[发明专利]通过请求来日志记录对更高级别的缓存的缓存流入量

说明书

基于上层缓存层的跟踪日志记录，确定下层缓存层如何记录流入量。第二缓存从下层第一缓存接收引用存储器地址的日志记录请求。第二缓存确定它是否具有针对存储器地址的缓存行。当存在缓存行时，第二缓存将请求转发到下一日志记录缓存层，或者如果第二缓存是最外面的日志记录层，则使缓存行被日志记录。当不存在缓存行时，当缓存行不被第二缓存确定为被日志记录，或者当缓存行被第二缓存确定为被日志记录但未确定第一缓存是否知道第二缓存中缓存行的当前值时，第二缓存使缓存行被日志记录。

背景技术

当在软件应用的开发期间编写代码时，开发人员通常花费大量时间来“调试”代码以查找运行时和其他源代码错误。这样做时，开发人员可以采用几种方法来重现和定位源代码缺陷(bug)，例如，基于不同的输入来观察程序的行为、插入调试代码(例如，打印变量值、跟踪执行分支等)、临时删除代码部分等。跟踪运行时错误以查明代码错误可能会占用应用开发时间的很大一部分。

为了协助开发人员进行代码调试过程，许多类型的调试应用(“调试器”)已经被开发。这些工具向开发人员提供了跟踪(trace)计算机代码的执行、将其可视化和对其进行改变的能力。例如，调试器可以将代码指令的执行可视化、可以在代码执行期间的不同时间呈现代码变量值、可以使得开发人员能够改变代码执行路径、和/或可以使得开发人员能够在感兴趣的代码元素上设置“断点”和/或“观察点”(“断点”和/或“观察点”在执行期间被到达时，使得将代码的执行被暂停)等。

新兴的调试应用形式实现了“时间旅行(time travel)”、“反向”或“历史”调试。通过“时间旅行”调试，程序(例如，诸如线程的可执行实体)的执行由跟踪应用记录(record)/跟踪到一个或多个跟踪文件中。这些跟踪文件然后可以用于稍后重播程序的执行，以进行前向和后向分析。例如，“时间旅行”调试器可以使得开发人员能够设置前向断点/观察点(如常规调试器)以及反向断点/观察点。

几个注意事项在记录跟踪文件时可以被考虑。最突出的是，在所记录的跟踪数据的稳健性与通过跟踪程序所产生的开销之间存在固有的权衡。这些权衡主要体现在跟踪文件的大小以及对所跟踪的程序的执行的性能影响。而且，由于跟踪可能在硬件协助下完成(或完全在软件中完成)，因此可能还存在硬件设计和其他硬件成本方面的考虑。

发明内容

本文描述的实施例涉及用于使用硬件辅助由处理器来创建比特精确的“时间旅行”跟踪记录的机制。这些机制基于使用至少两个层级(tier)或层(layer)的处理器缓存来跟踪跨多个处理单元的执行效果。一个机制修改了处理器的硬件和/或微代码，使得当它基于所跟踪的处理单元的活动而检测对内部或“下层”处理器缓存的流入量(influx)(即，缓存未命中(miss))时，该机制检查一个或多个外部或“上层”共享处理器缓存，来确定该流入量的数据是否已经代表另一个所跟踪的处理单元而被日志记录(log)。另一机制修改了处理器的硬件和/或微代码，使得一个或多个缓存层被配置为从(多个)下层缓存层接收日志记录请求，并使用其对所日志记录的缓存行的了解来确定对下层缓存层的流入量(如果存在)应如何被记录。任一机制可以使得流入量能够通过参考先前的日志条目而被日志记录，并且每个机制可以被扩展到“N”级(level，又译作级别)缓存。使用任一机制来记录跟踪文件可能只需要进行适度的处理器修改，并且与先前的跟踪记录方法相比，它们可以将跟踪记录的性能影响以及跟踪文件的大小减少若干数量级。