19、VLIW架构：编译器算法与指令调度技术解析

VLIW架构：编译器算法与指令调度技术解析

1. 引言

在VLIW（超长指令字）架构中，局部静态调度不足以充分挖掘指令级并行性（ILP），需要全局调度技术。本文将深入探讨VLIW架构中的编译器算法，包括循环展开、软件流水、解决WAR（写后读）冒险的旋转寄存器技术、操作槽冲突处理、循环携带依赖以及非循环VLIW调度等内容。

2. 代码示例与VLIW调度基础

首先，我们来看一个简单的代码示例：

FOR (i = 1000; i > 0; i = i-1)
    x[i] = x[i] + s

该代码编译后的形式为：

Loop:
    L.D F0, 0(R1)
    ADD.D F4, F0, F2
    S.D F4, 0(R1)
    SUBI R1,R1,#8
    BNE R1,R2, Loop

对于VLIW架构，局部静态调度无法充分暴露ILP，因此需要全局调度。全局调度可分为循环和非循环两种类型。下面我们先介绍循环展开技术。

3. 循环展开

循环展开是一种循环全局调度技术，其步骤包括展开循环、移除分支指令、调整内存位移和重命名寄存器，然后重新组织代码以优化VLIW调度。

假设对上述示例的循环展开七次，得到的VLIW程序如下表所示（假设全转发）：
| 时钟 | MemOpI | MemOp2 | FPOpI | FPOp2 | Int