Optimisation dynamique et logicielle des accès aux données : Réduction de la latence mémoire par analyses et transformations binaires dynamiques à faible coût

Dynamic software memory access optimization : Dynamic low-cost reduction of memory latencies by binary analyses and transformations

• Auteur / Autrice : Jean-Christophe Beyler
• Direction : Philippe Clauss
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Logiciels -- Vérification

Compilation (informatique)

Gestion mémoire (informatique)

Optimisation mathématique

Résumé

Cette thèse se place dans le cadre du développement d'approches dynamiques permettant une maîtrise du comportement du couple logiciel/matériel en cours d'exécution. Plus particulièrement, les travaux présentés ici recouvrent l'objectif principal de minimisation des temps d'exécution sur une architecture mono ou multi-processeurs, par anticipation des accès mémoire des programmes via le préchargement des données utiles, et ce de manière entièrement transparente à l'utilisateur. Nous montrons qu'il est possible de concevoir un tel système dynamique d'une relative complexité et entièrement logiciel, c'est-à-dire qui ne repose sur aucune fonctionnalité spécifique de la machine d'exécution, qui est efficace pour de nombreux programmes et très peu pénalisant pour les autres. A notre connaissance, notre travail constitue une première proposition d'un système dynamique d'optimisation entièrement logiciel qui ne se base pas sur une interprétation du code binaire.

This thesis concerns the development of dynamic approaches for the control of the hardware/software couple. More precisely, works presented here have the main goal of minimizing program execution times on mono or multi-processor architectures, by anticipating memory accesses through dynamic prefetch of useful data in cache memory and in a way that is entirely transparent to the user. The developed systems consist in a dynamic analysis phase, where memory access latencies are measured, a phase of binary optimizing transformations when they have been evaluated as efficient, and where data prefetching instructions are inserted into the binary code, a dynamic analysis phase of the optimizations efficiency, and finally a canceling phase for transformations that have been evaluated as inefficient. Every phase applies individually to every memory access, and eventually applies several times if memory accesses have behaviors that are varying during the execution time of the target software.