發(fā)布時間：2017-09-17 01:06

  本文關(guān)鍵詞：面向小容量指令緩存的軟件優(yōu)化技術(shù)

  更多相關(guān)文章： 高速緩存 優(yōu)化的緩存塊著色算法 過程排序 緩存鎖定 選擇性不緩存

【摘要】：隨著集成電路制造工藝的和計算機體系結(jié)構(gòu)的不斷進步,處理器與存儲器之間速度的差距也越來越大,處理器讀取指令的速度對處理器性能的發(fā)揮產(chǎn)生了極大的影響。因此如何提高處理器指令高速緩存的性能,從而提高處理器性能成為研究的焦點。尤其在低成本的嵌入式處理器中,為了降低成本,通常采用小容量的緩存,此時,指令緩存命中率對性能的影響尤為顯著。 本文針對小容量緩存缺失的特點,從軟件優(yōu)化的角度,提出了幾種指令高速緩存的優(yōu)化方法。針對原始高速緩存軟件優(yōu)化計算方法復(fù)雜、適用性差的特點,提出基于統(tǒng)計分析方法的指令高速緩存的軟件優(yōu)化技術(shù),采用gcov和gprof工具對代碼靜態(tài)分析,能大量減低優(yōu)化過程中的計算復(fù)雜度,針對PH算法、緩存塊著色算法沒有將緩存大小、程序大小、緩存塊大小考慮在內(nèi),在子函數(shù)大小接近或大于緩存大小時,優(yōu)化效果不佳的特點,提出了優(yōu)化的緩存塊著色算法,在進行著色排序之前,先判斷子函數(shù)的大小,將過大的子函數(shù)進行拆分。本文提出了“緩存鎖定選擇排序”公式,用于評估判斷選擇代碼段是否鎖定或不緩存,大大簡化了選擇鎖定內(nèi)容時的計算。實驗表明,緩存的軟件優(yōu)化技術(shù)能使程序執(zhí)行時間平均減少8%,緩存命中率平均提高23%,有明顯的優(yōu)化效果。
【關(guān)鍵詞】：高速緩存 優(yōu)化的緩存塊著色算法 過程排序 緩存鎖定 選擇性不緩存
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TP311.5;TP333
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目錄7-10
• 圖目錄10-11
• 表目錄11-12
• 1 緒論12-19
• 1.1 課題背景12-14
• 1.1.1 高速緩存的意義12-13
• 1.1.2 高速緩存優(yōu)化思路13-14
• 1.2 研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 本文工作16-17
• 1.3.1 指令緩存優(yōu)化技術(shù)的研究16-17
• 1.3.2 GCC編譯器中g(shù)cov和gprof工具流程分析17
• 1.3.3 面向小容量緩存的優(yōu)化技術(shù)實現(xiàn)17
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)17-19
• 2 高速緩存原理概述19-27
• 2.1 高速緩存的原理19-21
• 2.1.1 緩存命中20
• 2.1.2 緩存缺失20
• 2.1.3 緩存替換20-21
• 2.2 高速緩存的組織形式21-22
• 2.3 高速緩存的性能22-24
• 2.3.1 高速緩存的性能指標(biāo)22
• 2.3.2 高速緩存容量對性能的影響22
• 2.3.3 高速緩存塊大小對性能的影響22-23
• 2.3.4 相連度對性能的影響23
• 2.3.5 寫策略對緩存性能的影響23-24
• 2.4 高速緩存的常用優(yōu)化方法介紹24-26
• 2.4.1 局部性原理24-25
• 2.4.2 指令預(yù)取25-26
• 2.4.3 關(guān)鍵詞優(yōu)先26
• 2.4.4 路預(yù)測26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 3 基于gcov和gprof的統(tǒng)計分析方法27-38
• 3.1 基于gcov的代碼覆蓋率與執(zhí)行次數(shù)統(tǒng)計27-33
• 3.1.1 代碼覆蓋率基本概念27-28
• 3.1.2 gcov簡介28
• 3.1.3 gcvo工作流程28-30
• 3.1.4 gcov工作原理30-32
• 3.1.5 gcvo優(yōu)缺點分析32-33
• 3.2 基于gprof的代碼調(diào)用信息統(tǒng)計33-37
• 3.2.1 gprof簡介33-34
• 3.2.2 gprof工作原理34
• 3.2.3 gprof工作流程34-36
• 3.2.4 gprof優(yōu)缺點分析36-37
• 3.3 本章小結(jié)37-38
• 4 指令高速緩存優(yōu)化技術(shù)38-49
• 4.1 針對小容量緩存優(yōu)化的過程排序38-44
• 4.1.1 PH算法中的過程排序38-39
• 4.1.2 緩存塊著色算法39-42
• 4.1.3 針對小容量緩存的優(yōu)化42-44
• 4.2 基于gcov信息的地址段靜態(tài)鎖定44-46
• 4.3 基于gcov信息的代碼段選擇性不緩存46-47
• 4.4 本章小結(jié)47-49
• 5 優(yōu)化技術(shù)實現(xiàn)49-59
• 5.1 仿真平臺49-51
• 5.1.1 CK803處理器49-50
• 5.1.2 緩存命中率統(tǒng)計工具50-51
• 5.2 仿真流程51-52
• 5.3 優(yōu)化技術(shù)實現(xiàn)52-55
• 5.4 仿真結(jié)果分析55-57
• 5.5 本章小結(jié)57-59
• 6 總結(jié)與展望59-61
• 6.1 本文總結(jié)59-60
• 6.2 未來工作展望60-61
• 參考文獻61-65
• 作者簡歷及在學(xué)習(xí)期間取得的科研成果65

【參考文獻】

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本文編號：866351