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Theses Year : 2011

Static and Dynamic Methods of Polyhedral Compilation for an Efficient Execution in Multicore Environments

Méthodes Statiques et Dynamiques de Compilation Polyédrique pour l'Exécution en Environnement Multi-Cœurs

Abstract

Many automatic software parallelization systems have been proposed in the past decades, but most of them are dedicated to source-to-source transformations. This paper shows that parallelizing executable programs is feasible, even if they require complex transformations, and in effect decouples parallelization from com- pilation, e.g., for closed-source or legacy software, where binary code is the only available representation. We propose an automatic parallelizer able to perform advanced parallelization on binary code. It first parses the binary code and extracts high-level information. From this information, a C program is generated. This program captures only a subset of the program semantics, namely loops and memory accesses. This C program is then parallelized using existing, state of the art parallelizers, including advanced polyhedral parallelizers. The original program semantics is then re-injected, and the transformed parallel loop nests are recompiled by a standard C compiler. We show on the PolyBench benchmark suite that our system successfully detects and parallelizes almost all the loop nests from the binary code, using a recent polyhedral loop parallelizer as a backend. The paper ends by elaborating a strategy to parallelize more complex programs, such as those containing non-linear accesses to memory, and provides a few example case-studies.
Depuis plusieurs années, le nombre de cœurs de calcul dans les processeurs ne cesse d'augmenter à chaque nouvelle génération. Les processeurs multi-cœurs sont maintenant très fréquents mais le développement de logiciels séquentiels reste une pratique très courante. Pour palier à ce problème, des outils de parallélisation automatique ont été proposés mais ils ne sont pas encore prêts pour une utilisation à grande échelle. Nous proposons d'étendre les outils existants dans trois directions différentes. Premièrement, on peut remarquer que le code source de certains programmes n'est pas disponible. Nous proposons donc un système de parallélisation statique de code binaire qui permet de paralléliser un application séquentielle déjà compilée. Ensuite, on peut s'apercevoir que la performance d'un programme dépend du contexte d'exécution dans lequel il s'exécute. Nous présentons donc un système qui permet de sélectionner une version d'un programme parmi plusieurs afin d'exploiter au mieux les particularités du contexte d'exécution courant. Enfin, étant donné que certains programmes sont difficiles à analyser statiquement, nous proposons un système de parallélisation spéculative permettant d'appliquer dynamiquement des transformations de code complexes sur ces programmes. Ces trois systèmes utilisent le modèles polyédrique comme une boîte à outil permettant d'analyser, de transformer ou de paralléliser les programmes. En travaillant à différentes phases de la vie des programmes, ils forment une approche globale qui étend les techniques de parallélisation existantes.
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Dates and versions

tel-00733856 , version 1 (19-09-2012)

Identifiers

  • HAL Id : tel-00733856 , version 1

Cite

Benoit Pradelle. Static and Dynamic Methods of Polyhedral Compilation for an Efficient Execution in Multicore Environments. Hardware Architecture [cs.AR]. Université de Strasbourg, 2011. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00733856⟩

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