GCC编译器在ARM处理器上的性能测试和改进

 

开题报告（阐述课题的目的、意义、国内外现状、研究内容、研究方案、预期结果等）

目的与意义：GCC是Unix等系统下主流编译器。GCC采用的开放体系技术使其很容易移植到不同体系结构的计算机中，因此成为嵌入式软件开发中理想的交叉编译器。但是在ARM平台上的GCC编译器与ARM的专业编译器却存在较大的差距，经过测试，对于执行速度，相差近10倍，而代码大小则要大近10倍。因此，将GCC移植到ARM平台，对其性能进行评估，并最终找出优化的方法就显得十分必要了。通过毕业设计，可以了解gcc的核心原理，以及移植机制，加深对编译原理的理解。国内外现状：ARM微处理器，已遍及消费类电子产品、通信系统、网络系统等各类产品市场，基于ARM技术应用占据了32位RISC微处理器约75%以上的市场份额。

 

采用 RISC 架构的 ARM 微处理器一般具有如下特点：

1 、体积小、低功耗、低成本、高性能；

2 、支持 Thumb （ 16 位） /ARM （ 32 位）双指令集，能很好的兼容 8 位 /16 位器件；

3 、大量使用寄存器，指令执行速度更快；

4 、大多数数据操作都在寄存器中完成；

5 、寻址方式灵活简单，执行效率高； GCC是被广泛使用的、功能强大、性能优越得多平台编译器，它可以在多种硬件平台编译除可执行程序的超级编译器，其执行效率与一般的编译器相比平均要高20%~30%。 虽然我们称gcc是C语言的编译器，但使用gcc由C语言源代码文件生成可执行文件的过程不仅仅是编译的过程，而是要经历四个相互关联的步骤∶预处理(也 称预编译，Preprocessing)、编译(Compilation)、汇编(Assembly)和连接(Linking)。

 

研究内容：

本次毕业设计主要围绕以下方面开展：

1．研究GCC的移植机制；

2．评估GCC在ARM架构处理器上的编译性能；

3．分析和研究各种编译优化方法；

 

研究方案：

1．深入理解gcc的核心原理，收集运行表现的数据，分析数据找出热点，拟定相应的优化策略，实施优化，测试优化的结果

2． 可以按照一下层次优化

1) 基本(通用)优化

2) 针对特定处理器优化

3) 程序级优化

4) 利用配置文件优化预期

 

结果：

1. 对GCC在ARM平台的性能进行充分的评估

2. 提高GCC在ARM平台上的性能