二進(jìn)制熱路徑識別技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、為了進(jìn)一步提高計(jì)算機(jī)處理性能，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)逐步朝向異構(gòu)多核系統(tǒng)架構(gòu)發(fā)展，比如異構(gòu)計(jì)算。為了使我們開發(fā)的軟件充分利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)資源，我們迫切需要一款熱點(diǎn)識別系統(tǒng)工具，它能夠分析軟件中的熱點(diǎn)。然后我們可以基于軟件的熱點(diǎn)，利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)資源對軟件進(jìn)行改造，從而提高軟件的性能。
　　本文研究了二進(jìn)制動(dòng)態(tài)翻譯技術(shù)，對國內(nèi)外主流的二進(jìn)制動(dòng)態(tài)翻譯技術(shù)的框架進(jìn)行了分析，如MIT和HP聯(lián)合開發(fā)的DynamoRio,上海交大開發(fā)的Cross

2、Bit。在分析了它們的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)后，借鑒它們的技術(shù)框架，本文設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了二進(jìn)制熱點(diǎn)識別系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)RM平臺上的二進(jìn)制可執(zhí)行程序的熱點(diǎn)進(jìn)行識別，且不需要可執(zhí)行程序的源代碼。
　　為了實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制熱點(diǎn)識別系統(tǒng)，首先對設(shè)計(jì)二進(jìn)制熱點(diǎn)識別系統(tǒng)需要的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了分析：ARM體系結(jié)構(gòu)，特別對ARM的指令集和工作模式進(jìn)行了研究，通過解釋執(zhí)行的方式模擬了 ARM指令集；二進(jìn)制可執(zhí)行文件 elf，對它的文件頭以及文件頭在整個(gè)程序編譯鏈接裝載

3、過程中的作用進(jìn)行了研究；性能分析工具，分析了gprof的實(shí)現(xiàn)原理和二進(jìn)制動(dòng)態(tài)翻譯技術(shù)的技術(shù)框架。其次通過數(shù)據(jù)流圖對二進(jìn)制熱點(diǎn)識別系統(tǒng)的功能、性能需求進(jìn)行分析，并通過數(shù)據(jù)流圖導(dǎo)出二進(jìn)制熱點(diǎn)識別系統(tǒng)的功能模塊圖以及模塊結(jié)構(gòu)圖。最后對整個(gè)二進(jìn)制識別系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，根據(jù)各模塊對外提供的功能，分析各模塊需要解決的技術(shù)難題，如初始化模塊如何加載不同程序到同一地址空間，緩存模塊中如何選擇置換算法，系統(tǒng)調(diào)用模塊中如何在虛擬寄存器上模擬執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用，