[发明专利]并行程序通信模式的提取方法及系统

权利要求书

1.一种并行程序通信模式的提取方法，该方法包括步骤：

S1.解析并行程序源码，识别所述并行程序中的通信函数调用， 确定所述通信函数中的通信变量，并将所述通信变量放入设定集合；

S2.分析所述并行程序的控制流和数据流，收集所述并行程序的 数据依赖、控制依赖以及通信依赖信息；

S3.收集所述并行程序中的调用信息，构建程序调用图；

S4.通过基于LIVE变量传播的切割算法对所述并行程序进行程 序切割，获得所述并行程序的程序切片；

S5.执行所述程序切片，收集并输出通信记录；

S6.根据所述通信记录，按照设定目标获取所述并行程序的通信 模式；

其中，一个变量是LIVE变量，当且仅当，它的值改变可以通过 程序的数据依赖、控制依赖和通信依赖的传播影响到任何通信变量的 值；

步骤S4进一步包括：

S4.1将所述通信变量放入LIVE变量集合；

S4.2自顶向下遍历所述程序调用图的每个节点函数，对所述每 个节点函数，若存在所述设定集合中的通信变量通过所述数据依赖、 控制依赖以及通信依赖关联的变量，则将相应关联的变量放入所述 LIVE变量集合；

S4.3自底向上遍历所述程序调用图的每个节点函数，对所述每 个节点函数，若存在所述设定集合中的通信变量通过所述数据依赖、 控制依赖以及通信依赖关联的变量，则将相应关联的变量放入所述 LIVE变量集合；

S4.4若所述LIVE变量集合保持不变，则执行步骤S4.5，否则返 回步骤S4.2；

S4.5标记所述并行程序中所有所述LIVE变量集合中变量定义 的语句；

S4.6对所述并行程序中的所有接收语句，标记接收变量在所述 LIVE变量集合中的通信语句，并根据所述通信依赖信息标记对应的 发送函数；

S4.7删除所述并行程序中未标记的非通信语句，及未在所述 LIVE变量集合中的变量，得到所述并行程序的程序切片。

2.如权利要求1所述的并行程序通信模式的提取方法，其特征 在于，步骤S1进一步包括：

S1.1按照预定义的函数名识别所述并行程序中所有的通信函 数；

S1.2按照预定义的格式确定所述通信函数中的每个通信变量， 并将其放入所述设定集合。

3.如权利要求1所述的并行程序通信模式的提取方法，其特征 在于，步骤S2进一步包括：

S2.1通过数据流分析，对所述并行程序中每个变量的使用和定 义之间建立链接关系，即数据依赖，并将所述数据依赖信息保存于使 用-定义UD数据结构；

S2.2分析所述并行程序的控制分支，将所述并行程序中的控制 依赖转化为所述数据依赖，并将转化的数据依赖信息保存于使用-定 义UD数据结构；

S2.3对所述并行程序的所有通信调用进行配对分析，对所有发 送和接收的通信操作建立链接关系，即通信依赖，并将所述通信依赖 信息保存于消息依赖MD数据结构。

4.如权利要求1所述的并行程序通信模式的提取方法，其特征 在于，步骤S3进一步包括：

S3.1记录所述并行程序中每个函数调用点的被调用函数名称以 及需要传递的参数变量；

S3.2根据所述记录的信息，构建程序调用图。

5.如权利要求3所述的并行程序通信模式的提取方法，其特征 在于，步骤S5进一步包括：

S5.1记录所述标记的通信语句在实际传输通信语句中的消息内 容，并记录：消息类型、消息大小、消息的源和目的地址；

S5.2记录所述未标记的通信语句的消息类型、消息大小、消息 的源和目的地址。

6.一种并行程序通信模式的提取系统，该系统包括：

变量确定单元，用于解析并行程序源码，识别所述并行程序中的 通信函数调用，确定所述通信函数中的通信变量，并将所述通信变量 放入设定集合；

分析单元，用于分析所述并行程序的控制流和数据流，收集程序 的数据依赖、控制依赖以及通信依赖信息；

调用图构建单元，用于收集所述并行程序中的调用信息，构建程 序调用图；

程序切割单元，用于通过基于LIVE变量传播的切割算法对所述 并行程序进行程序切割，获得所述并行程序的程序切片；

执行单元，用于执行所述程序切片，收集并输出通信记录；

提取单元，用于根据所述通信记录，按照设定目标获取所述并行 程序的通信模式；

其中，一个变量是LIVE变量，当且仅当，它的值改变可以通过 程序的数据依赖、控制依赖和通信依赖的传播影响到任何通信变量的 值；

所述程序切割单元进一步包括：

整理子单元，用于将所述通信变量放入LIVE变量集合；

第一遍历子单元，用于自顶向下遍历所述程序调用图的每个节点 函数，对所述每个节点函数，若存在所述设定集合中的通信变量通过 所述数据依赖、控制依赖以及通信依赖关联的变量，则将相应关联的 变量放入所述LIVE变量集合；

第二遍历子单元，用于自底向上遍历所述程序调用图的每个节点 函数，对所述每个节点函数，若存在所述设定集合中的通信变量通过 所述数据依赖、控制依赖以及通信依赖关联的变量，则将相应关联的 变量放入所述LIVE变量集合；

第一标记单元，用于在所述第一遍历子单元及第二遍历子单元遍 历所述程序调用图的每个节点函数后，若所述LIVE变量集合保持不 变，标记所述并行程序中所有所述LIVE变量集合中变量定义的语句； 若所述LIVE变量集合发生变化，则由所述第一遍历子单元及第二遍 历子单元再一次遍历所述程序调用图的每个节点函数；

第二标记单元，用于对所述并行程序中的所有接收语句，标记接 收变量在所述LIVE变量集合中的通信语句，并根据所述通信依赖信 息标记对应的发送函数；

程序切割子单元，用于删除所述并行程序中未标记的非通信语 句，及未在所述LIVE变量集合中的变量，得到所述并行程序的程序 切片。