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處理器同時具有標量和向量處理單元。與超標量、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)，負責(zé)將中間代碼的符號寄存器轉(zhuǎn)換成目標機器的物理寄存器，盡可能有效地使用寄存器存儲操作數(shù)來提高代碼執(zhí)行效率。為了解決寄存器數(shù)量有限而無法完全容納寄存器分配候

2、選者的問題，往往不得不通過寄存器溢出把數(shù)據(jù)臨時存放在存儲器中。對寄存器溢出問題進行優(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，對圖著色方法下的寄存器溢出問題開展了以下幾個方面的研究：
　　1、復(fù)寫指令優(yōu)化。在向量體系結(jié)構(gòu)的范疇內(nèi)，考查源符號寄存器和目標符號寄存器對應(yīng)的網(wǎng)都要被溢出的復(fù)寫指令，設(shè)計了復(fù)寫指令優(yōu)化方法。在目標符號寄存器對應(yīng)的網(wǎng)的定值僅存在于該復(fù)寫指令的情況下，該方法分標量和向量兩種復(fù)寫

3、指令使用不同的存儲空間來存放復(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)指令從標量或向量存儲空間恢復(fù)數(shù)據(jù)，達到替換原復(fù)寫指令作用的目標。該優(yōu)化方法能夠達到減少標量或向量復(fù)寫指令數(shù)目和節(jié)約存儲資源的效果。
　　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。本文針對向量體系結(jié)構(gòu)下的循環(huán)，設(shè)計了溢出處理優(yōu)化方法。對于要為其中的使用或定值插入溢出代碼的循環(huán)，該方法分標量寄存器和向量寄存器兩個方面分析研究循環(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)需要放到存儲器中。針對該問題，本文研究了被溢出的數(shù)據(jù)不一定要放在不同的存儲單元的問題，設(shè)計了相應(yīng)的溢出數(shù)據(jù)存儲的優(yōu)化算法。該算法通過分析每一遍寄存器分配處理過程中需要溢出的寄存器分配候選者的活