基于GCC的軟件流水技術(shù)的研究.pdf

1、在計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和通信技術(shù)高速發(fā)展的今天，嵌入式系統(tǒng)取得了長足的進(jìn)步。這不僅表現(xiàn)在從事嵌入式系統(tǒng)開發(fā)研究的人員隊(duì)伍日益壯大，嵌入式處理器和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的性能增強(qiáng)和產(chǎn)品升級換代，更重要的體現(xiàn)在嵌入式技術(shù)應(yīng)用范圍的急劇擴(kuò)大。 在現(xiàn)在日益信息化的社會中，各種各樣的新型嵌入式系統(tǒng)設(shè)備在應(yīng)用數(shù)量上已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過通用計(jì)算機(jī)，任何一個(gè)普通人都可能擁有從大到小的各種使用嵌入式技術(shù)的電子產(chǎn)品，小到mp3，PDA等微型數(shù)字化產(chǎn)品，大到網(wǎng)絡(luò)家電，智能家

2、電，車載電子設(shè)備。而在工業(yè)和服務(wù)領(lǐng)域中，使用嵌入式技術(shù)的數(shù)字機(jī)床，智能工具，工業(yè)機(jī)器人等也將逐漸改變傳統(tǒng)的工業(yè)和服務(wù)方式。 隨著嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷加深，對嵌入式系統(tǒng)性能的要求也不斷的提高。為了滿足這種不斷提高的要求就必須從硬件和軟件兩個(gè)方面來著手。在硬件方面，應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)中的大量的微處理器都采用了多發(fā)射的體系結(jié)構(gòu)，從而能夠支持指令級別上的并行執(zhí)行。為了適應(yīng)處理器的這種功能以便充分發(fā)揮處理器的性能，通常需要在編譯過程中通

3、過各種代碼優(yōu)化技術(shù)來發(fā)掘程序的指令級并行性。軟件流水就是這樣一種通過發(fā)掘循環(huán)的不同迭代的不同部分的指令間并行性，使這些指令并行執(zhí)行，從而提高循環(huán)的執(zhí)行效率的優(yōu)化技術(shù)。 GCC是嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中廣泛使用的一種開放源代碼的編譯器。其在4.0.0版本中開始加入采用模調(diào)度算法的軟件流水技術(shù)。擺動模調(diào)度是一種在進(jìn)行近似最優(yōu)化調(diào)度的同時(shí)盡力減小寄存器壓力的軟件流水算法。雖然其在調(diào)度過程中盡力減小寄存器壓力，但該算法與其他軟件流水算法一樣，還

4、是會導(dǎo)致調(diào)度后代碼的寄存器壓力增加。為了解決這種情況在提高指令并行性的同時(shí)也增加了寄存器壓力，而寄存器溢出技術(shù)正是解決寄存器壓力的有效方法。 本文首先對軟件流水技術(shù)進(jìn)行了研究，并著重探討了軟件流水技術(shù)導(dǎo)致調(diào)度后代碼寄存器壓力增大的原因以及解決辦法。然后分析了軟件流水在GCC編譯器中的具體實(shí)現(xiàn)，提出了適用于GCC中擺動模調(diào)度算法的寄存器壓力控制方法以及其在GCC中的實(shí)現(xiàn)。最后對提出的方法及其在GCC中的實(shí)現(xiàn)的結(jié)果進(jìn)行了分析。