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IA-64指令调度研究

作　者: 彭林
导　师: 赵克佳
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: 编译优化 IA-64体系结构 指令调度 GCC
分类号: TP303
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要


随着计算机技术的发展,达到高性能的任务从硬件转向软件已成为现代体系结构发展的趋势,编译器作为基础的系统软件越来越重要。在现代系统结构中,指令调度是最重要的编译优化之一,对提高计算机性能有着重大的影响,同时指令调度由于其复杂性,对它的研究充满了挑战。 IA-64体系结构的特点是紧密结合编译器和硬件来提升性能,它提供丰富的支持机制开发指令级并行。随着IA-64体系结构的实现产品Itanium系列处理器在高端服务器的使用,通过指令调度开发IA-64体系结构上的高性能成为许多研究者关注的热点问题。 本文以IA-64体系结构目标平台,对指令调度展开研究。首先,从程序语义的角度对指令调度中开发并行性进行了分析,研究了主流的指令调度技术,对各种技术的优缺点进行了比较,提出了基于区域的指令调度算法的框架。 本文分析了IA-64体系结构的技术特征,深入研究了IA-64体系结构指令调度相关特性。在此基础上,剖析了GNU Compiler Collection(GCC)编译器在IA-64平台的指令调度过程,结合对Open Research Compiler(ORC)与Intel商用编译器指令调度部分的分析,总结出IA-64平台进行指令调度的一些关键因素。最后,指出了GCC现有指令调度算法的优点,分析了GCC指令调度算法有待改进的地方,同时对其有待改进的地方,提出了改进的调度算法,实验数据表明改进算法改善了输出代码,对程序性能有一定的提升。

全文目录


图目录  7-8
表目录  8-9
摘要  9-10
ABSTRACT  10-11
第一章 绪论  11-18
  §1.1 课题研究背景与现状  11-15
    1.1.1 课题研究背景  11-13
    1.1.2 研究现状  13-15
  §1.2 课题研究内容  15-16
    1.2.1 课题来源  15
    1.2.2 课题研究重点  15
    1.2.3 课题研究难点  15-16
  §1.3 本课题的主要工作  16
  §1.4 论文结构  16-18
第二章 指令调度理论与IA-64体系结构研究  18-43
  §2.1 指令调度的定义与特征  18-19
    2.1.1 指令调度的定义  18-19
    2.1.2 指令调度的特征  19
  §2.2 依赖关系与依赖图  19-22
    2.2.1 依赖关系  19-21
    2.2.2 依赖图  21
    2.2.3 依赖关系的变换  21-22
  §2.3 硬件资源约束  22-23
    2.3.1 硬件资源约束的种类  22
    2.3.2 硬件资源冲突判别方法分析  22-23
  §2.4 基于区域的指令调度模型  23-25
  §2.5 调度区域  25-33
    2.5.1 调度区域的形式  26-27
    2.5.2 调度区域的形成  27-32
    2.5.3 调度区域的比较  32-33
  §2.6 调度方法  33-35
  §2.7 相关领域的比较  35-36
  §2.8 IA-64体系结构指令调度相关特性  36-43
    2.8.1 指令模板  37-40
    2.8.2 分派规则  40-41
    2.8.3 其他特性  41-43
第三章 IA-64平台指令调度分析与改进  43-61
  §3.1 GCC的基本结构与工作机理  43-47
    3.1.1 GCC的主要组成部分  43-44
    3.1.2 IA-64平台GCC的工作机理  44-47
  §3.2 GCC指令调度部分  47-55
    3.2.1 指令调度主体分析  48-52
    3.2.2 IA-64平台相关部分分析  52-54
    3.2.3 GCC指令调度的优点  54-55
  §3.3 IA-64平台指令调度关键因素  55-56
  §3.4 GCC指令调度有待改进的地方  56-57
  §3.5 改进算法  57-61
第四章 实验结果及分析  61-65
  §4.1 实验结果  61-62
  §4.2 结果分析  62-64
  §4.3 小结  64-65
第五章 结束语  65-66
致谢  66-67
附录A：攻读硕士期间发表的论文  67-68
附录B：攻读硕士期间参加的科研项目  68-69
参考文献  69-70

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 一般性问题 > 总体结构、系统结构
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