基于LLVM的编译锁机制技术研究与实现

基于申威处理器,在底层虚拟机(Low Level Virtual Machine, LLVM)编译器后端对锁机制提供编译支持,保证多线程环境下,对共享内存操作的原子性。锁机制研究与实现主要包括实现原子指令语义映射策略保证原子操作的原子性并在锁机制算法中加入对8位和16位数据类型的数据处理,实现锁机制在申威处理器上对小粒度数据类型的支持。基于并行计算机基准测试集NPB进行测试,在多线程环境下所有程序皆自校验通过。在16个线程下,Fortran语言程序平均加速比为11.91,最大加速比为15.73,C语言程序平均加速比为8.08,最大加速比为13.32。

基于LLVM编译器的节点融合优化方法

LLVM是以C++编写的架构编译器的框架系统,支持多后端和交叉编译,用于优化程序的编译时间、链接时间、运行时间和空闲时间。节点融合是一种简单有效的优化方法,其基本思想为将多个节点优化为一个高效的融合节点,减少诸如指令、寄存器、时钟周期和访存等开销,以达到减少程序运行时间,提升访存效率等目的。为了提升LLVM编译器的性能,文中在LLVM编译流程的中间表示阶段和DAG合并阶段、指令选择阶段提出了节点融合优化方法。在国产平台申威处理器下,以CLANG和FLANG为编译器前端,LLVM为编译器后端,基于SPEC CPU2006测试集进行了评估,实验结果表明,节点融合优化有利于提高编译器性能和减少程序运行时间,优化后最大加速比为1.59,平均加速比为1.13。