面向ARM平台的二进制翻译系统标志位优化

二进制翻译系统是不同平台之间代码移植的桥梁,而系统性能是制约其应用的主要因素。在二进制翻译中,翻译经过标志位分析处理后的非冗余标志位需要较多的指令,极大影响了系统的性能。针对该问题,提出一种标志位的模式优化方法,在标志位分析处理基础上,将定值标志位和使用标志位的ARM指令组成固定模式,根据不同的模式用MIPS指令组合翻译达到相同的语义。实验结果表明,利用标志位的模式优化方法可使翻译产生的MIPS代码量减少14%,系统性能平均提高13.7%。     

二进制翻译中的标志位优化技术

在二进制翻译技术中,如何有效降低对源指令集体系结构标志位的模拟开销是一个值得研究的课题．分别针对二进制翻译中的解释执行和动态翻译,提出了相应的标志位模拟优化算法,能够有效地减少翻译生成的目标代码数量,提高目标代码性能．经过大量测试验证,在应用该标志位模拟优化算法后,Digital Bridge系统翻译生成的目标代码量是源体系结构目标代码量的120％,而没有应用该优化算法时该比例是250％,作为对比系统UQDBT系统的比例是150％．     

动态二进制翻译中全寄存器直接映射方法

二进制翻译是不同体系结构之间软件移植的重要手段。体系结构和硬件环境上的差别,可以通过二进制翻译系统来弥补,在翻译过程中往往使用多条本地指令模拟一条目标指令,翻译代码规模随之显著增加,从而导致被翻译程序的执行效率下降。寄存器作为处理器和内存交换信息的重要存储部件,寄存器的模拟器方式对于程序的性能有着至关重要的影响。为了提高特定平台翻译后代码的执行效率,提出了在动态二进制翻译机制中使用全部寄存器直接映射方法,详细分析了二进制翻译中的上下文切换原理和寄存器访问范围,为异构平台之间寄存器直接映射提供方法指导。利用QEMU模拟器,把x86架构的8个通用寄存器全部的直接映射到MIPS架构的对应寄存器,在此基础上,进行大量的指令翻译规则的简化。实验数据表明,该方法可以有效简化指令翻译,降低代码膨胀率,使得SPEC CINT 2000测试程序在龙芯CPU上翻译后代码运行时间下降了30%-40%。     

二进制翻译中的寄存器映射与剪裁的实现

如何进行异构机之间可执行程序的高效移植是二进制翻译面对的难点问题.从寄存器映射的角度分析了这一问题,提出了分段映射和特殊寄存器功能剪裁相结合的方法,以trend系统为平台进行了实验和测试.NPB-serail测试包和SPEC2000测试包的测试结果显示:使用该方法,可以简化指令翻译,减少代码膨胀,有效提高翻译后代码的执行效率.     

二进制翻译中解析多目标分支语句的图匹配方法

二进制翻译技术现已成为实现软件移植的重要手段.在二进制翻译系统中,如何有效地挖掘程序的代码并对其进行高效翻译是影响系统性能的关键,而二进制代码中间接跳转语句的存在,使得静态时难以得到它的跳转目标,影响了代码的发掘率和最终的翻译效果.在通常的应用程序中,间接跳转指令经常用来实现多目标分支语义,分支目标存放在跳转表中.提出了一种解析多目标分支语句及其跳转表的方法,能够挖掘出间接跳转的目标,进而对其进行有效翻译并提高二进制翻译系统的性能.该方法提出使用语义图来对预期语义进行刻画和表达.语义图能够对考察的指令序列进行语义提取,识别出与预期语义相匹配的指令流,还可以应对编译器在不同优化选项下生成的指令,并能有效滤除不相关指令带来的干扰.实验结果表明,对于SPEC CINT2000中的部分测试用例,代码翻译的覆盖率可以提高9.85%～22.13%,相应带来的性能提升可达到8.30%～17.71%,而使用的算法时间复杂度仅为O(1).     

动态二进制翻译中数据预取优化研究*

动态优化是动态二进制翻译研究中一个十分重要的课题,数据预取优化能提高现代处理器体系结构应用程序性能。基于超级块(Superblock)的动态数据预取优化采用软件插桩方式收集应用程序的load访存延迟信息并构造Superblock;然后根据延迟信息以及Superblock数据流分析得出的寄存器定值引用关系,对延迟load指令进行预取优化。通过在龙芯DigitalBridge动态二进制翻译系统上实验验证,数据预取优化可以提高翻译后SPEC2000浮点测试程序代码的平均性能3.3%,开销远小于0.5%。     

二进制翻译中的X86浮点栈处理

二进制翻译系统是一种基于软件的跨平台代码迁移系统,它将一种体系结构的二进制代码翻译成另一种体系结构的二进制代码.二进制翻译可以用于解决遗产代码的迁移问题,也可以实现不同硬件平台之间软件的通用.浮点栈的处理已成为以X86为源的二进制翻译的研究中的关键性问题之一,如何处理X86浮点栈问题直接关系到以X86为源的二进制翻译系统的性能.针对X86浮点寄存器栈的特征,提出了一种扩展虚拟栈(extending virtual stack)处理方案.它采用归一的方法,保证了每个基本块中的运算所涉及到的浮点寄存器可以直接映射到目标机器中的浮点寄存器,确保了翻译的效率,并利用翻译时的分析避免了在入口处不必要的判断;同时还给出了在基本块入口处判别一个基本块是否会出现浮点栈上溢和下溢的充分必要条件,为生成更加高效的代码提供了条件.实验表明,它能够在保证正确实现其功能的前提下,获得更好的执行效率.     

基于动态反馈的标志位线性分析算法

二进制翻译可以用于解决遗产代码的迁移问题,也可以实现不同硬件平台之间软件的通用.如果源平台通过标志位进行条件跳转,那么如何处理标志位就成为翻译中的一个重要问题,对翻译的代码质量起着决定性作用.提出标志位线性分析算法,复杂度为线性,基本上能够消除所有的标志位冗余计算,提高了动态执行的效率.基于动态profiling技术,消除了间接跳转的基本块标志位冗余计算.分析了spec 2000中的大部分整点测试例子,实验结果表明,EfLA(Eflag linear analysis)算法对于大运算量的程序是非常有效的.     

译码制导的动态二进制翻译优化

提出了一种译码制导的轻量级动态二进制翻译优化技术,该技术在译码阶段提取源指令的高层语义信息,结合上下文对其进行标注,并在翻译阶段利用标注信息直接生成优化的目标指令.该技术可识别动态二进制翻译系统中主要的基本块级优化机会,去除load/store冗余、精确异常导致的冗余和标志位处理冗余.测试表明,相比QEMU,该优化技术的跨平台x86系统虚拟机ARCH-BRIDGE的翻译开销降低了53％,翻译块尺寸降低了78％,load和store操作数量分别了降低了50％和21％.     

动态二进制翻译中的指令调度技术研究与实现

动态二进制翻译提供了无需重新编译源代码就能将源机器生成的可执行代码自动转换到目标机器的方法,很好地解决了代码兼容性问题.其核心思想是根据程序的动态运行信息找到反复执行的代码序列,对代码序列进行翻译和优化,并将结果多次重用.指令调度作为一种有效的编译优化手段,也适用于动态二进制翻译.在对gcc的指令调度器分析研究的基础上,结合动态二进制翻译的实时性特点,提出了适合动态二进制翻译的效率高、开销小的指令调度算法.     

试分析FLAGS中各状态标志位的状态

本文介绍标志寄存器6个状态标志位,结合作者教学经验总结,讨论了各标志位状态的分析方法,为读者解决此类问题提出一些建议。     

Undocumented features of the X5 flag belt in the 8085 microprocessor: Many 8085 users have found problems in comparing signed operands using conventional methods.

In comparing two signed operands, it may be shown theoretically that, if operand 1 is greater than operand 2, then flag bit X5 is reset; otherwise X5 is set. In this paper, JX5 and JNX5 instructions are used for checking the set and reset conditions, respectively, of X5 in proper branching within a program. The above criteria are verified experimentally using the SDK-85 design kit.     

Definition of unspecified flag bits of the Z80 microprocessor

A study has been carried out to specify the undefined flag bits, D3 and D5, of the Z80 microprocessor. The set-reset conditions for D3 and D5 were observed experimentally with 50 different data sets under various instructions. Conclusions are drawn from the results of these tests about the set-reset conditions of the unspecified flag bits.     

Torus网络中基于标志位的容错路由

针对Torus结构的多处理机系统中容错路由的问题,提出标志位概念,给出一个基于标志位的容错路由算法。存储于Torus网络中各节点的标志位记录系统中的故障信息,用于判定消息的源节点和目的节点之间是否存在最优通路。标志位的赋值可以通过与邻节点间的信息交换完成。     

JPEG图像数据格式简明分析

本文针对最常见的JPEG图像格式的压缩数据进行分析,描述了每一字节的数据所表示的含义,同时也介绍了JPEG图像格式中的大部分典型且必要的标记、参数等元素,这些都是对JPEG图像作进一步的研究的基础知识。     

面向篇章机器翻译的英汉翻译单位和翻译模型研究

篇章机器翻译的首要问题是确定翻译单位。基于汉语和英语的语言知识和英汉翻译的实践,该文提出面向篇章机器翻译的基本单位和复合单位的双层单位体系,讨论了这两种单位支持篇章翻译应满足的性质,并据此勾画了篇章机器翻译的拆分、翻译、装配三步模型(PTA模型)。该文提出,汉语篇章机器翻译的复合单位为广义话题结构对应的文本块,基本单位则是根据广义话题结构流水模型得到的话题自足句;英语篇章机器翻译的复合单位为句号句,基本单位为naming-telling小句(NT小句),即指称性成分加上对它的陈述或后修饰成分所构成的小句。该文展示了在这样的翻译单位体系下采用PTA模型的英汉翻译过程实例,规划了面向篇章翻译的英汉小句对齐语料库的建设任务,讨论了PTA模型的可行性。
     

从计算机辅助翻译到协同翻译

由于机器翻译系统的译文质量仍难以达到实用化要求,计算机辅助翻译技术逐渐成为研究热点,并且取得了很好的实际效果,大大提高了翻译产业的生产率。随着辅助翻译规模的不断扩大,多名在空间上分散的用户被组织起来共同完成一项翻译任务已成为普遍现象,这种新的翻译模式称为协同翻译。该文对计算机辅助翻译和协同翻译技术进行综述,首先从辅助译文生成、译后编辑和系统反馈学习等方面介绍了计算机辅助翻译技术的常用方法和研究进展,随后讨论了计算机辅助翻译与协同翻译之间的联系和区别,分析了协同翻译技术所面临的主要问题,并介绍了现有研究的解决方法。最后对协同翻译的未来发展方向进行了展望。     

基于TCP报文的防火墙渗透测试系统的设计与实现

防火墙渗透是网络攻防研究的一项重要内容。在有防火墙保护的情况下，目前许多渗透软件已经很难获取到主机的有用信息。本文通过分析现有国内外防火墙渗透工具存在的问题，在深入研究TCP报文结构的基础上提出了基于TCP报文的防火墙渗透探测方法，并利用该方法实现了基于TCP报文的防火墙渗透测试系统。该系统能够直接对目标主机进
行探测，发现防火墙保护下主机是否在线，同时分析防火墙保护下主机的端口、服务开放情况和操作系统类型等基本信息。这些信息既可以为安全检测服务，也可以为网络攻攻击提供基础。     

可防冲突的专用协议栈

由于网络一般都使用公共的网络协议, 对于一些特殊的用户, 出于特殊的考虑, 对公共协议的安全性不够放心, 需要量身打造适合自己的专用协议, 以满足安全性和特殊性的需求. 设计了基于CIPSO标准改造的专用协议, 实现在现有网络环境下的正常通信, 满足根据安全级别等特定信息对数据流转进行控制的需求. 为避免因相似性造成的协议冲突问题, 提出防冲突标识的概念并设计出防冲突协商机制. 采用移植LWIP协议栈的方式实现该专用协议.