浙江大学《编译原理》课程报告
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编译过程中的并行性优化(二):基本块与全局代码调度算法
软件流水线化
软件流水线化也是一种重要的指令调度技术,就像硬件流水线的指令一样,它通过并行执行来自不同循环体的指令来加快循环程序的执行速度, 在前一个循环体未结束前启动下一个新的循环体,来达成循环体时间上的并行性。相比于简单的展开循环(在提高性能的同时会导致代码的膨胀),软件流水线提供了一个方便的优化方法,能够在优化资源使用的同时保持代码的简洁。
对于循环之间没有数据依赖的 do-all 循环,我们可以用一个简单的对比来说明软件流水线同简单循环展开的不同,下图为简单的循环展开:

软件流水线化通过将循环展开调度后中重复的部分进行循环,完成流水线。下图为软件流水线化的结果:

在开始阶段(1-6行)用来填充流水线的指令序列被称为序言;在稳定循环的部分(7-8行)被称为

本文探讨编译过程中的并行性优化,重点介绍软件流水线化如何加速循环程序,以及SIMD技术在处理计算密集型任务中的应用。软件流水线通过并行执行不同循环体指令提高执行速度,而SIMD技术则允许一次处理多个数据,适用于多媒体处理等场景。编译器在发掘、优化和代码生成阶段实现SIMD自动向量化,以提升程序性能。
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