[發明專利]基于Cache感知的NVP性能優化備份方法及系統

有效

• 申請號: 201710029385.8
• 申請日: 2017-01-16
• 公開（公告）號: CN106844101B
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 趙夢瑩;李靜;賈智平;蔡曉軍;鞠雷;薛春;劉勇攀
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G06F11/14
• 分類號: G06F11/14
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 黃海麗

1.基于Cache感知的NVP性能優化備份方法，其特征是，包括如下步驟：

離線分析步驟和在線管理步驟；

其中離線分析步驟包括：

步驟(1)：將標簽槽插入反匯編代碼中作為備份位置的候選點；

步驟(2)：對帶有標簽槽的反匯編代碼進行分析，對高速緩沖存儲器Cache的行為進行分析，在保證能夠成功備份的前提下，選擇最遠的標簽槽插入備份標簽；

步驟(3)：對每條指令進行備份標簽位置標記，表示收到能量報警信號的指令，在相應標記的備份標簽位置上開始進行備份，以使指令在開始備份之前，指令運行達到最遠的前進步長；

所述在線管理步驟包括：

步驟(4)：在程序運行過程中遇到能量報警信號時，對基于NVM的非易失性處理器NVP中主存儲器的備份，棧空間以外的內存數據采用全部備份的方式，而對于棧空間以內的數據，程序繼續運行到最遠的備份標簽處才開始觸發備份，以實現程序收到能量報警信號后能夠運行最大運行步長。

2.如權利要求1所述的基于Cache感知的NVP性能優化備份方法，其特征是，

所述步驟(1)將標簽槽插入反匯編代碼的原因是，插入標簽槽后指令的內存地址就是固定的，就可以確定指令在高速緩沖存儲器Cache中的位置，就可以對程序進行Cache行為分析。

3.如權利要求1所述的基于Cache感知的NVP性能優化備份方法，其特征是，

所述步驟(1)的步驟如下：

步驟(11)：分析反匯編程序P，確定每條指令備份所需的棧存儲空間；

步驟(12)：建立剩余能量分配模型；

首先剩余的可用能量既要滿足后續的程序執行，又要滿足棧的備份；

位置p是一個可行的備份位置，則剩余的可用能量要能夠支持程序執行到p并且備份p的棧中的所有內容：

aveEne≥Ene(Ins)+Ene(backup) (1)

其中，aveEne表示剩余的可用能量，Ene(Ins)表示執行指令消耗能量，Ene(backup)表示備份操作消耗能量；Ene(Ins)表示在cache未命中情況下每個指令執行過程中消耗的能量計算指令執行消耗能量Ene(Ins_miss)或在cache命中情況下每個指令執行過程中消耗的能量計算指令執行消耗能量Ene(Ins_hit)；

步驟(13)：計算cache未命中情況下，指令執行消耗能量；

根據與基于NVM的非易失性處理器對應的指令集，和在cache未命中情況下每個指令執行過程中消耗的能量計算指令執行消耗能量Ene(Ins_miss)，Ene(Ins_miss)包含所有類型指令在cache未命中情況下執行所消耗的能量；

步驟(14)：計算備份操作消耗能量；

根據不同的NVM備份過程中能量消耗情況，以及要備份的內容備份過程中消耗的能量與要備份的內容所占據的存儲空間成比例，計算備份操作消耗能量Ene(backup)；

步驟(15)：P'表示插入標簽槽后的反匯編程序，將反匯編程序P賦值到P'中，初始化P'；

步驟(16)：初始化指令隊列Q，將程序的第一條指令放入隊列Q中；

步驟(17)：從隊列Q中取出隊首指令ins，對反匯編程序P，假設在指令ins處，收到能量警告信號，依據公式(1)，在剩余的可用能量范圍內分析所有可能的路徑，找到最遠的可以成功備份的指令ins′，在P'中的指令ins′前面插入一個標簽槽并將指令ins′加入隊列Q，然后刪除Q中的指令ins；

重復執行步驟(17)，直到隊列Q為空，結束并輸出插入標簽槽后的反匯編程序P'。

4.如權利要求3所述的基于Cache感知的NVP性能優化備份方法，其特征是，

所述步驟(11)的步驟如下：

步驟(111)：將原二進制程序反匯編成反匯編程序，依據反匯編程序中指令的先后關系建立程序控制流程圖CFG；CFG是control flow graph的縮寫；

步驟(112)：棧版本分析。