QEMU仿真器的代碼緩存管理策略研究與實現(xiàn).pdf

1、近年來，二進制翻譯技術已成為一種用軟件方法實現(xiàn)代碼移植的重要手段。由于二進制翻譯及其相關優(yōu)化技術的研究在代碼移植、虛擬機、網(wǎng)絡應用、計算機安全和硬件開發(fā)等方面都具有重要意義，已經(jīng)成為現(xiàn)代計算機研究的熱點之一。
　　二進制翻譯技術通常分為解釋執(zhí)行、動態(tài)二進制翻譯和靜態(tài)二進制翻譯三種。解釋執(zhí)行一次翻譯一條指令并立即執(zhí)行，并不保存翻譯結果；靜態(tài)二進制翻譯則先對二進制指令進行靜態(tài)翻譯、分析，最后生成經(jīng)過優(yōu)化處理的本地代碼；動態(tài)二進制翻譯則

2、采用邊翻譯邊執(zhí)行的策略，在執(zhí)行過程中收集動態(tài)信息以便對翻譯后代碼塊進行優(yōu)化，同時保存翻譯后的代碼塊，當代碼塊再次被執(zhí)行時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。動態(tài)二進制翻譯系統(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制翻譯技術的研究現(xiàn)狀和基本原理，然后簡要介紹了QEMU平臺。針對動態(tài)二進制翻譯系統(tǒng)QEMU，研究如何為其代碼緩存子系統(tǒng)設計一個高效

3、的管理策略，來存放和管理已經(jīng)翻譯好的目標代碼塊。研究內(nèi)容包括代碼緩存空間的性能影響因素即命中時間、缺失率、缺失代價，和它的申請、分配以及組織和替換策略。文章通過針對目前動態(tài)二進制翻譯系統(tǒng)中已有的代碼緩存的替換算法的分析和對比，結合QEMU平臺自身的一些特點，設計了相應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策略相結合起來，結合了它們的優(yōu)點。而且在全系統(tǒng)模擬的情況下，進行了實驗驗證，同時通過SP