vliw dsp编译器向量化优化技术及指令分簇算法的研究

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1、㈣UniversityofScienceandTechnolog)ofChinversityOtcienceandechnolo’．qyofhinaADissertationforMasterSDegreeVectorizationTechnologyandInstructionClusteringAlgorithmonVLIWDSPCompilerAutllor’SName：SilingChenSpeciality：CompeerSoftwareandTheorySupervisor：Assoc．Prof．QilongZheng

2、Finishedtime：Apirl20协，2013中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人己经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：—鲣签字日期：丝廛：兰：24=中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允

3、许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。弋名鼻口保密(——年)作者签名：倦。&歹己作者签名：逝一压夕L签字日期：丝丝：茎：至争导师签名：签字日期：摘要现代数字信号处理器经常采用超长指令字体系结构。与通用处理器普遍采用的超标量体系结构相比，超长指令字将调度任务交由编译器完成，这对编译器的后端优化提出了挑战。BWDSPl00是中国电子科技集团38研究所研

4、发的一款数字信号处理器芯片，本文的工作是在BwDSPl00上基于EDGC／C++编译器前端和开源编译器基础设施IMPACT实现BWCCC编译器，并对BWCC编译器进行性能优化。本文的主要工作有三部分：一是BWCCC编译器的设计与实现，即在EDG前端和IMPACT上做移植和功能扩展的工作。二是实现向量化优化和指令选择优化。三是针对BwDSPl00的体系结构，提出基于代价模型的启发式指令分簇算法。基于EDGC／C++编译器前端和编译器基础设施IMPACT实现BWCCC编译器的工作涉及编译器后端机器描述，指令注释，寄存器分配，堆栈设计，

5、生成汇编语言等方面的制定。在能够正确生成BWDSPl00汇编代码的基础上，增加调试信息的生成和BWCCC编译器从linux环境到windows环境的移植。向量化优化则通过一些循环变换技术合成SIMD指令。指令选择优化主要指复数指令，求最大指令，乘累加指令等数字信号处理器特殊指令的合成。基于代价模型的启发式指令分簇算法同时考虑了非向量化指令和向量化指令的指令分簇问题。在建立数据流图的基础上，将指令执行对计算资源的开销，簇间传输的开销和寄存器使用的开销进行建模，做出指令分簇决策。最后实验表明，采用指令分簇和没有采用指令分簇相比，加速比

6、约为2至3。关键词：超长指令字数字信号处理器BWDSPl00EDGIMPACTBWCC指令分簇向量化循环变换SIMD指令选择摘要IIAbs仕actABSTRACTManymoderndigitalsignalprocessorsadoptverylonginstructionwordarchitecture．Differentwithsuperscalararchitecture，verylonginstructionwordarchitectureleaveschedulingtocompiler,whichmakechalle

7、ngestobackendoptimizationofcompiler．BWDSP100isadigitalsignalprocessorchipdevelopedby38也researchinstituteofChinaElectronicsTechnologyGroup．OurworkistoimplementBWCCCcompilerforBWDSP100basedonaC／C++compilerfrontendEDGandcompilerinfrastructureIMPACT．Onbasisoftransplanting

8、，wedoOptimizationforBWCC．Thethesishasbeendividedintothreeparts：Firstly,thedesignandrealizationofBWCCCcompiler,thatistranspla