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申威众核处理器访存与通信融合编译优化

软件学报 2024年第6期35卷 2648-2667页

作者：方燕飞李雁冰董恩铭王云飞刘齐国家并行计算机工程技术研究中心北京100190

申威众核片上多级存储层次是缓解众核“访存墙”的重要结构.完全由软件管理的SPM结构和片上RMA通信机制给应用性能提升带来很多机会,但也给应用程序开发优化与移植提出了很大挑战.为充分挖掘片上存储层次特点提升应用程序性能,同时减轻... 详细信息

申威众核片上多级存储层次是缓解众核“访存墙”的重要结构.完全由软件管理的SPM结构和片上RMA通信机制给应用性能提升带来很多机会,但也给应用程序开发优化与移植提出了很大挑战.为充分挖掘片上存储层次特点提升应用程序性能,同时减轻用户编程优化负担,提出一种多级存储层次访存与通信融合的编译优化方法.该方法首先设计融合编译指示,将程序高层信息传递给编译器.其次构建编译优化收益模型并设计启发式循环优化方案迭代求解框架,并由编译器完成循环优化方案的求解和优化代码的变换.通过编译生成的DMA和RMA批量数据传输操作,将较低存储层次空间中高访问延迟的核心数据批量缓冲进低访问延迟的更高存储层次空间中.在3个典型测试用例上进行优化实验测试与分析,结果表明所提出的优化在性能上与手工优化相当,较未优化版程序性能有显著提升.

关键词：申威众核处理器多级存储层次 RMA通信并行语言编译优化

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基于编译优化的软件缺陷预测研究

电子学报 2021年第2期49卷 216-224页

作者：陈勇徐超何炎祥沈凡凡南京审计大学信息工程学院江苏南京211815 武汉大学计算机学院湖北武汉430072

软件缺陷预测有助于提高软件质量,合理配置软件测试资源,目前已经有不少基于软件度量指标的缺陷预测模型.然而,现有的软件度量指标主要集中在源代码的结构信息上,程序语义信息考虑较少.编译优化是对程序语义进行深入分析的结果,直观地... 详细信息

软件缺陷预测有助于提高软件质量,合理配置软件测试资源,目前已经有不少基于软件度量指标的缺陷预测模型.然而,现有的软件度量指标主要集中在源代码的结构信息上,程序语义信息考虑较少.编译优化是对程序语义进行深入分析的结果,直观地认为它应该在一定程度上能够反映程序的语义信息,有助于软件缺陷预测.因此,为分析编译优化度量指标对软件缺陷预测的影响,本文首先基于当前编译器中广泛使用的优化选项,设计了9种编译优化度量指标.结合源代码结构层面的度量指标,构建了5种软件缺陷预测度量模型.利用weka中提供的13种常用的分类器,对比分析了添加不同优化度量指标的模型效果,对编译优化度量与软件缺陷预测之间的关系进行了评价,同时与DP-CNN(Defect Prediction via Convolutional Neural Network)模型进行了对比.实验结果表明:编译优化度量指标对软件缺陷预测的召回率有显著影响;在代码复杂度度量指标的基础上增加编译优化度量指标,可以提升所有软件缺陷预测模型的性能,平均提升幅度约为5%;基于代码大小的优化度量和基于性能的优化度量具有各自的特点,两者相结合可以在软件缺陷预测中获得更好的性能.

关键词：编译优化软件度量软件缺陷预测

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针对递归函数的高级综合编译优化算法

计算机辅助设计与图形学学报 2013年第10期25卷 1557-1565页

作者：张茉莉杨海钢刘峰黄娟崔秀海中国科学院电子学研究所可编程芯片与系统研究室北京100190 中国科学院大学北京100049

为了消除高级综合中的递归函数调用,提出一种基于函数调用图(FCG)和分支决策的编译优化算法.首先在LLVM编译器架构下给出FCG的中间结构,将递归调用转换为非递归函数的嵌套调用,然后借助决策树的构造规则去除函数体中的分支判断及未调用... 详细信息

为了消除高级综合中的递归函数调用,提出一种基于函数调用图(FCG)和分支决策的编译优化算法.首先在LLVM编译器架构下给出FCG的中间结构,将递归调用转换为非递归函数的嵌套调用,然后借助决策树的构造规则去除函数体中的分支判断及未调用的子支,最后采用子函数复用、资源预评估的方法控制实现电路的规模.实验结果表明,与内联展开算法RecursionHW相比,采用该算法综合后的逻辑单元数平均减少63%,时钟频率平均提高3.2倍,并且高级综合的总时长随递归深度的增大而呈指数级减少.

关键词：高级综合递归函数编译优化函数调用图决策树

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SIMD自动向量化编译优化概述

软件学报 2015年第6期26卷 1265-1284页

作者：高伟赵荣彩韩林庞建民丁锐数学工程与先进计算国家重点实验室(解放军信息工程大学) 河南郑州450001

SIMD扩展部件是集成到通用处理器中的加速部件,旨在发掘多媒体程序和科学计算程序的数据级并行.首先介绍SIMD扩展部件的背景和研究现状,然后从发掘方法、数据布局、多平台向量化这3个角度介绍了SIMD自动向量化的研究问题、困难和最新研... 详细信息

SIMD扩展部件是集成到通用处理器中的加速部件,旨在发掘多媒体程序和科学计算程序的数据级并行.首先介绍SIMD扩展部件的背景和研究现状,然后从发掘方法、数据布局、多平台向量化这3个角度介绍了SIMD自动向量化的研究问题、困难和最新研究成果,最后展望了SIMD编译优化未来的研究方向.

关键词： SIMD扩展部件自动向量化数据级并行编译优化

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基于模拟关系的编译优化实现正确性验证方法

电子学报 2012年第11期40卷 2171-2176页

作者：徐超何炎祥吴伟陈勇刘健博武汉大学计算机学院湖北武汉430072 徐州工业职业技术学院江苏徐州221000 软件工程国家重点实验室湖北武汉430072

编译器中通常采用各种优化方法来提高目标代码的质量,为了实现较好的效果,一些编译优化算法通常十分复杂,很容易给可靠性和安全性带来隐患.现有的编译器缺陷大部分是由优化阶段引起的.传统的编译优化正确性研究大部分只关注优化算法的... 详细信息

编译器中通常采用各种优化方法来提高目标代码的质量,为了实现较好的效果,一些编译优化算法通常十分复杂,很容易给可靠性和安全性带来隐患.现有的编译器缺陷大部分是由优化阶段引起的.传统的编译优化正确性研究大部分只关注优化算法的正确性,但是只有该算法被正确的实现了才能确保实际运行的优化过程是正确的.本文提出一种基于模拟关系的方法来验证编译优化实现的正确性.在每次优化结束后,我们通过建立优化前代码和优化后代码之间的模拟关系生成优化正确应满足的逻辑条件,然后验证逻辑条件是否成立从而判定编译优化的实现是否正确性.以优化编译中的常量折叠优化和变量替换的验证作为示例显示了本方法的有效性和可靠性.

关键词：编译优化正确性模拟关系定理证明

RISC多发射结构中编译优化的软件流水算法

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计算机工程 1996年第1期22卷 66-72页

作者：金燕平周颖唐毅上海大学计算机科学系

软件流水技术是ＲＩＳＣ多发射结构编译器的常用优化技术，它是一种很有效的循环优化方法。文中介绍了软件流水的基本思想和算法分类，并对三种限定性软件流水算法──ＵＲＰＲ算法、Ｌａｍ的算法和ＤＥＳＰ算法进行了详细描述和分析比... 详细信息

软件流水技术是ＲＩＳＣ多发射结构编译器的常用优化技术，它是一种很有效的循环优化方法。文中介绍了软件流水的基本思想和算法分类，并对三种限定性软件流水算法──ＵＲＰＲ算法、Ｌａｍ的算法和ＤＥＳＰ算法进行了详细描述和分析比较，得出了有意义的结论。

关键词：多发射结构软件流水编译优化 RISC

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基于编译优化和反汇编的程序相似性检测方法

北京航空航天大学学报 2008年第6期34卷 711-715页

作者：赵长海晏海华金茂忠北京航空航天大学计算机学院北京100191

提出了基于编译优化和反汇编的程序相似性检测方法,能够检测出标识符重命名、增加冗余语句、等价的控制结构替换等12种学生常用的抄袭手段.基于该方法,设计和实现了一个程序相似性检测系统BuaaSim,采用编译优化和反汇编技术将源程序转... 详细信息

提出了基于编译优化和反汇编的程序相似性检测方法,能够检测出标识符重命名、增加冗余语句、等价的控制结构替换等12种学生常用的抄袭手段.基于该方法,设计和实现了一个程序相似性检测系统BuaaSim,采用编译优化和反汇编技术将源程序转化为汇编指令集合,删除和替换汇编指令中对程序本质特征影响不大的易变元素,使用一个与指令顺序无关的决策函数计算程序相似度;还给出一个简单有效的聚类算法,从程序集合中聚类出相似的程序子集.通过与著名的JPlag系统针对两份典型的抄袭样本集进行评测对比,表明本文方法的检测效果具有明显的优势.

关键词：抄袭程序相似性相似性检测编译优化

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基于调用链分析的低功耗编译优化

吉林大学学报（工学版） 2009年第1期39卷 143-147页

作者：蒋湘涛胡志刚贺建飚中南大学信息科学与工程学院长沙410083

现有的许多研究提出用各种编译器导向的方法来静态或动态地管理SPM(Scratch-Pad Memory)内容,以取得对SPM部件的最佳利用,其关键问题是如何最大化地重复访问SPM中的内容。针对此问题,通过分析程序调用序列,构造低功耗编译优化,使无调用... 详细信息

现有的许多研究提出用各种编译器导向的方法来静态或动态地管理SPM(Scratch-Pad Memory)内容,以取得对SPM部件的最佳利用,其关键问题是如何最大化地重复访问SPM中的内容。针对此问题,通过分析程序调用序列,构造低功耗编译优化,使无调用链关联函数的局部变量共享全局存储单元,以降低程序运行时对内存的需求,并提高相应存储单元的利用率。该优化编译可以与现有编译器导向的数据SPM管理策略相结合,提高现有方法的性能和功耗效果。

关键词：计算机软件低功耗编译优化 SPM管理调用链分析

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分簇VLIW DSP的SIMD编译优化

中国科学技术大学学报 2011年第8期41卷 708-714页

作者：林传文顾乃杰雷一鸣洪一中国科学技术大学计算机科学与技术学院安徽合肥230027 安徽省计算与通信软件重点实验室安徽合肥230027 华东电子工程研究所集成电路中心安徽合肥230031

针对数字信号处理的应用特点,提出了一种识别SIMD指令的一般性方法;针对分簇结构SIMD指令的特点,给出了新的指令分簇算法和寄存器分配算法;最后在BWDSP100芯片的编译器上实现这些优化方法.实验结果表明,上述优化方法能充分发挥分簇结构S... 详细信息

针对数字信号处理的应用特点,提出了一种识别SIMD指令的一般性方法;针对分簇结构SIMD指令的特点,给出了新的指令分簇算法和寄存器分配算法;最后在BWDSP100芯片的编译器上实现这些优化方法.实验结果表明,上述优化方法能充分发挥分簇结构SIMD指令的优势,提高编译器的效率.

关键词：超长指令字分簇结构单指令流多数据流编译优化