1、編譯器是一種將高級程序設計語言編寫的源程序轉化為語義等價的機器語言程序的系統(tǒng)軟件。在這個過程中，編譯器常常會對于輸入代碼進行優(yōu)化，從而可以得到更好的性能或者是減少生成的代碼大小等。通常對于通用處理器的編譯器，性能往往是最重要的目標。開發(fā)編譯器的種種優(yōu)化的最終目的都是為了提高程序的性能。然而，在編譯器的開發(fā)過程中，我們常常會遇到這樣一種情況：在經歷了很長時間的設計和實現(xiàn)之后，編譯器可以正常運行，但是卻達不到預期的優(yōu)化效果，有些時候性能甚至

2、出現(xiàn)了下降的情況。在這種情況下，我們就需要對基準測試用例進行分析來找出性能下降的原因。該過程我們稱為性能分析。性能分析的主要目的是找到現(xiàn)有程序的瓶頸之處，通過對這些地方的編譯優(yōu)化進行分析，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有優(yōu)化的不足并對其進行改進，從而獲得性能提升。 Itanium 2是由Intel以及HP公司聯(lián)合推出的一款用于高性能服務器的64位通用處理器。Itanium 2采用的是顯式指令集并行(Explicitly Parallel Instruc

3、tion Com-puting,EPIC)結構。EPIC結構中軟硬件接口可以使得軟件更好地發(fā)掘編譯時信息并有效地將這些信息傳遞給硬件。EPIC結構提供了強大的硬件支持使得編譯器能夠在很大范圍內的代碼作全局優(yōu)化。這些優(yōu)化可以使得指令級并行性(Instruction LevelParallelism,ILP)更好地暴露給硬件，從而可以使得硬件資源得到更好的利用。同時，對于編譯好的代碼，EPIC結構可以很好地進行動態(tài)運行時優(yōu)化。這樣使得軟件以

4、及硬件的聯(lián)系更加緊密，從而使得編譯器的地位更加重要。 本論文主要討論Itanium 2處理器上的編譯器的性能分析與調優(yōu)方法。論文首先介紹了性能分析與調優(yōu)的基本過程以及其意義。之后，我們介紹了Itanium 2上用于性能分析與調優(yōu)的常見工具以及Itanium 2本身對于性能分析和調優(yōu)提供的硬件支持。在此基礎上，論文討論了Itanium 2上的性能分析以及調優(yōu)的基本方法以及步驟。最后，我們給出了具體的調優(yōu)實例。我們主要的調優(yōu)對象是開

5、放源代碼編譯器ORC(OpenResearch Compiler)。通過利用Itanium 2提供的硬件計數(shù)器及其豐富的性能監(jiān)測與分析工具，我們對于SPEC CPU2000中的mgrid浮點程序進行調優(yōu)。通過調優(yōu)，我們發(fā)現(xiàn)： 1.ORC編譯器中產生局部性提示的部分可以被改進。目前，ORC對所有的預取指令都產生nta的局部性提示。這里，nta表示在所有的存儲層次上都沒有時間局部性。對于浮點程序，大部分預取都是在循環(huán)中進行的。很顯然

6、，nta不太符合這種 情況。 2.ORC編譯器的代碼生成部分沒有很好的利用Itanium 2體系結構的特點。一個例子就是lfetch指令(預取指令)的自增模式。在該模式下，每次lfetch指令在預取之后可以自動對目標地址增加一個常數(shù)。這樣可以減少對寄存器的使用，同時也減少生成的代碼大小。 3．在寄存器分配中，活躍區(qū)間的分裂算法過于激進。這會導致一些冗余的拷貝指令被插入。 4．預取在Itanium 2體系結構上占