基于QEMU的ARM安卓网页渲染类应用负载特征提取设计与实现

发布时间：2017-10-19 23:38

  本文关键词：基于QEMU的ARM安卓网页渲染类应用负载特征提取设计与实现

  更多相关文章： 仿真器 微架构无关特征参数 安卓 网页渲染类应用

【摘要】：以ARM安卓为代表的移动智能终端设备已发展成为了具备多元化功能的交互设备。网页渲染等交互式应用的体验性,是决定移动终端设备用户体验的关键因素。分析应用在运行过程中呈现出来的体系结构特征,是对设备性能功耗优化的关键。在以往的负载微架构无关特征研究中,通常使用Gem5来提取负载特征,然而Gem5仿真速度很慢。为了快速获取负载特征,本文采用模拟器QEMU,通过对QEMU源码的分析修改,能够使用QEMU获取ARM安卓网页渲染类负载特征。本文分析了ARM安卓网页渲染类负载的特征,选取了需要提取的特征参数。并根据QEMU的CPU仿真以及内存读写原理,分析了QEMU的动态二进制翻译机制,采用二进制流插桩方法,设计了帮助函数,实现了完整指令流的获取。通过分析完整指令流,修改QEMU监控器层源码,以QEMU的译码模块、CPU仿真模块为基础,添加了指令分类、分析以及日志模块,实现了ARM安卓负载指令流的分类、相关信息提取、计算和输出,获取了ARM安卓负载特征的参数,包括指令混合比、指令并行度、分支预测性、空间局部性以及时间局部性。本文在QEMU仿真器上检测一段微架构无关特征参数已知的程序,获得的特征参数与已知参数完全一致：对网页渲染类测试集bbench,分别在QEMU和Gem5上进行了指令混合比的提取,误差最大为11.6%,对于分支预测性特征参数,参数趋势一致。实验结果表明本方案能够提取可靠的微架构无关负载特征参数。
【关键词】：仿真器 微架构无关特征参数 安卓 网页渲染类应用
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP393.092;TP316
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 研究背景与意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-11
• 1.3 研究内容与设计指标11-12
• 1.4 论文组织结构12-13
• 第二章 安卓网页渲染类应用负载特征13-21
• 2.1 微架构相关负载特征13-14
• 2.1.1 基于硬件性能计数器的负载特征13
• 2.1.2 使用硬件性能计数器的缺陷13-14
• 2.2 微架构无关负载特征14-15
• 2.2.1 负载内在特征14-15
• 2.2.2 使用负载内在特征的优势15
• 2.3 安卓系统简介15-17
• 2.3.1 系统介绍15-16
• 2.3.2 系统架构16-17
• 2.4 ARM安卓网页渲染类负载特征17-19
• 2.5 本章小结19-21
• 第三章 负载特征提取方法设计21-37
• 3.1 平台分析与选取21-23
• 3.1.1 Gem521-22
• 3.1.2 SimpleScalar22
• 3.1.3 QEMU22
• 3.1.4 平台选取22-23
• 3.2 二进制流插桩方法23-26
• 3.2.1 获取完整二进制流23-25
• 3.2.2 插桩方案设计25-26
• 3.3 原始特征信息获取26-33
• 3.3.1 译码27-29
• 3.3.2 指令分类29-30
• 3.3.3 信息提取30-33
• 3.4 特征值计算33-35
• 3.4.1 -指令并行度33-34
• 3.4.2 空间局部性34-35
• 3.4.3 时间局部性35
• 3.4.4 基本块大小35
• 3.5 特征值输出35-36
• 3.6 本章小结36-37
• 第四章 负载特征提取37-51
• 4.1 仿真环境搭建37-39
• 4.1.1 QEMU编译运行37
• 4.1.2 安卓运行环境37-38
• 4.1.3 QEMU安卓运行38-39
• 4.2 各模块实现39-49
• 4.2.1 Help Function40-42
• 4.2.2 指令分类模块42-44
• 4.2.3 分析模块44-48
• 4.2.4 日志模块48-49
• 4.3 本章小结49-51
• 第五章 实验结果及分析51-59
• 5.1 测试环境51
• 5.2 功能测试51-53
• 5.3 测试结果及分析53-57
• 5.4 本章小结57-59
• 第六章 总结与展望59-61
• 6.1 总结59
• 6.2 展望59-61
• 致谢61-63
• 参考文献63-67
• 作者简介67

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本文编号：1064027