[发明专利]一种多核环境并行程序Cache性能在线获取系统及方法

权利要求书

1.一种多核环境并行程序Cache性能在线处理系统，将二进制代码插装法与Cache软件模拟相结合，在线的获得目标程序在多种Cache架构上的性能指标，其特征在于包括：访存踪迹在线获取模块、消息传递模块、Cache行为模拟模块和Cache性能分析及输出模块；

访存踪迹在线获取模块，其输入为已经完成二进制插装的目标程序，所述目标程序通过在实际计算机上运行，根据插装粒度动态的产生访存踪迹，并将产生的访存踪迹传送至消息传递模块；同时接收消息传递模块发送的响应信息后继续运行目标程序，以产生下一条访存踪迹，并发送给消息传递模块，如此循环直到目标程序运行结束；

消息传递模块，将访存踪迹在线获取模块获得的访存踪迹传递给Cache行为模拟模块；同时接收Cache行为模拟模块完成一条访存踪迹时产生的响应信息；

Cache行为模拟模块，在模拟开始前配置计算机的参数，包括Cache大小，替换策略，是否共享；用户能够根据自己需要修改模拟模块的Cache配置，即模拟目标程序在任意Cache架构上的性能；配置完成后，根据消息传递模块传来的访存踪迹的内容，模拟目标程序的Cache行为，并记录在模拟行为中所产生的各种数据，包括访存类型，访存地址，访存时间，访存次数；在模拟完成后返回一条消息至消息传递模块，由消息传递模块通知访存踪迹在线获取模块中的目标程序继续执行；

在模拟开始前根据宿主计算机的参数，进行配置，包括Cache大小，替换策略，是否共享，通过输入目标并行程序的访存的踪迹，进行Cache行为的模拟；Cache行为模拟模块在模拟过程中记录并保存所需的Cache行为数据模拟模块在模拟完成一条踪迹后，产生一个完成的消息；

Cache性能分析及输出模块，当整个模拟过程结束后，根据Cache行为模拟模块记录的行为数据，统计分析并输出用户需要的Cache性能数据，包括：Cache缺失率，工作集大小，共享性能分析，冲突性能分析，抖动信息分析，获得各种详细的Cache性能数据。

2.一种多核环境并行程序Cache性能在线处理方法，其特征在于：

（1）将目标并行通过插装软件自动完成插装；

（2）将插装后的目标程序输入到访存踪迹在线获取模块运行，将一条产生的访存踪迹发送给消息传递模块；

（3）消息传递模块将接收的访存踪迹转发给Cache行为模拟模块；

（4）Cache行为模拟模块收到访存踪迹后进行模拟，模拟完成后产生一条响应信息返回给消息传递模块；

（5）消息传递模将响应信息转发给访存踪迹在线获取模块；

（6）访存踪迹在线获取模块收到响应信息后继续运行目标程序产生下一条访存踪迹并发送给消息传递模块，如此循环直到目标程序运行结束；

（7）目标程序运行结束后，基于访存踪迹的Cache行为模拟将模拟的数据发送给性能分析及输出模块；

（8）性能分析及输出模块在收到基于访存踪迹的Cache行为模拟数据后，进行分析并将结果输出到指定文件。