一个基于即时编译器的GBA模拟器

发布时间：2020-08-03 11:31

【摘要】： GBA(Gameboy Advance)是Nintendo公司于2001年发布的便携式娱乐设备。通过软件其它平台(如PC)模拟GBA的运行环境并加载运行GBA的应用称为GBA模拟器。由于硬件平台的不同,一个高效的模拟器可以采用即时编译器(Just-In-Time Compiler)技术,即时的把源机器指令编译成目标机器指令运行。本文的目标就是提出一套方案,在x86平台上实现与优化一个基于即时编译器的GBA模拟器,并进一步展望其在PSP平台上的移植。 由于模拟器和二进制转换器的相似性,本文首先对比和分析了现存的各种二进制转换器的方案,回顾了模拟器的发展过程以及技术特点。随后根据GBA平台的特性和复杂度,选择了成熟的基于解释执行的模拟器VBA(Visual Boy Advance)为研究的出发点。 本文的核心部分描述了VBA编译内核的实现与优化的过程。首先剖析了原有的基于解释执行模拟器的结构和工作原理。然后提出了要如何基于现有的框架结构实现编译内核。 随后分为如下几部分细描述了编译内核的实现机制与运行过程: 基本块的划分 描述了静态和动态的基本块划分算法,并提出效率上更加优化的“N级预先搜索”算法。 基本块的组织 根据GBA不同区域内存的大小与访问方式,分析对运行效率有较大影响操作,提出根据访问区域和操作优化过的基本块组织算法。 代码生成 描述了ARM/THUMB机器指令对应的中间代码,以及生成x86机器指令的过程。 编译期优化 提出六种编译期优化的手段:只读常量内嵌,常量传播,复制传播,消除无用标志位更新,条件语句合并和指令重排。 基于运行时信息的优化 程序通过虚拟机运行的一个优点在于,在受控运行状态下,可以采集到运行信息,这些信息是直接在硬件上运行采集不到的。虚拟机可以通过运行时信息做
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TP337;TP314
【图文】：

Crusoe与DAISY的构架

Aries与Dynamo的构架

图 2-2 解释内核从图 2-1 中可以看出解释内核需要更新系统时钟，这与真实微处理器中系动处理器运行的架构恰好相反。解释内核判断当前指令需要的时钟cle）数，并更新系统时钟。需要说明的是，因为 ARM7 构架中流水线和预测的存在，真实的流水线阻塞的情况并没有计算在内，这样更新时钟的。一个需要精确模拟时钟的解释器可以设计一个时钟推动的解释内核，依钟信号来推动，这时一个精确时钟信号就可以保证解释器如预期的节奏然这并不解决分支预测和流水线阻塞的问题）。1.2 内存地址和 IO 映射上图中的模拟地址空间仿真 GBA 的内存，所有对内存读写操作都通过地映射到模拟地址空间上。GBA 采用 IO 和内存统一编址，外部设备的寄存到内存地址上。模拟地址空间也要模拟对 IO 寄存器的读写。1.3 中断与系统调用

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本文编号：2779565