动态二进制翻译

摘要： 针对航空机载软件测试环境与开发环境冲突、测试环境可控性和通用性差、非干预性测试困难的问题,分析了全物理实装测试环境、半实物仿真测试环境的优缺点,研究了全数字仿真测试技术,设计并实现了一种航空机载软件全数字仿真测试系统。该系统由仿真核心平台、仿真工具组件、协同仿真组件和人机交互组件构成,提供了航空机载处理器、内存、外设等多种可重用库。提出了基于底层虚拟机的动态二进制翻译技术、协同仿真时间同步和数据通信机制等关键技术,实现了航空机载软件全数字高速闭环仿真运行。工程实践证明,该系统能达到降低硬件设备的依耐性、简化测试环境搭建的复杂度、提高测试效率约42%的目的。

摘要： 动态二进制翻译在实现多源到多目标的程序翻译过程中,为屏蔽不同源平台间的硬件差异引入中间代码,采用内存虚拟策略进行实现,但同时带来中间代码膨胀问题.传统的中间代码优化方法主要采用对冗余指令进行匹配删除的方法.将优化重点聚焦在针对特殊指令匹配的中间表示规则替换上,提出了一种基于中间表示规则替换的二进制翻译中间代码优化方法.该方法针对中间代码膨胀所呈现的几种典型情景,描述了中间表示替换规则,并将以往应用在后端代码优化上的寄存器直接映射策略应用在此处.通过建立映射公式,实现了将原来的内存虚拟操作替换为本地寄存器操作,从而降低了中间代码膨胀率.使用SPEC CPU2006测试集进行了实验,验证了此优化方法的正确性和有效性.测试用例在优化前和优化后的执行结果一致,验证了优化方法的正确性;优化后测试用例的中间代码平均缩减率达到32.59％,验证了优化方法的有效性.

摘要： 动态二进制翻译技术是构造高性能异构虚拟机的关键技术,而代码翻译的质量则是动态二进制翻译性能的关键.本文实现了一种基于LLVM动态二进制翻译框架,利用LLVM优化技术以及多目标编译的特点,实现了可以针对多个目标体系结构的高性能动态二进制翻译.基于开源Skyeye实现了这种翻译框架,并在两种目标体系结构ARM和PowerPC上验证了框架的可移植性和运行效率,与QEMU在ARM目标平台上做了性能对比,结果表明该模拟器比Qemu性能平均快10%以上.

摘要： 动态函数调用跟踪技术是调试Linux内核的重要手段.针对现有动态跟踪工具存在支持平台有限、运行效率低的问题,基于二进制翻译,设计并实现支持多种指令集的动态函数调用跟踪工具.首先,使用二进制翻译进行系统加载、分析内核镜像,识别基本块的分支指令类型.然后,根据不同平台指令集,设计桩代码并在函数调用与返回指令翻译时插入桩指令,进而在程序执行和内核启动时实时获取时间戳、进程标识、线程标识、函数地址等信息.最后,内核加载完毕后,处理获取的信息,生成过程函数调用图.只需要根据平台指令集特点设计对应的信息获取桩代码并插入到函数调用指令翻译代码中,实现简单,易于移植支持多种平台.该方法基于二进制翻译,直接对程序或内核镜像中的指令段、代码段、符号表进行分析,不依赖源码.拓展的中间代码和额外的目标码,不影响基本块连接、冗余代码消除、热路径分析等二进制翻译的优化方法,降低了开销.基于QEMU的实验结果表明:跟踪分析结果与源代码行为一致,桩代码执行信息记录产生了15.24％的时间开销,而信息处理并输出到磁盘文件产生了165.59％的时间开销,与现有工具相比,性能有较大提升.

摘要： 在动态二进制翻译系统的基本块级,有三种优化机会:死码删除、冗余加载/存储删除和内存访问优化,这些优化机会均可在译码阶段发现.为此,提出了一种优化机制,基于译码制导的动态翻译技术,分为译码和翻译两阶段工作,译码阶段充分收集信息,翻译阶段直接生成优化后的代码,从而提高AB(Architecture Bridge)系统的启动和执行速度.实验结果表明,在X86体系结构下,该机制使得申威平台上的SPEC CPU2000 INT测试套件的翻译执行时间平均缩短了10％-20％.

摘要： 为保障内存数据的安全,针对内存堆栈溢出攻击和内存被恶意破坏的问题,提出一种基于动态二进制翻译的关键内存动态防护机制.通过在计算机运行过程中对将要执行的代码进行动态二进制翻译,获取栈内存防护区域和对内存的读写操作,利用读写内存的操作地址判断读写的内存是否为关键内存,并对可执行的操作进行报警和阻止,从而实现对关键内存的防护,保证计算机安全运行.

摘要： 在国产神威服务器上实现了一种采用直译方法的动态二进制翻译系统,能将x86体系结构下的机器码直接翻译为申威处理器架构下对应的机器码,实现x86程序在异构的神威服务器上的系统级仿真;采用静态预先译码的方法提高译码效率;提出了一种适用于RISC处理器的翻译框架,方便移植,有利于翻译生成的目标机器码进一步优化.

摘要： 针对动态二进制翻译系统QEMU寄存器分配不考虑基本块之间对寄存器需求的差异性,造成不必要寄存器溢出而导致重复访存开销的问题,提出高效的基于优先级线性扫描寄存器分配算法.该算法基于中间表示与源平台寄存器之间的映射关系,获取每一次生成基本块中间指令预分配寄存器次数并统计排序确定寄存器的优先级,寄存器分配时动态调整寄存器分配顺序,减少寄存器溢出次数,降低生成本地代码指令数量.QEMU动态翻译x86、mips及arm平台的nbench测试集实验结果表明,该算法基于中间代码改进具有很好的跨平台性,有效减少了生成本地代码指令数目,比QEMU优化前翻译性能分别提升了6.7％、6.8％、4.7％.

摘要： 动态二进制翻译是解决兼容问题的重要手段,它能够将为源平台编译的二进制代码直接运行在目标平台上.指令调度作为一种有效的编译优化技术,也适用于动态二进制翻译.本文在对gcc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.

摘要： 动态二进制翻译是在运行的时候根据执行路径翻译源机器代码到目标机器.因为执行时可以具体知道将要翻译的指令所在的位置,根据将要翻译的指令的pc地址就可以判断是否是缓冲区溢出引起的恶意代码.因为执行时可以具体知道将要翻译的指令所在的位置,根据将要翻译的指令的pc地址就可以判断是否是缓冲区溢出引起的恶意代码.

摘要： 动态二进制翻译系统是一种基于软件的跨平台代码迁移系统,它动态地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.如何处理库函数调用问题直接关系到动态二进制翻译系统的性能.本文提出了一种库函数调用处理方案--Packet方案,它成功地解决了二进制翻译系统中的库函数调用处理问题.

摘要： 多发射超标量处理器体系结构在过去的十几年中获得了巨大的成功,而它带来的巨大的设计复杂性正逐渐成为处理器性能提高的障碍.超长指令字VLIW可能成为未来的主流处理器体系结构,代码兼容性成为不可回避的问题.用动态二进制翻译结合处理器体系结构设计在一定范围内已经取得成功,但是现在的这类处理器性能无法和同时代的超标量处理器相比.本文提出了一种结合动态二进制翻译、VLIW结构和单芯片多处理器、多线程技术的高性能二进制翻译结构HpbtA,试图在保证兼容的前提下引入创新的体系结构设计,提升处理器的性能.

摘要： 针对内存堆栈溢出攻击和内存关键数据被恶意破坏篡改的行为,为了保护内存数据安全,提出一种基于动态二进制翻译的关键内存动态防护机制,通过在计算机运行过程中对将要执行的计算机指令进行动态二进制翻译,截获计算机指令对内存的读写操作,判断指令操作地址是否为关键内存或者堆栈,实时阻断内存堆栈溢出攻和内存关键数据恶意破坏篡改行为,并对上述行为进行报警,从而实现对关键内存的防护,实现计算机运行安全.

摘要： Crossbit是应用在分布式环境下的动态二进制翻译系统,不同指令集系统共享资源,从而来实现高性能虚拟计算。在分布式虚拟计算环境中,许多客户终端的内存和计算资源都比较稀缺,它们在需要时才从服务器上下载代码,并翻译到本地执行,因此具有较高的缺失代价。Crossbit系统终端的本地代码cache的管理大幅提高资源的利用率,减少重复下载和翻译所带来的额外开销。分布式Croobit的代码cachc管理策略是尽量将复杂的工作交给服务器来完成。服务器负责向终端提供统一的中间语言代码,并汇总终端在程序运行时收集的profile信息,进行初步优化,给各个基本块赋予不同的优先级,协同终端高效地完成本地代码cache管理。

摘要： 实现CABAC解码器的高速化和高效化。在二进制算术解码装置(1)中，具备：LPS/MPS判定部(13)，其使用上下文变量、范围长度以及偏移，判定符号是劣势概率符号还是优势概率符号；再标准化处理部，其对上述范围长度和上述偏移进行再标准化处理；上下文变量计算部，其使用判定结果导出上述符号的上述二进制数据，并且根据判定结果更新上下文变量，再标准化处理部(15)具备：第一再标准化部(151)，其与LPS/MPS判定部(13)的判定处理并行地，看作为符号是劣势概率符号来进行再标准化处理；第二再标准化部(152)，其与LPS/MPS判定部(13)的判定处理并行地，看作为符号是优势概率符号来进行再标准化处理；选择部(153)，其根据判定结果，选择第一再标准化部(151)的输出或第二再标准化部(152)的输出。

摘要： 本发明涉及把二进制信息信号的数据比特流变换成约束的二进制信道信号的数据比特流的方法,这个信号是通过重复或交替使用信道码C

摘要： 一种用于根据二进制消息数据（2410）提供水印信号（2420）的水印生成器（2400）包括信息处理器（2430），被配置为根据二进制消息数据的单个消息比特提供表示一组时频域值形式的消息比特的二维扩展信息（2432）。水印生成器还包括被配置为基于二维扩展信息来提供水印信号的水印信号提供器（2440）。本文还描述了水印解码器、方法、以及计算机程序。

摘要： 一种具有二进制神经网络架构的数据处理系统，该二进制神经网络架构用于接收二进制网络输入，并且根据网络输入经由多个二进制处理节点传播信号，以根据相应的二进制权重形成网络输出，该数据处理系统被配置成通过以下操作来训练多个二进制处理节点中的每个节点：将节点功能实现为误差校正码(例如，r阶里德‑穆勒码，例如1阶里德‑穆勒码或1阶里德‑穆勒码的陪集)功能，以通过信道解码(例如，快速沃尔什‑哈达玛变换算法)来识别针对该节点的给定输入使在根据节点的当前二进制权重形成的节点的输出与从该节点的优选输出之间的任何误差最小化的二进制权重组，并且将该节点的权重更新为所识别的二进制权重组。这种训练在没有存储以及/或者使用任何更高运算精度的权重或其他要素的情况下执行。

摘要： 一种层析成像系统，包括：柱面镜、光调制盘、汇聚透镜和点阵探测器；所述光调制盘包括圆盘，所述圆盘上由内向外划分多个圆心均与圆盘的圆心重合的圆环区域，各圆环区域上均沿圆周方向设有扇形孔，圆环区域上所有扇形孔对应的圆心角度之和作为该圆环区域的光通角度；各圆环区域的光通角度形成公比为2的等比数列。通过该系统可用点阵探测器对光信号进行探测，降低了系统成本。本系统借助层析成像原理，单像素情况下仍能保证成像的质量和极高的信噪比。

摘要： 本发明涉及一种动态二进制翻译中的翻译方法，包括以下步骤：统计寻找翻译代码中频繁出现并影响翻译质量的翻译代码片断；找出上述代码片断中的指令模式；确定指令模式的翻译对应关系；扫描待翻译的基本块，寻找所述指令模式，找到，匹配成功，给所述指令模式做标记，否则，匹配未成功，结束扫描；翻译基本块，翻译时遇到标记的指令时，按照所述指令模式的翻译对应关系翻译，否则，按照常规翻译。本发明通过指令模式匹配来翻译基本块，降低代码重复优化导致的系统开销，提高翻译质量和效果，从而提高了动态二进制翻译的性能。

摘要： 本发明属于计算机体系结构中的动态二进制翻译技术领域，设计了一种基于翻译规则的系统级的动态二进制翻译方法，其提出了一种新的状态保存和恢复机制以应对系统级动态二进制翻译器中特殊场景下的冲突。具体来说，其包含了以下三个步骤：第一步首先通过在客户指令解析阶段中标识出会影响系统级实现的指令，并将其单独分离出来进行识别监控；随后在翻译规则应用阶段，对系统级指令问题、内存管理问题以及异常/中断问题会涉及到的指令进行检查和处理；最后通过分析指令流信息提出了两种对条件码优化方案以提高翻译效率。本方法在保证正确翻译的情况下，实现了高效的动态二进制翻译。

摘要： 本发明提供一种面向栈式浮点架构使用规则翻译的动态二进制翻译方法，扩展了翻译规则的适用范围，提高了现有动态二进制翻译系统对于栈式浮点指令集的支持。本发明具体操作如下，在翻译规则匹配过程中，通过虚拟化栈寄存器保证翻译规则的正确性，进而在实例化翻译规则中产生正确的目标架构指令序列；在生成目标代码时，结合浮点寄存器栈的特点，利用寄存器分配约束对浮点栈的寄存器进行分配，通过标识目标寄存器和出栈操作，实现源架构寄存器与目标架构寄存器同步，最终生成高效的目标架构浮点指令序列。相较于软件模拟的浮点指令翻译方法，本发明的方法在保证正确翻译的情况下，实现了高效的动态二进制翻译。

摘要： 本发明提供了一种动态二进制翻译中基于代码热度的翻译缓存管理方法，所述方法包括步骤：将整个翻译缓存划分两级缓存；当有新的基本块需要翻译时，根据所述基本块的地址在所述热代码缓存查找代码块；根据所述基本块的地址在所述子代码缓存查找代码块；计算缓存所述代码块需要的空间大小；清空所述子代码缓存；翻译所述基本块,并将翻译后的代码块存入所述子代码缓存；执行所述代码块；统计所述代码块的执行次数，如果所述执行次数大于所述阈值，则将所述代码块缓存入所述热代码缓存；将所述基本块加入慢哈希表，将结果加入快哈希表。

摘要： 本发明涉及一种动态二进制翻译中的翻译方法，包括以下步骤：统计寻找翻译代码中频繁出现并影响翻译质量的翻译代码片断；找出上述代码片断中的指令模式；确定指令模式的翻译对应关系；扫描待翻译的基本块，寻找所述指令模式，找到，匹配成功，给所述指令模式做标记，否则，匹配未成功，结束扫描；翻译基本块，翻译时遇到标记的指令时，按照所述指令模式的翻译对应关系翻译，否则，按照常规翻译。本发明通过指令模式匹配来翻译基本块，降低代码重复优化导致的系统开销，提高翻译质量和效果，从而提高了动态二进制翻译的性能。