基于寄存器引擎的64位虚拟机的实现

目前虚拟机技术广泛应用于代码移植、跨平台计算和模拟硬件机器等领域。该技术以软件的方式构建通用机器硬件的仿真环境,实现机器字节码在处理器中的运算过程。在介绍虚拟机原理的基础上,设计并实现了基于寄存器引擎的64位虚拟机,初步模拟了Intel x86的指令执行过程。     

x86汇编语言多任务虚拟机的设计与实现

基于虚拟机技术的设计思想,设计一个具有多任务特性的汇编程序虚拟机并实现。针对汇编程序的特点,设计汇编虚拟机内核多任务调度机制,使之可同时运行多个汇编程序。通过实验证明,在此具有多任务特性的x86汇编虚拟机上能够较好地实现多任务的无错误运行。     

基于DSP的自动代码生成及应用

为了提高DSP程序的开发效率以及处理程序运行过程中出现的大量数据,介绍如何利用Matlab中的CCSLink结合CCS进行DSP程序的调试以及代码的直接生成.利用从概念设计到实时实现的集成、统一的开发环境,完成代码产生、代码加载、执行及与目标DSP进行通信,最后通过基于EKF的异步电机转速估算试验,验证了该方案的有效性.     

从16位到32位汇编语言编程的教学体会

结合《微机原理及应用》课程的教学实践,阐述了以16位指令系统作为基础的理由,简述了快速处理32位指令系统的方法,介绍了在宏汇编MASM 6. X IDE环境下调试16位和32位汇编程序的安排,最后,讲述了编写Win32汇编程序的要点、Win32汇编程序集成开发环境下的使用方法。     

从16位到32位汇编语言编程的教学体会

结合《微机原理及应用》课程的教学实践,阐述了以16位指令系统作为基础的理由,简述了快速处理32位指令系统的方法,介绍了在宏汇编MASM 6.X IDE环境下调试16位和32位汇编程序的安排,最后,讲述了编写Win32汇编程序的要点、Win32汇编程序集成开发环境下的使用方法。     

一种针对Xen超级调用的入侵防护方法

云计算技术已飞速发展并被广泛应用,虚拟化作为云计算的重要支撑,提高了平台对资源的利用效率与管理能力。作为一款开源虚拟化软件,Xen独特的设计思想与优良的虚拟化性能使其被许多云服务商采用,然而Xen虚拟机监视器同样面临着许多安全问题。Xen为虚拟机提供的特权接口可能被虚拟机恶意代码利用,攻击者可以借此攻击Xen或者运行其上的虚拟机。文章针对Xen向虚拟机提供的超级调用接口面临被恶意虚拟机内核代码利用的问题,提出了一种基于执行路径的分析方法,用以追溯发起该超级调用的虚拟机执行路径,与一个最初的路径训练集进行对比,可以避免超级调用被恶意虚拟机内核代码利用。该方法通过追溯虚拟机内核堆栈信息,结合指令分析与虚拟机内核符号表信息,实现了虚拟化平台下对虚拟机执行路径的动态追踪与重构。在Xen下进行实验,通过创建新的虚拟机并让其单独运行来获得训练集,训练集中包含所有发起该超级调用的虚拟机路径信息。在随后虚拟机运行过程中针对该超级调用动态构造出对应的虚拟机执行路径,将其与训练集对比,避免非正常执行路径的超级调用发生。     

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.     

虚拟计算平台远程可信认证技术研究

与传统的单机系统按照可信平台模块、可信BIOS、操作系统装载器、操作系统内核的信任链传递方式不同,虚拟化计算环境信任链按照可信平台模块、可信BIOS、虚拟机监控器和管理虚拟机、用户虚拟机装载器、用户虚拟机操作系统装载器、用户虚拟机操作系统内核的方式进行.文章对虚拟计算平台远程完整性验证的安全需求进行了分析.为防止恶意的虚拟机监控器篡改虚拟机的完整性证明,文章提出虚拟机平台和虚拟机管理器两级的深度认证.在对虚拟机认证过程中,远程挑战者需要通过虚拟机或者直接与虚拟平台建立联系来认证平台的虚拟机管理器层.为防止中间人攻击,文章提出将物理平台寄存器映射到各虚拟平台寄存器的方式解决虚拟机与物理平台的绑定问题.     

一种基于应用开发平台的内核调试环境

分析了现有操作系统内核调试方法的优缺点。为简化内核开发过程,提出了一种使用应用开发工具调试操作系统内核的新方法,并构造了相应的内核调试框架。研究了在应用开发环境中调试内核的关键技术,包括中断模拟、异常处理、多道程序执行环境的建立等。     

嵌入式远程调试工具的研究与实现

在嵌入式软件开发中,调试是一个重要的环节,调试工具是衡量软件开发环境优劣的重要因素.本文对插桩方式的嵌入式远程调试工具进行了分析与研究,采用GNU gdb远程串口通信协议,通过软件接管目标系统的全部异常实现对目标程序的调试与跟踪,实现读/写内存与寄存器、设置断点、单步执行和继续执行功能,并应用于基于ARM的RTEMS嵌入式实时操作系统与应用程序的调试中.     

程序调试中的树形结构演变可视化模型

树形结构作为一种非线性数据结构,在程序执行过程中的演变过程较为抽象,尤其是在对其进行加工型操作时,容易发生内存泄漏。针对编程初学者难以掌握树形结构的逻辑演变过程,以及在程序中发生内存泄漏错误时调试较为困难的问题,文中提出了一种对程序调试过程中树形结构的演变过程进行可视化呈现的处理模型TEVM(Tree Evaluation Visualization Model)。针对单个可视化程序在调试步骤前和调试步骤后的两个树形结构,设计了一种将树形结构转换为线性表示的结构对比算法,得出了它们的包括泄漏树在内的结构差异;同时设计了一种树形结构布局方法,并计算它们的布局差异。根据结构差异和布局差异生成可视化演变序列,调用绘图引擎对该序列进行解析和执行,从而完成对树形结构及其演变过程的动态、平滑和直观的可视化呈现,帮助编程初学者快速理解树形结构相关程序的执行过程,提升调试效率。将TEVM模型集成于一个面向编程实训教学的集成开发环境原型Web AnyviewC中,取得了较好的应用效果。     

字节码虚拟机的构造和验证

提出一种虚拟机构造和验证方案.给出字节码程序运行环境BVM(bytecode virtual machine)的形式化定义;采用X86机器语言构造虚拟机CertVM(certified virtual machine);并证明该虚拟机实现符合相应程序规范并和BVM之间具有模拟关系.利用辅助工具Coq给出证明,所有证明均可机器自动检查.CertVM确保在硬件环境满足其语义规范的情况下,已验证的字节码程序能够在给定虚拟机环境中正常运行.给出的方案不仅为虚拟机验证提供理论基础,而且为可信软件构造提供了一种有益的尝试.     

单链结构实时识别及可视化布局算法研究

数据结构可视化技术是程序理解与调试的一种重要支撑。为解决其中一类应用广泛的数据结构--单链结构的可视化问题，提出一种实时识别与可视化布局算法。首先根据结点入度、主前驱指针和次前驱点集合等结点属性变化对单链结构特征变化的影响，对程序执行过程中的单链结构进行实时识别；然后结合基于图标的静态可视化技术以及动画技术，建立面向单链结构的可视化动作集合及可视化布局方法，形成与程序执行过程步骤实时对应的单链结构可视化表达。最后将该算法应用于新一代集成开发环境AnyviewC的研发与实践中。     

恶意代码行为获取的研究与实现

分析对比了恶意代码的静态分析方法和动态分析方法,设计并实现了一种结合虚拟机技术和Windows操作系统自身所具有的调试功能来获取恶意代码行为的模块,该模块能够自动控制虚拟机运行监控程序来获取恶意代码的行为,并通过引入基于信息增益的特征权重算法来获得行为特征.     

基于代码碎片化的软件保护技术

针对当前软件保护技术存在的不足,提出一种代码碎片化技术,该技术是一种以函数为单元,对函数进行代码shell化、内存布局随机化、执行动态链接化的新型软件保护技术,代码shell化实现代码碎片的位置无关变形,内存布局随机化实现代码碎片的随机内存加载,动态链接化实现对代码碎片的动态执行,通过上述3个环节实现对程序的碎片化处理。实验表明,代码碎片化技术不仅能实现程序执行过程中函数碎片内存位置的随机化,还能实现函数碎片的动态链接执行,增加程序静态逆向分析和动态逆向调试的难度,提高程序的抗逆向分析能力。     

面向处理器的系统级模拟、仿真及调试技术——基于软硬件协同设计的新方法

基于软硬件协同设计技术提出了基于系统的模拟仿真和调试方法（SSED）,其基本思想是：在模拟和仿真时建立真实的运行环境;利用可重定目标编译器和汇编器生成将C应用程序转换成汇编语言、执行代码及模拟和仿真的输入向量;利用时间模型进行汇编级调试;对运行结果进行分析。利用该方法设计Jbcore16的过程说明,该方法可进一步加速处理器的逻辑验证,方便对处理器设计的调试。     

可视化虚拟机的研究与实现

基于当前科学计算可视化,特别是程序设计可视化的应用和研究,提出一种可视化的虚拟机,并以BASIC语言作为实现的对象.它不仅可以编译执行BASIC程序,其最大的特点是在程序的执行过程中,动态地同步地演示了程序和数据的视图,为理解算法、学习编程和调试程序提供了便利.