Preview

Труды Института системного программирования РАН

Расширенный поиск

Библиотека программирования гетерогенных архитектур

https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2018-30(4)-3

Полный текст:

Аннотация

Встраиваемые системы с гетерогенной архитектурой, рассматриваемые в данной работе, состоят из одного управляющего и одного или нескольких периферийных процессоров. Разработка ПО для таких систем представляет заметные сложности, требуя различные наборы инструментов для каждой составляющей гетерогенной системы. Достижение высокой эффективности также становится более сложной задачей. Кроме того, во многих сценариях встраиваемые системы требуют настройки во время исполнения, что непросто обеспечить с использованием стандартных средств. Эта работа представляет C-подобный предметно-ориентированный язык (DSL) для метапрограммирования и библиотеку, предоставляющую единый интерфейс для программирования периферийных процессоров с использованием этого языка. Это позволяет разрешить упомянутые проблемы. DSL встроен в C++ и позволяет свободно манипулировать написанными на нем выражениями и, таким образом, представляет собой реализацию идеи генеративного программирования, когда выразительная мощь высокоуровневого языка используется для многоступенчатой генерации низкоуровневого DSL кода. Вместе с другими возможностями, например, обобщенными DSL функциями, это делает данный язык гибким инструментом для динамической кодогенерации. Подход, используемый в библиотеке, - это динамическая компиляция. Код, написанный на предметно-ориентированном языке, транслируется в LLVM IR и затем компилируется в машинный код во время исполнения. Это открывает возможность динамических оптимизаций кода, например, специализации функций для определенных значений, известных только во время исполнения. Гибкая архитектура библиотеки обеспечивает простую расширяемость на любые платформы, поддерживаемые LLVM. В конце работы также приводятся апробация библиотеки на нескольких системах и демонстрация возможности динамических оптимизаций.

Об авторах

Г. В. Киргизов
Санкт-Петербургский государственный университет
Россия


Я. А. Кириленко
Санкт-Петербургский государственный университет
Россия


Список литературы

1. К. Мелентьев, Р. Белков и Я. Кириленко. Система программирования кибернетических гетерогенных архитектур с использованием LLVM. Second Conference on Software Engineering and Information Management (SEIM-2017) (short papers), 2017, стр. 31-35.

2. J. E. Stone, D. Gohara, and G. Shi. OpenCL: A parallel programming standard for heterogeneous computing systems. Computing in science & engineering, vol. 12, no. 3, , 2010, pp. 66-73.

3. M. Garland, S. Le Grand, J. Nickolls, J. Anderson, J. Hardwick, S. Morton, E. Phillips, Y. Zhang, and V. Volkov. Parallel computing experiences with CUDA. IEEE micro, vol. 28, no. 4, 2008.

4. T. Rompf, K. J. Brown, H. Lee, A. K. Sujeeth, M. Jonnalagedda, N. Amin, G. Ofenbeck, A. Stojanov, Y. Klonatos, M. Dashti et al. Go meta! A case for generative programming and DSLs in performance critical systems. In LIPIcs-Leibniz International Proceedings in Informatics, vol. 32, Schloss Dagstuhl-Leibniz-Zentrum fuer Informatik, 2015.

5. K. J. Brown, A. K. Sujeeth, H. J. Lee, T. Rompf, H. Chafi, M. Odersky, and K. Olukotun. A heterogeneous parallel framework for domain-specific languages. In Proc. of the 2011 International Conference on Parallel Architectures and Compilation Techniques (PACT), IEEE, 2011, pp. 89-100.

6. A. K. Sujeeth, K. J. Brown, H. Lee, T. Rompf, H. Chafi, M. Odersky, and K. Olukotun. Delite: A compiler architecture for performance-oriented embedded domain-specific languages. ACM Transactions on Embedded Computing Systems (TECS), vol. 13, no. 4s, 2014, article no. 134.

7. T. Rompf and M. Odersky. Lightweight modular staging: a pragmatic approach to runtime code generation and compiled DSLs. Communications of the ACM, vol. 55, no. 6, 2012, pp. 121-130.

8. C. Lattner and V. Adve. LLVM: A Compilation Framework for Lifelong Program Analysis & Transformation. In Proceedings of the 2004 International Symposium on Code Generation and Optimization (CGO’04), Mar 2004, pp. 75-86.

9. K. Czarnecki, J. T. O’Donnell, J. Striegnitz, and W. Taha. DSL implementation in MetaOCaml, Template Haskell, and C++. In Domain-Specific Program Generation, LNCS, vol. 3016, 2003, pp. 51-72.


Для цитирования:


Киргизов Г.В., Кириленко Я.А. Библиотека программирования гетерогенных архитектур. Труды Института системного программирования РАН. 2018;30(4):45-62. https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2018-30(4)-3

For citation:


Kirgizov G.V., Kirilenko I.A. Heterogeneous Architectures Programming Library. Proceedings of the Institute for System Programming of the RAS (Proceedings of ISP RAS). 2018;30(4):45-62. https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2018-30(4)-3

Просмотров: 111


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2079-8156 (Print)
ISSN 2220-6426 (Online)