[發明專利]一種基于抽象解釋的嵌入式軟件模塊化Cache行為分析方法

有效

• 申請號: 201810592511.5
• 申請日: 2018-06-11
• 公開（公告）號: CN108845938B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 黃志球;張靜;喻垚慎;沈國華;李偉湋;艾磊
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G06F11/36
• 分類號: G06F11/36
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 王清

1.一種基于抽象解釋的嵌入式軟件模塊化Cache行為分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：Cache行為分析框架形式化描述

以抽象解釋理論為分析方法設計基礎，對Cache行為執行過程進行抽象建模，對Cache架構和分析方法進行關聯分析，形式化定義Cache行為分析過程；

所述步驟1中，Cache行為分析框架形式化描述，包括步驟1.1：Cache行為分析方法的形式化描述，采用抽象解釋理論對Cache行為進行分析，即對真實Cache狀態及其狀態變遷進行抽象表達，以抽象的可能狀態集合反映Cache行為的真實可能狀態；

所述步驟1.1中，對于某一Cache行為分析方法，需要從Cache結構配置和交換策略兩個角度對其進行設計，對真實Cache配置和交換策略進行抽象，在此過程中不僅需要對Cache狀態進行抽象描述，還需要設計抽象狀態更新函數對交換策略的狀態更新過程進行表達；

步驟2：Cache行為分析框架實現

構建模塊化分析框架以支持多種不同架構的Cache行為分析，達到Cache分析過程可重用的目的。

2.如權利要求1所述的一種基于抽象解釋的嵌入式軟件模塊化Cache行為分析方法，其特征在于，所述步驟1中，Cache行為分析框架形式化描述，還包括以下步驟：

步驟1.2：Cache行為分析過程的形式化描述，對行為分析方法的使用過程進行抽象表達，對內存訪問序列、初始Cache狀態和分析方法分別進行抽象表達，然后在給定的抽象后的內存訪問序列和初始Cache狀態的情況下，采用抽象后的行為分析方法對Cache的執行過程進行抽象，得到各結點內存訪問時Cache狀態集合記錄；

步驟1.3：Cache命中情況標記方法的形式化描述，采用抽象解釋的對內存訪問序列、根據分析方法得到的Cache行為歷史列表和對比當前內存訪問和當前Cache狀態集合得到的訪問情況標記做抽象描述。

3.如權利要求1所述的一種基于抽象解釋的嵌入式軟件模塊化Cache行為分析方法，其特征在于，所述抽象狀態更新函數如下表示：

CA^M＝(C_S,C_R,set(m),AC_S,AC_U,AC_J)

其中，C_S為Cache結構配置，即Cache容量、塊長、地址映射方式；

C_R為Cache交換策略描述；

set(m)為內存塊映射函數，即當前訪問的內存塊將被映射到Cache的哪一組中；

AC_S為抽象Cache狀態集合，即將可能儲存的內存塊以集合形式表示為Cache塊內容；

AC_U為抽象Cache更新函數，定義抽象Cache狀態集合下Cache塊進行更新的操作函數；

AC_J為抽象Cache狀態合并函數，當程序控制結構存在分支合并時，需要使用狀態合并函數對當前兩種Cache抽象狀態進行合并。

4.如權利要求2所述的一種基于抽象解釋的嵌入式軟件模塊化Cache行為分析方法，其特征在于，所述步驟1.2中，Cache行為分析過程采用如下函數表示：

CA＝(S_MA,initCS,listCS^M,CA^M)

其中，S_MA為內存訪問序列，即根據程序執行過程的控制流結構分析得到的相應內存塊訪問順序；

initCS為初始Cache狀態，可根據用戶需求進行定義；

listCS^M為采用Cache分析方法CA^M得到的Cache行為歷史列表，即對應某一內存塊訪問時，當前Cache抽象狀態集合情況記錄。