Variations on Constants: Flow Analysis of Sequential and Parallel Programs

تحلیل برنامه به تکنیک هایی مربوط می شود که به طور خودکار ویژگی های زمان اجرا برنامه های داده شده را قبل از زمان اجرا تعیین می کند. برای تأیید اعتبار به منظور اطمینان از اینکه برنامه ها به هدف مورد نظر خود عمل می کنند و در پردازش بیشتر برای اجرای کارآمد مانند بهینه سازی کامپایلرها استفاده می شود. تجزیه و تحلیل برنامه بهینه تضمینی را در مورد دقت نتایج محاسبه شده ارائه می دهد.

این تک نگاری، نسخه اصلاح شده از پایان نامه توانبخشی نویسنده، بر تجزیه و تحلیل جریان بهینه برنامه های متوالی و موازی تمرکز دارد. این ویژگی های الگوریتمی نسخه های مختلف مسئله معروف انتشار ثابت را مطالعه می کند. به منظور دستیابی به انواع در نظر گرفته شده، تکنیک هایی را از حوزه های مختلف مانند جبر خطی، نظریه حلقه محاسباتی، تفسیر انتزاعی، تأیید برنامه، نظریه پیچیدگی و غیره ترکیب می کند. ترکیب تکنیک ها کلید پیشرفت بیشتر در تجزیه و تحلیل خودکار است. انتشار ثابت به ما امکان می دهد این نکته را در یک مطالعه نظری نشان دهیم.

پس از یک مرور کلی، تک نگاری از سه بخش اساساً مستقل تشکیل شده است که می توانند مستقل از یکدیگر خوانده شوند. این بخش‌ها مطالعه می‌کنند: سلسله مراتبی از ثابت‌ها در برنامه‌های متوالی، محدودیت‌های ذاتی تحلیل جریان برنامه‌های موازی، و چگونگی غلبه بر این محدودیت‌ها با کنار گذاشتن یک فرض اجرای اتمی کلاسیک.

Program analysis is concerned with techniques that automatically determine run-time properties of given programs prior to run-time. It is used for validation in order to ensure that programs serve their intended purpose and in further processing for efficient execution such as in optimizing compilers. Optimal program analysis provides a guarantee about the precision of the computed results.

This monograph, a revised version of the author's habilitation thesis, focusses on optimal flow analysis of sequential and parallel programs. It studies algorithmic properties of various versions of the well-known constant-propagation problem. In order to come to grips with the variants considered, it combines techniques from different areas such as linear algebra, computable ring theory, abstract interpretation, program verification, complexity theory, etc. Combination of techniques is the key to further progress in automatic analysis and constant-propagation allows us to illustrate this point in a theoretical study.

After a general overview, the monograph consists of three essentially self-contained parts that can be read independently of each other. These parts study: a hierarchy of constants in sequential programs, inherent limits of flow analysis of parallel programs, and how to overcome these limits by abandoning a classic atomic execution assumption.