12、硬件辅助在线数据竞争检测

硬件辅助在线数据竞争检测

1. 引言

在安全关键系统（如航空航天和铁路领域）中，数据竞争检测至关重要。传统的软件内联竞争检查器（如 ThreadSanitizer）在这些领域可能无法使用，因为其工具未经过认证。本文提出了一种基于硬件的方法，利用 COEMS 项目的现场可编程门阵列（FPGA）来并行检查执行跟踪，以实现数据竞争检测。

1.1 硬件方法优势

• 灵活性 ：通过 TeSSLa 语言，为最终用户提供了快速重新配置的灵活性。
• 适用于安全关键系统 ：可用于需要认证的安全关键系统，避免了软件方法在认证方面的问题。
• 可预测的性能开销 ：对被测应用程序的插桩复杂度简单，性能开销可预测，不受是否启用竞争检查的影响。

1.2 支持的功能

• 处理无界线程 ：TeSSLa 的灵活性允许处理无界数量的线程。
• 有限的动态内存和锁监控 ：支持对动态分配的内存和锁进行有限的监控。
• 离线分析 ：支持将跟踪记录到文件中，并使用 TeSSLa 解释器进行离线分析，有助于在普通开发机器上快速原型化新规范。

2. 相关工作

2.1 传统数据竞争检测方法

方法