编译程序概述.pptVIP

高性能计算（High Performance Computing） 指令级并行（Instruction Level Parallelism） 线程级并行（Thread Level Parallelism） 处理机级并行（Processor Level Parallelism） 系统级并行（Thread Level Parallelism） 嵌入式计算（Embedded Computing） 需求多样性（实时、资源限制、功耗、多目标） 其它 多媒体计算（Multimedia Computing） 网络计算（Network Computing） …… 并行编译技术– 面向高性能计算 交叉编译技术– 面向嵌入式计算 并行编译系统 处理并行程序设计语言 实现串行程序并行化. 针对并行体系结构的程序优化 针对向量机的向量语言处理、串行程序向量化 针对并行多处理机的并行语言处理，串行程序并行化 针对流水线，超长指令字、指令延迟槽等硬件结构的指令调度优化，针对分布存储器多处理机的通信优化等 并行处理语句举例 Ｃ＝Ａ＊Ｂ 或者 Ｃ（１：Ｎ）＝Ａ（１：Ｎ）＊Ｂ（１：Ｎ） 它们等价于循环： do Ｉ＝Ｉ，Ｎ Ｃ（Ｉ）＝Ａ（Ｉ）＊Ｂ（Ｉ） Enddo Parallel do Ｉ＝Ｉ，T Ｃ（Ｉ）＝Ａ（Ｉ）＊Ｂ（Ｉ） Enddo do Ｉ＝T，Ｎ Ｃ（Ｉ）＝Ａ（Ｉ）＊Ｂ（Ｉ） Enddo Endparallel if ( ab cd ef ) s1; else s2; 如 针对 IA-64 ，将如下语句 if (ab) then c = c+1 else d = d*e + f 通过编译的优化，可以消除条件语句中的转移指令，把它转化成预测执行： pT, pF = CMP (ab) if (pT) c = c+1 if (pF) d = d*e + f 成功地消除了转移。此外，还可以利用 IA-64 的 EPIC 特性，把上述后两条指令调度成并行执行。 程序分析－各种并行优化的基础。 数据依赖关系分析 控制依赖并系分析 数据流分析， 程序分析的级别 对超标量机——一般的数据流分析。 对于提供指令级并行的超长指令字机器，向量机或并行机数据依赖关系分析和控制依赖关系分析 分析的范围——与并行粒度有关 循环级并行——分析的对象是循环 子程序并行——分析子程序之间的关系 尽可能利用并行硬件能力为目的的各种程序转换。 减少指令长度和存储访问次数 利用向量流水线的向量化， 利用多处理机结构的并行化， 减少流水部件或存储器访问延迟的指令调度 包括程序中的并行语法、语义的分析处理，也包括与体系结构相关的目标代码生成。 与并行语言有关 与计算机结构有关 向量处理机----向量语句组织成向量循环 共享存储器多处理机---并行循环的迭代划分，以及处理机调度与同步库子程序调用的插入 分布存储器大规模并行机---数据与计算的分布，分布数组的地址计算，通信所需的消息传递库子程序调用的插入等。 计算机提供的并行性越高体系结构越复杂，编译面临的任务就越多，越困难，这种困难性主要在于针对并行体系结构的向量化，并行化和各种优化中的许多问题都是ＮＰ一完全的问题 由于目标机指令系统与宿主机的指令系统不同， 编译程序在宿主机A上运行，将应用程序的源程序生成目标机B的代码，这种编译称为交叉编译。 S O I O A B 交叉编译程序 手工 机器语言 汇编 系统程序设计语言 自展，交叉编译 自动构造工具，如 lex yacc 编译基础设施（多源语言多目标机体系结构的编译程序构造和编译技术研究平台） 5、 编译程序的实现方式 一些编译基础设施 编译基础设施（Compiler Infrastructure） NCI (National Compiler Infrastructure) project SUIF (Stanford University) Zephyr (Virginia University and Princeto