链接后优化在龙芯上的实现-计算机系统结构专业论文.docxVIP

摘要龙芯是由中国科学院计算技术研究所自主研制开发的一个通用芯片系列。龙芯1号 摘要 龙芯是由中国科学院计算技术研究所自主研制开发的一个通用芯片系列。龙芯1号 是其第一个产品。在龙芯1上运行的是Linux系统，使用的编译器是GCC。GCC编译 的SPEC2000程序的性能相对同主频的其他处理器比较差。造成这个问题的一个方面的 原因是因为龙芯上GCC编译器的性能不理想。为提高龙芯上程序的性能，需要为龙芯 开发一个编译优化器。 链接后优化技术是在程序链接完成后再对整个程序进行优化的～种技术，它克服了 传统编译优化局限于在分析一个函数或者一个模块的基础上做优化的缺点，能够对库函 数中的代码或定义于其他已经编译好的模块中的函数和调用它函数一起做优化。国外已 经有一些链接后优化器，ALTO是其中的比较成功的一个。ALTO系统是由美国ARIZON 大学为ALPHA处理器设计的链接后优化器。由于舢LPHA与龙芯同样是采用RISC结构， 同样具有较小的指令集和寻址方式，因此将ALTO作为在龙芯上实现链接后优化器的参 照。 本文从介绍在龙芯上实现链接后优化的意义开始，随后以ALTO为例分析了链接后 优化器的基本系统架构，并结合龙芯中ELF文件格式的知识逐步介绍了系统中每个模块 在龙芯上实现的详细过程。分别分析了每个环节中碰到的问题，并提出了相应的解决方 法。最后对完成的系统系进行了测试，并对测试结果做了分析。 关键词：链接后优化；ALTO：GODSON；Profiling；ELF A A Link--Time Optimizer for Godson Lin Ling(ComputerArchitecture) Directed By Tang ZhiMin Godson is the first serial of general processor in China designed by ICT a The Operating System of Godson 1 is Linux，and the Complier is the gnu GCC．From comparing the SPEC 2000 program compiled by GCC and those compiled MIPSPRO on SGI MIPS，we find the performance of gnu GCC on godson is not good enough．To improve the performance of the program On godson，we should design an optimizer for it． Different with traditional optimizing compilers，which are limited in the scope of their optimizations by the fact that only a singe function，or possibly a single module，is available for analysis and optimization．A Link—time optimizer Calls analysis through the lib code and ClOSS·modules．There ale many link-time optimizers now,and ALTO is a successful one． ALTO is a post—link optimizer designed for DEC ALPHA．For SO many similitudes between ALPHA and GODSON．ALTO is a guide for the design of a link—time optimizer for Godson． This article begins from intmducing the importance of the work，and then describing the architecture of the system based Oil ALTO．After stating the information of the ELF,which is the file format，used in godson，the article describes the entire course of the design of all of the modules of the system，analysis the problem of the design process a