基于QEMU的CPU指令频度分析

采集计算机在不同应用环境下的指令流,并对计算机各个指令使用的频度进行统计,对CPU指令设计和优化有指导意义。针对现有指令频度统计方法存在的跟踪效率低、获取速度慢等问题,提出一种新的指令频度分析方法。该方法的核心思想是在QEMU模拟器上执行用户行为脚本,利用QEMU插件获取CPU执行的指令流,并利用基于块的统计优化性能。实验结果表明,该方法可跟踪并获取指令流,能高效地分析出各指令的使用频度,并直观地展示分析结果。     

Linux系统调用跟踪和进程错误退出分析

现有的Linux系统调用跟踪工具存在跟踪上下文信息不全、无法高效地对通过网络通信的多进程应用程序进行跟踪以及跟踪结果缺少图形化展现的问题。通过扩展Linux系统调用跟踪工具strace，实现了启发式跟踪工具heuristic-strace，其能够实时发现和自动跟踪应用程序中通过网络通信的进程，形成进程创建关系图、进程网络通信关系图，并结合系统调用的栈回溯信息，定位进程的错误退出原因。实验结果表明，此工具对能对典型的GUI和网络应用软件进行跟踪，引入的性能开销比较低，并能保证被跟踪软件的正常交互。     

基于QEMU的动态函数调用跟踪

函数调用一直是Linux内核分析研究领域的重点.获得函数调用信息主要有2种方法:静态分析和动态分析.动态跟踪方法可实时和准确地获取函数调用关系信息,在分析和调试软件程序时有极大的帮助作用.针对现有工具存在跟踪信息不全面、需要编译选项支持等不足,基于开源的QEMU模拟器,设计并实现了支持多种CPU平台的通用动态函数调用跟踪工具,可在x86_32,x86_64,ARM共3种体系架构上动态跟踪包括Linux内核启动过程在内的函数调用和返回信息.该工具在程序运行时截获调用和返回的指令,并记录相关信息,利用此种指令只会在QEMU翻译块的最后一条出现的性质,减少检查指令的数量,提高运行效率;可不依赖源代码,只依据函数符号表进行函数调用关系分析.实验结果表明:跟踪和分析结果与源代码行为一致,相比于S2E提升了分析性能和支持的CPU平台种类,且能更好地扩展至其他平台.