專利名稱：匯編級(jí)內(nèi)存復(fù)制標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)的生成方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微處理器領(lǐng)域，尤其涉及一種匯編級(jí)內(nèi)存復(fù)制庫(kù)函數(shù)的生成方法及裝置。
背景技術(shù)：
在數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域，微處理器是面向數(shù)據(jù)密集型的應(yīng)用，通常需要完成大量的實(shí)時(shí)計(jì)算。其中，內(nèi)存復(fù)制標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)(memcpy標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù))是最常用的庫(kù)函數(shù)之一，在微處理器進(jìn)行多媒體編解碼過(guò)程中會(huì)被頻繁調(diào)用，屬調(diào)用密集型函數(shù)，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化有助于提高微處理器數(shù)據(jù)處理性能。memcpy標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)目的是實(shí)現(xiàn)內(nèi)存中任意規(guī)模的數(shù)據(jù)搬移。一般地，對(duì)于具有不同硬件特性的微處理器來(lái)說(shuō)，標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)在高級(jí)語(yǔ)言層面上的實(shí)現(xiàn)代 碼是一致的。然而，正是因?yàn)檫@種一致性，高級(jí)語(yǔ)言層面上的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)很難做到針對(duì)特定目標(biāo)體系結(jié)構(gòu)的徹底優(yōu)化。基于優(yōu)化理論，對(duì)程序的匯編級(jí)進(jìn)行優(yōu)化，程序越底層，代碼越容易調(diào)試，更能有效利用指令集。因此，現(xiàn)代微處理器為了提高處理性能，很多標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)都是以匯編的形式內(nèi)嵌靜態(tài)庫(kù)中。memcpy標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)的典型實(shí)現(xiàn)算法是單字節(jié)數(shù)據(jù)搬移，即單字節(jié)從內(nèi)存中讀數(shù)，單字節(jié)寫(xiě)回內(nèi)存。這種算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，當(dāng)數(shù)據(jù)規(guī)模較小時(shí)，性能尚可。然而，當(dāng)處理器的數(shù)據(jù)帶寬大于8bits，且數(shù)據(jù)規(guī)模較大時(shí)，這種單字節(jié)的搬移方式，遠(yuǎn)沒(méi)有發(fā)揮處理器的數(shù)據(jù)帶寬，搬移性能極低。在大多數(shù)平臺(tái)下，從內(nèi)存對(duì)齊邊界開(kāi)始拷貝可以充分發(fā)揮處理器的數(shù)據(jù)帶寬。編譯器套裝(GNU Compiler Collection, GCC)在對(duì)memcpy標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化時(shí)正是利用了這一點(diǎn)，將待搬移數(shù)據(jù)按照地址對(duì)齊與否分為三部分對(duì)齊邊界之前的數(shù)據(jù)，對(duì)齊拷貝的數(shù)據(jù)，剩余數(shù)據(jù)。地址對(duì)齊部分采用多字節(jié)數(shù)據(jù)搬移指令實(shí)現(xiàn)搬移，不對(duì)齊部分仍采用單字節(jié)數(shù)據(jù)搬移。然而，GCC對(duì)于memcpy標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)的優(yōu)化，在C語(yǔ)言級(jí)別上實(shí)現(xiàn)了相同的代碼，而在匯編級(jí)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化需要針對(duì)不同的體系結(jié)構(gòu)，結(jié)合各自的硬件特性分別實(shí)現(xiàn)，可移植性較差。Intel公司在匯編級(jí)對(duì)memcpy標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化時(shí),結(jié)合其指令集中的16B對(duì)齊數(shù)據(jù)搬移指令，將需要搬移的數(shù)據(jù)細(xì)分成16種情況對(duì)齊搬移和15種不對(duì)齊搬移。其中，地址不對(duì)齊的數(shù)據(jù)通過(guò)移位、寄存器拼接等操作，從而使得待搬移數(shù)據(jù)全部歸一化，均可用對(duì)齊數(shù)據(jù)搬移指令來(lái)完成數(shù)據(jù)搬移。然而，當(dāng)數(shù)據(jù)規(guī)模較大，且地址不對(duì)齊時(shí)，移位等操作的代價(jià)也會(huì)對(duì)整體優(yōu)化產(chǎn)生負(fù)面影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種匯編級(jí)內(nèi)存復(fù)制標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)的生成方法及裝置，生成的匯編級(jí)memcpy標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)具有較優(yōu)的搬移性能，并且可移植性較好。在第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種匯編級(jí)memcpy標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)的生成方法，所述方法包括
根據(jù)數(shù)據(jù)搬移要求、目標(biāo)機(jī)器可用數(shù)據(jù)搬移指令集及其相應(yīng)的地址對(duì)齊要求和當(dāng)前可用的硬件資源信息，對(duì)所述目標(biāo)機(jī)器可用數(shù)據(jù)搬移指令集進(jìn)行第一功能篩選，生成滿足搬移要求的搬移模式集合；根據(jù)每個(gè)搬移模式含有的數(shù)據(jù)搬移指令個(gè)數(shù)，對(duì)所述搬移模式集合進(jìn)行第一性能篩選，得到最精簡(jiǎn)搬移模式；根據(jù)所述最精簡(jiǎn)搬移模式生成匯編級(jí)內(nèi)存復(fù)制標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)。在第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了又一種匯編級(jí)memcpy標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)的生成方法，所述方法包括將搬移任務(wù)分解為頭部搬移任務(wù)、循環(huán)搬移任務(wù)和尾部搬移任務(wù)；
分別根據(jù)所述頭部搬移任務(wù)、循環(huán)搬移任務(wù)、尾部搬移任務(wù)、目標(biāo)機(jī)器可用數(shù)據(jù)搬移指令集及其相應(yīng)的地址對(duì)齊要求和所述目標(biāo)機(jī)器當(dāng)前可用的硬件資源信息，對(duì)所述目標(biāo)機(jī)器可用數(shù)據(jù)搬移指令集進(jìn)行第一功能篩選，并且分別生成第一頭部搬移模式集合、第一循環(huán)搬移模式集合和第一尾部搬移模式集合；根據(jù)每個(gè)搬移模式所含有的數(shù)據(jù)搬移指令個(gè)數(shù)，對(duì)所述第一頭部搬移模式集合、第一循環(huán)搬移模式集合和第一尾部搬移模式集合分別進(jìn)行第一性能篩選，分別生成第二頭部搬移模式集合、第二循環(huán)搬移模式集合和第二尾部搬移模式集合；將所述第二頭部搬移模式集合、第二循環(huán)搬移模式集合和第二尾部搬移模式集合中相應(yīng)的各個(gè)元素進(jìn)行有序組合得到組合搬移模式集合，根據(jù)所述組合搬移模式集合中各個(gè)元素含有的各條指令執(zhí)行代價(jià)，對(duì)所述組合搬移模式集合進(jìn)行第二性能篩選，得到滿足數(shù)據(jù)搬移要求的執(zhí)行代價(jià)最小的組合搬移模式；根據(jù)所述組合搬移模式生成匯編級(jí)內(nèi)存復(fù)制標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)。在第三方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種匯編級(jí)memcpy標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)的生成裝置，所述裝置包括第一功能篩選單元，用于根據(jù)數(shù)據(jù)搬移要求、目標(biāo)機(jī)器可用數(shù)據(jù)搬移指令集及其相應(yīng)的地址對(duì)齊要求和當(dāng)前可用的硬件資源信息，對(duì)所述目標(biāo)機(jī)器可用數(shù)據(jù)搬移指令集進(jìn)行第一功能篩選，生成滿足搬移要求的搬移模式集合；第一性能篩選單元，用于根據(jù)每個(gè)搬移模式含有的數(shù)據(jù)搬移指令個(gè)數(shù)，對(duì)所述搬移模式集合進(jìn)行第一性能篩選，得到最精簡(jiǎn)搬移模式；生成單元，用于根據(jù)所述最精簡(jiǎn)搬移模式生成匯編級(jí)內(nèi)存復(fù)制標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)。在第四方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了又一種匯編級(jí)memcpy標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)的生成裝置，所述裝置包括分解單元，用于將搬移任務(wù)分解為頭部搬移任務(wù)、循環(huán)搬移任務(wù)和尾部搬移任務(wù);第一功能篩選單元，用于分別根據(jù)所述頭部搬移任務(wù)、循環(huán)搬移任務(wù)、尾部搬移任務(wù)、目標(biāo)機(jī)器可用數(shù)據(jù)搬移指令集及其相應(yīng)的地址對(duì)齊要求和所述目標(biāo)機(jī)器當(dāng)前可用的硬件資源信息，對(duì)所述目標(biāo)機(jī)器可用數(shù)據(jù)搬移指令集進(jìn)行第一功能篩選，并且分別生成第一頭部搬移模式集合、第一循環(huán)搬移模式集合和第一尾部搬移模式集合；第一性能篩選單元，用于根據(jù)每個(gè)搬移模式所含有的數(shù)據(jù)搬移指令個(gè)數(shù)，對(duì)所述第一頭部搬移模式集合、第一循環(huán)搬移模式集合和第一尾部搬移模式集合分別進(jìn)行第一性能篩選，分別生成第二頭部搬移模式集合、第二循環(huán)搬移模式集合和第二尾部搬移模式集合；第二性能篩選單元，用于將所述第二頭部搬移模式集合、第二循環(huán)搬移模式集合和第二尾部搬移模式集合中相應(yīng)的各個(gè)元素進(jìn)行有序組合得到組合搬移模式集合，根據(jù)所述組合搬移模式集合中各個(gè)元素含有的各條指令執(zhí)行代價(jià)，對(duì)所述組合搬移模式集合進(jìn)行第二性能篩選，得到滿足數(shù)據(jù)搬移要求的執(zhí)行代價(jià)最小的組合搬移模式；生成單元，用于根據(jù)所述組合搬移模式生成匯編級(jí)內(nèi)存復(fù)制標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提供的匯編級(jí)memcpy標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)的生成方法及裝置確定的匯編級(jí)memcpy標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)，搬移性能較優(yōu)，可移植性較好。



圖I是本發(fā)明實(shí)施例一提供的匯編級(jí)memcpy標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)的生成方法流程圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例一提供的數(shù)據(jù)規(guī)模為8的搬移模式匯編代碼片段示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例二提供的匯編級(jí)memcpy標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)的生成方法流程圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例三提供的匯編級(jí)memcpy標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)的生成裝置示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例四提供的匯編級(jí)memcpy標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)的生成裝置示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。memcpy標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)的典型實(shí)現(xiàn)算法是單字節(jié)的數(shù)據(jù)搬移，然而這種算法在數(shù)據(jù)規(guī)模較小時(shí)性能尚可，當(dāng)數(shù)據(jù)規(guī)模較大時(shí)，實(shí)現(xiàn)代價(jià)很大，性能極低。因此，如何實(shí)現(xiàn)多字節(jié)的拷貝是眾多memcpy標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)優(yōu)化算法的設(shè)計(jì)重點(diǎn)?，F(xiàn)代微處理器的指令集都提供了字節(jié)、半字、字尋址，一般都支持多字節(jié)的搬移指令，為了充分發(fā)揮處理器的數(shù)據(jù)帶寬，我們?cè)趦?nèi)存中進(jìn)行數(shù)據(jù)搬移時(shí)，根據(jù)目標(biāo)機(jī)器支持的指令集，每次對(duì)有效指令支持的字節(jié)數(shù)進(jìn)行搬移。然而，當(dāng)實(shí)現(xiàn)多字節(jié)數(shù)據(jù)搬移時(shí)，需要考慮數(shù)據(jù)地址的對(duì)齊問(wèn)題，如4字節(jié)取數(shù)指令要求源數(shù)據(jù)內(nèi)存地址必須為4字節(jié)對(duì)齊，否則不對(duì)齊的訪問(wèn)會(huì)觸發(fā)異常。因此，結(jié)合搬移數(shù)據(jù)地址對(duì)齊與否，選取可用的數(shù)據(jù)搬移指令，是由程序自動(dòng)生成優(yōu)化的memcpy標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)的匯編代碼考慮的關(guān)鍵。對(duì)于某一特定的數(shù)據(jù)搬移要求，基于目標(biāo)機(jī)器可用數(shù)據(jù)搬移指令集，可用的搬移模式是明確的，且當(dāng)有效數(shù)據(jù)搬移指令可選時(shí)，得到的搬移模式不唯一，其實(shí)現(xiàn)代價(jià)也各異。下述實(shí)施例描述的為本發(fā)明實(shí)施例提供的匯編級(jí)memcpy標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)的生成過(guò)程，圖I是本發(fā)明實(shí)施例一提供的匯編級(jí)memcpy標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)的生成方法流程圖。如圖I所示，本發(fā)明實(shí)施例包括步驟101，根據(jù)數(shù)據(jù)搬移要求、目標(biāo)機(jī)器可用數(shù)據(jù)搬移指令集及其相應(yīng)的地址對(duì)齊要求和當(dāng)前可用的硬件資源信息，對(duì)所述目標(biāo)機(jī)器可用數(shù)據(jù)搬移指令集進(jìn)行第一功能篩選，生成滿足搬移要求的搬移模式集合。其中，數(shù)據(jù)搬移要求是指memcpy標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)的三個(gè)輸入?yún)?shù)sl，s2, η,分別為目標(biāo)搬移地址、源搬移地址和數(shù)據(jù)規(guī)模。
另外，在進(jìn)行第一功能篩選之前，首先定義搬移模式。假定目標(biāo)機(jī)器可用數(shù)據(jù)搬移指令集為Φ，i為其中的某條具體數(shù)據(jù)搬移指令(i. bytes表示i具備屬性bytes，代表搬移指令i可搬移數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù))，由此定義某一搬移模式為A，A為由η條數(shù)據(jù)搬移指令組成的有序η元組，記為A (i1； in),并且，A中所有指令可搬移數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)總和與數(shù)據(jù)搬移要求中的數(shù)據(jù)規(guī)模相同。第一功能篩選具體過(guò)程為根據(jù)數(shù)據(jù)搬移要求，遍歷目標(biāo)機(jī)器可用數(shù)據(jù)搬移指令集Φ，根據(jù)當(dāng)前的地址信息，判斷當(dāng)前指令是否滿足相應(yīng)的地址對(duì)齊條件，若不滿足，則取下一條指令繼續(xù)篩選，否則，判斷篩選出的指令所需要的硬件資源能否滿足，若不滿足則取下一條指令繼續(xù)篩選，若滿足，則將該指令添加到當(dāng)前搬移模式A中，并根據(jù)當(dāng)前搬移模式中已有的搬移指令的可搬移數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)總和及數(shù)據(jù)搬移要求中的數(shù)據(jù)規(guī)模，判斷當(dāng)前搬移模式生成是否完成，如果沒(méi)有完成，則取下一條數(shù)據(jù)搬移指令繼續(xù)篩選，否則，當(dāng)前搬移模式生成結(jié)束，開(kāi)始新一個(gè)搬移模式的生成。按照上述方法對(duì)目標(biāo)機(jī)器可用數(shù)據(jù)搬移指令集進(jìn)行篩選，直到生成所有滿足搬移要求的搬移模式。由于匯編代碼的實(shí)現(xiàn)依賴于目標(biāo)硬件平臺(tái)，因此可用搬移模式的生成與目標(biāo)機(jī)器 的硬件特性密切相關(guān)。如果在搬移模式生成過(guò)程中，目標(biāo)機(jī)器的硬件特性不能滿足當(dāng)前搬移模式生成時(shí)需要的相關(guān)條件，如數(shù)據(jù)搬移指令相應(yīng)的地址對(duì)齊要求、所需的硬件資源等，則當(dāng)前搬移模式生成失效。因此，在上述第一功能篩選過(guò)程中，需要及時(shí)攜帶相關(guān)硬件信息并隨時(shí)跟蹤，以判斷當(dāng)前搬移模式是否有效。步驟102，根據(jù)每個(gè)搬移模式含有的數(shù)據(jù)搬移指令個(gè)數(shù)，對(duì)所述搬移模式集合進(jìn)行第一性能篩選，得到最精簡(jiǎn)搬移模式。具體地，為了保證程序生成性能較優(yōu)的memcpy匯編代碼，需要對(duì)生成的搬移模式集合進(jìn)行第一性能篩選?；趍emcpy標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)的行為本質(zhì)，在根據(jù)某一搬移要求生成多個(gè)搬移模式時(shí)，對(duì)目標(biāo)機(jī)器可用數(shù)據(jù)搬移指令集進(jìn)行第一功能篩選后，能夠明確得到滿足搬移要求的所有搬移模式構(gòu)成的集合，而搬移模式集合中的各元素的執(zhí)行性能取決于它的元素個(gè)數(shù)。例如，圖2是本發(fā)明實(shí)施例一提供的數(shù)據(jù)規(guī)模為8的搬移模式匯編代碼片段示意圖。如圖2所示，圖2中(a)為單字節(jié)搬移模式，圖2中(b)為4字節(jié)搬移模式，對(duì)比二者可知，搬移模式中含有的元素個(gè)數(shù)越少，搬移數(shù)據(jù)時(shí)使用的硬件資源越少，匯編代碼的規(guī)模也越小。而且，對(duì)于一般的微處理器來(lái)說(shuō)，單字節(jié)或多字節(jié)的訪存指令執(zhí)行代價(jià)上無(wú)異。即越精簡(jiǎn)的搬移模式越能有效利用指令集，充分發(fā)揮處理器的數(shù)據(jù)帶寬。因此，經(jīng)過(guò)第一性能篩選，可以篩選出最精簡(jiǎn)的搬移模式，并由此得到優(yōu)化的memcpy標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)匯編代碼的核心部分。需要說(shuō)明的是，對(duì)搬移模式集合進(jìn)行第一性能篩選，若得到多個(gè)同樣精簡(jiǎn)的搬移模式，取其中任意一個(gè)搬移模式作為所述最精簡(jiǎn)搬移模式。步驟103，根據(jù)所述最精簡(jiǎn)搬移模式生成匯編級(jí)內(nèi)存復(fù)制標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)。上述實(shí)施例描述的為，根據(jù)數(shù)據(jù)搬移要求、目標(biāo)機(jī)器可用數(shù)據(jù)搬移指令集及其相應(yīng)的地址對(duì)齊要求和當(dāng)前可用的硬件資源信息，對(duì)目標(biāo)機(jī)器可用數(shù)據(jù)搬移指令集進(jìn)行第一功能篩選，生成滿足搬移要求的所有搬移模式構(gòu)成的集合，并對(duì)所述搬移模式集合進(jìn)行第一性能篩選，得到最精簡(jiǎn)的搬移模式，由此確定的匯編級(jí)memcpy標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)，搬移性能較優(yōu)，可移植性較好。
下述實(shí)施例描述的為當(dāng)數(shù)據(jù)規(guī)模較大時(shí)，若將數(shù)據(jù)規(guī)模全部展開(kāi)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)搬移，不僅得到的搬移模式集合規(guī)模極大，且搬移模式尺寸也與數(shù)據(jù)規(guī)模成線性增長(zhǎng)，導(dǎo)致匯編代碼規(guī)模急劇增多。因此，需要分解搬移任務(wù)，形成循環(huán)搬移數(shù)據(jù)的形式，并且各自生成相應(yīng)的搬移模式，從而縮減生成的匯編代碼規(guī)模。圖3是本發(fā)明實(shí)施例二提供的匯編級(jí)memcpy標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)的生成方法流程圖。如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例包括步驟301，將搬移任務(wù)分解為頭部搬移任務(wù)、循環(huán)搬移任務(wù)和尾部搬移任務(wù)。具體地，當(dāng)搬移數(shù)據(jù)規(guī)模較大時(shí)，若以循環(huán)的形式進(jìn)行數(shù)據(jù)搬移不僅能夠縮小代碼規(guī)模，也更能有效的利用指令集。因此，可以先將搬移任務(wù)分解為頭部搬移任務(wù)、循環(huán)搬移任務(wù)和尾部搬移任務(wù)。例如，若待搬移數(shù)據(jù)規(guī)模為size，則頭部搬移任務(wù)的規(guī)模head_size的取值范圍為(Tsize ;循環(huán)搬移任務(wù)的規(guī)模body_size的取值范圍為l"size_head_size,循環(huán)次數(shù)η為(size_head_size)/body_size ;尾部搬移任務(wù)的規(guī)模tail_size的取值范圍為(size_head_size)%body_size。對(duì)于每一種搬移模式組合,循環(huán)搬移任務(wù)規(guī)模n*body_size、尾部搬移任務(wù)規(guī)模tail_size以及頭部搬移任務(wù)大小head_size之和等于所·述待搬移數(shù)據(jù)的規(guī)模size。步驟302，分別根據(jù)所述頭部搬移任務(wù)、循環(huán)搬移任務(wù)、尾部搬移任務(wù)、目標(biāo)機(jī)器可用數(shù)據(jù)搬移指令集及其相應(yīng)的地址對(duì)齊要求和所述目標(biāo)機(jī)器當(dāng)前可用的硬件資源信息，對(duì)所述目標(biāo)機(jī)器可用數(shù)據(jù)搬移指令集進(jìn)行第一功能篩選，并且分別生成第一頭部搬移模式集合、第一循環(huán)搬移模式集合和第一尾部搬移模式集合。具體地，進(jìn)行第一功能篩選的過(guò)程，在上述實(shí)施例中的步驟101中有詳細(xì)闡述，在此不復(fù)贅述。步驟303，根據(jù)每個(gè)搬移模式所含有的數(shù)據(jù)搬移指令個(gè)數(shù)，對(duì)所述第一頭部搬移模式集合、第一循環(huán)搬移模式集合和第一尾部搬移模式集合分別進(jìn)行第一性能篩選，分別生成第二頭部搬移模式集合、第二循環(huán)搬移模式集合和第二尾部搬移模式集合。具體地，進(jìn)行第一性能篩選的過(guò)程，在上述實(shí)施例中的步驟102中有詳細(xì)闡述，在此不復(fù)贅述。優(yōu)選地，對(duì)第一循環(huán)搬移模式集合進(jìn)行所述第一性能篩選后生成第二循環(huán)搬移模式集合之后，還須按照循環(huán)次數(shù)展開(kāi)進(jìn)行第二功能篩選，更新所述第二循環(huán)搬移模式集合。具體地，由于進(jìn)行第一性能篩選后生成的第二循環(huán)搬移模式集合規(guī)模極大，受指令地址對(duì)齊要求的影響，其中可能存在數(shù)據(jù)搬移過(guò)程中訪問(wèn)失效的搬移模式。因此，需要對(duì)第二循環(huán)搬移模式集合進(jìn)行第二功能篩選。具體實(shí)現(xiàn)步驟如下首先，遍歷第二循環(huán)搬移模式集合V1，假設(shè)當(dāng)前搬移模式SA1U1 e Ψι)，對(duì)其進(jìn)行循環(huán)次數(shù)展開(kāi)，得到A1的展開(kāi)形式Α2。其次，根據(jù)搬移模式生成方法可得到等效的循環(huán)搬移任務(wù)規(guī)模展開(kāi)后的搬移模式
集合Ψ2。最后，若A2 e ψ2，則標(biāo)記搬移模式A1為有效，否則為無(wú)效。當(dāng)遍歷完第二循環(huán)搬移模式集合F1中的每個(gè)模式后，會(huì)篩選出能夠保證正確搬移數(shù)據(jù)的多個(gè)搬移模式，由此更新第二循環(huán)搬移模式集合。步驟304，將所述第二頭部搬移模式集合、第二循環(huán)搬移模式集合和第二尾部搬移模式集合中相應(yīng)的各個(gè)元素進(jìn)行有序組合得到組合搬移模式集合，根據(jù)所述組合搬移模式集合中各個(gè)元素含有的各條指令執(zhí)行代價(jià)，對(duì)所述組合搬移模式集合進(jìn)行第二性能篩選，得到滿足數(shù)據(jù)搬移要求的執(zhí)行代價(jià)最小的組合搬移模式。具體地，對(duì)于一般的微處理器來(lái)說(shuō)，匯編代碼的執(zhí)行代價(jià)的指標(biāo)之一為指令的執(zhí)行周期數(shù)，這一指標(biāo)與目標(biāo)機(jī)器的硬件特性密切相關(guān)，可根據(jù)不同體系結(jié)構(gòu)在硬件特性自定義文件中定義。匯編級(jí)memcpy標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)的行為本質(zhì)為內(nèi)存間的數(shù)據(jù)搬移，因此匯編代碼中的搬移指令的執(zhí)行代價(jià)在很大程度上決定了整個(gè)匯編代碼的執(zhí)行代價(jià)。為了獲得性能較優(yōu)的memcpy代碼，需要對(duì)第二頭部搬移模式集合、第二循環(huán)搬移模式集合和第二尾部搬移模式集合中相應(yīng)的各個(gè)元素進(jìn)行有序組合得到組合搬移模式集合，根據(jù)所述組合搬移模式集合中各個(gè)元素含有的各條指令執(zhí)行代價(jià)，對(duì)所述組合搬移模式集合進(jìn)行第二性能篩選，即根據(jù)硬件特性自定義文件中的指令代價(jià)信息，計(jì)算比較組合搬移模式集合中的各個(gè)搬移模式的總體執(zhí)行代價(jià)，得到執(zhí)行代價(jià)近似最小的組合搬移模式。步驟305，根據(jù)所述組合搬移模式生成匯編級(jí)內(nèi)存復(fù)制標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)。本實(shí)施例描述的為當(dāng)數(shù)據(jù)規(guī)模較大時(shí)，將搬移任務(wù)分解為頭部搬移任務(wù)、循環(huán)搬移任務(wù)和尾部搬移任務(wù)，并對(duì)各部分?jǐn)?shù)據(jù)分別進(jìn)行第一功能篩選、第一性能篩選和第二·性能篩選，得到滿足數(shù)據(jù)搬移要求的執(zhí)行代價(jià)最小的組合搬移模式。由此生成的匯編級(jí)memcpy標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)，搬移性能較優(yōu)，并且可移植性較好。另外，對(duì)循環(huán)搬移任務(wù)進(jìn)行第一性能篩選后還可以進(jìn)行第二功能篩選，由此篩選掉失效的搬移模式，以保證生成的匯編級(jí)memcpy標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)能夠正確完成搬移任務(wù)。相應(yīng)地，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種匯編級(jí)memcpy標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)生成裝置，圖4是本發(fā)明實(shí)施例三提供的匯編級(jí)memcpy標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)的生成裝置示意圖，如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例裝置包括功能篩選單元401、性能篩選單元402和生成單元403。功能篩選單元401，用于根據(jù)數(shù)據(jù)搬移要求、目標(biāo)機(jī)器可用數(shù)據(jù)搬移指令集及其相應(yīng)的地址對(duì)齊要求和當(dāng)前可用的硬件資源信息，對(duì)所述目標(biāo)機(jī)器可用數(shù)據(jù)搬移指令集進(jìn)行第一功能篩選，生成滿足搬移要求的搬移模式集合。性能篩選單元402，用于根據(jù)每個(gè)搬移模式含有的數(shù)據(jù)搬移指令個(gè)數(shù)，對(duì)所述搬移模式集合進(jìn)行第一性能篩選，得到最精簡(jiǎn)搬移模式。生成單元403，用于根據(jù)所述最精簡(jiǎn)搬移模式生成匯編級(jí)內(nèi)存復(fù)制標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)。本發(fā)明實(shí)施例提供的裝置中植入了上述實(shí)施例一提供的匯編級(jí)memcpy標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)的生成方法，即具體工作過(guò)程在上述實(shí)施例中的步驟IOf 103中有詳細(xì)闡述，在此不復(fù)贅述。上述實(shí)施例描述的為，根據(jù)數(shù)據(jù)搬移要求、目標(biāo)機(jī)器可用數(shù)據(jù)搬移指令及其相應(yīng)的地址對(duì)齊要求和當(dāng)前可用的硬件資源信息，對(duì)目標(biāo)機(jī)器可用數(shù)據(jù)搬移指令集進(jìn)行第一功能篩選，生成滿足搬移要求的所有搬移模式構(gòu)成的集合，并對(duì)所述搬移模式集合進(jìn)行第一性能篩選，得到最精簡(jiǎn)的搬移模式，由此確定的匯編級(jí)memcpy標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)，搬移性能較優(yōu)，可移植性較好。下述實(shí)施例描述的為又一匯編級(jí)memcpy標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)生成裝置，圖5是本發(fā)明實(shí)施例四提供的匯編級(jí)memcpy標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)的生成裝置示意圖，如圖5所示，本發(fā)明實(shí)施例裝置包括分解單元501、第一功能篩選單元502、第一性能篩選單元503、第二性能篩選單元504和生成單元505。
分解單元501，用于將搬移任務(wù)分解為頭部搬移任務(wù)、循環(huán)搬移任務(wù)和尾部搬移任務(wù)。第一功能篩選單元502，用于分別根據(jù)所述頭部搬移任務(wù)、循環(huán)搬移任務(wù)、尾部搬移任務(wù)、目標(biāo)機(jī)器可用數(shù)據(jù)搬移指令集及其相應(yīng)的地址對(duì)齊要求和所述目標(biāo)機(jī)器當(dāng)前可用的硬件資源信息，對(duì)所述目標(biāo)機(jī)器可用數(shù)據(jù)搬移指令集進(jìn)行第一功能篩選，并且分別生成第一頭部搬移模式集合、第一循環(huán)搬移模式集合和第一尾部搬移模式集合。第一性能篩選單元503，用于根據(jù)每個(gè)搬移模式所含有的數(shù)據(jù)搬移指令個(gè)數(shù)，對(duì)所述第一頭部搬移模式集合、第一循環(huán)搬移模式集合和第一尾部搬移模式集合分別進(jìn)行第一性能篩選，分別生成第二頭部搬移模式集合、第二循環(huán)搬移模式集合和第二尾部搬移模式
口 O第二性能篩選單元504，用于將所述第二頭部搬移模式集合、第二循環(huán)搬移模式集合和第二尾部搬移模式集合中相應(yīng)的各個(gè)元素進(jìn)行有序組合得到組合搬移模式集合，根據(jù)所述組合搬移模式集合中各個(gè)元素含有的各條指令執(zhí)行代價(jià)，對(duì)所述組合搬移模式集合進(jìn)行第二性能篩選，得到滿足數(shù)據(jù)搬移要求的執(zhí)行代價(jià)最小的組合搬移模式。生成單元505，用于根據(jù)所述組合搬移模式生成匯編級(jí)內(nèi)存復(fù)制標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)。優(yōu)選地，第一性能篩選單元504對(duì)第一循環(huán)搬移模式集合進(jìn)行所述第一性能篩選后生成第二循環(huán)搬移模式集合之后，還可以按照循環(huán)次數(shù)展開(kāi)進(jìn)行第二功能篩選，以更新所述第二循環(huán)搬移模式集合。本實(shí)施例提供的匯編級(jí)memcpy標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)生成裝置中植入了本發(fā)明實(shí)施例二提供的匯編級(jí)memcpy標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)的生成方法，即具體工作過(guò)程在上述實(shí)施例中的步驟30Γ305中有詳細(xì)闡述，在此不復(fù)贅述。本實(shí)施例描述的為當(dāng)數(shù)據(jù)規(guī)模較大時(shí)，將搬移任務(wù)分解為頭部搬移任務(wù)、循環(huán)搬移任務(wù)和尾部搬移任務(wù)，并對(duì)各部分?jǐn)?shù)據(jù)分別進(jìn)行第一功能篩選、第一性能篩選和第二性能篩選，得到滿足數(shù)據(jù)搬移要求的執(zhí)行代價(jià)最小的組合搬移模式。由此生成的匯編級(jí)memcpy標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)，搬移性能較優(yōu)，并且可移植性較好。另外，對(duì)循環(huán)搬移任務(wù)進(jìn)行第一性能篩選后還可以進(jìn)行第二功能篩選，由此篩選掉失效的搬移模式，以保證生成的匯編級(jí)memcpy標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)能夠正確完成搬移任務(wù)。以上所述的具體實(shí)施方式
，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種匯編級(jí)內(nèi)存復(fù)制標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)的生成方法，其特征在于，所述方法包括 根據(jù)數(shù)據(jù)搬移要求、目標(biāo)機(jī)器可用數(shù)據(jù)搬移指令集及其相應(yīng)的地址對(duì)齊要求和當(dāng)前可用的硬件資源信息，對(duì)所述目標(biāo)機(jī)器可用數(shù)據(jù)搬移指令集進(jìn)行第一功能篩選，生成滿足搬移要求的搬移模式集合； 根據(jù)每個(gè)搬移模式含有的數(shù)據(jù)搬移指令個(gè)數(shù)，對(duì)所述搬移模式集合進(jìn)行第一性能篩選，得到最精簡(jiǎn)搬移模式； 根據(jù)所述最精簡(jiǎn)搬移模式生成匯編級(jí)內(nèi)存復(fù)制標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，對(duì)所述搬移模式集合進(jìn)行第一性能篩選，若得到多個(gè)同樣精簡(jiǎn)的搬移模式，取其中任意一個(gè)搬移模式作為所述最精簡(jiǎn)搬移模式。
3.一種匯編級(jí)內(nèi)存復(fù)制標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)的生成方法，其特征在于，所述方法包括 將搬移任務(wù)分解為頭部搬移任務(wù)、循環(huán)搬移任務(wù)和尾部搬移任務(wù)； 根據(jù)所述頭部搬移任務(wù)、循環(huán)搬移任務(wù)、尾部搬移任務(wù)、目標(biāo)機(jī)器可用數(shù)據(jù)搬移指令集及其相應(yīng)的地址對(duì)齊要求和所述目標(biāo)機(jī)器當(dāng)前可用的硬件資源信息，分別對(duì)所述目標(biāo)機(jī)器可用數(shù)據(jù)搬移指令集進(jìn)行第一功能篩選，并且分別生成第一頭部搬移模式集合、第一循環(huán)搬移模式集合和第一尾部搬移模式集合； 根據(jù)每個(gè)搬移模式所含有的數(shù)據(jù)搬移指令個(gè)數(shù)，對(duì)所述第一頭部搬移模式集合、第一循環(huán)搬移模式集合和第一尾部搬移模式集合分別進(jìn)行第一性能篩選，分別生成第二頭部搬移模式集合、第二循環(huán)搬移模式集合和第二尾部搬移模式集合； 將所述第二頭部搬移模式集合、第二循環(huán)搬移模式集合和第二尾部搬移模式集合中相應(yīng)的各個(gè)元素進(jìn)行有序組合得到組合搬移模式集合，根據(jù)所述組合搬移模式集合中各個(gè)元素含有的各條指令執(zhí)行代價(jià)，對(duì)所述組合搬移模式集合進(jìn)行第二性能篩選，得到滿足數(shù)據(jù)搬移要求的執(zhí)行代價(jià)最小的組合搬移模式； 根據(jù)所述組合搬移模式生成匯編級(jí)內(nèi)存復(fù)制標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，對(duì)所述第一循環(huán)搬移模式集合進(jìn)行所述第一性能篩選后生成第二循環(huán)搬移模式集合之后，按照循環(huán)次數(shù)展開(kāi)進(jìn)行第二功能篩選，更新所述第二循環(huán)搬移模式集合。
5.一種匯編級(jí)內(nèi)存復(fù)制標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)的生成裝置，其特征在于，所述裝置包括 第一功能篩選單元，用于根據(jù)數(shù)據(jù)搬移要求、目標(biāo)機(jī)器可用數(shù)據(jù)搬移指令集及其相應(yīng)的地址對(duì)齊要求和當(dāng)前可用的硬件資源信息，對(duì)所述目標(biāo)機(jī)器可用數(shù)據(jù)搬移指令集進(jìn)行第一功能篩選，生成滿足搬移要求的搬移模式集合； 第一性能篩選單元，用于根據(jù)每個(gè)搬移模式含有的數(shù)據(jù)搬移指令個(gè)數(shù)，對(duì)所述搬移模式集合進(jìn)行第一性能篩選，得到最精簡(jiǎn)搬移模式； 生成單元，用于根據(jù)所述最精簡(jiǎn)搬移模式生成匯編級(jí)內(nèi)存復(fù)制標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，若由所述第一性能篩選單元篩選得到多個(gè)同樣精簡(jiǎn)的搬移模式，取其中任意一個(gè)搬移模式作為所述最精簡(jiǎn)搬移模式。
7.一種匯編級(jí)內(nèi)存復(fù)制標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)的生成裝置，其特征在于，所述裝置包括 分解單元，用于將搬移任務(wù)分解為頭部搬移任務(wù)、循環(huán)搬移任務(wù)和尾部搬移任務(wù)； 第一功能篩選單元，用于分別根據(jù)所述頭部搬移任務(wù)、循環(huán)搬移任務(wù)、尾部搬移任務(wù)、目標(biāo)機(jī)器可用數(shù)據(jù)搬移指令集及其相應(yīng)的地址對(duì)齊要求和所述目標(biāo)機(jī)器當(dāng)前可用的硬件資源信息，對(duì)所述目標(biāo)機(jī)器可用數(shù)據(jù)搬移指令集進(jìn)行第一功能篩選，并且分別生成第一頭部搬移模式集合、第一循環(huán)搬移模式集合和第一尾部搬移模式集合； 第一性能篩選單元，用于根據(jù)每個(gè)搬移模式所含有的數(shù)據(jù)搬移指令個(gè)數(shù)，對(duì)所述第一頭部搬移模式集合、第一循環(huán)搬移模式集合和第一尾部搬移模式集合分別進(jìn)行第一性能篩選，分別生成第二頭部搬移模式集合、第二循環(huán)搬移模式集合和第二尾部搬移模式集合；第二性能篩選單元，用于將所述第二頭部搬移模式集合、第二循環(huán)搬移模式集合和第二尾部搬移模式集合中相應(yīng)的各個(gè)元素進(jìn)行有序組合得到組合搬移模式集合，根據(jù)所述組合搬移模式集合中各個(gè)元素含有的各條指令執(zhí)行代價(jià)，對(duì)所述組合搬移模式集合進(jìn)行第二性能篩選，得到滿足數(shù)據(jù)搬移要求的執(zhí)行代價(jià)最小的組合搬移模式； 生成單元，用于根據(jù)所述組合搬移模式生成匯編級(jí)內(nèi)存復(fù)制標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述第一性能篩選單元對(duì)所述第一循環(huán)搬移模式集合進(jìn)行所述第一性能篩選后生成第二循環(huán)搬移模式集合之后，按照循環(huán)次數(shù)展開(kāi)進(jìn)行第二功能篩選，更新所述第二循環(huán)搬移模式集合。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例涉及一種匯編級(jí)內(nèi)存復(fù)制標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)的生成方法及裝置。包括根據(jù)數(shù)據(jù)搬移要求、目標(biāo)機(jī)器可用數(shù)據(jù)搬移指令集及其相應(yīng)的地址對(duì)齊要求和當(dāng)前可用的硬件資源信息，對(duì)所述目標(biāo)機(jī)器可用數(shù)據(jù)搬移指令集進(jìn)行第一功能篩選，生成滿足搬移要求的搬移模式集合；根據(jù)每個(gè)搬移模式含有的數(shù)據(jù)搬移指令個(gè)數(shù)，對(duì)所述搬移模式集合進(jìn)行第一性能篩選，得到最精簡(jiǎn)搬移模式;根據(jù)所述最精簡(jiǎn)搬移模式生成匯編級(jí)內(nèi)存復(fù)制標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)，由此確定的匯編級(jí)內(nèi)存復(fù)制標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)，搬移性能較優(yōu)，可移植性較好。
文檔編號(hào)G06F9/44GK102902548SQ20121040841
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月24日
發(fā)明者朱浩, 應(yīng)歡, 王東輝, 洪纓, 彭楚 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所