基于二进制翻译的并行应用程序移植关键技术研究
发布时间：2021-10-10 17:54
二进制翻译技术可以在无需源码的情况下,将一种指令集架构上的可执行程序移植到另一种指令集架构上执行,其在解决新老系统兼容、异构型CPU兼容、系统安全以及遗产代码移植等方面具有重要的意义。二进制翻译技术,早已成为现代程序编译技术的热点研究之一,其对二进制代码的分析,可对程序代码的优化起到重要的指导作用。在目前众多的二进制翻译研究中,工作的热点大多聚焦于如何提高翻译的性能,针对高性能计算领域中并行程序翻译的研究较少。而高性能计算应用程序的匮乏恰恰又是限制我国国产处理器发展的非常重要的因素。本文在分析并行程序的执行特点后,结合之前二进制翻译的研究成果,提出了一种新的静态二进制翻译框架以更好地支持并行程序的翻译;与此同时,改进了并行程序的翻译过程,实现了并行应用程序的等价翻译,并通过对寄存器分配方式的改进有效提高了翻译后目标程序的执行效率。围绕如何解决并行程序的翻译以及如何有效提高翻译后本地程序执行效率的问题,本文的主要研究内容和创新点如下:1)提出并实现了反馈式静态二进制翻译框架,借助二级地址映射表,有效解决了静态二进制翻译面临的代码发现和代码定位问题,更好的支撑了并行程序的翻译;2)针对并行...
【文章来源】：战略支援部队信息工程大学河南省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
QEMU的系统构架
-SQEMU 采用基本块翻译，一定程用了少量的块内优化方法，所以对 FD-SQEMU 相比于 QEMU 有少量Nbench 测试集，FD-SQEMU 相对于均加速比为 1.16。结果看，FD-SQEMU 继承了 SQEM冗余指令，FD-SQEMU 相比于 S热代码，递归程序中对单一或某些回指令。是否能高效的处理函数调文对典型的递归算法进行了测试，速比，具体情况如图 31 所示:5.927SQEMUFD-SQEM
bzip2 milc specrand mcfSQEMU，SQEMU 在 SPEC2006 测试集上ip2，milc 程序，FD-SQEMU 和 SQE些实际应用中大量代码迭代次数地目标代码的执行阶段不需要再进，提高了目标平台代码的执行效率的加速比，对于 specrand，FD-SQEMnd 程序会频繁调用随机数生成函数。加速比。 SPEC2006 中调用库函数较少的程序19.1%；对于反复调用库函数的 S仅提升了约 15%，这是因为 FD-SQ改进。总体上，对部分 SPEC2006 程提升了 16.75%。
【参考文献】：
期刊论文
[1]二进制翻译中冗余指令优化算法[J]. 谭捷,庞建民,单征,岳峰,卢帅兵,戴涛. 计算机研究与发展. 2017(09)
[2]基于优先级动态二进制翻译寄存器分配算法[J]. 戴涛,单征,卢帅兵,石强,潭捷. 浙江大学学报(工学版). 2016(07)
[3]基于QEMU的跨平台静态二进制翻译系统[J]. 卢帅兵,庞建民,单征,岳峰. 浙江大学学报(工学版). 2016(01)
[4]软件移植、二进制翻译和国产处理器发展[J]. 刘晓楠,赵荣彩,庞建民. 信息工程大学学报. 2014(05)
[5]基于龙芯3A处理器的跨平台二进制翻译器QEMU的优化研究[J]. 张弢,陈香兰. 计算机应用与软件. 2014(07)
[6]TCG动态二进制翻译技术研究[J]. 张西超,郭向英,赵雷. 计算机应用与软件. 2013(11)
[7]二进制流模式提取在CPU/GPU下的实现框架[J]. 章一超,陈凯,梁阿磊,白英彩,管海兵. 计算机应用与软件. 2012(01)
[8]动态二进制翻译中全寄存器直接映射方法[J]. 廖银,孙广中,姜海涛,靳国杰,陈国良. 计算机应用与软件. 2011(11)
[9]“申威-1号”高性能微处理器的功能验证[J]. 黄永勤,朱英,巨鹏锦,吴志勇,陈诚. 软件学报. 2009(04)
[10]二进制翻译中的库函数处理[J]. 杨浩,唐锋,谢海斌,武成岗,冯晓兵. 计算机研究与发展. 2006(12)
博士论文
[1]SPMD程序移植及优化技术研究[D]. 岳峰.解放军信息工程大学 2014
[2]动态二进制翻译建模及其并行化研究[D]. 廖银.中国科学技术大学 2013
[3]内核级二进制翻译系统设计及性能优化[D]. 姜海涛.中国科学技术大学 2013
[4]基于CPU/GPU平台的虚拟化技术研究[D]. 朱二周.上海交通大学 2012
硕士论文
[1]基于龙芯平台的并行化动态二进制翻译中无锁队列的研究[D]. 江晓悟.中国科学技术大学 2014
[2]基于QEMU仿真器的指令优化技术的研究与实现[D]. 邵院华.电子科技大学 2013
[3]基于QEMU的动态二进制翻译优化研究[D]. 罗艳.浙江大学 2013
[4]GPU程序的二进制翻译关键技术研究[D]. 余勇.解放军信息工程大学 2012
[5]动态二进制翻译的主从式多线程并行架构及优化技术研究[D]. 崔进鲜.解放军信息工程大学 2011
[6]CPU/GPU异构多核虚拟执行环境框架的设计与实现[D]. 肖汉波.上海交通大学 2010
[7]基于动态二进制翻译的多线程程序数据竞争检测方法研究[D]. 徐超.上海交通大学 2010
[8]基于多核平台的多线程动态二进制翻译系统优化框架[D]. 李晓龙.上海交通大学 2010
[9]同构多核环境下主从式多线程动态二进制翻译器[D]. 陈结.华中科技大学 2009
[10]基于动态二进制翻译技术的反编译研究[D]. 张柏年.上海交通大学 2008
本文编号：3428868
【文章来源】：战略支援部队信息工程大学河南省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
QEMU的系统构架
-SQEMU 采用基本块翻译，一定程用了少量的块内优化方法，所以对 FD-SQEMU 相比于 QEMU 有少量Nbench 测试集，FD-SQEMU 相对于均加速比为 1.16。结果看，FD-SQEMU 继承了 SQEM冗余指令，FD-SQEMU 相比于 S热代码，递归程序中对单一或某些回指令。是否能高效的处理函数调文对典型的递归算法进行了测试，速比，具体情况如图 31 所示:5.927SQEMUFD-SQEM
bzip2 milc specrand mcfSQEMU，SQEMU 在 SPEC2006 测试集上ip2，milc 程序，FD-SQEMU 和 SQE些实际应用中大量代码迭代次数地目标代码的执行阶段不需要再进，提高了目标平台代码的执行效率的加速比，对于 specrand，FD-SQEMnd 程序会频繁调用随机数生成函数。加速比。 SPEC2006 中调用库函数较少的程序19.1%；对于反复调用库函数的 S仅提升了约 15%，这是因为 FD-SQ改进。总体上，对部分 SPEC2006 程提升了 16.75%。
【参考文献】：
期刊论文
[1]二进制翻译中冗余指令优化算法[J]. 谭捷,庞建民,单征,岳峰,卢帅兵,戴涛. 计算机研究与发展. 2017(09)
[2]基于优先级动态二进制翻译寄存器分配算法[J]. 戴涛,单征,卢帅兵,石强,潭捷. 浙江大学学报(工学版). 2016(07)
[3]基于QEMU的跨平台静态二进制翻译系统[J]. 卢帅兵,庞建民,单征,岳峰. 浙江大学学报(工学版). 2016(01)
[4]软件移植、二进制翻译和国产处理器发展[J]. 刘晓楠,赵荣彩,庞建民. 信息工程大学学报. 2014(05)
[5]基于龙芯3A处理器的跨平台二进制翻译器QEMU的优化研究[J]. 张弢,陈香兰. 计算机应用与软件. 2014(07)
[6]TCG动态二进制翻译技术研究[J]. 张西超,郭向英,赵雷. 计算机应用与软件. 2013(11)
[7]二进制流模式提取在CPU/GPU下的实现框架[J]. 章一超,陈凯,梁阿磊,白英彩,管海兵. 计算机应用与软件. 2012(01)
[8]动态二进制翻译中全寄存器直接映射方法[J]. 廖银,孙广中,姜海涛,靳国杰,陈国良. 计算机应用与软件. 2011(11)
[9]“申威-1号”高性能微处理器的功能验证[J]. 黄永勤,朱英,巨鹏锦,吴志勇,陈诚. 软件学报. 2009(04)
[10]二进制翻译中的库函数处理[J]. 杨浩,唐锋,谢海斌,武成岗,冯晓兵. 计算机研究与发展. 2006(12)
博士论文
[1]SPMD程序移植及优化技术研究[D]. 岳峰.解放军信息工程大学 2014
[2]动态二进制翻译建模及其并行化研究[D]. 廖银.中国科学技术大学 2013
[3]内核级二进制翻译系统设计及性能优化[D]. 姜海涛.中国科学技术大学 2013
[4]基于CPU/GPU平台的虚拟化技术研究[D]. 朱二周.上海交通大学 2012
硕士论文
[1]基于龙芯平台的并行化动态二进制翻译中无锁队列的研究[D]. 江晓悟.中国科学技术大学 2014
[2]基于QEMU仿真器的指令优化技术的研究与实现[D]. 邵院华.电子科技大学 2013
[3]基于QEMU的动态二进制翻译优化研究[D]. 罗艳.浙江大学 2013
[4]GPU程序的二进制翻译关键技术研究[D]. 余勇.解放军信息工程大学 2012
[5]动态二进制翻译的主从式多线程并行架构及优化技术研究[D]. 崔进鲜.解放军信息工程大学 2011
[6]CPU/GPU异构多核虚拟执行环境框架的设计与实现[D]. 肖汉波.上海交通大学 2010
[7]基于动态二进制翻译的多线程程序数据竞争检测方法研究[D]. 徐超.上海交通大学 2010
[8]基于多核平台的多线程动态二进制翻译系统优化框架[D]. 李晓龙.上海交通大学 2010
[9]同构多核环境下主从式多线程动态二进制翻译器[D]. 陈结.华中科技大学 2009
[10]基于动态二进制翻译技术的反编译研究[D]. 张柏年.上海交通大学 2008
本文编号：3428868
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