QEMU仿真器的代碼緩存管理策略研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來，二進(jìn)制翻譯技術(shù)已成為一種用軟件方法實(shí)現(xiàn)代碼移植的重要手段。由于二進(jìn)制翻譯及其相關(guān)優(yōu)化技術(shù)的研究在代碼移植、虛擬機(jī)、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、計(jì)算機(jī)安全和硬件開發(fā)等方面都具有重要意義，已經(jīng)成為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)研究的熱點(diǎn)之一。
　　二進(jìn)制翻譯技術(shù)通常分為解釋執(zhí)行、動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯和靜態(tài)二進(jìn)制翻譯三種。解釋執(zhí)行一次翻譯一條指令并立即執(zhí)行，并不保存翻譯結(jié)果；靜態(tài)二進(jìn)制翻譯則先對(duì)二進(jìn)制指令進(jìn)行靜態(tài)翻譯、分析，最后生成經(jīng)過優(yōu)化處理的本地代碼；動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯則

2、采用邊翻譯邊執(zhí)行的策略，在執(zhí)行過程中收集動(dòng)態(tài)信息以便對(duì)翻譯后代碼塊進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)保存翻譯后的代碼塊，當(dāng)代碼塊再次被執(zhí)行時(shí)就可以直接使用緩存中的代碼塊，從而大大提升翻譯器性能。動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯系統(tǒng)中，用來緩存代碼塊的子系統(tǒng)被稱為代碼緩存（Translated Code Cache）。
　　本文首先介紹了二進(jìn)制翻譯技術(shù)的研究現(xiàn)狀和基本原理，然后簡(jiǎn)要介紹了QEMU平臺(tái)。針對(duì)動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯系統(tǒng)QEMU，研究如何為其代碼緩存子系統(tǒng)設(shè)計(jì)一個(gè)高效

3、的管理策略，來存放和管理已經(jīng)翻譯好的目標(biāo)代碼塊。研究?jī)?nèi)容包括代碼緩存空間的性能影響因素即命中時(shí)間、缺失率、缺失代價(jià)，和它的申請(qǐng)、分配以及組織和替換策略。文章通過針對(duì)目前動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯系統(tǒng)中已有的代碼緩存的替換算法的分析和對(duì)比，結(jié)合QEMU平臺(tái)自身的一些特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的代碼緩存管理策略。兩種策略分別將全清空策略和 FIFO策略，以及全清空策略與LRU策略相結(jié)合起來，結(jié)合了它們的優(yōu)點(diǎn)。而且在全系統(tǒng)模擬的情況下，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，同時(shí)通過SP