发掘函数级单指令多数据向量化的方法

当前面向单指令多数据(SIMD)扩展部件的两类向量化方法分别是循环级向量化方法和超字级并行(SLP)方法。针对当前编译器不能实现函数级向量化的问题,提出一种基于静态单赋值的函数级向量化方法。该方法首先分析程序的变量属性,然后利用一组包括向量函数子句、一致子句、线性子句等编译指示子句指导编译器实现函数级向量化,最后利用变量属性结果对向量化代码进行了优化。从多媒体和图像处理领域选择部分测试用例对所提的函数级向量化的功能和性能在国产申威平台上进行测试,与程序串行执行相比,采用函数级向量化后程序的执行效率更高。实验结果表明函数级向量化可以取得类似任务级并行的加速效果,该方法可以指导自动函数级向量化的实现。

BPF的实现机制分析与性能优化研究

BSD包过滤器(BSD Packet Filter,BPF)是BSD Unix操作系统提供的网络数据包捕获及过滤机制的内核组件。该文描述了BPF的组成及工作过程,分析了BPF采用的无环控制流图过滤模式,介绍了此模式基于虚拟机的实现。为了提高过滤器性能,必须解决BPF虚拟机指令生成器处理多个过滤条件组合时存在的指令冗余问题,通过引入静态单赋值(SSA),结合冗余谓词消除和窥孔优化等技术,可以有效缩短CFG图的平均路径长度,从而实现对过滤器性能的优化。

快速自动程序流分析方法研究

介绍一种自动程序流信息分析方法,使用静态单赋值简化程序切片中的数据依赖关系,利用简单快速程序切片算法删除对循环控制无影响的语句和控制谓词,利用抽象解释自动精确获得程序流信息。实验结果表明,在不失精度的情况下,该方法的分析速度较普通方法快了近25%,且未假定任何程序格式,适用于任何程序格式的流分析过程。

基于支配边界逆转的多变量Φ函数摆放算法

基于Cytron和Cooper等人的研究成果,提出了一个新的概念——支配边界逆转(dominatorfrontier inverse,DFI)来同时为多个变量摆放Φ函数.如果结点y以结点x为支配边界,则结点x就是结点y支配边界逆转.支配边界逆转存在一个很重要的属性,DFI(x)中的结点在支配树上的高度一定不小于x的高度.对DFI(x)中任何结点y,如果存在对于变量v的定义,则结点x上就需要插入变量v的Φ函数.由于采用PHI(x)表示在结点x上需要插入Φ函数的变量集合,实现过程中并不需要实际计算DFI结点集合.算法首先按照结点在支配树上的高度自底向上进行遍历,并逐层计算高度相同的交结点上摆放函数的变量集合PHI的不动点.算法的主要优点是可以直接工作于支配树上,不需要额外的数据结构.C Specint 2000的测试结果表明该算法比Cytron原始的Φ函数摆放算法要快,并且与采用Cooper计算支配边界的算法相比,该算法对测试集中大部分程序也是有效的.

GCC优化框架研究

在GCC新的优化框架基于静态单赋值语法树,其优点是既与前端语言无关,又与后端目标代码无关,而且能够提供在寄存器转换语言表示层很难或者无法进行的高级分析和转换。新的框架在前端使用了两个新的中间表示:泛化树和简化树,一些优化工作在简化树的基础进行实施。

一种需求驱动的可信指针分析技术

针对现有可信指针分析技术中关于精度和效率之间的取舍和权衡的不足,提出一种需求驱动的可信指针分析技术。该技术通过扩展SSA形式,使SSA可以用来表示间接的内存操作,即可以显式地将指针的解引用表示出来;之后利用引用定值分析将每个扩展SSA变量进行抽象存储,即记录每个变量的存储位置和引用位置,然后通过链进行连接;这样能够很容易地将指针,特别是需要分析的指针进行重点的有针对性的分析,这种本着需求驱动策略的分析方法大大提高分析的效率,最后通过实验验证了该方法的有效性。

基于符号约束的PLC程序正确性验证

符号约束描述了程序中的变量关系,被广泛运用于模型检测、符号执行等程序的静态分析方法中。将符号约束应用于可编程逻辑控制器(PLC)程序的正确性验证,能够发现程序中的逻辑错误。人工计算符号约束不仅冗杂枯燥,而且错误率高。针对语句表形式的PLC程序,提出一种基于符号约束的正确性验证方法,通过分析PLC源代码的控制流及数据流,构造程序的控制流图并将其转换为静态单赋值形式的三地址码,最后使用迭代计算的方法求出每个变量的符号约束。

污点分析中的隐式污染检测方法

隐式流对于污点分析方法的准确性有重要影响。为此,提出一种基于程序单静态赋值形式的隐式流检测方法。通过生成控制流图的必经节点树检测控制依赖关系,计算必经边界发现程序汇合点,引入虚拟取值函数获得汇合点变量的多个赋值,从而判别变量取值分歧并标记污点属性。与人工审计结果的对比证明,该方法能够诊断2个污点分析工具的污染缺失和污染过度问题,有效降低隐式流分析的误报率和漏报率。