發(fā)布時間：2018-05-09 02:26

  本文選題：二進制翻譯 + 反編譯�。� 參考：《解放軍信息工程大學》2014年博士論文

【摘要】：當今世界信息技術一日千里,計算機處理器的發(fā)展日新月異,具有自主知識產(chǎn)權的國產(chǎn)通用處理器也得到迅猛發(fā)展。為匹配硬件平臺發(fā)展對軟件應用需求的高速增長,助推國產(chǎn)處理器廣泛應用,拓展國產(chǎn)巨型計算機的生態(tài)環(huán)境,軟件和代碼移植技術成為實現(xiàn)上述目標的快速有效解決途徑。二進制翻譯技術是實現(xiàn)軟件和代碼移植的重要手段,在無源代碼繼承、應用程序優(yōu)化、軟件系統(tǒng)安全分析等方面都有著重要的意義,是現(xiàn)代編譯技術研究的熱點之一,是軟件逆向工程的重要組成。靜態(tài)二進制翻譯在翻譯生成程序執(zhí)行速度和效率上具有先天優(yōu)勢,動態(tài)二進制翻譯在軟件移植的普適性和完備性方面效果突出,動靜結(jié)合的二進制翻譯方法可以結(jié)合二者長處,充分體現(xiàn)這項技術的特點,也是未來研究的發(fā)展方向。為了解決多源平臺二進制應用程序向國產(chǎn)處理器平臺的移植問題,本文提出了多源一體化翻譯的概念,并給出了多源一體化翻譯系統(tǒng)的整體架構,針對其中的關鍵翻譯技術和軟硬件協(xié)同翻譯技術等方面進行了系統(tǒng)深入的研究。本文研究的主要內(nèi)容和貢獻包括:1.提出了多源一體解碼和語義映射方法。目前,在二進制翻譯領域,針對多源平臺向特定目標處理器進行程序移植時的統(tǒng)一解碼處理和統(tǒng)一語義映射問題,尚未有一套整體的、具備通用性的解決方法。本文提出了在多源一體化翻譯架構中解決多源統(tǒng)一解碼和統(tǒng)一語義映射的方法。針對其中多源異構平臺統(tǒng)一解碼十分繁雜、較難統(tǒng)一的問題,本文給出了一種統(tǒng)一編碼解碼語言的本地化方法,有機地實現(xiàn)了多源平臺的一體化解碼;針對其中現(xiàn)有技術缺乏適用于多源平臺的統(tǒng)一的語義描述語言問題,本文提出了一種有效最小操作等價語義變換方法,對統(tǒng)一最小語義進行了規(guī)范定義,并構建了適用于多源一體化二進制翻譯的統(tǒng)一最小語義描述語言,實現(xiàn)了多源語義統(tǒng)一描述和統(tǒng)一轉(zhuǎn)換�；�于SPEC CPU2006等用例對采用上述方法所支撐的翻譯系統(tǒng)進行了實驗,針對各源平臺的所有測試用例均可以進行正確地指令解碼和語義轉(zhuǎn)換,翻譯生成程序均能在申威(簡稱SW)平臺得到與源平臺上相同的運行結(jié)果,表明了上述方法的有效性、完備性和正確性。2.提出了適用于多源一體化二進制翻譯的過程數(shù)據(jù)恢復方法。在多源一體化二進制翻譯中,必須要解決多源平臺向特定目標平臺的過程數(shù)據(jù)恢復問題。針對其中用戶過程數(shù)據(jù)的具體類型和訪問方式不容易恢復的問題,本文提出了一種基于語義鏡像和棧幀動態(tài)維護的用戶過程數(shù)據(jù)恢復方法,從程序指令語義角度出發(fā),有效地解決了多源異構平臺到SW平臺的用戶過程數(shù)據(jù)的恢復問題;針對其中異構平臺間庫函數(shù)調(diào)用約定差異較大帶來的難以統(tǒng)一翻譯問題,本文提出了一種基于函數(shù)封裝和按序分發(fā)的庫函數(shù)數(shù)據(jù)恢復方法,實現(xiàn)了庫函數(shù)參數(shù)傳遞差異的統(tǒng)一融合處理和多源一體化的庫函數(shù)移植。通過系統(tǒng)的整體測試,驗證了本文用戶過程數(shù)據(jù)恢復方法的有效性和正確性;對庫函數(shù)封裝和按序分發(fā)方法進行了針對性實驗,翻譯生成程序文件大小的縮減率平均達到了17.29%,表明了該方法可以有效縮減生成源碼文件的大小,降低代碼膨脹率。3.提出了針對標志位簡化翻譯的代碼優(yōu)化方法�，F(xiàn)有的標志位優(yōu)化翻譯方法均不能完全解決從X86到SW處理器的標志位模擬的特殊性問題。本文提出了基于多階段優(yōu)化策略的標志位優(yōu)化翻譯方法。針對其中標志位條件校驗存在大量冗余操作的問題,提出了一種基于相鄰條件校驗的標志位冗余操作化簡方法,有效解決了語義映射階段“冗余條件驗證”帶來的代碼膨脹問題;針對其中存在大量“無效標志位引用和定值”操作的問題,提出了一種源平臺語義模式發(fā)現(xiàn)與跨函數(shù)邊界無效標志位消除相結(jié)合的標志位優(yōu)化翻譯方法,利用異構平臺間“語義對”等價特性實現(xiàn)了語義轉(zhuǎn)換階段指令語義模式的簡化翻譯,最終在代碼優(yōu)化階段通過逐漸去除無效的標志位操作,實現(xiàn)了較為完善的靜態(tài)標志位優(yōu)化翻譯。在采用上述代碼優(yōu)化翻譯技術后,翻譯生成程序的代碼縮減率平均達到了12.11%。4.提出了一種動靜結(jié)合的二進制翻譯框架�，F(xiàn)有的二進制翻譯方式存在靜態(tài)二進制翻譯完備性差和動態(tài)翻譯效率低的問題。本文提出了一種基于增量反饋和多輪維護的動靜結(jié)合二進制翻譯框架,并給出了該框架的實現(xiàn)方法。該框架以靜態(tài)分析為基礎,以動態(tài)協(xié)同翻譯為支撐,基于輪廓信息和靜態(tài)已翻譯信息制導實現(xiàn)靜動態(tài)二進制翻譯的合理交互。實驗結(jié)果表明,本文提出的動靜結(jié)合翻譯方法能夠基本解決間接轉(zhuǎn)移指令給靜態(tài)翻譯帶來的問題,并且在翻譯參數(shù)類型和算法相對固定的程序時,經(jīng)過幾次執(zhí)行反饋后,便可形成一個相對完備的獨立程序,擁有與靜態(tài)翻譯生成程序一樣的執(zhí)行效率。5.提出了面向SW平臺的軟硬件協(xié)同翻譯方法。當前,純軟件實現(xiàn)的動態(tài)二進制翻譯存在優(yōu)化能力提升有限的現(xiàn)實問題。為了提高X86處理器到SW處理器動態(tài)二進制翻譯的執(zhí)行效率,本文在對SW體系架構和X86架構深入研究基礎上,對純軟件動態(tài)二進制翻譯的性能瓶頸進行了深入的分析,在此基礎上,提出了面向SW平臺的、軟硬件協(xié)同的二進制翻譯技術,給出了軟硬件協(xié)同翻譯的實現(xiàn)框架和解決方案。最后,本文實現(xiàn)了一個多源一體化二進制翻譯系統(tǒng),基于該系統(tǒng)對提出的相關方法和技術進行了整體實驗和測試,驗證了方法的正確性和有效性。
[Abstract]:In order to solve the problem of unified decoding processing and uniform semantic mapping in multi - source platform , this paper proposes a method for the integration of multi - source integrated translation . This paper presents a method for optimizing translation of dynamic binary translation based on incremental feedback and multi - wheel maintenance .

【學位授予單位】：解放軍信息工程大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TP332

【參考文獻】

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本文編號：1864165