论文题目: 面向IXP网络处理器的位域优化和内联优化
论文类型: 硕士论文
论文专业: 计算机系统结构
作者: 汤伟
导师: 吴承勇
关键词: 网络处理器,内联优化,位域优化,编译器优化
文献来源: 中国科学院研究生院（计算技术研究所）
发表年度: 2005
论文摘要: 网络处理器是针对网络处理而优化设计的专用指令集处理器。其底层硬件体系结构经过特殊的设计能够以线速率处理和传输网络数据包。但程序员为了编写有效的网络处理程序必须熟悉网络处理器底层硬件结构,这样编写出的程序虽然效率较高,但是重用性和移植性都较差;并且随着网络处理器体系结构的不断复杂,程序员的负担将更重。为此需要提供一种高层的,包含语言、编译器、运行时系统的综合编程环境让程序员能够更加有效的写程序而不需要关注硬件细节。为程序员提供了灵活的编程接口,可以通过软件实现各种网络处理协议和服务,降低了开发成本和开发周期。网络处理器的特殊体系结构为编译技术提供了新的机会,本文分为两个独立的部分介绍了在网络处理器IXP编程环境项目中实现的两个针对其体系结构的编译优化技术——位域优化和内联优化。位域优化是一种针对IXP中位操作指令集的窥孔优化技术。通过向传统的数据流分析技术中引入位信息,建立基于位信息的定值-使用和使用-定值链,以及使用模式匹配技术进行指令合并。实验数据显示通过位域优化,可以删除1.1%-3.7%的指令。内联优化是一种传统的编译器优化技术,但是IXP处理器体系结构的独特性为内联优化提供了新的机会。通过关键路径提取技术以及迭代编译,内联优化可以更有效的进行分析和扩展。实验数据显示通过内联优化最终的网络处理的速度可以提高8%。
论文目录:
声 明
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摘要
ABSTRACT
图目录
表目录
第一章 背景介绍
1.1 引言
1.2 网络应用程序的特点
1.3 网络处理器的介绍
1.4 IXP网络处理器结构介绍
1.5 编程环境介绍
1.6 论文的组织
第二章 位域优化
2.1 位域优化介绍
2.2 国内外相关研究
2.3 IXP网络处理器指令集介绍
2.4 优化机会
2.5 优化实现
2.5.1 基于位信息的数据流分析
2.5.2 模板介绍
2.5.3 候选指令模板
2.5.4 优化的实现
2.6 实验数据分析
2.7 未来工作
2.8 本章小结
第三章 内联优化
3.1 内联优化介绍
3.2 国内外相关工作
3.3 内联优化的好处
3.4 内联优化可能导致的问题
3.5 传统内联优化与IXP编译器内联优化的比较
3.6 收集profiling信息
3.7 关键路径提取技术
3.7.1 关键路径提取技术介绍
3.7.2 关键路径提取的实现
3.7.3 建立FSET图
3.7.4 寻找关键路径
3.7.5 实际的提取工作
3.7.6 维护profiling信息
3.7.7 实验数据分析
3.8 迭代编译对内联优化的支持
3.8.1 迭代编译介绍
3.8.2 迭代编译的实现
3.8.3 实验数据分析
3.9 内联优化的实现
3.9.1 内联优化的位置
3.9.2 建造过程调用图
3.9.3 内联分析
3.9.4 内联扩展
3.9.5 内联调用顺序
3.9.6 预处理调用函数
3.9.7 处理被调用函数
3.10 实验数据分析
3.10.1 内联优化的代码膨胀率
3.10.2 程序控制流的变化
3.10.3 内联优化对整体性能的提升
3.11 未来工作
3.12 本章小结
第四章 总结与展望
参考文献
致谢
作者简历
发布时间: 2006-12-26
参考文献
- [1].IXP网络处理器寄存器分配的关键技术[D]. 余之航.上海交通大学2009
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