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基于多核平台的多线程动态二进制翻译系统优化框架

李晓龙  
【摘要】: 在动态软件系统的开发过程中,高效的优化算法在加速系统性能的同时也引入了一定的性能开销[Massimiliano99,Sorav08]。传统静态编译器中,各种优化的工作通常都是在编译和链接可执行文件时完成的,这样在真正执行程序时,优化算法本身的开销就不会影响到程序执行的性能。在动态二进制翻译器的实现过程中,翻译、优化、执行的开销都需要计入最终的程序执行时间中去,这就导致了动态二进制翻译器的优化算法在高效的同时还需要确保较低的自身开销。 为了弥补动态二进制翻译器实现过程中的这种不足,本文借鉴多线程优化的思想,将原有动态二进制翻译系统重新划分为多线程架构:主线程负责基本块的翻译、代码块的执行和链接;优化子线程负责超级块的生成、翻译和链接,并利用多核处理器结合多线程执行的优点获得性能加速。同时,本文创新地提出了动态二进制翻译系统中适用的通过汇编指令实现的线程间参数传递方法ASLC(Assembly Lan-guage Communication),并设计出多重目标代码缓存结合哈希算法的代码缓存管理框架。相比原有的框架,多线程并行执行使软件实现的剖分(profile)指令[Jeffrey97]执行的次数增加,获得了更加准确的剖分信息,同时,超级块生成[Vasanth00]的开销被动态二进制翻译系统其他模块的开销所隐藏。通过实验表明,相比原有的实现方式,多核多线程版本的动态二进制翻译系统能够提升4%~8%左右的系统性能。


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