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內(nèi)容簡(jiǎn)介

　　面對(duì)軟件和硬件在細(xì)節(jié)抽象上存在的巨大差異，為探索一條提高軟件定義芯片易用性和計(jì)算效率的有效途徑，本書(shū)提出一套通用的算子恢復(fù)技術(shù)，為高級(jí)語(yǔ)言程序和芯片硬件架起一座高效溝通的橋梁。本書(shū)系統(tǒng)地介紹了軟件定義芯片的概念、國(guó)內(nèi)外研究與產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀、基本原理、需要研究的關(guān)鍵問(wèn)題和研究平臺(tái)，深入闡述了編譯領(lǐng)域的多種指令選擇技術(shù)，又基于指令選擇技術(shù)、圖匹配技術(shù)、最優(yōu)化原理方法和軟件逆向思維提出面向軟件定義芯片通用的算子恢復(fù)技術(shù)，將細(xì)粒度的通用操作集合恢復(fù)成粗粒度的芯片算子操作，為增強(qiáng)軟件定義芯片的易用性和計(jì)算效率提供一套可行方案，并提供了相關(guān)的工程實(shí)現(xiàn)核心代碼。

作者簡(jiǎn)介

　　吳偉峰博士，清華大學(xué)移動(dòng)計(jì)算研究中心工程師。研究領(lǐng)域包括：編譯器、編程語(yǔ)言研發(fā)、多語(yǔ)言程序自動(dòng)轉(zhuǎn)換、二進(jìn)制翻譯、反編譯、高性能計(jì)算和數(shù)據(jù)庫(kù)加密應(yīng)用等。目前主要致力于軟件定義芯片配套編譯系統(tǒng)的研究及開(kāi)發(fā)工作。

圖書(shū)目錄

第1章軟件定義芯片 1
1.1 概述 1
1.1.1 計(jì)算架構(gòu)發(fā)展歷程 1
1.1.2 軟件定義芯片簡(jiǎn)介 3
1.2 重點(diǎn)研究方向 6
1.2.1 硬件架構(gòu)與高效性 7
1.2.2 編程模型與靈活性 8
1.2.3 編譯框架與易用性9
參考文獻(xiàn).11
第2章基于LLVM的研發(fā)平臺(tái)14
2.1 LLVM介紹14
2.1.1 經(jīng)典編譯器設(shè)計(jì)概覽 16
2.1.2 現(xiàn)有實(shí)踐17
2.1.3 LLVM中間碼18
2.1.4 LLVM三段式設(shè)計(jì) 19
2.1.5 模塊化設(shè)計(jì)附帶閃點(diǎn) 23
2.2 研發(fā)平臺(tái)介紹24
2.2.1 CMake構(gòu)建選項(xiàng)24
2.2.2 循環(huán)體 DFG圖生成 25
2.3 限制27
參考文獻(xiàn) 27
第3章指令選擇技術(shù) 28
3.1 概述29
3.1.1 指令選擇介紹 29
3.1.2 機(jī)器指令特征 32
3.1.3 最優(yōu)指令選擇 34
3.1.4 指令選擇的早期發(fā)展 35
3.1.5 相關(guān)知識(shí)及定義 36
3.1.6 指令選擇的基礎(chǔ)分類(lèi) 40
3.1.7 指令選擇的歸質(zhì)任務(wù)劃分49
3.2 技術(shù)介紹 49
3.2.1 初級(jí)技術(shù) 49
3.2.2 模式匹配 52
3.2.3 模式選擇 68
3.3 展望83
3.3.1 待研究主題83
3.3.2 挑戰(zhàn)84
參考文獻(xiàn) 85
第4章通用算子恢復(fù)技術(shù)97
4.1 提高軟件定義芯片易用性的相關(guān)技術(shù) 97
4.2 算子恢復(fù)技術(shù)的引入98
4.3 軟件定義芯片通用算子恢復(fù)系統(tǒng) 99
4.3.1 軟件定義芯片抽象算子100
4.3.2 通用算子恢復(fù)系統(tǒng)的輸入 106
4.3.3 算子基本模板圖匹配 117
4.3.4 算子聚合126
4.3.5 算子選擇127
4.3.6 算子生成131
4.3.7 復(fù)雜度分析 132
4.3.8 總結(jié) 135
參考文獻(xiàn)135
第5章通用算子恢復(fù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)136
5.1 DFG 圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 136
5.1.1 結(jié)點(diǎn)操作碼定義136
5.1.2 結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)138
5.1.3 邊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 139
5.1.4 圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 140
5.2 算子基本模板庫(kù)工程示例 140
5.2.1 DOT語(yǔ)言 141
5.2.2 算子基本模板工程示例142
5.3 圖匹配優(yōu)先級(jí)序列工程示例 147
5.4 算子聚合模板庫(kù)工程示例 148
5.4.1 AU算子聚合模板151
5.4.2 二級(jí) LU算子聚合模板155
5.4.3 三級(jí) LU算子聚合模板159
5.4.4 SU模式一算子聚合模板179
5.4.5 SU模式二算子聚合模板180
5.4.6 SU模式三算子聚合模板183
5.5 算子基本模板庫(kù)圖匹配工程示例 190
5.5.1 算子基本模板匹配總控函數(shù) 190
5.5.2 算子基本模板匹配函數(shù)191
5.5.3 結(jié)點(diǎn)匹配函數(shù)193
5.5.4 結(jié)點(diǎn)向上匹配函數(shù) 198
5.5.5 基本算子恢復(fù)函數(shù) 199
5.6 算子聚合工程示例 203
5.6.1 LU算子抽象轉(zhuǎn)換函數(shù) 204
5.6.2 算子聚合模板匹配總控函數(shù) 205
5.6.3 算子聚合模板匹配函數(shù)207
5.6.4 LU抽象算子還原函數(shù) 215
5.7 算子選擇工程示例 216
5.8 算子生成工程示例224
參考文獻(xiàn)238
第6章結(jié)語(yǔ)與展望 239
6.1 結(jié)語(yǔ) 239
6.2 展望239
6.2.1 軟件定義芯片的虛擬化240
6.2.2 利用機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)行在線(xiàn)訓(xùn)練 241
參考文獻(xiàn)243
索引245