[发明专利]标识用于获取代表性踪迹的指令的系统与方法

说明书

技术领域

本申请总体上涉及指令踪迹。更具体地，本申请针对于根据踪迹阶段来 调节指令区间(interval)，以便标识代表性指令踪迹的汇集点。

背景技术

现代软件的工作负荷可能具有由针对单一数据集的数万亿条指令组成的 动态指令路径长度。例如，程序464.h264ref，其是最新技术状态的视频压缩 标准，即H.264/AVC(高级视频编码)的参照实现方式的计算机程序，当执 行该计算机程序以在正使用单一数据集的处理器上完成时，可能具有3.2万 亿以上的动态指令。

踪迹驱动的性能模拟器用于估计未来处理器的设计变化和规划工作负荷 性能。这些模拟器可以在现代机器上以每秒1万条指令的量级加以执行。因 此，对于具有1万亿条动态指令的程序，模拟可能需要3.1年的量级才能完 成。然而，先前的成果已表明：工作负荷中的动态指令常常展示出执行的阶 段性，即展示出与程序所执行的基本块强相关的指令的重复序列。通过仅根 据重要的程序阶段来创建代表性踪迹，可明显减少必须模拟的指令的数目。

一些已知的系统使用那些采用统计分析技术获得的粗粒度阶段或者精粒 度指令块，根据程序的动态执行，寻找可按比例代表多得多的指令的机器执 行特征的较小数目的指令。这些已知系统的输出是开始与结束指令索引对的 集合，该开始与结束指令索引对表示最佳地代表了程序的执行的程序执行或 程序踪迹的部分(如阶段或者指令块)。在许多情况下，所述阶段均具有相同 的长度，并且通过把每一阶段的性能结果乘以该阶段在完整程序执行过程中 出现的频率，获得整体性能。另外，对于模拟器上的同步执行，不能根据所 有输入数据集获得所述阶段。

然而，这些已知的系统不能够解决使用特定数目的指令来代表程序、包 括根据每一输入数据集的阶段、同时包括所有数据集的问题，以及所有这些 问题，使得可以在踪迹中精确地表示针对所有数据集的所有程序阶段，对于 模拟器系统中有效和精确的踪迹驱动的程序的执行而言，这可能是十分重要 的。

发明内容

说明性实施例根据程序的动态执行以及其所有输入数据集，提供代表性 指令的小集合的汇集。把程序执行踪迹分成指令区间，然后，根据分配给每 一区间的权重以及指令预算，对这些区间进行选择、排序以及调节。对指令 进行选择，以表示预算中的工作负荷。在某些情况下，可以使用硬件性能监 视计数器对所选择的指令进行代表性估计，这可能要求对根据每个所选择的 区间所调节的指令进行舍入(round)。然而，对已调节指令的舍入可能导致误 差，例如，总指令相对于指令预算不足或者过剩。通过调整一或多个区间中 指令的数目，可以纠正这些误差。另外，也可以根据所选择的区间，包括预 热指令。预热指令是为了预热处理器的局部性结构(如高速缓冲存储器和分 支预测器)所需的附加指令。然后，模拟器汇集和使用这些指令(如果希望 的话，包括预热指令)的代表性踪迹来模拟程序的执行。

说明性实施例标识用来获取代表性踪迹的指令。说明性实施例计算一组 阶段中的每个阶段的阶段指令预算。阶段指令预算可基于与每个阶段相关联 的权重以及全局指令预算。说明性实施例标识每个阶段中的一组区间内的指 令的开始索引和结束索引，以便满足该阶段的阶段指令预算，从而形成一组 区间索引。说明性实施例确定该组区间索引中的指令是否满足全局指令预算 响应于满足全局指令预算，说明性实施例输出该组区间索引作为代表性踪迹 的汇集点。

说明性实施例确定是否要把一组预热指令与指令一起包括在全局指令预 算中，并且响应于要包括预热指令的指示，说明性实施例把开始索引调整预 定的指令数目、或者调整至该组区间中前一区间的末端。

在标识每个阶段中的一组区间内的指令的开始索引和结束索引时，说明 性实施例确定该组区间内的最具代表性的区间中的指令的数目是否等于阶段 指令预算。响应于最具代表性的区间中的指令等于阶段指令预算，说明性实 施例把该最具代表性的区间的开始标识为开始索引，以及把该最具代表性的 区间的末端标识为结束索引。

在标识每个阶段中的一组区间内的指令的开始索引和结束索引时，另一 说明性实施例确定该组区间内的最具代表性的区间中的指令的数目是否等于 阶段指令预算。响应于最具代表性的区间中的指令等于阶段指令预算，说明 性实施例把最具代表性的区间的开始标识为开始索引，以及把最具代表性的 区间的末端标识为结束索引。