基于滑动窗口的多核程序数据竞争硬件检测算法

　　数据竞争是引起多核程序发生并发错误的主要原因。针对现有基于硬件的happens-before数据竞争检测方法硬件开销大的问题，提出了一种轻量级的内存竞争硬件检测算法，该算法利用滑动窗口技术动态检测程序执行过程中发生的距离较近、更易引发并发错误的数据竞争。考虑竞争距离的大小，将并发线程片段细分为加锁并发竞争域和包含线程近期执行序列的未加锁并发竞争域，用一对交替移动的可重写滑动窗口保存未加锁并发竞争域内的内存操作指令，用一个大小可变的可重写滑动窗口保存加锁并发竞争域内的内存操作指令，当来自远程的共享访问与窗口内的内存访问发生冲突时，检测到数据竞争。在硬件实现结构中，仅为每个处理器核添加3对较小尺寸的硬件签名寄存器来保存并发竞争域内的数据地址，无需更改原有的cache -致性协议，带来的带宽开销低，能够快速地检测多核程序并发执行过程中发生的动态数据竞争，为多核程序开发和生产运行阶段的并发错误诊断提供有效的指导信息。