[发明专利]内存空间的分析方法和装置、检查点的保留方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及计算机系统，特别是涉及一种内存空间的分析方法和装置、 检查点的保留方法和装置。

背景技术

许多科学方面的研究与应用，常常需要大量且复杂的运算，多处理器的 高效能并行计算机自然是最佳的选择之一。程序正确且顺利的执行是对运算 的基本要求，但在这耗费时间的运算过程中，面临的最大风险就是执行时系 统发生故障，尤其是在目前系统规模越来越大的情况下，故障发生的几率也 随之增高，当故障发生时，无论是系统故障还是某些不可抗拒的原因，造成 必须放弃之前的运算成果。因此在并行环境中，必须要存在某些故障处理机 制来进行故障避免、故障移除或故障转移，才能避免造成程序不必要的重复 执行和资源浪费，提高并行计算的可靠性。检查点技术就是一种被广泛采用 的有效的容错技术。

检查点技术是在程序的运行过程中设置保留点，将该时刻的进程状态进 行保留，当系统出现故障时，则利用最近一次保留的进程状态进行恢复，将 进程状态恢复到保留那一刻的状态继续运行。

检查点技术从使用角度来讲，可以分为两类：一种是嵌入式的检查点技 术，该方法需要用户在程序合适位置选取保留点，该方法需要修改用户程序， 保留点需要事先设置好，无法进行即时的保留。另外一种是透明的检查点技 术，这种技术不需要修改用户程序，可以在程序执行的任何时刻进行实时保 留。

进程状态的保留或恢复涉及到大量数据在磁盘上的存储或读取，尤其是 在大规模并行计算机系统中，通常程序的运行是由成千上万的进程组成，如 此众多的进程同时进行状态的保留或恢复，需要占用大量的保留空间和保留 恢复时间，其开销对于计算机系统来说是一个严峻的考验。因此，有必要对 检查点技术进行优化，以适应在大规模环境下的应用。

现有的一种是着眼于检查点的保留内容，通过分析不需要保留的内存单 元来减少检查点的保留量，从而降低其开销。例如，Gerry Kingsley等人提出 了一种编译器辅助的检查点技术(Compiler-Assisted Checkpoint Optimization Using SUIF，Gerry Kingsley，Micah Beck，James S.Plank，1995/11/15)，使用静 态的数据流分析来优化检查点的性能，使用内存互斥来说明处理器的哪部分 数据空间可以不保存在检查点中，因而可以减少检查点的保留量大小和保留 恢复的时间。这种方法利用编译器来分析程序中不需要保留的数据，可以分 析不需要保留和恢复的内存空间，但是，这种方法需要用户有效的分析程序， 并在用户程序适当的位置插入保留点，通过程序中的保留点来发起检查点的 保留，也就是一种嵌入式检查点的优化技术，无法进行透明检查点的优化。 另外，该方法未考虑对全局指针信息和常用函数信息的分析。

发明内容

本发明解决的问题是，提供一种内存空间的分析方法和装置、检查点的 保留方法和装置，以减少透明检查点的保留量和缩短保留恢复时间。

为解决上述问题，本发明提供一种内存的空间分析方法，包括下述步骤： 在程序中设置潜在检查点，所述潜在检查点为分析内存空间的指示；在所述 潜在检查点的作用范围内，分析是否有不需要保留的内存空间；若有不需要 保留的内存空间，则标识所述内存空间不需要保留的属性的作用域。

可选的，所述潜在检查点位于循环语句的循环体前。

可选的，所述内存空间包括全局数组和/或动态申请的空间。

可选的，所述不需要保留的内存空间包括只读的内存空间和/或先写后读 的内存空间。

可选的，所述分析是否有不需要保留的内存空间进一步包括：构造定值 -引用链和函数调用关系；构造常用函数读写行为信息；结合定值-引用链、 函数调用关系和常用函数读写行为信息，进行全局指针别名分析，构造全局 指针别名信息；根据定值-引用链、函数调用关系、全局指针别名信息和常 用函数读写行为信息，分析所述指示所在的程序块是否有不需要保留的内存 空间。

可选的，所述构造定值-引用链和函数调用关系包括利用数据流分析技 术构造定值-引用链，利用过程间分析技术构造函数调用关系。

可选的，所述构造常用函数读写行为信息包括利用标准库、并行库以及 各种常用函数库的特征构造常用函数读写行为信息表。