二进制翻译中的库函数识别技术研究

体系结构的不断发展给软件开发者带来了巨大的风险,造成了新体系结构推广的困难,而二进制翻译技术使得可执行代码可自动迁移到新的体系结构。介绍了在开发一个静态二进制翻译系统（I2A翻译系统）中的库函数识别技术,并提出了解决库函数识别问题的新的方法。基于IA-64体系结构的调用约定及实例分析证明,该方法是一种简单实用的库函数识别方法,经I2A系统验证是有效的。     

静态二进制翻译中间接过程调用恢复技术研究

间接过程调用的恢复问题是静态二进制翻译中的难点之一。针对使用c后端的静态二进制翻译框架,提出并实现间接过程调用恢复方法,该方法结合代码间隙分析,在后端c代码生成过程中插入映射源过程地址到目标机过程地址的代码。相对于使用解释器的方法,该方法具有实现简洁、在目标机上运行速度更快的优点。     

二进制翻译中间接调用动态链接库恢复技术

针对使用C后端的静态二进制翻译框架,提出了间接调用动态链接库函数恢复方法。该方法使用伪地址来代替需要动态解析的动态链接库函数的地址,在后端构建了伪地址与目标机上动态链接库函数地址的对应表,在后端C代码生成过程中插入根据伪地址获得动态链接库函数地址的查表代码,使用查表得到的库函数地址恢复对于动态链接库函数的间接调用。     

过程恢复技术在IA64二进制翻译中的应用与实现

论文介绍了静态二进制翻译中的过程恢复技术。根据IA64体系结构特点及其对过程调用的有关约定,实现了对IA64过程的恢复;并在对大量实例进行研究的基础上,提出了一种浮点参数恢复的改进方法。     

Bitran二进制翻译实验系统的设计和实现

对处理器速度的追求促使体系结构不断发展 ,但是软件的支持却不能与其匹配 ,造成新体系结构推广的困难 ,研究、解决代码迁移问题的二进制翻译方法应运而生 .介绍作者参与开发的一个静态二进制翻译实验系统的框架设计 ,并详细介绍框架中各个部分的实现方法 ,最后给出该翻译系统的实验数据和分析 .     

二进制翻译中的函数返回类型恢复技术

函数返回类型恢复分为库函数和用户函数返回类型恢复两类。分析IA-64体系结构在函数调用和返回方面的特性得知,用户函数返回类型恢复不是只能从调用者的角度进行分析，还可从被调用者的角度进行分析。综合两种分析方法的优缺点,提出了一种全新的函数返回类型恢复方法。介绍了静态二进制翻译系统ITA中基于控制流和数据流分析的函数返回类型恢复技术，并给出相应的实现算法。由IA-64体系结构的实例验证证明，该方法是一种实用的函数返回类型恢复方法。     

动态二进制翻译与优化技术研究

动态二进制翻译技术是一种即时编译技术,它将针对源体系结构编译生成的二进制代码(源机器码)动态翻译为可以在目的体系结构上运行的代码(翻译码).动态优化技术是指在运行时获取动态信息并进行代码优化的技术.动态二进制翻译及优化系统使得源软件无需重编译就可以直接在目标体系结构上高效地运行.目前几种比较有影响的动态二进制翻译及优化系统有Intel公司的IA-32 Execution Layer,IBM公司的DAISY,Transmeta的CMS及HP的Dynamo等.这些系统对动态二进制翻译系统关键技术有不同的实现.对动态二进制翻译和优化技术的研究是计算机领域的研究热点,具有深远的现实意义和应用前景.     

动态二进制翻译中的冗余LOAD删除优化技术

动态二进制翻译系统是根据程序的动态执行信息来将源机器上的可执行代码翻译成目标机器上的可执行代码.在翻译成中间表示的过程中会产生一些冗余的LOAD指令,为提高代码的执行效率,提出对这些LOAD指令进行冗余删除优化.该优化技术可以使优化效果超过其自身的开销,达到优化的目的.     

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％．     

动态二进制翻译的优化

提出动态二进制翻译的两种优化方案:基本块和热路径;分析了从代码中抽取值得优化部分的详细过程;同时也给出针对这两种方案的一些优化方法.最后简单介绍了当前一些动态二进制翻译系统所采用的优化技术.     

二进制翻译中解释器指令缓冲区管理策略分析

二进制翻译一般是为了解决遗产代码的问题,同时也可以实现不同硬件平台之间软件的通用。解释执行是二进制翻译不可或缺的一部分。CISC结构的x86指令由于可变长,反汇编较固定指令字长的RISC结构复杂。为了后续的模拟,需要把x86的机器码提升为和汇编码平行的一种结构——IRI结构。该文讨论了这种IRI存放的缓冲区的管理策略对系统性能的影响。     

二进制翻译技术研究综述

随着信息技术的快速发展,涌现出各种新型处理器体系结构.新的体系结构出现为处理器多样化发展带来机遇的同时也提出了巨大挑战,需要兼容运行已有软件,确保较为丰富的软件生态群.但要在短期内从源码编译构建大量生态软件并非易事,二进制翻译作为一种直接从二进制层面迁移可执行代码技术,支持跨平台软件兼容运行,既扩大了软件生态群,又有效降低了应用程序与硬件之间的耦合度.近年来,二进制翻译技术研究取得了较大进展.为总结现有成果并分析存在的不足,本文首先介绍了二进制翻译技术的分类以及典型的二进制翻译系统,之后从指令翻译方法、关键问题研究、优化技术等方面分别进行分析总结,接着阐述了二进制翻译技术的核心应用领域,最后对二进制翻译技术的潜在研究方向进行展望.     

IA64二进制翻译中过程抽象技术及其实现

过程抽象技术是用机器无关的表达方式对过程中与机器相关的内容进行抽象。然而用传统的Pascal,C或者是C 语言来实现该技术是相当困难的。本文基于IA64二进制翻译框架,提出了一种新的过程抽象技术,并对扩展的过程抽象语言进行了详细介绍。     

IA-64二进制翻译中优化代码消除技术

IA-64架构为获得高性能支持许多先进体系结构的特性,例如显式指令级并行,指令判定执行,以及投机装入等,这些特性对编译器是可见的,但是为了充分利用这些体系结构的特性,编译器优化往往将程序的代码进行深度重构,使得从优化后的可执行代码中很难恢复源程序逻辑。本文提出了在IA-64二进制翻译中应用优化代码消除技术,提高翻译效率和生成目标机代码的质量。     

二进制翻译中标志位的模式化翻译方法

二进制翻译是在不同硬件平台之间实现软件迁移的重要手段.在二进制翻译系统中,如何在没有标志位寄存器的目标平台上模拟实现源平台上标志位寄存器的功能,是影响系统性能的关键.现有的标志位分析技术通过对标志位的定值引用进行数据流分析,尽可能多地消除冗余的标志位定值.但是,对于那些会被引用的标志位定值,现有的技术仍然需要进行翻译.这不仅会导致翻译生成代码的膨胀,还会影响二进制翻译系统的性能.提出了一种二进制翻译中基于模式化的标志位翻译方法.该方法在标志位分析技术基础上,通过将源平台上标志位定值指令和引用指令组合成固定的标志位模式,然后根据模式的具体语义选择目标平台上具有相同语义功能的指令组合进行翻译.这种模式化的翻译方法,不仅可以降低因翻译标志位而引入的代码膨胀,还可以提升二进制翻译系统的性能.实验结果表明,对于SPEC CINT2006中的程序,该方法不仅可以使翻译生成的代码量平均减少7.5%,还可以将程序的性能平均提升10%.     

二进制翻译正确性及优化方法的形式化模型

二进制翻译在体系结构设计、程序性能优化、安全性分析以及软件移植等领域的研究中备受关注.不同应用场景对二进制翻译的需求各不相同,却总聚焦于翻译的正确性和翻译的效率2个方面.翻译的正确性用于评判翻译前后程序在逻辑功能上是否具有等价性,而等价的证明依赖于适当的形式化模型.为了满足研究二进制翻译正确性以及翻译优化方法对理论模型的需求,对已有理论模型进行了深入的剖析,并进一步构建了新的基于后继关系的映射模型.该模型既能够形式化地描述正确翻译的二进制翻译过程所具备的性质和构造方法,也可以在翻译过程形式化描述的基础上对翻译过程优化方法的特征和性质进行描述.通过构建翻译正确性及翻译过程优化方法的形式化模型,为二进制翻译技术中关于翻译过程的实现以及优化方法的策略组合等进一步研究提供了更强的理论支撑.     

动态二进制翻译中热路径优化的软件实现

在动态二进制翻译中,热路径的识别和生成是提高二进制翻译器效率的重要环节。为了提高热路径预测的命中率,必须在程序的运行中搜集较为详细的信息,这必然增加系统的开销。因此,在准确率和开销之间做出权衡十分必要。该文在研究现有热路径算法的基础上,提出了一种改进的基于路径的热路径识别和优化算法,并对结果进行了分析。