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“龙架构”计算机核心课程——编译系统设计与实现(中科大李诚、徐伟老师)

龙芯中科
教师

龙芯中科

类别

CPU

最后更新

2025-04-11

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关于课程

本课程聚焦龙架构(LoongArch)编译系统的设计与实现,系统讲解编译器开发全流程的核心技术。课程涵盖环境配置、语言解析、中间表示(IR)设计、代码优化、后端代码生成等关键环节,并结合龙芯汇编及LightIR框架,通过实验项目实战,帮助学员掌握从源代码到机器码的完整编译流程。适合希望深入理解编译原理并应用于龙架构生态的开发者,课程内容兼顾理论与实践,助力学员构建高性能编译工具链。

你会学到什么?

  • 编译系统架构设计:理解词法分析、语法解析、中间表示生成、代码优化及目标代码生成的全流程逻辑。
  • 环境配置与调试:熟练配置实验环境(开发/运行环境)、版本管理(Git)及调试工具链。
  • 解析器开发:掌握C++语言解析器设计,结合LLVM工具链实现高效解析。
  • 中间表示(IR)技术:学习LightIR框架的使用,掌握IR自动化生成与优化方法。
  • 代码优化与后端处理:掌握寄存器分配、循环优化、活跃变量分析等关键优化技术,以及龙芯汇编指令的生成与调试。
  • 项目实战能力:通过真实实验案例(如栈式分配、Mem2Reg优化等),完成编译器模块的开发与集成。

特色亮点

  • 分阶段实战教学:从环境配置到代码优化,通过18个实验模块逐步构建完整编译系统,确保“学完即能用”。
  • 龙架构技术深度结合:聚焦龙芯汇编指令与LightIR框架,填补龙架构编译系统课程的市场空白。
  • 优化技术详解:系统讲解常量传播、循环不变式外提、寄存器分配等高级优化技术,提升代码执行效率。
  • 开源工具链实战:结合LLVM工具链与Git版本管理,培养工业级开发规范与协作能力。
  • 疑难问题解析:针对Phi函数处理、栈式分配等复杂场景,提供清晰的调试与解决方案。

技能要求

  • 编程基础:具备C/C++语言基础,了解指针、内存管理及面向对象编程。
  • 编译原理入门:熟悉词法分析、语法树等基础概念(课程中将系统回顾关键理论)。
  • 操作系统与工具链:了解Linux环境操作,具备基本命令行工具使用能力。
  • 学习适应性:对计算机底层技术有探索兴趣,愿意通过实践解决问题。

受众群体

  • 计算机相关专业学生:希望深入学习编译原理并实践龙架构技术的高校学生。
  • 嵌入式/编译器开发者:需掌握龙架构编译系统实现的工程师。
  • 开源技术爱好者:对编译器设计、LLVM生态或龙架构生态感兴趣的开发者。
  • 编程爱好者:具备基础编程能力,希望通过实践提升编译技术的开发者。
  • 版权声明:本课程版权归属龙芯中科及讲师团队,内容仅供学习使用,未经许可不得用于商业用途。

课程大纲

“龙架构”计算机核心课程——编译系统设计与实现(中科大李诚、徐伟老师)

  • 编译实验要点总览
    07:37
  • 配置实验项目运行环境
    11:10
  • 配置实验项目开发环境
    10:38
  • 实验项目调试环境
    10:00
  • 实验版本管理 (git)
    13:49
  • 后端环境配置
    17:49
  • 语言解析器(上)
    11:01
  • 语言解析器(下)
    15:06
  • C++语言
    09:46
  • LLVM
    03:36
  • Light IR
    09:30
  • LightIR C++库
    06:32
  • IR自动化生成框架
    09:49
  • 龙芯汇编介绍
    20:15
  • 栈式分配
    02:18
  • 汇编程序示例
    07:30
  • 后端框架
    03:50
  • Mem2Reg
    13:56
  • 常量传播
    11:11
  • 循环搜索与不变式外提
    13:46
  • 活跃变量分析
    08:57
  • 寄存器分配
    11:04
  • Phi函数特殊处理
    12:08

讲师简介

龙芯中科
龙芯中科
0 Rating 12 课程 0 学生

龙芯中科面向国家信息化建设需求,面向国际信息技术前沿,以创新发展主题、以产业发展为主线、以体系建设为目标,坚持自主创新,全面掌握CPU指令系统、处理器IP核、操作系统等计算机核心技术,打造自主开放的软硬件生态和信息产业体系,国家战略需求提供自主、安全、可靠的处理器,为信息产业的创新发展提供高性能、低成本的处理器和基础软硬件解决方案。2001年,中国科学院计算技术研究所开始研制龙芯处理器,得到了中科院知识创新工程、863、973、核高基等项目大力支持,完成了十年的技术积累。2010年,在中国科学院和北京市政府共同牵头出资支持下,龙芯开始市场化运作,对龙芯处理器研发成果进行产业化。

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课程包含:
讲座 23
技能 所有级别
证书 Yes
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