Quellsprachorientiertes Debugging von optimierten Programmen:
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
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1994
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| Beschreibung: | München, Techn. Univ., Diss., 1994 |
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INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG UND MOTIVATION 1
2 DEBUGGING UND CODEOPTIMIERUNG 7
2.1 DEBUGGINGTECHNIKEN. 7
2.1.1 STRATEGIEN ZUR AUSWERTUNG VON BEOBACHTUNGSDATEN. 8
2.1.1.1 OFF-LINE-DEBUGGING. 8
2.1.1.2 ON-LINE-DEBUGGING.R. 9
2.1.1.3 POST-MORTEM-DEBUGGING. 9
2.1.2 MOEGLICHE ABSTRAKTIONSEBENEN. 9
2.1.2.1 ANWENDUNGSEBENE. 10
2.1.2.2 HOCHSPRACHEBENE. 10
2.1.2.3 MASCHINENSPRACHEBENE. 11
2.1.2.4 HARDWAREEBENE. 11
2.1.3 INSTRUMENTIERUNGSTECHNIKEN. 11
2.1.3.1 QUELLCODE-INSTRUMENTIERUNG . 12
2.1.3.2 OBJEKTCODE-INSTRUMENTIERUNG. 13
2.1.3.3 HARDWARE-INSTRUMENTIERUNG. 15
2.1.4 FESTLEGUNG DER BETRACHTETEN DEBUGGINGTECHNIK. 15
2.2 TECHNIKEN ZUR CODEOPTIMIERUNG. 16
2.2.1 DATENFLUSSACNALYSE . 16
2.2.1.1 PROGRAMMDARSTELLUNGEN FUER DIE DATENFLUSSANALYSE. 17
2.2.1.2 SKALARE DATENFLUSSANALYSE.20
2.2.1.3 DATENFLUSSANALYSE FUER FELDER UND ABHAENGIGKEITSANALYSE . 24
2.2.1.4 INTERPROZEDURALE ANALYSE.25
2.2.2 CODE-VERBESSEMDE TRANSFORMATIONEN.25
2.2.2.1 OPTIMALE NUTZUNG DES BEFEHLSSATZES.26
2.2.2.2 ELIMINATION VON REDUNDANZ UND OVERHEAD.26
2
.
2.23
NUTZUNG VON SPEICHERHIERARCHIEN.28
2.2.2.4 NUTZUNG VON BEFEHLSPIPELINES .29
2.2.2.5 ERHOEHUNG DER PARALLELITAET AUF ANWEISUNGS- UND SCHLEIFENEBENE 29
2.3 AUSWIRKUNG VON CODETRANSFORMATIONEN AUF DIE BEOBACHTBARKEIT VON
PROGRAMMEN 31
2.3.1 EINFLUSS VON OPTIMIERUNGEN AUF DIE ABBILDUNG ZWISCHEN QUELL- UND
ZIELPROGRAMM.34
2.3.2 DEBUGGINGPROBLEME DURCH PROGRAMMTRANSFORMATIONEN.36
2.3.2.1 CODEPROBLEME . 36
2.3.2.2 ABLAUFPROBLEME.38
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
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INHALTSVERZEICHNIS
II
2.3.2.3 DAS VARIABLENZUORDNUNGSPROBLEM .39
2.3.2.4 DATENPROBLEME.39
2.4 ANFORDERUNGEN AN DEBUGGER FUER OPTIMIERTE PROGRAMME.41
3 METHODEN UND WERKZEUGE ZUM DEBUGGING OPTIMIERTER PROGRAMME 43
3.1 KLASSIFIKATION DER METHODEN.43
3.1.1 UNTERDRUECKUNG VON TRANSFORMATIONEN.43
3.1.2 VERWENDUNG DEBUGGER-UNTERSTUETZENDER TRANSFORMATIONEN.45
3.1.3 BEHANDLUNG DER ANGEWANDTEN TRANSFORMATIONEN.45
3.2 EFFIZIENTE QUELLCODE-INSTRUMENTIERUNG.46
3.2.1 TRACE-SCHEDULING VON QUELLCODE-INSTRUMENTIERTEN PROGRAMMEN.46
3.2.2 DEBUGGING-UNTERSTUETZUNG DURCH INKREMENTEILE OPTIMIERUNG.49
3.2.2.1 DEBUGGING MIT HILFE INKREMENTELLER UEBERSETZUNG.49
32
.
2.2 DEBUGGING OPTIMIERTER PROGRAMME MIT HILFE INKREMENTELLER
OPTIMIERUNG.49
3.2.2.3 INKREMENTELLE OPTIMIERUNG VON PROGRAMMEN MIT DEBUG-
ANFORDERUNGEN.50
3.3 FESTLEGUNG VON BEOBACHTUNGSPUNKTEN.53
3.3.1 DER DEBUGGER FUER TYPED SMALLTALK.53
3.3.1.1 MODELL DES PROGRAMMZUSTANDS.53
3.3.1.2 DEBUG-INFORMATION.54
3.3.1.3 IMPLEMENTIERUNG DES DEBUGGERS.55
3.3.2 DER SELF-DEBUGGER: DYNAMISCHE DEOPTIMIERUNG.56
3.3.2.1 DEBUG-INFORMATION.57
3.3.2.2 IMPLEMENTIERUNG DES DEBUGGERS.57
3.4 EINE DEBUGGER-UNTERSTUETZENDE OPTIMIERUNGSTECHNIK.58
3.4.1 GLOBALE UMBENENNUNG.59
3.4.2 WIEDERVERWENDUNG VON VARIABLEN.61
3.4.3 LAUFZEITSYSTEM.62
3.4.4 ERGEBNISSE.62
3.5 TABELLENGESTEUERTE BEHANDLUNG VON OPTIMIERUNGEN.63
3.5.1 NAVIGATOR.63
3.5.1.1 PROZEDUREINBAU.63
X 3.5.1.2 CROSS-JUMPING .65
3.5.2 DOC .66
3.5.3 CXDB.69
3.5.4 BESCHREIBUNG DER EFFEKTE VON OPTIMIERUNGEN DURCH TERMERSETZUNGSSY
STEME .71
3.6 ANALYSE DER TRANSFORMATIONEN DURCH DEN DEBUGGER.71
3.6.1 BERECHNUNG NICHTAKTUELLER VARIABLEN IN LOKAL OPTIMIERTEM CODE
. 71
3.6.1.1 PROGRAMMDARSTELLUNG.72
3.6.1.2 ALGORITHMEN ZUR BERECHNUNG NICHTAKTUELLER VARIABLEN . 72
3.6.1.3 RECOVERY.73
3.6.1.4 GLOBALE OPTIMIERUNGEN.74
3.6.2 BERECHNUNG VON NICHTRESIDENTEN VARIABLEN DURCH DATENFLUSSANALYSE
. 74
INHALTSVERZEICHNIS
III
3.6.3 BERECHNUNG UND RECOVERY VON NICHTAKTUELLEN VARIABLEN BEI LOKALEM
SCHEDULING.76
3.6.3.1 PROGRAMMDARSTELLUNG.76
3.6.3.2 BERECHNUNG VON NICHTAKTUELLEN VARIABLEN.77
3.6.3.3 RECOVERY.77
3.63.4 ERGEBNISSE .78
3.6.4 BERECHUNG NICHTAKTUELLER VARIABLEN DURCH DATENILUSSANALYSE .79
3.6.4.J DEFINITION DER AKTUALITAET.79
3.6.4.2 PROGRAMMDARSTELLUNG.80
3.6.4.3 BESTIMMUNG DER AKTUALITAET DURCH VERGLEICH ERREICHENDER DE
FINITIONEN .81
3.6.4.4 BESTIMMUNG DER AKTUALITAET DURCH GEKOPPELTE DATENFLUSSANALYSE 82
3.6.4.5 BEHANDLUNG INDIREKTER ZUWEISUNGEN. 84
3.6.5 DEBUGGING PARALLELISIERTER PROGRAMME MIT HILFE VIRTUELLER ZEIT.86
3.6.5.1 PARALLELISIERUNG DURCH PROZESSAUFTEILUNG.86
3.6.5.2 VIRTUELLE ZEIT ALS MITTEL ARM DEBUGGING PARALLELISIERTER PRO
GRAMME .86
3.7 VERGLEICH UND BEWERTUNG .89
3.7.1 ZIELSETZUNG DER METHODEN.89
3.7.2 ANWENDUNGSBEREICHE DER METHODEN.91
3.7.3 IMPLEMENTIERUNGSBEZOGENE EIGENSCHAFTEN .94
3.7.4 IMPLEMENTIERUNGS- UND WARTUNGSAUFWAND. 95
3.7.5 REALISIERUNG.96
3.7.6 ZUSAMMENFASSUNG.96
4 DEBUGGING-UNTERSTUETZUNG DURCH ANALYSE VON PROGRAMMTRANSFORAIATIONEN 99
4.1 ABGRENZUNG UND ZIELE.99
4.1.1 ZIELE DES VERFAHRENS.99
4.1.1.1 BEHANDLUNG VON OPTIMIERUNGEN .99
4.1.1.2 INTERAKTIVES DEBUGGING.100
4.1.1.3 WEITGEHENDE UNABHAENGIGKEIT VOM OPTIMIERER.101
4.1.1.4 TRANSPARENTES DEBUGGERVERHALTEN.102
4.1.1.5 BELIEBIGE HALTEPUNKTABBILDUNG.104
4.1.1.6 IMPLEMENTIERUNG IN REALISTISCHER UMGEBUNG.105
4.1.1.7 FORMALES MODELL.105
4.1.2 GRUNDZUEGE DES VERFAHRENS.105
4.1.2.1 DEBUG-INFORMATION.106
4.1.2.2 ANALYSE IM DEBUGGER.106
4.1.2.3 BEWERTUNG .108
4.2 EIN MODELL ZUR BESCHREIBUNG VON ABLAEUFEN OPTIMIERTER PROGRAMME .109
4.2.1 BESCHREIBUNG VON PROGRAMMABLAEUFEN MIT HILFE ABSTRAKTER MASCHINEN .
109
4.2.2 ABLAEUFE VON COMPILIERTEN PROGRAMMEN.110
4.2.3 GRUNDLEGENDE FUNKTIONEN EINES DEBUGGERS.112
4.2.3.1 BESTIMMUNG DER AKTUELLEN ANWEISUNG.113
4.2.3.2 ERMITTLUNG VON VARIABLENWERTEN .113
4.2.3.3 SETZEN VON HALTEPUNKTEN.113
IV
INHALTSVERZEICHNIS
4.2.3.4 EINZELSCHRITTABARBEITUNG .114
4.2.3.5 AUFZEICHNUNG VON ABLAUFSPUREN.114
4.2.3.6 BESTIMMUNG VON PROZEDURAUFRUFKETTEN.115
4.3 SCHNITTSTELLE ZWISCHEN COMPILER UND DEBUGGER.115
4.3.1 SYMBOLINFORMATION.115
4.3.2 REPRAESENTATIONEN VON QUELL- UND ZIELPROGRAMM .116
4.3.3 ABBILDUNGEN ZWISCHEN QUELL-UND ZIELCODE.118
4.3.3.1 ABBILDUNG ZUR GENERIERUNG VON PFADPAAREN .121
4.3.3.2 SEMANTISCHE AEQUIVALENZ.126
4.3.3.3 HILFSABBILDUNGEN.130
4.4 EIN VERFAHREN ZUR BESTIMMUNG VON VARIABLENWERTEN.131
4.4.1 ALLGEMEINES.131
4.4.1.1 BEGRIFFSDEFINITION.131
4.4.1.2 DATENFLUSS-CHARAKTERISIERUNG DER AKTUALITAET.132
4.4.2 BESTIMMUNG VON AKTUELLEN VARIABLEN IN ABWESENHEIT VON SCHLEIFEN
TRANSFORMATIONEN .135
4.4.2.1 BESTIMMUNG RELEVANTER ZIELCODEVARIABLEN .135
4.4.2.2 BERECHNUNG DER AKTUALITAET DURCH DATENFLUSSANALYSE.137
4.4.2.3 ALGORITHMUS.151
4.4.2.4 BEWEIS DER KORREKTHEIT.157
4.4.2.5 BEHANDLUNG INDIREKT ZUWEISUNGEN.165
4.4.2.6 KOMPLEXITAETSBETRACHTUNG.169
4.4.3 BESTIMMUNG VON AKTUELLEN VARIABLEN IN SCHLEIFENTRANSFORMIERTEN
PRO
GRAMMEN .171
4.4.3.1 BESTIMMUNG DER ERREICHENDEN DEFINITIONEN IM QUELLPROGRAMM 172
4.4.3.2 EINSCHRAENKUNG DER PFADE IM ZIELPROGRAMM.176
4.4.3.3 BESTIMMUNG DER VERFUEGBARKEITSRELATION IM ZIELPROGRAMM . . 179
4.4.3.4 AKTUALITAET VON VARIABLEN .181
4.4.3.5 IMPLEMENTIERUNGSASPEKTE.181 *
4.4.4 ERWEITERUNGEN.183
4.4.4.1 ERWEITERUNGEN DER ALGORITHMEN.183
4.4.4.2 ERWEITERUNGEN UND GRENZEN DES MODELLS.191
4.4.5 BEHANDLUNG NICHTAKTUELLER VARIABLEN .196
4.4.5.1 RECOVERY.196
4.4.5.2 AUFZEICHNUNG VON VARIABLENWERTEN.198
4.4.5.3 BESCHREIBUNG
R
EFFEKTE VON TRANSFORMATIONEN.199
4.5 ZUR BESTIMMUNG VON HALTEPUNKTABBILDUNGEN.200
4.5.1 OPTIMALE HALTEPUNKE BEZUEGLICH DES PROGRAMMZUSTANDS.202
4.5.2 TRANSPARENTE HALTEPUNKTABBILDUNG BEZUEGLICH DES PROGRAMMFLUSSES . .
. 203
4.5.2.1 HALTEPUNKTPRAEDIKATE.203
4.5.2.2 FORDERUNGEN AN DIE TRANSPARENZ DER HALTEPUNKTABBILDUNG .204
4.5.2.3 EIN ALGORITHMUS ZUR BESTIMMUNG SYNTAKTISCHER HALTEPUNKT
ABBILDUNGEN .207
4.5.3 OPTIMALE HALTEPUNKTABBILDUNG.217
4.6 WEITERE DEBUGGERFUNKTIONEN.219
4.6.1 EINZELSCHRITTABARBEITUNG.219
INHALTSVERZEICHNIS
V
4.6.2 AUFZEICHNUNG VON ABLAUFSPUREN .220
4.6.3 MELDEN VON UNTERBRECHUNGEN.222
4.6.4 BESTIMMUNG VON PROZEDURAUFRUFKETTEN.223
4.6.5 MODIFIKATION VON VARIABLEN.224
4.6.6 FUNKTIONEN ZUR UNTERSTUETZUNG DER FEHLERLOKALISIERUNG.226
5 IMPLEMENTIERUNG UND ERGEBNISSE 229
5.1 DER MODIFIZIERTE SUN C-COMPILER.229
5.1.1 AUFBAU DES COMPILERS.229
5.1.1.1 ABLAUF DES COMPILERS OHNE CODEOPTIMIERUNG.229
5.1.1.2 ABLAUF DES COMPILERS BEI EINGESCHALTETEM OPTIMIERER . . . .231
5.1.2 AUFBAU DES OPTIMIERERS UND UNTERSTUETZTE TRANSFORMATIONEN.232
5.1.2.1 AUFBAU DER ZWISCHENDARSTELLUNG.232
5.1.2.2 DER ZWISCHENCODEOPTIMIERER IROPT.233
5.1.2.3 OPTIMIERUNG IM ASSEMBLER.237
5.1.3 ERZEUGUNG DER DEBUG-INFORMATION R.238
5.1.3.1 QUELLCODEBEZOGENE INFORMATION.238
5.1.3.2 FLUSSGRAPH DES QUELLPROGRAMMS.238
5.1.3.3 FLUSSGRAPH DES ZIELPROGRAMMS .239
5.1.3.4 ABBILDUNGEN ZWISCHEN QUELL-UND ZIELCODE .240
5.2 WERKZEUGE ZUM DEBUGGING OPTIMIERTER PROGRAMME.245
5.2.1 DAS DATENFLUSSANALYSEMODUL FLOW.245
5.2.1.1 AUFBAU DES DATENFLUSSANALYSEMODULS.245
5.2.1.2 ABBILDUNGEN ZWISCHEN QUELL- BZW. ZIELPROGRAMM UND DEN
PROGRAMMDARSTELLUNGEN.247
5.2.1.3 RESULTAT DER ANALYSE.249
5.2.2 DER DEBUGGER DETOP/X.250
5.2.3 DAS WERKZEUG VISOPT ZUR VISUALISIERUNG VON OPTIMIERUNGEN.252
5.3 ERGEBNISSE.254
5.3.1 AUFWAND ZUR ERZEUGUNG DER DEBUG-INFORMATION.254
5.3.2 RESULTATE DER UNTERSUCHUNGEN MIT DEM ANALYSEMODUL FLOW.256
5.3.2.1 LAUFZEIT DER ANALYSE.257
53.2.2 HAEUFIGKEIT NICHTAKTUELLER VARIABLEN.258
5.3.2.3 RECOVERY.262
5.3.2.4 HALTEPUNKTE MIT TRANSPARENTEM DEBUGGERVERHALTEN.263
5.3.2.5 LAUFZEITINFORMATION.265
5.3.2.6 OPTIMALE HALTEPUNKTABBILDUNG.268
6 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 269
A DETAILLIERTE ERGEBNISSE DER UNTERSUCHUNGEN MIT FLOW 273
LITERATURVERZEICHNIS 277
INDEX
291 |
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