向量VLIW處理器的寄存器溢出處理優(yōu)化技術(shù)研究.pdf

1、現(xiàn)代處理器體系結(jié)構(gòu)的硬件設(shè)施已經(jīng)具有非常優(yōu)良的性能，特別是向量VLIW處理器同時(shí)具有標(biāo)量和向量處理單元。與超標(biāo)量、超流水等高性能的體系結(jié)構(gòu)不同，VLIW的指令調(diào)度、相關(guān)性檢查等工作是交由編譯器實(shí)現(xiàn)的。因此，相應(yīng)的編譯優(yōu)化技術(shù)是挖掘處理器優(yōu)良性能的關(guān)鍵所在。寄存器分配作為編譯的重要環(huán)節(jié)，負(fù)責(zé)將中間代碼的符號(hào)寄存器轉(zhuǎn)換成目標(biāo)機(jī)器的物理寄存器，盡可能有效地使用寄存器存儲(chǔ)操作數(shù)來(lái)提高代碼執(zhí)行效率。為了解決寄存器數(shù)量有限而無(wú)法完全容納寄存器分配候

2、選者的問(wèn)題，往往不得不通過(guò)寄存器溢出把數(shù)據(jù)臨時(shí)存放在存儲(chǔ)器中。對(duì)寄存器溢出問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化處理往往可以改善代碼質(zhì)量、合理利用資源。本文結(jié)合向量VLIW處理器的特點(diǎn)，對(duì)圖著色方法下的寄存器溢出問(wèn)題開(kāi)展了以下幾個(gè)方面的研究：
　　1、復(fù)寫指令優(yōu)化。在向量體系結(jié)構(gòu)的范疇內(nèi)，考查源符號(hào)寄存器和目標(biāo)符號(hào)寄存器對(duì)應(yīng)的網(wǎng)都要被溢出的復(fù)寫指令，設(shè)計(jì)了復(fù)寫指令優(yōu)化方法。在目標(biāo)符號(hào)寄存器對(duì)應(yīng)的網(wǎng)的定值僅存在于該復(fù)寫指令的情況下，該方法分標(biāo)量和向量?jī)煞N復(fù)寫

3、指令使用不同的存儲(chǔ)空間來(lái)存放復(fù)寫指令優(yōu)化相關(guān)的溢出數(shù)據(jù)，并插入相應(yīng)的數(shù)據(jù)恢復(fù)指令從標(biāo)量或向量存儲(chǔ)空間恢復(fù)數(shù)據(jù)，達(dá)到替換原復(fù)寫指令作用的目標(biāo)。該優(yōu)化方法能夠達(dá)到減少標(biāo)量或向量復(fù)寫指令數(shù)目和節(jié)約存儲(chǔ)資源的效果。
　　2、循環(huán)中定值溢出或使用恢復(fù)優(yōu)化。循環(huán)中可能存在需要溢出的網(wǎng)的定值或使用。本文針對(duì)向量體系結(jié)構(gòu)下的循環(huán)，設(shè)計(jì)了溢出處理優(yōu)化方法。對(duì)于要為其中的使用或定值插入溢出代碼的循環(huán)，該方法分標(biāo)量寄存器和向量寄存器兩個(gè)方面分析研究循環(huán)

4、中的活躍變量，如果它們的數(shù)量不多于相應(yīng)的可用寄存器數(shù)，將對(duì)定值的溢出或?qū)κ褂玫幕謴?fù)的代碼提到循環(huán)外。該優(yōu)化方法可使得循環(huán)內(nèi)的標(biāo)量或向量數(shù)據(jù)溢出和恢復(fù)指令減少，提高了代碼執(zhí)行效率。
　　3、溢出數(shù)據(jù)的存放方法優(yōu)化。被溢出的寄存器分配候選者的數(shù)據(jù)需要放到存儲(chǔ)器中。針對(duì)該問(wèn)題，本文研究了被溢出的數(shù)據(jù)不一定要放在不同的存儲(chǔ)單元的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的溢出數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的優(yōu)化算法。該算法通過(guò)分析每一遍寄存器分配處理過(guò)程中需要溢出的寄存器分配候選者的活