超純量系統編譯器中有關排序及暫存器配置問題之研究

Abstract

本論文提出在超純量編譯過程中建立軟體導管化的一個方法。軟體導管化是利用硬 體上導管切分的觀念，將迴圈內指令分成不同子集合，我們稱之為導管階段(pipe- line stage) 。使新的迴圈由不同循環(iteration) 的不同導管階段組成，藉此減 少指令間的依存關係 (dependence) ，使迴圈具有較高之平行度。本論文中所提出 之方法是先建立迴圈之資料依存關係圖(LDG) ，並由變數及暫存器之定義使用鏈 ( definition_use chaining)來決定軟體導管階段之劃分，最後利用暫存器重新命名 (register renaming) 的方法來提高平行度。在本文中我們將對這些步驟與程序做 詳細的說明與分析。我們發現採用這種方法在時間複雜度(time complexity) 上並 不高，算是相當簡單而有效的方式。目前，我們已將此方法設計建立在我們的CSSD (Compilation System for Superscalar Design) 中，同時也在IBM RS/6000 工作 站上完成初步之測試工作。經由10個標竿程式(benchmarch programs) 的測試與評 估，我們發現所提高的平行度相當不錯。而相對地碼的擴充亦不算多。因之，此方 法可以提供在超純量編譯系統設計上一個重要的參考。