動(dòng)態(tài)插樁系統(tǒng)在程序的執(zhí)行過(guò)程中動(dòng)態(tài)地插入代碼以獲取程序的執(zhí)行信息或擴(kuò)展程序的功能,它被廣泛的應(yīng)用于程序的性能分析、體系結(jié)構(gòu)模擬和錯(cuò)誤檢查等。然而,動(dòng)態(tài)插樁系統(tǒng)普遍受到性能問(wèn)題的困擾,特別是在對(duì)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的程序進(jìn)行在線分析時(shí)。當(dāng)今主流的多核和眾核處理器提供了更多計(jì)算資源供程序和系統(tǒng)使用,使得顯著提高動(dòng)態(tài)插樁系統(tǒng)的速度成為可能。因此,研究如何利用多核和眾核的計(jì)算資源對(duì)動(dòng)態(tài)剖析進(jìn)行加速成為了一個(gè)非常有意義的重要問(wèn)題。基于兩階段采樣和插樁的多線程程序動(dòng)態(tài)剖析的并行加速框架MT-Profiler采用兩階段采樣來(lái)驅(qū)動(dòng)整個(gè)系統(tǒng)的插樁和并行化工作。在第一階段采樣中,MT-Profiler利用PAPI對(duì)硬件計(jì)數(shù)器進(jìn)行采樣,并當(dāng)采樣條件發(fā)生時(shí)插入檢查代碼;在第二階段采樣中,檢查代碼檢測(cè)第二階段采樣條件,當(dāng)采樣條件滿足時(shí)創(chuàng)建分片并對(duì)分片插入分析代碼。分片與被分析程序在多核環(huán)境下并行的執(zhí)行,從而實(shí)現(xiàn)分析代碼與被分析程序的解耦和并行化; MT-Profiler也對(duì)系統(tǒng)的負(fù)載進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,并使用監(jiān)控信息控制系統(tǒng)的負(fù)載均衡和反饋調(diào)節(jié)兩階段采樣的速率。為了降低兩階段采樣的開(kāi)銷,MT-Profiler也采取了一系列優(yōu)化... 

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【部分圖文】：

DynamoRIO的動(dòng)態(tài)編譯過(guò)程

程序的性能也應(yīng)該擴(kuò)展相應(yīng)倍數(shù)。在理想情況行并行加速的應(yīng)用程序，其能獲得的最快執(zhí)行時(shí)間通常環(huán)境下執(zhí)行時(shí)的運(yùn)行時(shí)間。因?yàn)?MT-Profiler 只是將插行進(jìn)行解耦和并行化。但是使用分片并行化的方法，生成更多的分片，使得采樣接近完全 100%的覆蓋率和MT-Profiler 的設(shè)計(jì)目標(biāo)是設(shè)計(jì)一個(gè)低開(kāi)銷的、高可擴(kuò)行加速框架，同時(shí)對(duì)多線程程序具有良好支持。其主不必要的插樁點(diǎn)，提高了動(dòng)態(tài)剖析的效率同時(shí)兼具良和眾核環(huán)境下，MT-Profiler 采用線程級(jí)并行來(lái)開(kāi)發(fā)和進(jìn)一步加速動(dòng)態(tài)剖析的執(zhí)行速度。它的執(zhí)行示意圖如圖個(gè)核上執(zhí)行，MT-Profiler 對(duì)應(yīng)該程序的每個(gè)線程進(jìn)行并對(duì)這些分片進(jìn)行插樁，分片結(jié)束時(shí)合并分片的輸出線程進(jìn)行插樁，使得被分析應(yīng)用程序的運(yùn)行基本上不置的核收集程序的性能信息，從而達(dá)到加速程序的性

MT-Profiler 能將插樁的部分工作轉(zhuǎn)移到 DynamoRIO，專注于化的工作。MT-Profiler 的體系結(jié)構(gòu)如圖 2.5 所示，系統(tǒng)首先由監(jiān)控器獲得應(yīng)行的控制權(quán)，并在采樣策略的驅(qū)動(dòng)下，對(duì)應(yīng)程序進(jìn)行插樁和并行化。它主幾個(gè)部分組成： 采樣策略模塊：負(fù)責(zé)采樣策略的動(dòng)態(tài)配置和實(shí)現(xiàn)，它實(shí)現(xiàn)兩階段采樣，并當(dāng)前負(fù)載自動(dòng)調(diào)節(jié)采樣速度。 監(jiān)控器：它初始化采樣策略模塊，并在采樣策略模塊的驅(qū)動(dòng)下，對(duì)應(yīng)用程和并行化。同時(shí)也負(fù)責(zé)對(duì)分片插樁、合并分片結(jié)果以及系統(tǒng)調(diào)用處理。 調(diào)度器：主要負(fù)責(zé)分片在不同核上的調(diào)度工作，同時(shí)負(fù)責(zé)控制整個(gè)系統(tǒng)的工作。 導(dǎo)出 API 模塊：提供一套 API 接口供性能分析工具編寫(xiě)者利用 MT-Pro加速功能。 數(shù)據(jù)顯示：主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的可視化顯示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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