4、静态WCET分析与WCET感知C编译器的技术解析

静态WCET分析与WCET感知C编译器的技术解析

1. 静态WCET分析工具aiT

在实时系统开发中，准确分析程序的最坏情况执行时间（WCET）至关重要。aiT作为一款领先的静态WCET分析工具，由AbsInt公司开发。它在计算程序的上界执行时间方面表现出色，下面详细介绍其工作流程：
1. 输入处理 ：aiT期望输入一个二进制可执行文件。该文件会被exec2crl工具反汇编，以构建一个过程间控制流图（ICFG），采用的是人类可读的中间格式CRL2（Control Flow Representation Language）。此外，还可能从名为AIS的参数文件中导入流事实，为构建的ICFG添加额外信息。初始的CRL2文件会传递给aiT的后续阶段，用于添加更多分析结果。
2. 值分析 ：基于区间分析，确定处理器寄存器在任何可能程序点上的潜在值的合理近似。这些寄存器值用于计算内存访问的可能地址，同时也用于检测不可行路径，即同一上下文中永远不会同时执行的互斥路径。
3. 静态循环分析 ：尝试自动确定ICFG中每个循环的迭代次数。该分析基于模式匹配，并结合值分析的结果。对于简单循环，aiT的循环分析器能够成功确定迭代次数，但对于其余循环，则需要用户进行注释。
4. 集成缓存/流水线分析 ：依赖于值分析得到的寄存器值范围。缓存分析尝试静态预计算缓存内容，通过必须/可能分析将内存引用分类为确定的缓存命中和潜在的缓存未命中。流水线分析使用目标架构的抽象模型来模拟流水线的行为，考虑到定时异常并整合缓存分析的结果，得出每个基本块在其上下文下的执行时间上