Des réseaux de processus cyclo-statiques à la génération de code pour le pipeline multi-dimensionnel

From Cyclo-Static Process Networks to Code Generation for Multidimensional Software Pipelining

• Auteur / Autrice : Mohammed Fellahi
• Direction : Albert Henri Cohen
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 22/04/2011
• Etablissement(s) : Paris 11
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Informatique de Paris-Sud
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut national de recherche en informatique et en automatique (France ; 1979-....) - ALCHEMY
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : ALCHEMY
• Jury : Président / Présidente : Yannis Manoussakis
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Albert Henri Cohen, Yannis Manoussakis, Pierre Boulet, Alain Girault, Daniel Etiemble, Lionel Lacassagne
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pierre Boulet, Alain Girault

Mots clés

Mots clés contrôlés

Données -- Transmission

Langages de programmation

Mots clés libres

Applications de flux de données

Boucles imbriquées

Pipeline logiciel

Ordonnancement multidimentionnel

Streaming applications

Nested loops

Multidimensional scheduling

Software Pipelining

Résumé

Les applications de flux de données sont des cibles importantes de l’optimisation de programme en raison de leur haute exigence de calcul et la diversité de leurs domaines d’application: communication, systèmes embarqués, multimédia, etc. L’un des problèmes les plus importants et difficiles dans la conception des langages de programmation destinés à ce genre d’applications est comment les ordonnancer à grain fin à fin d’exploiter les ressources disponibles de la machine.Dans cette thèse on propose un ''framework'' pour l’ordonnancement à grain fin des applications de flux de données et des boucles imbriquées en général. Premièrement on essaye de paralléliser le nombre maximum de boucles en appliquant le pipeline logiciel. Après on merge le prologue et l’épilogue de chaque boucle (phase) parallélisée pour éviter l’augmentation de la taille du code. Ce processus est un pipeline multidimensionnel, quelques occurrences (ou instructions) sont décalées par des iterations de la boucle interne et d’autres occurrences (instructions) par des iterationsde la boucle externe. Les expériences montrent que l’application de cette technique permet l’amélioration des performances, extraction du parallélisme sans augmenter la taille du code, à la fois dans le cas des applications de flux des donnée et des boucles imbriquées en général.

Applications based on streams, ordered sequences of data values, are important targets of program optimization because of their high computational requirements and the diversity of their application domains: communication, embedded systems, multimedia, etc. One of the most important and difficult problems in special purpose stream language design and implementation is how to schedule these applications in a fine-grain way to exploit available machine resources In this thesis we propose a framework for fine-grain scheduling of streaming applications and nested loops in general. First, we try to pipeline steady state phases (inner loops), by finding the repeated kernel pattern, and executing actor occurrences in parallel as much as possible. Then we merge the kernel prolog and epilog of pipelined phases to move them out of the outer loop. Merging the kernel prolog and epilog means that we shift acotor occurrences, or instructions, from one phase iteration to another and from one outer loop iteration to another, a multidimensional shifting. Experimental shows that our framwork can imporove perfomance, prallelism extraction without increasing the code size, in streaming applications and nested loops in general.