10.1处理器体系结构 10.1.2流水化的执行 如果不依赖一条指令结果的随后指令在该结 果产生前就被允许执行 有些指令的执行需要几个周期，几个操作同时出 现在它们的执行级上可能的 如果最长的执行流水线是n级，n个操作同时进行 的可能性是存在的 并非所有的指令都能被完全流水化，例如浮点除 通用处理器大都动态察觉相继指令之间的依赖性 嵌入式系统把数据相关性的检查交给软件
10.1 处理器体系结构 10.1.2 流水化的执行 如果不依赖一条指令结果的随后指令在该结 果产生前就被允许执行 – 有些指令的执行需要几个周期，几个操作同时出 现在它们的执行级上可能的 – 如果最长的执行流水线是n级，n个操作同时进行 的可能性是存在的 – 并非所有的指令都能被完全流水化，例如浮点除 – 通用处理器大都动态察觉相继指令之间的依赖性 – 嵌入式系统把数据相关性的检查交给软件
10.1处理器体系结构 10.1.3多指令发射 每周期发射几个操作，让更多操作同时进行 超长指令字机器 将若干个操作编码在单周期中发射 编译器需要确定哪些操作可以并行发射 超标量机器 超标量机器有按普通顺序执行语义的正规指令集 硬件自动察觉指令之间的相关性，并且在它们的 操作数可用时就发射它们 更复杂的调度器能够“乱序”执行指令
10.1 处理器体系结构 10.1.3 多指令发射 每周期发射几个操作，让更多操作同时进行 • 超长指令字机器 – 将若干个操作编码在单周期中发射 – 编译器需要确定哪些操作可以并行发射 • 超标量机器 – 超标量机器有按普通顺序执行语义的正规指令集 – 硬件自动察觉指令之间的相关性，并且在它们的 操作数可用时就发射它们 – 更复杂的调度器能够“乱序”执行指令
10.2代码调度的约束 代码调度 -用在代码生成器产生的机器代码上的优化技术 本节讨论代码调度的约束 控制相关约束 在原程序中执行的所有操作都 必须在优化代码中执行 数据相关约束 优化程序中的操作产生的结果 必须同原程序对应操作的结果一样 资源约束 调度不能过分占用机器的资源 优化程序很难调试 内存状态可能和顺序执行的任何内存状态不匹配
10.2 代码调度的约束 • 代码调度 – 用在代码生成器产生的机器代码上的优化技术 • 本节讨论代码调度的约束 – 控制相关约束 在原程序中执行的所有操作都 必须在优化代码中执行 – 数据相关约束 优化程序中的操作产生的结果 必须同原程序对应操作的结果一样 – 资源约束 调度不能过分占用机器的资源 • 优化程序很难调试 – 内存状态可能和顺序执行的任何内存状态不匹配
10.2代码调度的约束 10.2.1数据相关 真相关 如果对同一个单元先写后读，那么 读依赖于所写的值 反相关 如果对同一个单元先读后写。可以 通过把值存在不同的单元来删除反相关 输出相关 如果对同一个单元先后写两次。也 可删除 数据相关概念可同时用于内存访问和寄存器 访问
10.2 代码调度的约束 10.2.1 数据相关 – 真相关 如果对同一个单元先写后读，那么 读依赖于所写的值 – 反相关 如果对同一个单元先读后写。可以 通过把值存在不同的单元来删除反相关 – 输出相关 如果对同一个单元先后写两次。也 可删除 • 数据相关概念可同时用于内存访问和寄存器 访问
10.2代码调度的约束 10.2.2发现内存访问中的相关性 。例 (1)a=1 (2)*p=2 (3) x=a -语句1)和(2)可能构成输出相关 -语句1)和(3)可能构成真相关 -语句(2)和3)可能构成真相关 除非编译器知道p不可能指向a,否则3个操作必 须串行执行
10.2 代码调度的约束 10.2.2 发现内存访问中的相关性 • 例 (1) a = 1 (2) p = 2 (3) x = a – 语句(1)和(2)可能构成输出相关 – 语句(1)和(3)可能构成真相关 – 语句(2)和(3)可能构成真相关 – 除非编译器知道p不可能指向a，否则3个操作必 须串行执行