基于抽象分析的最坏执行时间分析技术

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最坏执行时间(WCET)估值的需求在于为计算机控制产品和其他实时计算机系统的程序的时效性提供保证。这些估值可以用来保证中断的及时地响应,也可以确保周期任务的吞吐量,还有作为任务调度或调度策略的输入等其他的情况。为了得到程序的WCET估值,软件与硬件的性能都必须去考虑。WCET估值传统的计算方法是通过测试或者繁琐的手动分析,而这些方法即耗时又容易出错。相反,静态WCET分析可以计算出可靠的WCET估值却不需要真正的运行程序。最坏执行时间(WCET)分析目的是为了确定在特定的硬件平台环境下运行的一个程序其执行时间的上限。静态分析是计算出最坏执行时间的主要的方法之一,而且该方法不需要依靠在真正的硬件环境或模拟平台上运行得出结果。通常,静态分析一般包括3个阶段:Flow analysis, Low-level analysis and Calculation。在此论文中,我们将提出一种方法名为抽象分析来进行静态分析。在Flowanalysis阶段,首先为测量的程序建立控制流图(CFG),并将数据信息与该控制流图相结合。然后对建立好的控制流图进行抽象分析得出基本的抽象结构。使用这些抽象结构可以将分析分成若干相互独立的处理部分,这些独立的处理部分可以并行的方式运行分析。而且根据这些抽象结构定义的方法,流信息可以自动地在流分析阶段生成。对于Low-level analysis阶段,我们使用由先前其他论文中提出的常见方法来得出处理器行为的时序。这些结果很大程度上决定了我们的计算正确与否。在Calculation阶段,采用一种新的基于路径计算的方法来计算WCET的估值,而这种方法是基于抽象分析并可以有效的处理流信息。该方法解决了常用基于路径方法的存在的缺点,就是这些方法不能很好的处理循环嵌套时的流信息。实验数据表明我们的方法是一个有效的分析方法,其具有统一地解决问题的性质。而且在某些情况下可以得到更好的结果。
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