软件DSM系统中的动态数据竞争检测

数据竞争是共享存储程序中的一类难于调试的错误 .在支持域存储一致性模型的软件 DSM系统 JIAJIA上 ,通过采用汇编代码装配技术来获得程序所读写的共享变量集合的方法 ,实现了基于锁集合的动态数据竞争检测算法 .利用本文方法 ,在 TSP和 Barnes程序中找到了数据竞争情况 ,并根据找到的数据竞争 ,修正了 Barnes中的错误 .实际使用经验表明 ,本文方法易于用户使用 ,达到了实用水平     

网络RamDisk的设计与实现

在当前计算机产业中,有效的数据存储通常还是由磁盘来实现的。现在,磁盘传输速度不断改善,但远没有微处理的速度增加快,因此,磁盘存取的代价相对于处理器来说,变得越来越大。本文设计并实现一个网络RamDisk,其主要思想是利用远地空闲PC机的内存,来作为一个比本地磁盘快的存储设备。我们的网络RamDisk是在Linux操作系统下,作为一个块设备驱动程序来实现的,因此,不需要修改任何Linux系统的内核代码。我们使用了一些应用程序进行测试,获得了较好的性能.     

片上多处理器中基于步长和指针的预取

在对大量程序访存行为进行分析的基础上,提出基于步长和指针的预取方法。能捕获规整的数据访问模式和指针访问模式。在L2cache和内存之间采用全局历史缓存实现该预取方法。全系统模拟结果表明,该预取方法对商业应用测试程序的性能平均提高14％,对科学计算测试程序的性能平均提高34．5％。     

PC机群上共享存储与消息传递的比较

共享存储和消息传递是目前两种主流的并行编程模型.一般认为,消息传递的可编程性不及共享存储友好.OpenMP是目前共享存储编程的实际工业标准.机群OpenMP系统在机群上提供了OpenMP编程环境,具有易编程和可扩展的特点,但是其性能如何一直是关注的热点.以机群OpenMP系统OpenMP/JIAJIA和典型的消息传递系     

基于锁集合的动态数据竞争检测方法

数据竞争使得共享存储程序难于调试．以前大部分针对共享存储程序的动态数据竞争检测工作都是通过维护发生序来实现．这种方法有一个重要缺点，即针对程序的一种输入，对程序的一次执行进行检测，不能检测出所有的可行数据竞争．文中利用存储一致性模型的框架模型，针对域一致性模型提出了增强发生序概念，并依此得出一种基于锁集合的动态数据竞争检测算法，克服了这个问题．在软件DSM系统JIAJIA上的实现获得了很好的性能，应用平均减速比为3．14．利用该方法，在TSP程序中找到了大量的读写数据竞争的情况．     

可恢复的软件DSM系统JIACKPT

软件DSM(distributed shared memory)系统在机群上构造了共享存储编程环境,结合了共享存储的易编程性和机群的可扩展性,引起了广泛的研究.由于软件DSM系统是一个分布式系统,系统失败风险大,需要实现容错技术以促进其实用化.利用用户级检查点技术,在支持域存储一致模型的软件DSM系统JIAJIA的基础上,设计并实现了一个可恢复的高可移植的软件DSM系统JIACKPT(JIAjia with ChecKPoinTing).由于采用适合软件DSM系统的强全局一致状态以及多种优化措施,JIACKPT易于实现且获得很好的性能.在一个8节点的PC机群上的应用测试表明,即使每分钟做一次检查点,大部分应用的检查点开销也小于10%.此外,JIACKPT还具有高可移植性.这些都表明JIACKPT已经成为一个比较实用的系统.     

快速地址计算的自适应栈高速缓存

随着存储系统的访问速度与处理器运算速度的差距越来越显著,访存性能已成为提高处理器性能的瓶颈.通过对程序的访存行为进行分析,提出快速地址计算的自适应栈高速缓存方案.该方案将栈访问从数据高速缓存的访问中分离出来,充分利用栈空间数据访问的特点,提高指令级并行度,减少数据高速缓存污染,降低数据高速缓存失效率,并采用快速地址计算策略,减少栈访问的命中时间.该栈高速缓存在发生栈溢出时能够自适应地关闭,以避免栈切换对处理器性能的影响.栈高速缓存标志中增加进程标识,进程切换时不需要将数据写到低层存储系统中,适用于多进程环境.SPEC CPU2000程序运行结果表明,采用快速地址计算的自适应栈高速缓存方案,25.8%的访存指令可以并行执行,数据高速缓存失效率平均降低9.4%,IPC值平均提高6.9%.     

基于软硬协同的程序运行时安全保护机制

内存篡改（MemoryCorruption）是现代各类攻击的主要原因,通过修改内存中的数据,达到劫持控制流的目的.使用不安全语言暴露内存细节给开发者,导致很多的敏感数据可以任意被修改.现有的解决方案针对安全攻击主要包括两个方面,软件检查和硬件机制保护.基于软件检查的机制虽然灵活,但是存在严重的性能问题.基于硬件的方法可以大幅度解决性能问题,而且要比软件的方式安全性更高.因此提出了很多的硬件相关的保护机制.但现有的硬件机制大都仅仅针对单一的攻击,而且缺乏灵活性.在本文中,我们提出了一种软硬件结合的解决方案,通过对程序运行时敏感数据进行加密隐藏,在访问这些敏感数据时进行解密,然后做安全检查,判断敏感数据是否被修改.在硬件实现上,本文设计了安全的Load和Store类指令,以及硬件加密解密模块.同时在软件编译器上对此类安全指令支持,针对不同的使用场景提出了两种安全策略：全局约束策略和上下文执行约束策略.相比于前者,后者提供了更加严格的约束,可适用于安全度更高的程序保护.本文的安全机制能够抵御多种攻击向量,比如针对CFI类攻击,最近的DOP攻击,GOT表和虚函数表指针感染攻击等.还可以抵御缓冲...