基于TMS320C6000的GCC編譯器指令調度算法的設計與實現(xiàn).pdf

1、TI公司研發(fā)的TMS320C6000系列DSP是一款針對實時數(shù)字信號處理的DSP。此類DSP采用VLIW體系結構，每個時鐘周期可以發(fā)射八條指令，對于指令級別并行處理有著很好的支持，并廣泛的應用于軍用和民用方面。但 VLIW體系結構的DSP在指令并行的發(fā)揮方面嚴重依賴于編譯器對于機器指令的靜態(tài)調度。現(xiàn)有的GCC編譯器是一款面向多種體系結構的通用型編譯器。針對特定的C6000體系架構，GCC編譯器在后端體系架構相關的優(yōu)化方面存在著許多的不足

2、之處。直接采用GCC編譯器來編譯生成對應的C6000可執(zhí)行程序，不僅會造成C6000硬件資源的浪費，還將影響到C6000的實時響應能力。如果采用GCC編譯器就需要在編譯器前端的基礎上，緊密結合相關 C6000體系架構的特點使編譯器后端針對具體的架構進行指令的調度。這樣才能編譯出針對于C6000VLIW體系架構的程序，保證硬件資源的利用率以及C6000的實時響應能力。
　　論文通過深入研究GCC編譯器在體系結構相關優(yōu)化的技術應用，在

3、分析GCC前端和后端現(xiàn)有的優(yōu)化基礎上，緊密結合C6000體系結構的特點，改進了GCC編譯器后端優(yōu)化的指令調度技術。在原有指令調度優(yōu)化算法基礎之上，通過引入關鍵字，讓編程人員標識出源程序分支結構的關鍵路徑，并以此為依據(jù)，劃分出新的調度區(qū)域。針對新的調度區(qū)域進行蹤跡的劃分和調度。對于分支中執(zhí)行頻率高的蹤跡，首先忽略分支處判斷的結果，優(yōu)先執(zhí)行此條頻率高的蹤跡，將執(zhí)行頻率高的基本塊與分支前的基本塊歸并在一塊調度。當分支判斷判斷執(zhí)行完畢，并且結果

4、為其它路徑時，再對相應的蹤跡進行相關的補償，然后再進行相關的調度工作。論文采用這樣的算法不僅擴大了調度區(qū)域，使得可并行指令發(fā)掘的范圍和可能性都增大，而且超前調度了分支后最可能執(zhí)行的代碼。
　　論文中針對C6000在指令調度優(yōu)化過程中采用了新的區(qū)域劃分和蹤跡調度方法。在GCC編譯器前端分析的基礎上，針對GCC后端的中間語言對后端的指令調度方法進行改進。在新的調度區(qū)域內對指令進行了進一步的并行性發(fā)掘，增加了指令在VLIW體系結構上每周