1 程序分析对计算机系统结构设计的影响  11-12
    1.1.2 程序分析对编译器设计的影响  12-13
  1.2 课题研究的背景及意义  13-14
  1.3 研究现状及面临的主要技术挑战  14-15
  1.4 课题的研究目标及内容  15-17
  1.5 论文结构  17
  1.6 论文研究成果  17-18
第二章方案设计与平台研究  18-31
  2.1 方案设计  18-20
    2.1.1 程序分析策略  18-19
    2.1.2 设计思想  19-20
  2.2 设计平台选择与研究  20-30
    2.2.1 设计平台的选择  20-23
    2.2.2 设计平台研究  23-30
  2.3 小结  30-31
第三章 CLA 总体设计  31-35
  3.1 CLA 的设计思想  31-32
  3.2 CLA 框架设计  32-34
  3.3 小结  34-35
第四章 CLA 循环结构特征分析设计与实现  35-52
  4.1 基本循环形态  35-37
  4.2 循环抽象和建模  37-42
    4.2.1 循环的抽象  37-39
    4.2.2 循环模型研究  39
    4.2.3 循环的表示  39-42
  4.3 循环结构特征的提取和分析  42-50
    4.3.1 循环基本信息提取  42-44
    4.3.2 循环层次特征分析  44-46
    4.3.3 简单循环的识别  46-47
    4.3.4 单层循环运算特征分析  47-49
    4.3.5 单层循环库函数调用情况分析  49-50
  4.4 基于结构特征的循环分类  50-51
  4.5 小结  51-52
第五章 CLA 数据依赖分析设计与实现  52-68
  5.1 数据依赖  52-60
    5.1.1 数据依赖类型  52-55
    5.1.2 数据依赖分析概述  55-56
    5.1.3 典型数据依赖算法  56-60
  5.2 数据变量在SUIF2 中的表示  60-61
  5.3 CLA 数据依赖分析实现  61-67
    5.3.1 依赖信息提取  61-64
    5.3.2 依赖关系分析  64-66
    5.3.3 数据依赖分析示例  66-67
  5.4 小结  67-68
第六章 CLA 测试与应用  68-78
  6.1 测试方案  68-69
  6.2 测试及结果分析  69-74
    6.2.1 测试案例一：循环结构特征分析  69-72
    6.2.2 测试案例二：数据依赖分析  72-74
  6.3 应用CLA 分析SPEC2000  74-77
  6.4 小结  77-78
第七章结束语  78-80
  7.1 全文总结  78-79
  7.2 展望  79-80
致谢  80-81
参考文献  81-84
作者在学期间取得的学术成果  84

基于SUIF2的C程序循环特征分析技术研究与实现

内容摘要

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