動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯系統(tǒng)中浮點(diǎn)運(yùn)算單元研究.pdf

1、在動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯系統(tǒng)中,浮點(diǎn)運(yùn)算單元是用來(lái)翻譯和執(zhí)行浮點(diǎn)運(yùn)算指令的一個(gè)重要組成部分。它負(fù)責(zé)翻譯前端可執(zhí)行程序中的浮點(diǎn)指令,使得相應(yīng)邏輯能夠在后端處理器上正確執(zhí)行。浮點(diǎn)運(yùn)算單元在保證正確性的前提下,提高其性能是一個(gè)重要指標(biāo)。CrossBit是一個(gè)可重定向的動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯系統(tǒng),在X86后端中已利用X87浮點(diǎn)指令實(shí)現(xiàn)了浮點(diǎn)運(yùn)算單元。除了X87浮點(diǎn)運(yùn)算單元,X86平臺(tái)還有SSE浮點(diǎn)運(yùn)算單元。本文研究如何在CrossBit中綜合利用這兩個(gè)浮點(diǎn)運(yùn)算

2、單元,構(gòu)造一個(gè)更高效的混合式的浮點(diǎn)運(yùn)算單元,從而提高CrossBit浮點(diǎn)運(yùn)算單元的執(zhí)行性能。要使CrossBit能夠使用SSE浮點(diǎn)指令,需要有既能夠表達(dá)前端MIPS浮點(diǎn)指令,又能夠表達(dá)后端SSE浮點(diǎn)指令的中間指令。在混合式浮點(diǎn)運(yùn)算單元設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過(guò)程中,論文的主要工作包括：一、擴(kuò)充和改進(jìn)中間指令,解決了中間指令能夠同時(shí)表達(dá)X87浮點(diǎn)指令和SSE浮點(diǎn)指令的問題。二、X87浮點(diǎn)指令和SSE浮點(diǎn)指令共享前端浮點(diǎn)狀態(tài)部件,解決了兩種指令能夠共存的

3、問題。三、實(shí)現(xiàn)了前端MIPS指令到擴(kuò)充后中間指令的解釋器。四、實(shí)現(xiàn)了擴(kuò)充后中間指令到后端X87和SSE浮點(diǎn)指令的翻譯器。五、實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)化的圖染色寄存器分配算法,與動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯系統(tǒng)中幾種常見寄存器分配算法進(jìn)行了比較,實(shí)驗(yàn)表明,該算法具有最優(yōu)性能。使用該算法實(shí)現(xiàn)了浮點(diǎn)寄存器分配器。本文在自主研發(fā)的動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯基礎(chǔ)研究平臺(tái)CrossBit實(shí)施了該浮點(diǎn)運(yùn)算單元,能夠正確執(zhí)行基本浮點(diǎn)運(yùn)算指令。實(shí)驗(yàn)表明,混合式浮點(diǎn)運(yùn)算單元綜合了兩種浮點(diǎn)運(yùn)算單元的