[发明专利]基于反图描述的嵌入式系统寄存器分配方法

权利要求书

1.一种基于反图描述的嵌入式系统寄存器分配方法，包括如下步骤：

(1)绘制出嵌入式系统在程序编译过程中产生的中间变量相互干扰图H，并给出每个中间变量的溢出代价；

(2)对中间变量相互干扰图H进行反图操作，得到反图模型为：G＝{N，M，V，E，S}，其中N代表中间变量总数，M代表所给的寄存器数量，V代表所有中间变量的节点集，节点分别标记为0，1，2...N-1，E代表所有的无向边的集合，S代表所有中间变量溢出代价的集合；

(3)将嵌入式系统所给的M个寄存器分别记为R₁，R₂，...，R_M，并设定有无穷多个临时寄存器，分别记为TR₁，TR₂，...，TR_f...；

(4)在反图模型G中，分别以图G中每个节点为中心点，判断该中心点与其所有有连接的节点及其边所构成的子图是否为完全图，若为完全图则将其定义为完全分割图，该完全分割图如果有且只有一个，则选择下标最小的空临时寄存器，将完全分割图中的节点放入其中，直接执行步骤(5)；若该完全分割图不唯一，则选择出溢出代价最大的完全分割图中包含节点数最多的一个完全分割图，将其节点放入下标最小的空临时寄存器中，直接执行步骤(5)；若反图模型G中不存在完全分割图，则直接把反图模型G看作一个不包含完全分割图的子图G′，跳转执行步骤(6)；

(5)在反图模型G中删除已经放到临时寄存器中的完全分割图，重复步骤(4)～(5)，直到得到一个不包含完全分割图的子图G′；

(6)在不包含完全分割图的子图G′中，分别以图G′中每个节点作为中心点，在每个中心点与其所有有连接的节点及其边所构成的子图P_i中，寻找P_i中溢出代价最大的最大完全子图F_i；从F_i中选择溢出代价最大的最大完全子图中包含节点最多的一个最大完全子图F_max，将F_max放入下标最小的空临时寄存器中，其中i依次取G′中所包含的节点；

(7)在G′中删除F_max，得到G′的更新图G″，对G″重复步骤(4)～(7)的操作，直到所有节点都放入临时寄存器TR_j中，其中j＝1...L，L为完全分配所有节点所需临时寄存器的数量；

(8)将临时寄存器TR_j(j＝1...L)中的节点变量存储到嵌入式系统寄存器R_k(k＝1...M)中；若L≤M，溢出变量个数为零，溢出代价为零，则分配结束；若L＞M，则会有中间变量溢出到外存储器中，根据混合进化算法HEA中的冲突最小原则，将临时寄存器TR_j(j＝M+1...L)中的中间变量也放入嵌入式系统寄存器R_k(k＝1...M)中，并使用本地搜索技术LSP方法对其进行优化，分配结束。

2.根据权利要求1所述的基于反图描述的嵌入式系统寄存器分配方法，其中步骤(2)所述对绘制的中间变量相互干扰图进行反图操作，是保持原图中节点的网络拓扑结构不变，将原图中每对节点间原有的连接边删除，添加原图中不存在的连接边，即可得到反图模型G。

3.根据权利要求1所述的基于反图描述的嵌入式系统寄存器分配方法，其中步骤(4)所述的完全分割图的溢出代价，是完全分割图中所包含节点的溢出代价之和。

4.根据权利要求1所述的基于反图描述的嵌入式系统寄存器分配方法，其中步骤(6)所述的最大完全子图的溢出代价，是最大完全子图中所包含节点的溢出代价之和。