第1章 高性能體係結構對編譯器的挑戰
1.1 概述和目標
1.2 流水綫
1.2.1 流水綫指令部件
1.2.2 流水綫執行部件
1.2.3 並行功能部件
1.2.4 標量流水綫編譯
1.3 嚮量指令
1.3.1 嚮量硬件概述
1.3.2 嚮量流水綫編譯
1.4 超標量處理器和VLIW處理器
1.4.1 多發射指令部件
1.4.2 多發射處理器的編譯
1.5 處理器並行性
1.5.1 處理器並行性概述
1.5.2 異步並行性的編譯
1.6 存儲層次結構
1.6.1 存儲係統概述
1.6.2 存儲層次結構的編譯
1.7 實例研究：矩陣乘法
1.8 先進編譯技術
1.8.1 依賴
1.8.2 變換
1.9 小結
1.10 實例研究
1.11 曆史評述與參考文獻
習題
第2章 依賴：理論與實踐
2.1 引言
2.2 依賴及其性質
2.2.1 存-取分類
2.2.2 循環內的依賴
2.2.3 依賴和變換
2.2.4 距離嚮量和方嚮嚮量
2.2.5 循環攜帶依賴和循環無關依賴
2.3 簡單的依賴測試
2.4 並行化和嚮量化
2.4.1 並行化
2.4.2 嚮量化
2.4.3 一個先進的嚮量化算法
2.5 小結
2.6 實例研究
2.7 曆史評述與參考文獻
習題
第3章 依賴測試
3.1 引言
3.2 依賴測試概述
3.2.1 下標劃分
3.2.2 閤並方嚮嚮量
3.3 單下標依賴測試
3.3.1 ZIV測試
3.3.2 SIV測試
3.3.3 多歸納變量測試
3.4 耦閤組中的測試
3.4.1 Delta測試
3.4.2 更強有力的多下標測試
3.5 實驗研究
3.6 各種測試的集成
3.7 小結
3.8 實例研究
3.9 曆史評述與參考文獻
習題
第4章 初等變換
4.1 引言
4.2 信息需求
4.3 循環正規化
4.4 數據流分析
4.4.1 定義-使用鏈
4.4.2 死代碼消除
4.4.3 常數傳播
4.4.4 靜態單賦值形式
4.5 歸納變量暴露
4.5.1 前嚮錶達式替換
4.5.2 歸納變量替換
4.5.3 驅動替換過程
4.6 小結
4.7 實例研究
4.8 曆史評述與參考文獻
習題
第5章 提高細粒度並行性
5.1 引言
5.2 循環交換
5.2.1 循環交換的安全性
5.2.2 循環交換的有利性
5.2.3 循環交換和嚮量化
5.3 標量擴展
5.4 標量和數組重命名
5.5 節點分裂
5.6 歸約識彆
5.7 索引集分裂
5.7.1 閾值分析
5.7.2 循環剝離
5.7.3 基於區域的分裂
5.8 運行時符號解析
5.9 循環傾斜
5.10 各種變換的集成
5.11 實際機器的復雜性
5.12 小結
5.13 實例研究
5.13.1 PFC
5.13.2 Ardent Titan編譯器
5.13.3 嚮量化的性能
5.14 曆史評述與參考文獻
習題
第6章 開發粗粒度並行性
6.1 引言
6.2 單循環的處理方法
6.2.1 私有化
6.2.2 循環分布
6.2.3 對齊
6.2.4 代碼復製
6.2.5 循環閤並
6.3 緊嵌循環
6.3.1 為並行化的循環交換
6.3.2 循環選擇
6.3.3 循環反轉
6.3.4 為並行化的循環傾斜
6.3.5 幺模變換
6.3.6 基於有利性的並行化方法
6.4 非緊嵌循環套
6.4.1 多層循環閤並
6.4.2 一個並行代碼生成算法
6.5 一個擴充的例子
6.6 並行性的封裝
6.6.1 循環分段
6.6.2 流水綫並行性
6.6.3 調度並行任務
6.6.4 製導的自調度
6.7 小結
6.8 實例研究
6.8.1 PFC和ParaScope
6.8.2 Ardent Titan編譯器
6.9 曆史評述與參考文獻
習題
第7章 處理控製流
7.1 引言
7.2 if轉換
7.2.1 定義
7.2.2 分支的分類
7.2.3 前嚮分支
7.2.4 齣口分支
7.2.5 後嚮分支
7.2.6 完全前嚮分支消除
7.2.7 化簡
7.2.8 迭代依賴
7.2.9 if重構
7.3 控製依賴
7.3.1 構造控製依賴
7.3.2 循環中的控製依賴
7.3.3 控製依賴的一個執行模型
7.3.4 控製依賴在並行化中的應用
7.4 小結
7.5 實例研究
7.6 曆史評述與參考文獻
習題
第8章 改進寄存器的使用
8.1 引言
8.2 標量寄存器分配
8.2.1 麵嚮寄存器重用的數據依賴
8.2.2 循環攜帶和循環無關的重用
8.2.3 寄存器分配的例子
8.3 標量替換
8.3.1 依賴圖剪枝
8.3.2 簡單替換
8.3.3 處理循環攜帶依賴
8.3.4 跨越多個迭代的依賴
8.3.5 刪除標量拷貝
8.3.6 緩解寄存器壓力
8.3.7 標量替換算法
8.3.8 實驗數據
8.4 展開和壓緊
8.4.1 展開和壓緊的閤法性
8.4.2 展開和壓緊算法
8.4.3 展開和壓緊的效果
8.5 麵嚮寄存器重用的循環交換
8.5.1 對循環交換的考慮
8.5.2 循環交換算法
8.6 麵嚮寄存器重用的循環閤並
8.6.1 麵嚮重用的有利的循環閤並
8.6.2 麵嚮閤並的循環對齊
8.6.3 閤並機製
8.6.4 加權循環閤並算法
8.6.5 麵嚮寄存器重用的多層循環閤並
8.7 改進寄存器使用的變換綜閤
8.7.1 決定變換的順序
8.7.2 例子：矩陣乘法
8.8 復雜的循環嵌套
8.8.1 包含if語句的循環
8.8.2 梯形循環
8.9 小結
8.10 實例研究
8.11 曆史評述與參考文獻
習題
第9章 管理高速緩存
9.1 引言
9.2 適閤於空間局部性的循環交換
9.3 分塊
9.3.1 非對齊的數據
9.3.2 分塊的閤法性
9.3.3 分塊的有利性
9.3.4 一個簡單的分塊算法
9.3.5 帶傾斜的分塊
9.3.6 循環閤並和對齊
9.3.7 結閤其他變換的分塊
9.3.8 有效性
9.4 復雜循環嵌套中的高速緩存管理
9.4.1 三角形的高速緩存分塊
9.4.2 特殊用途的變換
9.5 軟件預取
9.5.1 一個軟件預取算法
9.5.2 軟件預取的有效性
9.6 小結
9.7 實例研究
9.8 曆史評述與參考文獻
習題
第10章 調度
10.1 引言
10.2 指令調度
10.2.1 機器模型
10.2.2 直綫型代碼的圖調度
10.2.3 錶調度
10.2.4 蹤跡調度
10.2.5 循環內的調度
10.3 嚮量部件調度
10.3.1 鏈接
10.3.2 協處理器
10.4 小結
10.5 實例研究
10.6 曆史評述與參考文獻
習題
第11章 過程間分析和優化
11.1 引言
11.2 過程間分析
11.2.1 過程間問題
11.2.2 過程間問題分類
11.2.3 流不敏感副作用分析
11.2.4 流不敏感彆名分析
11.2.5 常數傳播
11.2.6 注銷分析
11.2.7 符號化分析
11.2.8 數組區域分析
11.2.9 調用圖的構造
11.3 過程間優化
11.3.1 內聯替換
11.3.2 過程剋隆
11.3.3 混閤優化
11.4 管理整個程序的編譯
11.5 小結
11.6 實例研究
11.7 曆史評述與參考文獻
習題
第12章 C語言和硬件設計中的依賴
12.1 引言
12.2 優化C語言
12.2.1 指針
12.2.2 命名和結構
12.2.3 循環
12.2.4 作用域和靜態變量
12.2.5 方言
12.2.6 其他問題
12.3 硬件設計
12.3.1 硬件描述語言
12.3.2 優化模擬
12.3.3 綜閤優化
12.4 小結
12.5 實例研究
12.6 曆史評述與參考文獻
習題
第13章 編譯數組賦值
13.1 引言
13.2 簡單的標量化
13.3 標量化變換
13.3.1 循環反轉
13.3.2 輸入預取
13.3.3 循環分裂
13.4 多維標量化
13.4.1 多維中的簡單標量化
13.4.2 外層循環預取
13.4.3 用於標量化的循環交換
13.4.4 通用的多維標量化
13.4.5 一個標量化的例子
13.5 對嚮量機器的考慮
13.6 標量化後的循環交換和閤並
13.7 小結
13.8 實例研究
13.9 曆史評述與參考文獻
習題
第14章 編譯高性能Fortran
14.1 引言
14.2 HPF編譯器概覽
14.3 基本循環的編譯技術
14.3.1 分布信息的傳播和分析
14.3.2 迭代的劃分
14.3.3 通信生成
14.4 優化
14.4.1 通信嚮量化
14.4.2 重疊通信和計算
14.4.3 對齊和復製
14.4.4 流水
14.4.5 一般依賴環的識彆
14.4.6 存儲管理
14.4.7 處理多個維
14.5 HPF的過程間優化
14.6 小結
14.7 實例研究
14.8 曆史評述與參考文獻
習題
附錄 Fortran 90基礎
參考文獻
索引
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