本文關(guān)鍵詞：基于Clang的C語言代碼并行化轉(zhuǎn)換工具的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：在互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展的今天，人們進(jìn)入了一個(gè)數(shù)據(jù)爆炸的年代，針對(duì)于一些互聯(lián)網(wǎng)后臺(tái)核心的應(yīng)用，每天有數(shù)以億記的用戶，完成海量的點(diǎn)擊、訪問，然而在大并發(fā)下的數(shù)據(jù)處理不可避免的面臨著各種各樣的瓶頸。目前，憑著擁有極高運(yùn)算能力的高性能并行計(jì)算機(jī)成為現(xiàn)金計(jì)算機(jī)發(fā)展方向上的重要標(biāo)桿，計(jì)算設(shè)備的計(jì)算能力成為了衡量一個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)能力和科技實(shí)力的主要度量，同時(shí)在另一方面它也在不斷促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及綜合國力的提升。 現(xiàn)在，世界范圍內(nèi)的眾多研究人員，正在對(duì)GPU運(yùn)算進(jìn)行著各類開發(fā)試驗(yàn)，并對(duì)這種并行計(jì)算的能力進(jìn)行學(xué)習(xí)與研究。但是在這樣的工作中，大多數(shù)工作都是基于一些原始的數(shù)據(jù)所進(jìn)行的。當(dāng)研究者和開發(fā)人員將開發(fā)的工作在GPU上執(zhí)行時(shí)，他們需要考慮到GPU的并行編程，并且遵守GPU的底層架構(gòu)。遵循這樣的想法，本文提供了一種可以將傳統(tǒng)的C遺產(chǎn)代碼轉(zhuǎn)換為可并行執(zhí)行的OpenMP代碼的工具。在本文基礎(chǔ)上提供的主要工作內(nèi)容如下： 1．在對(duì)代碼進(jìn)行分析時(shí)，代碼中的嵌套循環(huán)的提取是工具中的重要部分，在此部分中，我們?cè)诮Y(jié)合工具原有的代碼分析能力的基礎(chǔ)上，對(duì)代碼中的嵌套循環(huán)進(jìn)行提取，從而進(jìn)行進(jìn)一步的分析與處理工作。 2．對(duì)嵌套循環(huán)代碼中的數(shù)據(jù)依賴關(guān)系，我們也進(jìn)行了相應(yīng)的進(jìn)一步的處理。根據(jù)分析代碼所生成的抽象語法樹與控制流圖的基礎(chǔ)上，我們對(duì)其中的數(shù)據(jù)依賴關(guān)系進(jìn)行相應(yīng)的分析，由此來建立一張有向的數(shù)據(jù)依賴關(guān)系圖。通過此數(shù)據(jù)依賴關(guān)系圖，對(duì)于嵌套循環(huán)的拆分與重建進(jìn)行指導(dǎo)，我們就可以盡可能的對(duì)程序進(jìn)行并行化處理。 3．針對(duì)程序中存在著非常復(fù)雜的上下文關(guān)系，在循環(huán)重構(gòu)過程中，我們運(yùn)用安德森指針分析的方法來對(duì)代碼進(jìn)行過程間分析。對(duì)于程序代碼中的指針或大量的引用進(jìn)行標(biāo)記和跟蹤，，分析一個(gè)變量的變化過程、存儲(chǔ)狀態(tài)以及內(nèi)部的存儲(chǔ)值。 4．Clang/LLVM作為一個(gè)輕量級(jí)的提示友好的編譯器近年來獲得了大量研究人員的關(guān)注。作為一個(gè)開源編譯器，它在很大程度上提高了代碼的執(zhí)行效率。本文在此基礎(chǔ)上進(jìn)行開發(fā)，也是為了達(dá)到對(duì)代碼的并行編譯執(zhí)行程度達(dá)到一個(gè)相對(duì)客觀的程度。 本文在進(jìn)行有關(guān)串行程序并行化的同時(shí)，針對(duì)目前國內(nèi)并行編程發(fā)展的整體情況以及大量待處理遺產(chǎn)程序的需求，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一種在Clang基礎(chǔ)上可以將C語言程序自動(dòng)并行化轉(zhuǎn)換的工具。
【關(guān)鍵詞】：自動(dòng)并行化 Clang 源源轉(zhuǎn)換
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP338.6
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 并行編譯的發(fā)展及現(xiàn)狀研究12-14
• 1.2.1 并行編譯的發(fā)展12-13
• 1.2.2 并行編譯國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 論文主要工作14-16
• 1.4 本章小結(jié)16-17
• 第2章 Clang 基礎(chǔ)上的代碼轉(zhuǎn)換工具設(shè)計(jì)17-33
• 2.1 代碼轉(zhuǎn)換工具功能分析17-24
• 2.1.1 Intel 編譯器的自動(dòng)并行化17-18
• 2.1.2 PGI 高性能并行編譯器18
• 2.1.3 Clang/LLVM 編譯器18-20
• 2.1.4 LLVM 前端 Clang 編譯模塊分析20
• 2.1.5 詞法分析20-21
• 2.1.6 語法分析21
• 2.1.7 語義分析21
• 2.1.8 中間代碼生成21-24
• 2.2 串并源源轉(zhuǎn)換方法的設(shè)計(jì)24-32
• 2.2.1 控制流圖25-26
• 2.2.2 抽象語法樹26-29
• 2.2.3 指針指向分析29
• 2.2.4 循環(huán)依賴關(guān)系29-30
• 2.2.5 循環(huán)依賴的種類30-31
• 2.2.6 循環(huán)依賴分析31-32
• 2.3 本章小結(jié)32-33
• 第3章 基于 Clang 的代碼自動(dòng)轉(zhuǎn)換編譯功能的概要設(shè)計(jì)33-38
• 3.1 CTMP 代碼轉(zhuǎn)換功能設(shè)計(jì)思路33-34
• 3.2 基于 Clang 的 CTMP 相關(guān)模塊34-37
• 3.2.1 驅(qū)動(dòng)參數(shù)34-36
• 3.2.2 LLVM 的靜態(tài)分析模塊36-37
• 3.3 本章小結(jié)37-38
• 第4章 CTMP 擴(kuò)展功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)38-53
• 4.1 過程間分析設(shè)計(jì)38-41
• 4.2 循環(huán)拆分模塊設(shè)計(jì)策略41-46
• 4.2.1 循環(huán)檢測(cè)41-43
• 4.2.2 嵌套循環(huán)的拆解43-45
• 4.2.3 循環(huán)的拆解重組45-46
• 4.3 變量替換在 CTMP 中的應(yīng)用策略46-48
• 4.4 代碼生成功能的實(shí)現(xiàn)48-51
• 4.4.1 代碼生成的相關(guān)表示48-50
• 4.4.2 代碼生成主要方法50-51
• 4.5 本章小結(jié)51-53
• 第5章 實(shí)驗(yàn)及測(cè)試結(jié)果53-55
• 第6章 總結(jié)與展望55-57
• 參考文獻(xiàn)57-59
• 作者簡(jiǎn)介及在學(xué)期間所取得的科研成果59-60
• 致謝60

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 夏軍,楊學(xué)軍,曾麗芳,周海芳;基于投影分層技術(shù)的嵌套循環(huán)空間局部性優(yōu)化方法[J];計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào);2003年05期

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本文編號(hào)：931380