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动态二进制翻译器CrossBit的性能分析与评估
1
作者 官孝峰 梁阿磊 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2008年第27期91-94,共4页
动态二进制翻译是广泛应用于虚拟机系统的一种二进制代码的翻译技术。动态二进制翻译由于拥有代码缓存、本地执行、代码块链接、动态热路径生成等优化技术的支持,有着很高的性能。CrossBit是一个多元多目标的动态二进制翻译系统,通过对C... 动态二进制翻译是广泛应用于虚拟机系统的一种二进制代码的翻译技术。动态二进制翻译由于拥有代码缓存、本地执行、代码块链接、动态热路径生成等优化技术的支持,有着很高的性能。CrossBit是一个多元多目标的动态二进制翻译系统,通过对CrossBit二进制翻译器的性能进行的研究,分析动态二进制翻译器性能提升中所必须解决的若干问题,并通过定量的分析总结了一些二进制翻译系统的在不同的配置和负载下系统优化手段的执行时策略。 展开更多
关键词 虚拟机 二进制翻译 二进制优化 优化方案 crossbit
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基于龙芯处理器的二进制翻译器优化 被引量：14
2
作者 蔡嵩松 刘奇 +1 位作者 王剑 刘金刚 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第7期280-282,共3页
二进制翻译是实现系统迁移的主要方法,但基于通用平台的仅靠软件实现的二进制翻译性能不高。该文以龙芯2F处理器为实现平台,提出一种QEMU二进制翻译器并进行优化,其中包括编译环境的优化以及二进制翻译器本身的优化2个方面,对后者的优... 二进制翻译是实现系统迁移的主要方法,但基于通用平台的仅靠软件实现的二进制翻译性能不高。该文以龙芯2F处理器为实现平台,提出一种QEMU二进制翻译器并进行优化,其中包括编译环境的优化以及二进制翻译器本身的优化2个方面,对后者的优化主要涉及寄存器直接映射和多媒体指令的改进。实验结果表明,通过寄存器映射优化后,系统能够获得1.45的加速比,通过多媒体优化后,多媒体程序的执行能达到本地机器执行的80%的性能。 展开更多
关键词 龙芯2F处理器 二进制翻译器 寄存器 堆栈
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动态二进制翻译中的中间表示 被引量：4
3
作者 姜玲燕 梁阿磊 管海兵 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第9期283-284,F0003,共3页
在二进制翻译中采用中间表示,可以适当隔离不同机器平台的特点,便于二进制翻译系统的移植。提出一种VINST中间表示方法,介绍其指令集与特点,运用SSA形式化和冗余指令删除等方法对VINST进行初步优化。优化前后的性能比较结果表明,相对简... 在二进制翻译中采用中间表示,可以适当隔离不同机器平台的特点,便于二进制翻译系统的移植。提出一种VINST中间表示方法,介绍其指令集与特点,运用SSA形式化和冗余指令删除等方法对VINST进行初步优化。优化前后的性能比较结果表明,相对简单高效的方法可以弥补优化的开销,提高系统性能。 展开更多
关键词 动态二进制翻译 中间表示 二进制翻译器crossbit
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二进制翻译中动静结合的寄存器分配优化方法 被引量：5
4
作者 王军 庞建民 +3 位作者 傅立国 岳峰 单征 张家豪 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期708-718,共11页
针对二进制翻译器QEMU(quick emulator)在寄存器映射时未考虑基本块之间以及循环体之间对寄存器需求的差异,造成不必要的寄存器溢出而导致的冗余访存开销问题,引入全局寄存器静态映射和局部寄存器动态分配思想,提出高效的基于优先级的... 针对二进制翻译器QEMU(quick emulator)在寄存器映射时未考虑基本块之间以及循环体之间对寄存器需求的差异,造成不必要的寄存器溢出而导致的冗余访存开销问题,引入全局寄存器静态映射和局部寄存器动态分配思想,提出高效的基于优先级的动静结合寄存器映射优化算法.该算法首先基于源平台不同寄存器使用的统计特征和各变量的生命周期,静态进行全局寄存器映射;然后依据中间表示与源平台寄存器之间的映射关系,获取基本块中间指令需求寄存器次数并排序确定寄存器分配的优先级;之后依据优先级顺序动态进行寄存器分配,从而减少寄存器溢出次数,降低生成的本地代码的膨胀率以及访存次数,提高目标程序性能.对NBENCH、典型的递归程序和SPEC2006的测试表明:该算法有效地减少了本地代码的访存次数,提高了程序性能,平均比优化前性能分别提升了8.67%, 8.25%, 8.10%. 展开更多
关键词 二进制翻译 寄存器分配 翻译器QEMU 反馈式静态二进制翻译器FD-SQEMU TCG中间表示
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一种高效解决间接转移的反馈式静态二进制翻译方法 被引量：5
5
作者 王军 庞建民 +2 位作者 傅立国 岳峰 张家豪 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期742-754,共13页
为了在追求程序执行效率的同时解决静态二进制翻译中的间接转移问题,针对现有间接转移问题处理方法中线性遍历翻译方式代码优化较少、冗余代码较多的缺陷,提出了基于基本块翻译的反馈式静态二进制翻译方法,并结合二级地址映射表实现了... 为了在追求程序执行效率的同时解决静态二进制翻译中的间接转移问题,针对现有间接转移问题处理方法中线性遍历翻译方式代码优化较少、冗余代码较多的缺陷,提出了基于基本块翻译的反馈式静态二进制翻译方法,并结合二级地址映射表实现了间接转移目标地址的快速映射.首先,在目标可执行程序运行过程中添加监控反馈机制解决代码发现问题,对未确定的间接转移地址进行反馈,以便对源程序重新划分基本块并重新翻译执行;然后构造二级地址映射表,借助二级地址映射快速解决代码定位问题.在开源二进制翻译平台QEMU(quick emulator)上实现了反馈式静态二进制翻译框架FD-SQEMU(feedback static QEMU),并基于SPEC2006和NBENCH测试集进行测试,与QEMU相比,FD-SQEMU平均加速比分别达到3.97倍和6.94倍;与课题组之前提出的保存源程序指令全地址的静态SQEMU翻译器相比,FD-SQEMU的平均加速比达到1.18倍,最高加速比达到了1.36倍,验证了提出的框架和方法的有效性. 展开更多
关键词 二进制翻译 静态二进制翻译 间接转移 翻译器QEMU 反馈式翻译框架FD-SQEMU
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元数据展开的动态二进制翻译寄存器化优化 被引量：1
6
作者 鲍弢 鲁云萍 +1 位作者 徐超豪 臧斌宇 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2008年第10期1929-1934,共6页
动态二进制翻译技术可以使编译好的二进制代码无缝运行于其他架构下,目前得到越来越广泛的应用.由于在动态翻译执行的过程中缺少程序的原始语义信息而只能采用保守的策略来保证程序的正确性,从而制约到动态二进制翻译的性能.为了解决这... 动态二进制翻译技术可以使编译好的二进制代码无缝运行于其他架构下,目前得到越来越广泛的应用.由于在动态翻译执行的过程中缺少程序的原始语义信息而只能采用保守的策略来保证程序的正确性,从而制约到动态二进制翻译的性能.为了解决这种不足,本文提出一种基于静态编译阶段产生的对性能有影响的元数据进行动态翻译中的寄存器化优化算法,进而来提高动态翻译器的整体性能.实验数据表明优化方法对于SPECfp2000和SPECint2000测试集分别获得了15.03%和1.21%的性能提升,其中的一些测试包的加速比甚至达到了37.09%. 展开更多
关键词 动态二进制翻译器 元信息 寄存器化
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动态二进制翻译系统的调试器框架 被引量：1
7
作者 郑举育 管海兵 梁阿磊 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期283-284,F0003,共3页
传统的动态二进制翻译系统缺少调试器支持或者调试功能有限,随着开发规模的扩大,调试手段成为制约设计开发进度的瓶颈。该文提出一种针对动态二进制翻译系统的调试器框架,引入观察点、回退执行与调试脚本3个功能,通过在Crossbit平台上... 传统的动态二进制翻译系统缺少调试器支持或者调试功能有限,随着开发规模的扩大,调试手段成为制约设计开发进度的瓶颈。该文提出一种针对动态二进制翻译系统的调试器框架,引入观察点、回退执行与调试脚本3个功能,通过在Crossbit平台上的验证,证明该技术能够高效地帮助程序员发现错误,提高系统的开发进度。 展开更多
关键词 动态二进制翻译 crossbit虚拟机 调试器
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面向瘦客户端的分布式动态二进制翻译系统
8
作者 林凌 管海兵 梁阿磊 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第22期272-274,共3页
传统的动态二进制翻译系统不适合直接用于瘦客户端,因为瘦客户端(如手机等)大多存在资源受限的问题,而动态二进制翻译过程会消耗较多的计算和内存资源。针对上述问题,提出一个适用于瘦客户端的分布式动态二进制翻译系统,用远程服务器完... 传统的动态二进制翻译系统不适合直接用于瘦客户端,因为瘦客户端(如手机等)大多存在资源受限的问题,而动态二进制翻译过程会消耗较多的计算和内存资源。针对上述问题,提出一个适用于瘦客户端的分布式动态二进制翻译系统,用远程服务器完成二进制翻译,客户端只要执行翻译好后的代码即可。CPUSPEC2000的实验结果表明,在瘦客户端上使用该系统相对于使用传统的动态二进制翻译器可以带来更高的性能和更小的开销。 展开更多
关键词 动态二进制翻译 分布式系统 瘦客户端 crossbit虚拟机
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面向国产平台的二进制翻译库函数替换优化处理机制
9
作者 张家豪 单征 +2 位作者 岳峰 傅立国 王军 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期72-76,83,共6页
在二进制翻译中,库函数本地化处理是指不直接翻译源文件中的库函数而是使用本地目标机的库函数进行替换,以此提高翻译性能。针对国产平台二进制翻译中库函数处理翻译模式的相关特性,提出一种库函数解析处理机制,借助helper函数实现库函... 在二进制翻译中,库函数本地化处理是指不直接翻译源文件中的库函数而是使用本地目标机的库函数进行替换,以此提高翻译性能。针对国产平台二进制翻译中库函数处理翻译模式的相关特性,提出一种库函数解析处理机制,借助helper函数实现库函数替换操作。通过修改基本块划分规则,将库函数替换部分翻译的基本块进行合并,构建超级块,减少源程序中基本块划分数量与程序执行跳转次数,在保证翻译正确性基础上有效提高翻译效率。在动态二进制翻译器QEMU上进行的实验结果表明,与未优化的库函数处理翻译方式相比,翻译后程序加速比平均提升9%,有效提高了翻译效率。 展开更多
关键词 二进制翻译 库函数解析 基本块合并 QEMU翻译器 国产平台
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基于访问区域特征的高速地址翻译方法 被引量：1
10
作者 王荣华 孟建熠 +1 位作者 陈志坚 严晓浪 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期348-353,共6页
针对系统级二进制翻译器在虚拟／物理地址转换中出现的性能瓶颈问题，提出一种基于指令、数据和堆栈等访问区域特征的快速地址转换方法．该方法在翻译态时识别不同区域的内存访问指令，并根据区域特征采取不同的优化算法，对于指令区域... 针对系统级二进制翻译器在虚拟／物理地址转换中出现的性能瓶颈问题，提出一种基于指令、数据和堆栈等访问区域特征的快速地址转换方法．该方法在翻译态时识别不同区域的内存访问指令，并根据区域特征采取不同的优化算法，对于指令区域和数据区域采用编译时地址转换算法，对于堆栈区域采用连续页面映射算法．在开源高速指令模拟器QEMU上运行嵌人式CPU测试基准程序PowerStone．结果表明，运行态地址转换过程减少了1％～65％，运行态执行周期数减少了11％～38％． 展开更多
关键词 内存访问区域属性 系统级二进制翻译器 快速地址转换
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