Определение неточностей в работе некоторых специализированных цикловых оптимизаций в компиляторе LCC для архитектуры «Эльбрус»

Работа посвящена развитию смешанных методов анализа неточностей, возникающих при проведении компиляторных оптимизаций. Развитие этих методов важно для процессоров с широким командным словом (VLIW), построенных на архитектуре «Эльбрус» со статическим планированием. Проанализированы существующие подходы к выявлению неточностей в работе оптимизаций, выделены их недостатки. Авторами разработан метод обнаружения неточностей в работе двух важных для VLIW оптимизаций: конвейеризации циклов с аппаратной поддержкой (overlap) и оптимизации выноса участков цикла с малой вероятностью исполнения в создаваемый охватывающий цикл (nesting). Метод реализуется посредством инструментирования циклов в пользовательской программе и получения статической информации о работе циклов от компилятора. Предложенный метод был проверен на задачах из пакетов SPEC CPU 2006 и 2017 rate в режиме base (без использования профильной информации) на ЭВМ с процессором «Эльбрус-8С», где доказал свою эффективность. Метод позволил достичь ускорения до 70.7% на отдельных задачах при расстановке подсказок к оптимизации overlap и 4.71% на задаче 520.omnetpp при расстановке подсказок к оптимизации nesting.

1. Mytkowicz T., Diwan A. et al. Evaluating the Accuracy of Java Profilers, PLDI, 2010, pp. 187-197.

2. Hao X., Qingsen W. et al. Can we trust profiling results?: understanding and fixing the inaccuracy in modern profilers. Proceedings of the ACM International Conference on Supercomputing. 2019. pp. 284-295. doi:10.1145/3330345.3330371.

3. Devkota S., Aschwanden P. et al. CcNav: Understanding Compiler Optimizations in Binary Code. IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics, 2021, pp. 667-677. doi:10.1109/TVCG.2020.3030357.

4. Marques D., Duarte H. et al. Performance Analysis with Cache-Aware Roofline Model in Intel Advi-sor. International Conference in High Performance Computing & Simulation, 2017, pp. 898-907. doi:10.1109/HPCS.2017.150.

5. Дроздов А.Ю., Степаненков А.М. Технология оптимизации циклов для архитектур с аппаратной поддержкой конвейеризации // Информационные технологии и вычислительные системы, 2004. №3, с. 52-62.

6. Maslennikov D.M., Volkonsky V.Y. Compiler Method and Apparatus for Elimination of Redundant Speculative Computations from Innermost Loops, Pat. US, №6301706B1, 2001.

7. Chetverina O. Alternatives of profile-guided code optimizations for one-stage compilation, Program-ming and Computer Software, 2016, vol. 42, no. 1, pp. 34-40. doi:10.1134/S0361768816010035.

8. SPEC Benchmarks and Tools. URL: https://spec.org/benchmarks.html#cpu (дата обращения 02.10.2024).