動態(tài)二進制翻譯的多線程架構及關鍵優(yōu)化技術研究.pdf

1、動態(tài)二進制翻譯技術能夠把一種處理器上的二進制程序翻譯到另一種指令集的處理器上執(zhí)行，在軟件移植或設計研發(fā)以及漏洞挖掘等方面具有重大意義，特別是在處理X86應用程序向國產處理器平臺的軟件移植等方面技術優(yōu)勢明顯，對于提升國產某型處理器的市場推廣和發(fā)展具有無可替代的作用。由于傳統的動態(tài)二進制翻譯平臺屬于串行程序結構，優(yōu)化技術帶來的優(yōu)化效果由于受到優(yōu)化開銷的限制，不能充分發(fā)揮優(yōu)化效果。隨著多核多線程技術的成熟和發(fā)展，如何利用多線程并行化手段為動態(tài)

2、二進制翻譯性能優(yōu)化服務，成為近年來二進制翻譯領域的一個熱點研究方向。
　　為解決目前傳統動態(tài)二進制翻譯平臺優(yōu)化效率低下的現狀，提升動態(tài)二進制翻譯效率，本文通過對傳統動態(tài)二進制翻譯平臺的工作原理及存在的缺陷與多線程關鍵技術的深入探究，設計并實現了一種基于多線程技術的動態(tài)二進制翻譯系統（MDOS）。本文的具體工作和創(chuàng)新點為：
　　1.在對傳統動態(tài)二進制翻譯平臺的性能制約因素進行了細致的理論研究和實驗分析的基礎上，針對串行程序不能

3、充分利用多核資源的問題，設計了TEXE-HPOP并行模型，實現了基于該模型的翻譯執(zhí)行主線程和熱路徑優(yōu)化子線程組成的多線程動態(tài)二進制翻譯系統MDOS(Multi-threaded Dynamic binary translation Optimization System)，實現了翻譯執(zhí)行和熱路徑優(yōu)化并行執(zhí)行。
　　2.針對傳統動態(tài)二進制翻譯中對源平臺寄存器采用的寄存器內存虛擬策略的低效問題，提出寄存器全映射的分配策略，并在此基礎上

4、定義等價語義變換規(guī)則，完成中間代碼冗余指令的刪除和優(yōu)化，解決了目前國產平臺寄存器利用率低的問題，實現了對本地寄存器的高效管理利用，提升了翻譯效率。
　　3.針對熱路徑優(yōu)化問題，提出熱路徑識別局部預測算法，實現對熱路徑的高效預測識別，并對熱路徑進行超級塊封裝和跳轉優(yōu)化，較好地解決了熱路徑識別和優(yōu)化問題，同時，針對主線程翻譯執(zhí)行與子線程熱路徑優(yōu)化的多線程結構，提出適應多線程框架的T-cache分層管理策略，解決平臺緩存管理與多線程框架