[發(fā)明專(zhuān)利]用于從代碼語(yǔ)句生成SIMD代碼的方法和系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410698631.5
• 申請(qǐng)日: 2014-11-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104731556A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: E·阿米里;C·M·巴頓;D·M·帕梅洛;R·希爾韋拉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F9/30
• 分類(lèi)號(hào): G06F9/30
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 于靜;張亞非

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)一般地涉及用于代碼生成的軟件開(kāi)發(fā)工具，更具體地說(shuō)，涉及編譯代碼以便在針對(duì)單指令多數(shù)據(jù)(SIMD)執(zhí)行配置的機(jī)器上執(zhí)行。

背景技術(shù)

SIMD配置的計(jì)算機(jī)包括多個(gè)處理元件，它們同時(shí)針對(duì)多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)執(zhí)行相同的操作。SIMD處理元件通常用于同時(shí)對(duì)多組數(shù)值進(jìn)行相加或相乘，以便實(shí)現(xiàn)多媒體編碼和呈現(xiàn)以及科學(xué)應(yīng)用。在沒(méi)有編譯器支持的情況下使用SIMD指令實(shí)現(xiàn)算法可能需要用戶(hù)知道有關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)齊、體系架構(gòu)特定指令集和SIMD寄存器大小的限制。編譯器可以允許用戶(hù)通過(guò)從用戶(hù)的標(biāo)量代碼生成支持SIMD的代碼，利用SIMD處理元件的速度。

發(fā)明內(nèi)容

本公開(kāi)的各實(shí)施例公開(kāi)一種用于從包括非同構(gòu)代碼語(yǔ)句的代碼語(yǔ)句生成SIMD代碼的方法、計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品和系統(tǒng)。一個(gè)或多個(gè)處理器接收多個(gè)代碼語(yǔ)句，每個(gè)代碼語(yǔ)句具有采用相應(yīng)操作符順序的一個(gè)或多個(gè)操作符。每個(gè)操作符具有類(lèi)型和關(guān)聯(lián)的操作數(shù)。所述多個(gè)代碼語(yǔ)句中的至少兩個(gè)代碼語(yǔ)句在不同操作符順序位置中具有相同類(lèi)型的操作符。所述一個(gè)或多個(gè)處理器在所述至少兩個(gè)代碼語(yǔ)句的每一個(gè)中，針對(duì)所述相同類(lèi)型的操作符標(biāo)識(shí)第一操作符順序位置。對(duì)于所述至少兩個(gè)代碼語(yǔ)句的每一個(gè)，所述一個(gè)或多個(gè)處理器針對(duì)操作符順序位置在所述第一操作符順序位置之前的操作符及其關(guān)聯(lián)的操作數(shù)生成代碼。所述一個(gè)或多個(gè)處理器至少基于所標(biāo)識(shí)的第一操作符順序位置、對(duì)應(yīng)的操作符類(lèi)型，以及與所標(biāo)識(shí)的操作符順序位置處的操作符類(lèi)型關(guān)聯(lián)的操作數(shù)，生成SIMD代碼。

附圖說(shuō)明

從以下將結(jié)合附圖閱讀的對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的特性和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)。附圖的各種特性不按比例，因?yàn)楦鲌D是為了清晰起見(jiàn)，促進(jìn)所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員結(jié)合詳細(xì)說(shuō)明理解本發(fā)明。在附圖中：

圖1示出顯示根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的標(biāo)量代碼語(yǔ)句的數(shù)據(jù)并行表示和標(biāo)量代碼語(yǔ)句的數(shù)據(jù)并行機(jī)會(huì)的示例性包；

圖2示出根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的SIMD優(yōu)化編譯器環(huán)境的功能框圖；

圖3是示出根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的有序選擇準(zhǔn)備例程的操作的流程圖；

圖4是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的示例性包的示意圖；

圖5a和5b是示出根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的選擇例程的操作的流程圖；

圖6-14示出根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的用于從數(shù)據(jù)并行機(jī)會(huì)中選擇操作符匹配以便優(yōu)化的包的示例性處理；

圖15示出根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的SIMD優(yōu)化編譯器環(huán)境的計(jì)算設(shè)備的組件的框圖。

具體實(shí)施方式

在計(jì)算中，代碼的基本塊是程序中具有僅一個(gè)入口點(diǎn)和僅一個(gè)出口點(diǎn)的代碼部分。編譯器通常將程序分解為其基本塊，作為生成編譯代碼的第一步。生成支持SIMD的代碼的典型編譯器從標(biāo)量代碼的基本塊中的“同構(gòu)”代碼模式生成支持SIMD的代碼。當(dāng)代碼的基本塊中的多個(gè)代碼語(yǔ)句或同構(gòu)代碼語(yǔ)句全部按照相同順序在多個(gè)代碼語(yǔ)句中包含相同操作符(例如乘法)，并且將操作符應(yīng)用于存儲(chǔ)器相鄰操作數(shù)時(shí)，存在同構(gòu)代碼模式。某些編譯器可以通過(guò)剝離和展開(kāi)循環(huán)，將循環(huán)中的代碼主體分解為基本塊，作為一種用于在展開(kāi)的循環(huán)主體中標(biāo)識(shí)同構(gòu)代碼語(yǔ)句的方式。這些同構(gòu)代碼語(yǔ)句可以表示數(shù)據(jù)并行機(jī)會(huì)，以便編譯器使用SIMD指令進(jìn)行優(yōu)化。

本公開(kāi)的各實(shí)施例可以允許編譯器擴(kuò)展數(shù)據(jù)并行機(jī)會(huì)以便進(jìn)行SIMD優(yōu)化。各種實(shí)施例可以有利地優(yōu)化來(lái)自非同構(gòu)代碼語(yǔ)句以及同構(gòu)代碼語(yǔ)句的代碼，以便生成SIMD指令。本公開(kāi)的各實(shí)施例可以使用標(biāo)量代碼的數(shù)據(jù)并行表示(以下稱(chēng)為“包(pack)”)，以便生成支持SIMD的代碼。不同于僅打包來(lái)自同構(gòu)標(biāo)量代碼的代碼語(yǔ)句的典型編譯器，本公開(kāi)的某些實(shí)施例可以打包同構(gòu)和非同構(gòu)語(yǔ)句兩者的數(shù)據(jù)并行表示。

圖1示出顯示根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的同構(gòu)和非同構(gòu)標(biāo)量代碼語(yǔ)句110的數(shù)據(jù)并行表示以及標(biāo)量代碼語(yǔ)句110的數(shù)據(jù)并行機(jī)會(huì)190的示例性包180。如下面詳細(xì)描述的那樣，包創(chuàng)建器210從標(biāo)量代碼語(yǔ)句110創(chuàng)建包180和數(shù)據(jù)并行機(jī)會(huì)190。