基于TMS320C6000的GCC編譯器指令調(diào)度算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、TI公司研發(fā)的TMS320C6000系列DSP是一款針對實(shí)時(shí)數(shù)字信號處理的DSP。此類DSP采用VLIW體系結(jié)構(gòu)，每個(gè)時(shí)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(yīng)用于軍用和民用方面。但 VLIW體系結(jié)構(gòu)的DSP在指令并行的發(fā)揮方面嚴(yán)重依賴于編譯器對于機(jī)器指令的靜態(tài)調(diào)度?，F(xiàn)有的GCC編譯器是一款面向多種體系結(jié)構(gòu)的通用型編譯器。針對特定的C6000體系架構(gòu)，GCC編譯器在后端體系架構(gòu)相關(guān)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(yīng)的C6000可執(zhí)行程序，不僅會造成C6000硬件資源的浪費(fèi)，還將影響到C6000的實(shí)時(shí)響應(yīng)能力。如果采用GCC編譯器就需要在編譯器前端的基礎(chǔ)上，緊密結(jié)合相關(guān) C6000體系架構(gòu)的特點(diǎn)使編譯器后端針對具體的架構(gòu)進(jìn)行指令的調(diào)度。這樣才能編譯出針對于C6000VLIW體系架構(gòu)的程序，保證硬件資源的利用率以及C6000的實(shí)時(shí)響應(yīng)能力。
　　論文通過深入研究GCC編譯器在體系結(jié)構(gòu)相關(guān)優(yōu)化的技術(shù)應(yīng)用，在

3、分析GCC前端和后端現(xiàn)有的優(yōu)化基礎(chǔ)上，緊密結(jié)合C6000體系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，改進(jìn)了GCC編譯器后端優(yōu)化的指令調(diào)度技術(shù)。在原有指令調(diào)度優(yōu)化算法基礎(chǔ)之上，通過引入關(guān)鍵字，讓編程人員標(biāo)識出源程序分支結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵路徑，并以此為依據(jù)，劃分出新的調(diào)度區(qū)域。針對新的調(diào)度區(qū)域進(jìn)行蹤跡的劃分和調(diào)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(jié)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(diào)度。當(dāng)分支判斷判斷執(zhí)行完畢，并且結(jié)果

4、為其它路徑時(shí)，再對相應(yīng)的蹤跡進(jìn)行相關(guān)的補(bǔ)償，然后再進(jìn)行相關(guān)的調(diào)度工作。論文采用這樣的算法不僅擴(kuò)大了調(diào)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(diào)度了分支后最可能執(zhí)行的代碼。
　　論文中針對C6000在指令調(diào)度優(yōu)化過程中采用了新的區(qū)域劃分和蹤跡調(diào)度方法。在GCC編譯器前端分析的基礎(chǔ)上，針對GCC后端的中間語言對后端的指令調(diào)度方法進(jìn)行改進(jìn)。在新的調(diào)度區(qū)域內(nèi)對指令進(jìn)行了進(jìn)一步的并行性發(fā)掘，增加了指令在VLIW體系結(jié)構(gòu)上每周