[发明专利]一种基于块偏序的动态数据竞争检测方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于块偏序的动态数据竞争检测方法及系统，其中，方法的实现包括：利用底层虚拟机LLVM的前端对源代码进行编译得到中间代码IR，并利用LLVM的流程PASS对访存操作及同步操作进行插桩；在所述中间代码IR的运行过程中获取插桩后的访存操作及同步操作的物理时间信息，然后压缩简化HB关系；基于压缩后的HB关系进行数据竞争的检测。通过压缩简化事件的HB关系，降低了因大量HB关系而导致的时间与内存的开销。

技术领域

本发明属于并行计算的数据竞争检测技术领域，更具体地，涉及一种基于块偏序的动态数据竞争检测方法及系统。

背景技术

随着社交网络、计算机生物学、科学计算和安全领域的高速发展，使得以这些信息为对象的数据量与日俱增，给一些传统算法带来了新的挑战。

数据量的增加使得人们对算法的时间和内存开销越发的关注，进而对数据竞争检测领域也带来了一定的影响。目前的数据竞争检测工具包括静态数据竞争检测和动态数据竞争检测，其中传统的静态数据竞争检测主要是基于lockset的检测方法，主要有下列缺点：(1)存在较多的误报漏报，在实际使用过程中，大量的误报漏报导致在调试代码的时候举步维艰，无法施展；(2)准确率差，需要花更多的时间辨别警报的正确性。传统的动态数据竞争检测主要是基于偏序(Happens-Before，HB)的检测，混合了部分lockset方法，主要有下列缺点：(1)内存开销大，以向量时钟(Vector Clock)为例，对于n个不同的线程，需要n²个存储空间保存信息；对m个变量需要m×n个存储空间，对于k个锁需要k×n个存储空间；(2)时间开销大，程序在执行过程中存在大量的HB关系，而对于这些HB关系都需要进行处理，导致时间开销大。

发明内容

针对现有的静态数据竞争检测技术和动态数据竞争检测技术的缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于块偏序的动态数据竞争检测方法及系统，其目的在于保证竞争检测准确率的情况下，降低内存以及时间的开销，由此解决现有的静态数据竞争检测技术和动态数据竞争检测技术在内存开销、时间开销以及检测准确率方面存在的内存开销与时间开销大以及检测准确率低的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于块偏序的动态数据竞争检测方法，包括：

(1)利用底层虚拟机LLVM的前端对源代码进行编译得到中间代码IR，并利用LLVM的流程PASS对访存操作及同步操作进行插桩；

(2)在中间代码IR的运行过程中获取插桩后的访存操作及同步操作的物理时间信息，然后根据获取的物理时间信息压缩简化HB关系，其子步骤为：

(2-1)：对线程进行集合划分操作，以使在划分后的每个集合U中，满足只包含Join和/或Lock同步操作、只包含Fork和/或Unlock同步操作以及不存在同步操作中的任意一种形式；