[发明专利]计算机系统中的数据值一致性

说明书

技术领域

本发明总体上涉及计算机技术领域，更特别地涉及计算机微体系结构、编译器技术和调试技术，尤其是当翻译程序代码时计算机系统中的数据值一致性的问题。

背景技术

计算机微体系结构的领域本身涉及计算机内部结构的设计以便支持计算模型。编译器技术是一种用来支持把计算机程序代码从一种形式翻译成另一种形式的技术，并且调试技术通常是用来调试的技术，换句话说就是找到计算机程序中的错误的技术。

当把代码从一种格式翻译成另一种格式时，代码位置和数据值的一致性的丧失是一个问题。当把源代码从高级语言向下翻译成目标格式时，或者当把代码从一种“目标”格式翻译成另一种“目标”格式时，都会暴露出所述问题。因此，可以在一个或几个步骤中把所述源代码翻译成目标代码。在后一种情况下，可以把任何中间代码格式视为“源”和/或“目标”格式。在每个翻译步骤中，都将有源格式和目标格式，尽管给定翻译步骤中的源格式可能是前一翻译步骤中的目标格式。

当对用高级语言表示的源代码在翻译成目标代码的过程中进行转换和优化时，无法支持在目标寄存器与源变量之间的直接映射。所述转换过程移动并且删除对变量值进行操作的指令。所述转换过程还可以使用不同的寄存器或存储器位置来保存在翻译后的程序中的不同点处的变量值。所述转换过程甚至可以使用一个寄存器来保存所述值，与此同时，其他变量在该相同的寄存器或存储器位置中保持它们的值。此外，所述转换过程可能已经在一个变量的生命期的一些部分期间去除了所述值保存寄存器；用常数负载来替换该寄存器，或者如上所述，使用还保存来自其他(多个)变量的一个或多个值的寄存器。报告各变量的驻留状态(residency)(也就是在某一程序点所述变量所驻留的寄存器或存储器位置以及它们所具有的值)是一个技术问题。在执行时，不仅报告当前值而且还报告变量在某一程序点的预期值也是一个问题。

特别地，当为了另一种类型的机器或系统而对预定在一种类型的机器或系统上执行的二进制代码进行转换和优化时，在原始二进制代码中被存储在某些寄存器内的值在所得到的代码中将被存储在其他寄存器内。在计算机技术的领域内，在对目标体系结构进行优化和适配之后呈现原始体系结构的状态(比如寄存器内容)特别成问题。

一致性的丧失的一般问题可以分解成以下主要问题：

·如何把目标代码表示中的指令地址映射到源代码表示中的指令地址？

·如何把目标代码表示中的诸如寄存器或存储器变量之类的数据值容器的地址映射到源代码表示中的数据值容器的地址？

·如何把目标代码表示中的数据值容器地址的多个有效实例映射回到源代码表示中的正确数据值地址？

第一个问题阐述了代码位置的问题。后两个问题涉及到数据值问题。

所述数据值问题有时被阐述为报告或者跟踪在某一程序点所预期的原始寄存器(或者在一般高级语言的情况下是变量)的预期值的问题。

确定是否可以在其所赋值的寄存器中访问原始寄存器或变量的问题典型地被称作在参考文献[1]中概述的驻留问题。

参考文献[1]注意到，为了适当地检测变量的驻留状态，使用该变量的生命期就足够了，所谓的生命期也就是从把该变量赋值给一个寄存器直到在另一条指令中最后一次使用该寄存器的代码的范围。但是所述驻留状态可以持续到另一个值被赋值给包含该变量的值的该寄存器。该程序点是该变量的逐出点。在[1]中，检测变量的逐出点是通过对在调试器中优化的代码应用数据流分析而实施的。

相关技术

参考文献[2]涉及一种内置调试支持设备，其在多个通用计算机上实现多处理器仿真环境以便提高调试效率。

参考文献[3]涉及一种用于微处理器的软件调试端口。当与片上踪迹高速缓存相结合地使用时，该软件调试端口提供用于在处理器上重建指令执行流的踪迹信息，并且能够在不停止处理器操作的情况下检查寄存器内容。

参考文献[4]涉及一种调试支持设备，其具有调试异常控制部件，该部件在接收到来自CPU内核的调试异常的生成指令时保留寄存器状态，以及把程序计数器改变到调试异常句柄的地址，并且在接收到恢复指令时把该寄存器返回到所述调试生成之前的状态。

参考文献[5]公开了一种具有紧凑踪迹记录存储装置的调试接口，该紧凑踪迹记录存储装置具有多个踪迹数据存储元件。所述存储元件的格式包括表示踪迹信息的类型的踪迹代码字段以及表示踪迹信息数据的类型的踪迹数据字段。