【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种移植数学计算库的方法、装置和存储介质，属于计算机领域。
技术介绍
1、数学计算库是支持科学计算、图像处理、人工智能和其他高性能运算领域的基础软件组件。近年来，随着硬件的发展，处理器架构逐渐朝向量化方向演进，现代处理器通常配备simd指令集，以提升在向量化计算中的性能表现。为充分利用硬件的并行计算能力，数学计算库的开发与优化重点逐渐转向支持这些指令集，从而提高数据并行计算的效率。
2、sleef是一个开源的数学计算库，专门用于通过simd指令集高效计算基本的数学函数，如三角函数、指数函数、对数函数等。在国际主流处理器中，sleef被广泛应用于各种高性能计算场景，sleef通过利用向量化计算和并行执行，显著提升了这些基础数学运算的效率。
3、然而，国产处理器由于其独特的指令集和架构设计，直接移植sleef库往往面临性能不足、适配困难的问题。特别是涉及处理器的simd指令集时，移植过程中不仅需要考虑代码的正确性，还需要针对目标处理器的硬件架构进行深度优化，以充分发挥处理器的并行计算能力。因此，移植与优化sleef库成了一个亟待解决的课题。对于国产处理器来说，开发一套专门适配其架构的sleef版本，能够有效提升数学计算的性能，进而提高高性能计算及人工智能等应用场景的执行效率。
4、目前，针对国产处理器的sleef库移植存在以下几个缺陷：
5、硬件架构差异：国产处理器的架构设计与x86、arm存在显著差异，这些硬件差异使得sleef在移植至国产处理器时面临适配困难，直接移植
6、simd指令集不支持：sleef库的核心是通过simd指令集进行高效并行计算，但现有版本的sleef主要针对国际主流架构的simd扩展进行优化。国产处理器的simd指令集在sleef中缺乏专门支持，导致运算性能无法充分发挥。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种移植数学计算库的方法、装置和存储介质，解决移植数学计算库过程出错影响该数学计算库运算性能的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术是采用下述技术方案实现的：
3、第一方面，本专利技术提供了一种移植数学计算库的方法，包括：
4、s1：确定移植目标和被移植的数学计算库，搭建移植所需的开发环境；所述移植目标为接收被移植数学计算库的载体；
5、s2：对步骤s1中的数学计算库的源码进行分析；所述分析包括：分析数学计算库源码结构、数据计算库指令集支持情况、数学计算库编译方法和测试用例。
6、s3：根据步骤s1中移植目标的架构特点和步骤s2的分析结果，对数学计算库进行架构移植；
7、s4：根据步骤s1中移植目标的指令集特点，对数学计算库进行优化；数学计算库优化包括编译优化和代码优化，所述编译优化通过调整编译约束降低编译过程的出错率，所述代码优化通过移植目标的指令集优化数学计算库；
8、s5：编译修改后的数学计算库源码。
9、前述移植数学计算库的方法，步骤s1中的移植目标为处理器，所述搭建移植所需的开发环境包括安装移植所需的系统库和开发库，所述系统库和开发库包括编译器、标准c库和cmake工具。
10、前述移植数学计算库的方法，在步骤s3中，所述架构移植包括在数学计算库的源码中进行以下步骤：
11、s31：设计处理器架构识别方法；
12、s32：编译用于编译器验证与启用指令集的代码；
13、s33：进行处理器的头文件配置并设置所需指令集的参数；
14、s34：进行编译条件配置用于开启处理器的指令集。
15、前述移植数学计算库的方法，当数学计算库为sleef库，处理器为申威处理器时，
16、步骤s31包括：在sleef库源码的配置文件configure.cmake文件中，通过cmake_system_processor变量对处理器架构进行检测，当检测到系统处理器为sw_64时，设置sleef_arch_sw64标志；
17、步骤s32包括：在sleef库源码的配置文件configure.cmake文件中，使用check_c_source_compiles命令编译c代码，确认申威平台的编译器是否支持被验证的指令集；
18、步骤s33包括：分别在sleef库源码的libm和quad目录下的配置文件cmakelists.txt文件中，定义申威处理器架构的头文件sleef_header_list，并分别设置各个所需指令集的参数；
19、步骤s34包括：在sleef库源码的arch目录下的头文件中，添加#if defined(__sw_64__)编译选项，开启申威架构下的指令集。
20、前述移植数学计算库的方法，在步骤s4中，所述编译优化通过调整编译约束降低编译过程的出错率包括：在sleef库源码的配置文件configure.cmake文件中，添加-fno-strict-aliasing编译选项。
21、前述移植数学计算库的方法，在步骤s4中，所述编译优化还包括添加-d_simd_编译选项用于申威处理器启用支持的simd指令集。
22、前述移植数学计算库的方法，在步骤s4中，所述代码优化通过移植目标的指令集优化数学计算库包括：添加申威平台的simd指令集扩展函数库avx2sw64.h到被移植的数学计算库中，用于优化被移植数学计算库的运算处理能力。
23、前述移植数学计算库的方法，步骤s5还包括得到测试用例的可执行程序，当所述数学计算库为sleef库时，所述可执行程序包括avx指令集和/或avx2指令集和/或avx2128指令集和/或sse2指令集和/或sse4指令集的可执行程序。
24、第二方面，本专利技术提供一种移植数学计算库的装置，包括环境搭建模块、分析模块、架构移植模块、优化模块和编译模块；
25、环境搭建模块用于：确定移植目标和被移植的数学计算库，搭建移植所需的开发环境；所述移植目标为接收被移植数学计算库的载体；
26、分析模块用于：对数学计算库的源码进行分析；所述分析包括：分析数学计算库源码结构、数据计算库指令集支持情况、数学计算库编译方法和测试用例；
27、架构移植模块用于：根据移植目标的架构特点和分析模块的分析结果，对数学计算库进行架构移植；
28、优化模块用于：根据移植目标的指令集特点，对数学计算库进行优化；数学计算库优化包括编译优化和代码优化，所述编译优化通过调整编译约束降低编译过程的出错率，所述代码优化通过移植目标的指令集优化数学计算库；
29、编译模块用于：编译修改后的数学计算库源码。
30、第三方面，本专利技术提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面任一项所述方法的步骤。...
【技术保护点】
1.一种移植数学计算库的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的移植数学计算库的方法，其特征在于，步骤S1中的移植目标为处理器，所述搭建移植所需的开发环境包括安装移植所需的系统库和开发库，所述系统库和开发库包括编译器、标准c库和cmake工具。
3.根据权利要求1所述的移植数学计算库的方法，其特征在于，在步骤S3中，所述架构移植包括在数学计算库的源码中进行以下步骤：
4.根据权利要求3所述的移植数学计算库的方法，其特征在于，当数学计算库为SLEEF库，处理器为申威处理器时，
5.根据权利要求4所述的移植数学计算库的方法，其特征在于，在步骤S4中，所述编译优化通过调整编译约束降低编译过程的出错率包括：在SLEEF库源码的Configure.cmake文件中，添加-fno-strict-aliasing编译选项。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤S4中，所述编译优化还包括在SLEEF库源码的Configure.cmake文件中，添加-D_SIMD_编译选项用于申威处理器启用支持的SIMD指令集。p>
7.根据权利要求6所述的移植数学计算库的方法，其特征在于，在步骤S4中，所述代码优化通过移植目标的指令集优化数学计算库包括：添加申威平台的SIMD指令集扩展函数库avx2sw64.h到被移植的数学计算库中，用于优化被移植数学计算库的运算处理能力。
8.根据权利要求1所述的移植数学计算库的方法，其特征在于，步骤S5还包括得到测试用例的可执行程序，当所述数学计算库为SLEEF库时，所述可执行程序包括avx指令集和/或avx2指令集和/或avx2128指令集和/或sse2指令集和/或sse4指令集的可执行程序。
9.一种移植数学计算库的装置，其特征在于，包括环境搭建模块、分析模块、架构移植模块、优化模块和编译模块；
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1至8任一项所述方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种移植数学计算库的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的移植数学计算库的方法，其特征在于，步骤s1中的移植目标为处理器，所述搭建移植所需的开发环境包括安装移植所需的系统库和开发库，所述系统库和开发库包括编译器、标准c库和cmake工具。
3.根据权利要求1所述的移植数学计算库的方法，其特征在于，在步骤s3中，所述架构移植包括在数学计算库的源码中进行以下步骤：
4.根据权利要求3所述的移植数学计算库的方法，其特征在于，当数学计算库为sleef库，处理器为申威处理器时，
5.根据权利要求4所述的移植数学计算库的方法，其特征在于，在步骤s4中，所述编译优化通过调整编译约束降低编译过程的出错率包括：在sleef库源码的configure.cmake文件中，添加-fno-strict-aliasing编译选项。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤s4中，所述编译优化还包括在sleef库源码的conf...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭燕，岳晨阳，锁强，陈茜，杨露，奚智雯，李士超，
申请(专利权)人：无锡先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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