[发明专利]基于相变存储器的循环转数组的损耗均衡编译方法

权利要求书

1.一种基于相变存储器的循环转数组的损耗均衡编译方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：收集源程序的全局变量的写次数信息；

步骤2：根据步骤1中全局变量的写次数，计算需要生成的数组大小；

步骤2的具体实现包括以下子步骤：

步骤2.1：根据步骤1中的全局变量写次数信息，统计全局变量写次数的平均值W_avg；

步骤2.2：统计全局热点变量信息；如果全局变量G_i的写次数W_i与所述步骤2.1生成的全局变量写次数的平均值W_avg的比值W_i/W_avg大于等于阈值N，则认为该全局变量是全局热点变量G_hot；

步骤2.3：计算W_i与W_avg比值的大小，即为该全局热点变量G_hot所需数组的大小size_i；

步骤2.4：将全局热点变量的标识name_i，分配的内存地址value_i，和所需数组大小size_i均写入磁盘文件中；

步骤3：生成源程序的中间表示，即LLVM中间语言IR；

步骤4：通过LLVM Pass从磁盘读取步骤2中生成的全局热点变量信息；

步骤5：基于步骤3生成的中间表示，进行过程间分析，获得程序包含的每个函数直接以及间接调用的函数集合；

步骤6：对于每个函数，收集循环有关的信息，即循环的入口和出口基本块，通过循环的入口和出口基本块唯一确定一个循环；

步骤7：收集循环内部读写的全局热点变量，生成一个循环读写的全局热点变量集合；

步骤8：对于步骤7中获得的循环读写的全局热点变量集合，进行逃逸分析；

步骤9：对于步骤8中获得的未发生逃逸的全局热点变量，进行循环转数组操作；

步骤10：将经过转换的中间表示汇编链接成新的可执行文件。

2.根据权利要求1所述的基于相变存储器的循环转数组的损耗均衡编译方法，其特征在于，步骤1的具体实现包括以下子步骤：

步骤1.1：获取ELF可执行文件的符号表信息，进而收集得到源程序的全局变量信息，包括变量分配的内存地址、类型、大小和标识符；

步骤1.2：将步骤1.1中收集到的全局变量信息重定向到磁盘文件中；

步骤1.3：采用Intel的pin工具在运行时对二进制文件进行指令插桩，通过输入步骤1.1收集到的全局变量的内存地址信息，对程序的写指令进行动态插桩，如果写指令的操作地址是步骤1.1收集到的全局变量的内存地址，则该全局变量的写次数就加1。

3.根据权利要求1所述的基于相变存储器的循环转数组的损耗均衡编译方法，其特征在于：步骤3中，使用命令clang-emit-llvm-S-input files，对于输入的源程序source.c生成LLVM中间表示source.ll。

4.根据权利要求1所述的基于相变存储器的循环转数组的损耗均衡编译方法，其特征在于：步骤4中，通过LLVM的转换Pass从磁盘读取步骤2中的全局热点变量G_hot信息，以检测全局热点变量，为循环转数组做准备。