動態(tài)二進(jìn)制翻譯的靜態(tài)優(yōu)化架構(gòu)研究.pdf

1、二進(jìn)制翻譯(Binary Translation)是指在不需要可執(zhí)行程序源代碼的情況下,將源機(jī)器平臺上的二進(jìn)制程序經(jīng)過一定的轉(zhuǎn)換之后運行在目標(biāo)機(jī)器平臺上的過程。動態(tài)二進(jìn)制翻譯是二進(jìn)制翻譯技術(shù)的重要分支,通常的過程是邊翻譯邊執(zhí)行,并在執(zhí)行期對目標(biāo)代碼進(jìn)行動態(tài)優(yōu)化。動態(tài)二進(jìn)制翻譯為解決代碼遺留,代碼移植以及構(gòu)建分布式虛擬計算環(huán)境等問題提供了一個良好的解決方法,因此在近年來得到了越來越廣泛的關(guān)注和研究。如何提高動態(tài)二進(jìn)制翻譯系統(tǒng)的性能,是每個

2、動態(tài)二進(jìn)制翻譯系統(tǒng)亟需解決的問題之一。傳統(tǒng)的動態(tài)二進(jìn)制翻譯系統(tǒng)大量采用基于Profile信息的動態(tài)優(yōu)化技術(shù)。然而,動態(tài)優(yōu)化過程的所有工作都是在運行時完成,在獲取Profile信息和進(jìn)行目標(biāo)代碼優(yōu)化時,自身付出的性能損耗是不得不考慮的問題。同時,Profile所獲得信息的豐富程度又直接影響著后續(xù)優(yōu)化算法的效果。因此,如何在動態(tài)優(yōu)化的性能開銷和優(yōu)化效果中找到平衡是二進(jìn)制翻譯的研究者和開發(fā)者面臨的巨大難題。為解決優(yōu)化過程的開銷和效果之間的矛盾

3、,本文的研究目的是通過提出一種適用于動態(tài)二進(jìn)制翻譯的靜態(tài)優(yōu)化架構(gòu)(Sinof),既有效的屏蔽Profiling過程和優(yōu)化算法的性能開銷,同時又對目標(biāo)代碼進(jìn)行深入的優(yōu)化,由此得到大約30%-50%的執(zhí)行性能提升。其原理是通過在源代碼首次翻譯執(zhí)行時,收集豐富的Profile信息,并將這些信息和目標(biāo)代碼保存。在靜態(tài)環(huán)境下,根據(jù)這些信息對目標(biāo)代碼進(jìn)行深入的優(yōu)化。在之后的翻譯執(zhí)行中,復(fù)用這些優(yōu)化后的目標(biāo)代碼,從而得到較大的性能提升。本文的主要創(chuàng)新

4、點和意義有：1)開發(fā)出一種適合于動態(tài)二進(jìn)制翻譯的靜態(tài)優(yōu)化架構(gòu),有效的屏蔽Profiling技術(shù)和優(yōu)化策略的性能開銷；2)設(shè)計了一種基于邊之間關(guān)系的Profiling技術(shù),為后續(xù)的優(yōu)化方案作充足的信息準(zhǔn)備；3)實現(xiàn)了在靜態(tài)環(huán)境下利用Profile信息識別熱路徑,調(diào)整代碼塊相對位置；4)利用Profile信息在靜態(tài)環(huán)境下實現(xiàn)鏈接,進(jìn)一步減少了上下文切換次數(shù)和系統(tǒng)開銷；5)記錄可重定位信息,使目標(biāo)代碼擁有可重定向性,使之在以后程序執(zhí)行時可被復(fù)