DEMS編譯器的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、處理器設(shè)計邁入了multi-core多核時代，為最大限度地發(fā)掘多核并行性能，結(jié)構(gòu)界大多采用了以大塊指令為單位執(zhí)行，塊內(nèi)的指令采用數(shù)據(jù)流方式組織，塊與塊之間遵循控制流方式執(zhí)行，上述功能大都是通過專用的編譯器完成，實現(xiàn)以上功能編譯器是面向科學(xué)計算高性能多核設(shè)計首先要解決的問題。
　　DEMS編譯器是具有上述功能的編譯器，同時本編譯器的特點是支持現(xiàn)有編程模型，這樣不需要專用數(shù)據(jù)流編程語言就能寫出適合多核處理器執(zhí)行的程序。本文以目標(biāo)處理器

2、業(yè)務(wù)需求為起點，給出了DEMS編譯器的需求分析和總體設(shè)計思想，并對DEMS編譯器的設(shè)計方案進行了選擇論證，完成了DEMS編譯器的功能模塊劃分，并最終完成了DEMS編譯器模塊的設(shè)計與實現(xiàn)。采用管道-過濾器的風(fēng)格進行設(shè)計，過濾器之間采用統(tǒng)一的管道連接，這樣保證了DEMS編譯器具有軟件結(jié)構(gòu)模塊化、參
　　數(shù)可配置、接口統(tǒng)一、數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能等特點。
　　編譯鏈將函數(shù)劃分由多個基本塊組成的執(zhí)行單位——本文稱之為slice。為配合DEMS

3、編譯器，設(shè)計了DEMS數(shù)據(jù)流指令集。DEMS數(shù)據(jù)流指令集是在ALPHA指令集的基礎(chǔ)上增加了slice管理指令、數(shù)據(jù)流分支跳轉(zhuǎn)指令，間接調(diào)用指令、訪存編碼指令。slice管理指令保證了程序能以slice為單位劃分執(zhí)行，并管理slice的數(shù)據(jù)、入口/出口信息等；數(shù)據(jù)流分支跳轉(zhuǎn)指令保證了slice內(nèi)部數(shù)據(jù)流化時分支跳轉(zhuǎn)指令的處理；間接調(diào)用指令和訪存編碼指令兼容傳統(tǒng)的函數(shù)調(diào)用機制和訪存指令機制，保證了對傳統(tǒng)編程模型的支持。
　　在編譯階段

4、將函數(shù)劃分為多個基本塊組成的slice，并配合slice管理指令實現(xiàn)了以大塊指令為單位執(zhí)行；配合數(shù)據(jù)流分支跳轉(zhuǎn)指令實現(xiàn)了將slice內(nèi)部數(shù)據(jù)流化的組織方式；通過間接調(diào)用指令和訪存編碼指令保留了傳統(tǒng)的函數(shù)調(diào)用機制和訪存機制，實現(xiàn)了對傳統(tǒng)編程模型的支持。
　　編譯器測試選用國際通用的測試用例SPEC2000驗證編譯器的功能正確性，以基于單核超標(biāo)量的SimpleScalar模擬器作為目標(biāo)機，以函數(shù)為檢驗單位，通過在DEMS模擬器和Sim