[發明專利]一種檢測應用程序執行過程中冗余零的方法

有效

• 申請號: 202110085463.2
• 申請日: 2021-01-22
• 公開（公告）號: CN112765027B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 楊海龍;游心;欒鐘治;錢德沛
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F11/36
• 分類號: G06F11/36
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 顧煒;安麗

1.一種檢測應用程序執行過程中冗余零的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：用戶在CPU集群上指定四種執行模式中的一種來啟動一個CPU應用，所述四種執行模式包括：代碼模式、數據對象模式、緩存級別模式以及內存頁級別模式；其中代碼模式會以代碼為中心對應用執行過程進行分析，從而得到指令級別的冗余零信息；數據對象模式會以應用執行過程中訪問的數據對象為中心進行分析，從而得到各個數據對象的冗余零信息；而緩存級別模式以及內存頁級別模式則分別對訪問的緩存行、內存頁級別進行分析，從而得到體系結構層面的冗余零信息；

步驟2：在應用運行時，對應用進行動態插樁，在每個內存讀操作前都插入分析函數，并將該內存讀操作的指令ins以及目標內存地址M作為參數傳入該分析函數中；

步驟3：判斷應用程序是否執行完，如果未執行完，則繼續判斷該操作是否是內存讀操作，如果是，則進入步驟4，否則回到步驟3；如果已經執行完，則進入步驟13；

步驟4：如果為代碼模式，則進入步驟5；如果為數據對象模式，則進入步驟8；如果為緩存級別模式，則進入步驟11；如果為內存頁級別模式，則進入步驟12；

步驟5：獲取該內存讀操作的調用上下文C，內存讀操作目標內存地址M中存儲的值V，如果該內存讀操作指令ins為整數指令，則進入步驟6，否則進入步驟7；

步驟6：將值V轉化為二進制表示的冗余映射redmap：b₁b₂...b_n，記錄其中冗余零的個數N_zero，并將該冗余映射合并到該指令ins在該調用上下文C下的整數冗余映射R_INT(ins，C)中，最后返回步驟2；

步驟7：按照IEEE 754浮點格式將值V轉化為尾數和指數兩組冗余映射b₁b₂...b_k和b_k+1b_k+2...b_n，記錄其中冗余零的個數N_zero，并將兩組冗余映射分別合并到該指令ins在該調用上下文C下的浮點冗余映射R_FP(ins，C)的兩個分量R_man(ins，C)和R_exp(ins，C)中，最后返回步驟2；

步驟8：獲取該內存讀操作目標內存地址所在的數據對象D，內存讀操作目標內存地址M中存儲的值V，且如果數據對象D不是堆棧上的數據對象，則返回步驟2，否則僅在該內存讀操作指令ins為整數指令時進入步驟9，否則，如果該內存讀操作指令ins為非整數指令時進入步驟10；

步驟9：將值V轉化為二進制表示的冗余映射redmap：b₁b₂...b_n，記錄其中冗余零的個數N_zero，并將該冗余映射合并到該內存地址M在該數據對象D下的整數冗余映射R_INT(M，D)中，最后返回步驟2；

步驟10：判斷值V是否為0，并將結果合并到該內存地址M在該數據對象D下的浮點冗余映射R_FP(M，D)中以及冗余零個數N_zero，最后返回步驟2；

步驟11：獲取該內存讀操作目標地址M的緩存編號K_cache(M)，其存儲的值V，將其轉化為二進制表示的冗余映射b₁b₂...b_n，以及其對應的冗余零的個數N_zero，并將b₁b₂...b_n以及N_zero合并到K_cache(M)所對應的記錄，返回步驟2；

步驟12：獲取該內存讀操作目標地址M的內存頁編號K_page(M)，其存儲的值V，將其轉化為二進制表示的冗余映射b₁b₂...b_n，以及其對應的冗余零的個數N_zero，并將b₁b₂...b_n以及N_zero合并到K_page(M)所對應的記錄，返回步驟2；

步驟13：統計并生成最終冗余零檢測報告。