一种二进制翻译方法、处理器及电子设备与流程

文档序号:30390640发布日期:2022-06-11 15:20阅读:276来源:国知局
一种二进制翻译方法、处理器及电子设备与流程

1.本发明涉及计算机技术领域,尤其涉及一种二进制翻译方法、处理器及电子设备。


背景技术:

2.cpu(central processing unit,中央处理器)指令集从指令的复杂程度角度划分,可以分为复杂指令集计算机(complex instruction set computer,cisc)指令和精简指令集计算机(reduced instruction set computer risc,risc)指令。其中,cisc指令数量多、适用频率差别大,指令长度不一;risc指令数量少、适用频率相近、指令长度固定。更简化的risc指令集使得设计多级流水线以及多级处理器缓存更为容易,从而提高了微处理器的性能。
3.随着微处理器工艺的不断发展,微处理器的性能已经变得越来越强,为了使得计算机可以同时处理不同cpu指令集,提高处理效率,二进制翻译技术应运而生。该技术能够使一种cpu体系架构的待翻译源程序运行在另一种cpu体系架构上,例如,可以将成熟的cpu体系架构的软件生态快速迁他至新生的cpu体系架构上。但是该技术目前仍存在翻译效率低下,冗余操作过多等技术问题,为了解决二进制翻译器效率低下的问题,一些微处理器在处理器核中提供了额外的二级制翻译器以支持翻译代码的优化。然而,现有的二级制翻译器的硬件开销较大,运行效率低,其性能还有待提升。


技术实现要素:

4.本发明实施例提供一种二进制翻译方法、处理器及电子设备,可以解决现有技术中二进制翻译器硬件开销大、运行效率低的问题。
5.为了解决上述问题,本发明实施例公开了一种二进制翻译方法,应用于二进制翻译系统,所述二进制翻译系统用于将客户机中源程序翻译为宿主机中目标程序,所述方法包括:
6.获取第一跳转指令,所述第一跳转指令为所述宿主机中目标程序的指令,所述第一跳转指令对应第一跳转地址和第二跳转地址,所述第一跳转地址为所述第一跳转指令满足跳转条件下待跳转至的目标跳转地址,所述第二跳转地址为所述第一跳转指令在不满足跳转条件下待跳转至的目标跳转地址;
7.在执行所述第一跳转指令的过程中,统计所述第一跳转指令跳转至所述第二跳转地址的跳转次数;
8.若所述跳转次数大于第一预设阈值,则对所述第一跳转地址和所述第二跳转地址进行指令重排。
9.另一方面,本发明实施例公开了一种处理器,应用于二进制翻译系统,所述二进制翻译系统用于将客户机中源程序翻译为宿主机中目标程序,所述微处理器包括:
10.取指单元,用于获取第一跳转指令,所述第一跳转指令为所述宿主机中目标程序的指令,所述第一跳转指令对应第一跳转地址和第二跳转地址,所述第一跳转地址为所述
第一跳转指令满足跳转条件下待跳转至的目标跳转地址,所述第二跳转地址为所述第一跳转指令在不满足跳转条件下待跳转至的目标跳转地址;
11.处理单元,用于在执行所述第一跳转指令的过程中,统计所述第一跳转指令跳转至所述第二跳转地址的跳转次数;若所述跳转次数大于第一预设阈值,则对所述第一跳转地址和所述第二跳转地址进行指令重排。
12.再一方面,本发明实施例还公开了一种电子设备,所述电子设备包括有存储器,以及一个或者一个以上的程序,其中一个或者一个以上程序存储于存储器中,且经配置以由一个或者一个以上处理器执行前述的二进制翻译方法。
13.本发明实施例还公开了一种可读存储介质,当所述存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时,使得电子设备能够执行前述的二进制翻译方法。
14.本发明实施例包括以下优点:
15.本发明实施例在执行宿主机中第一跳转指令的过程中,对第一跳转指令跳转至第二跳转地址的跳转次数进行统计,其中,第一跳转指令跳转至第二跳转地址的次数,也可以称为第一跳转指令不满足跳转条件的次数,或者第一跳转指令的未命中次数。然后,在跳转至第二跳转地址的跳转次数大于第一预设阈值的情况下,对第一跳转地址和第二跳转地址进行指令重排,使得跳转次数多的地址处于开销较小的跳转路径上,从而降低二进制翻译系统整体的硬件开销,提高二进制翻译系统的运行效率。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1是本发明的一种二进制翻译方法实施例的步骤流程图;
18.图2是本发明的一种目标程序的执行流程示意图;
19.图3是本发明的一种跳转指令的重排流程示意图;
20.图4是本发明的另一种目标程序的执行流程示意图;
21.图5是本发明的又一种目标程序的执行流程示意图;
22.图6是本发明的一种跳转重填表的示意图;
23.图7是本发明的一种二进制翻译处理的步骤流程图;
24.图8是本发明的一种处理器的结构框图;
25.图9是本发明的另一种处理器的结构框图;
26.图10是本发明的一种用于二进制翻译的电子设备的结构框图。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
28.方法实施例
29.参照图1,示出了本发明的一种二进制翻译方法实施例的步骤流程图,应用于二进制翻译系统,所述方法具体可以包括如下步骤:
30.步骤101,获取第一跳转指令,所述第一跳转指令为宿主机中目标程序的指令,所述第一跳转指令对应第一跳转地址和第二跳转地址。
31.步骤102,在执行所述第一跳转指令的过程中,统计所述第一跳转指令跳转至所述第二跳转地址的跳转次数。
32.步骤103,若所述跳转次数大于第一预设阈值,则对所述第一跳转地址和所述第二跳转地址进行指令重排。
33.本发明实施例提供的二进制翻译方法,可应用于二进制翻译系统。所述二进制翻译系统用于将客户机中源程序翻译为宿主机中目标程序。其中,所述第一跳转指令为宿主机对应指令,所述第一跳转指令对应第一跳转地址和第二跳转地址,所述第一跳转地址为所述第一跳转指令满足跳转条件下待跳转至的目标跳转地址,所述第二跳转地址为所述第一跳转指令在不满足跳转条件下待跳转至的目标跳转地址。
34.需要说明的是,所述源程序为二进制码。在翻译过程中,二进制翻译系统只能拿到经过编译处理的二进制代码(即源程序),对二进制代码进行反汇编处理后,得到汇编级别的代码;此时,无法以源程序中的函数为基本单元对代码进行切分。通常情况下,二进制翻译系统将获得到的源程序切分为一个又一个的翻译单元,每个翻译单元的最后一条指令通常为源程序中的跳转指令。二进制翻译系统以翻译单元为基本单位进行工作。
35.在本发明实施例中,所述第一跳转指令为宿主机中目标程序的指令,且在客户机的源程序中存在一条与所述第一跳转指令相对应的客户机跳转指令。在源程序中,跳转指令对应两个跳转方向,一个为满足跳转条件时的跳转方向,另一个为不满足跳转条件时的跳转方向,每一个跳转方向对应一个跳转地址。假设对于源程序中的跳转指令a1,其满足跳转条件时的偏移地址为offset0,不满足跳转条件时的偏移地址为offset1。在源程序中,处理器在对跳转指令进行判断后,可以直接根据跳转条件、偏移地址和该跳转指令的地址,跳转到目标跳转地址。换言之,在源程序中,前往offset0和offset1的开销是相同的。但是,二级制翻译系统对源程序进行翻译处理之后,原本的指令顺序被打乱,在宿主机的目标程序中,当前执行的跳转指令的下一条指令与该跳转指令并不一定属于同一个指令序列。并且,翻译后的目标程序中会被插入大量的b指令,宿主机中目标程序前往offset1对应的目标跳转地址时,需要先运行一条甚至多条“b offset1”指令,b指令也是一种跳转指令,因此,目标程序前往offset1对应的目标跳转地址时,往往需要进行连续跳转,而连续跳转会产生空泡,容易导致宿主机在预取指令时发生错误,影响二进制翻译系统的运行效率。
36.示例性地,假设第一跳转指令a1的跳转条件为a=b,第一跳转地址对应的偏移地址为offset0,第二跳转地址对应的偏移地址为offset1,第一跳转地址中存储的指令为指令a2,第二跳转地址中存储的指令为指令a3。参照图2,示出了本发明实施例提供的一种目标程序的执行流程示意图。如图2所示,处理器在执行第一跳转指令a1时,判断该第一跳转指令a1是否满足跳转条件,如果满足跳转条件(a=b),则直接跳转至第一跳转地址,从第一跳转地址中获取指令a2并执行;如果不满足跳转条件(a≠b),则在前往第二跳转地址之前,需要先运行一条甚至多条“b offset1”指令,然后才能从第二跳转地址中获取指令a3并执
行,增加了二进制翻译系统的硬件开销,影响二进制翻译系统的运行效率。
37.为了解决这一问题,本发明实施例在执行目标程序中第一跳转指令的过程中,首先,对第一跳转指令跳转至第二跳转地址的跳转次数进行统计,其中,第一跳转指令跳转至第二跳转地址的次数,也可以称为第一跳转指令不满足跳转条件的次数,或者第一跳转指令的未命中次数;然后,在第一跳转指令跳转至第二跳转地址的跳转次数(第一跳转指令的未命中次数)大于第一预设阈值的情况下,对第一跳转地址和第二跳转地址进行指令重排,使得目标程序尽可能减少前往offset1对应的跳转地址的次数,以减少“b offset1”指令的运行次数,降低二进制翻译系统的硬件开销,提升二进制翻译系统的运行效率。
38.作为一种示例,步骤103所述对所述第一跳转地址和所述第二跳转地址进行指令重排,包括:设置例外,以在所述跳转次数大于第一预设阈值时,执行自定义例外服务程序,以修改内存池中所述第一跳转指令的跳转方向,并交换所述第一跳转地址和所述第二跳转地址中存储的指令,使得所述第一跳转指令在满足跳转条件时跳转至所述第二跳转地址,在不满足跳转条件时,跳转至所述第一跳转地址。
39.需要说明的是,程序运行过程中,通常基于例外机制处理发生的异常事件,例如,除0溢出、数组越界、文件找不到等异常事件。在程序运行过程中,如果发生了例外,则可以生成一个代表该例外的对象,该对象包含了该例外的详细信息;然后,把这个对象交给运行时系统,运行时系统寻找相应的代码来处理这一例外。
40.在本发明实施例中,可以通过执行自定义例外服务程序,对第一跳转指令的第一跳转地址和第二跳转地址进行重排。参照图3,示出了本发明实施例提供的一种跳转指令的重排流程示意图。如图3所示,在执行宿主机中的目标程序之前,可以先设置跳转重填表的第一预设阈值。其中,所述跳转重填表用于记录第一跳转指令的运行次数和未命中次数(也即第一跳转指令不满足跳转条件的次数)。pc为第一跳转指令的地址,可以将第一跳转指令的地址作为第一跳转指令的指令标识。每执行一次第一跳转指令,就按照第一跳转指令的pc,在跳转重填表中更新第一跳转指令对应的运行次数和未命中次数。在本发明实施例中,可以将第一跳转指令的未命中次数大于第一预设阈值作为异常事件,如果第一跳转指令的未命中次数大于第一预设阈值,则触发例外,通过执行自定义例外服务程序,实现对第一跳转指令的第一跳转地址和第二跳转地址的指令重排。具体的,如图3所示,可以通过执行自定义例外服务程序,交换内存池中记录的第一跳转地址和第二跳转地址,以改变第一跳转指令的跳转方向,使得第一跳转指令在满足跳转条件时前往第二跳转地址,在不满足跳转条件时前往第一跳转地址;并且,交换第一跳转地址和第二跳转地址中存储的指令。示例性地,在进行指令重排之前,第一跳转地址中存储有指令a2,第二跳转地址中存储有指令a3。经过指令重排,第一跳转地址中存储的指令变为指令a3,第二跳转地址中存储的指令变为指令a2。
41.参照图4,示出了本发明实施例提供的另一种目标程序的执行流程示意图。如图4所示,处理器在确定第一跳转指令满足跳转条件(a=b)的情况下,前往第二跳转地址中取出指令a2并执行;在确定第一跳转指令不满足跳转条件(a≠b)的情况下,前往第一跳转地址中取出指令a3并执行。相比于图2所示的指令重排之前目标程序的执行流程,本发明在对第一跳转地址和第二跳转地址进行指令重排之后,目标程序在a=b的情况下,将要执行的下一条指令依然为指令a2,在a≠b的情况下,将要执行的下一条指令依然为指令a3,并未改
变目标程序的执行逻辑,但是经过指令重排,目标程序在第一跳转指令不满足跳转条件的情况下,无需再前往offset1对应的第二跳转地址,可以直接从offset0对应的第一跳转地址中获取到指令a3并执行。虽然目标跳转程序在第一跳转指令满足跳转条件的情况下,前往第二跳转地址依然要执行“b offset1”指令,但由于第一跳转指令的未命中次数大于第一预设阈值,说明在相同时间内,第一跳转指令满足跳转条件的次数小于不满足跳转条件的次数,相比于图2所示的执行流程,图4所示的执行流程中,有效减少了“b offset1”指令的运行次数,从而降低二进制翻译系统的硬件开销,提升了二进制翻译系统的运行效率。
42.作为另一种示例,步骤103所述对所述第一跳转地址和所述第二跳转地址进行重排,包括:对所述第一跳转指令的跳转条件取反,并交换所述第一跳转地址和所述第二跳转地址中存储的指令。
43.在本发明实施例中,还可以通过对第一跳转指令的跳转条件取反,并交换第一跳转地址和第二跳转地址中存储的指令来实现对第一跳转地址和第二跳转地址的指令重排。
44.假设第一跳转指令a1原本的跳转条件为a=b,对其跳转条件取反之后,第一跳转指令a1的跳转条件变为a≠b。在进行指令重排之前,第一跳转地址中存储有指令a2,第二跳转地址中存储有指令a3。经过指令重排,第一跳转地址中存储的指令变为指令a3,第二跳转地址中存储的指令变为指令a2。
45.参照图5,示出了本发明实施例提供的又一种目标程序的执行流程示意图。如图5所示,处理器在确定第一跳转指令满足跳转条件(a≠b)的情况下,前往第一跳转地址中取出指令a3并执行;在确定第一跳转指令不满足跳转条件(a=b)的情况下,前往第二跳转地址中取出指令a2并执行。相比于图2所示的指令重排之前目标程序的执行流程,本发明在对第一跳转地址和第二跳转地址进行指令重排之后,目标程序在a=b的情况下,将要执行的下一条指令依然为指令a2,在a≠b的情况下,将要执行的下一条指令依然为指令a3,并未改变目标程序的执行逻辑,但是经过指令重排,目标程序在a≠b的情况下,无需再前往offset1对应的第二跳转地址,可以直接从offset0对应的第一跳转地址中获取到指令a3并执行。虽然目标跳转程序在a=b的情况下,前往第二跳转地址依然要执行“b offset1”指令,但指令重排之前由于第一跳转指令的未命中次数大于第一预设阈值,说明在相同时间内,第一跳转指令满足a=b的次数小于满足a≠b的次数,相比于图2所示的执行流程,从而有效减少了“b offset1”指令的运行次数,降低二进制翻译系统的硬件开销,提升二进制翻译系统的运行效率。
46.在本发明的一种可选实施例中,所述方法还包括:
47.步骤s11,若所述跳转次数小于或等于第一预设阈值,且当前执行的指令为所述第一跳转指令,则判断所述第一跳转指令是否满足跳转条件;
48.步骤s12,若所述第一跳转指令满足跳转条件,则跳转至所述第一跳转地址,从所述第一跳转地址中获取目标指令并执行;
49.步骤s13,若所述第一跳转指令不满足跳转条件,则执行膨胀指令后跳转至所述第二跳转地址,从所述第二跳转地址中获取目标指令并执行;其中,所述膨胀指令为所述二进制翻译系统对待翻译源程序进行翻译处理的过程中产生的。
50.在本发明实施例中,如果第一跳转指令跳转至第二跳转地址的跳转次数,也即第一跳转指令的未命中次数,小于第一预设阈值,则不对第一跳转指令的第一跳转地址和第
二跳转地址进行重排,仍然按照现有二进制翻译器中的处理过程执行第一跳转指令。具体的,判断第一跳转指令是否满足跳转条件,如果满足跳转条件,则直接跳转至第一跳转地址,从第一跳转地址中获取目标指令并执行;如果不满足跳转条件,则执行膨胀指令后跳转至第二跳转地址,从第二跳转地址中获取目标指令并执行。
51.作为一种示例,假设在目标程序中第一跳转地址对应的第一偏移地址为offset0,第二跳转地址对应的第二偏移地址为offset1。如果第一跳转指令的未命中次数小于或等于第一预设阈值,那么,在第一跳转指令满足跳转条件时,直接前往第一跳转地址获取目标指令;在第一跳转指令不满足跳转条件时,先运行一条“b offset1”指令,然后再前往第二跳转地址获取目标指令。由于第一跳转指令跳转至第二跳转地址的跳转次数小于或等于第一预设阈值,即在每次前往第二跳转地址之前需要先运行一条“b offset1”指令,“boffset1”指令的运行次数也会小于第一预设阈值,造成的硬件开销有限,对二进制翻译系统的运行效率的影响较小。因此,本发明实施例通过设置第一预设阈值,根据跳转指令的未命中次数与第一预设阈值的大小关系,采取对应的指令执行策略,从而有效控制二进制翻译系统的硬件开销。
52.在本发明的一种可选实施例中,步骤102所述在执行所述第一跳转指令的过程中,统计所述第一跳转指令跳转至所述第二跳转地址的跳转次数,包括:
53.步骤s21,在执行所述第一跳转指令的过程中,统计所述第一跳转指令的运行次数和跳转至所述第二跳转地址的跳转次数;
54.步骤s22,在预设的跳转重填表中记录所述运行次数和所述跳转次数。
55.在本发明实施例中,可以通过预先设置的跳转重填表对第一跳转指令的运行次数和跳转至第二跳转地址的跳转次数(以下称为“未命中次数”)进行记录。参照图6,示出了本发明实施例提供的一种跳转重填表的示意图。如图6所示,可以将第一跳转指令在目标程序中的地址(pc)作为第一跳转指令的指令标识,以便于根据地址区分各条第一跳转指令,并记录每条第一跳转指令的未命中次数(not taken times)和运行次数(run times)。
56.作为一种示例,可以根据实际需求,对目标程序中需要统计未命中次数的第一跳转指令进行标记,在执行目标程序的过程中,仅对标记的第一跳转指令的未命中次数进行统计,也即跳转至第二跳转地址的跳转次数,以及第一跳转指令的运行次数进行统计,并将统计结果记录在跳转重填表中。二进制翻译系统可以通过查询跳转重填表,确定是否需要对第一跳转指令的第一跳转地址和第二跳转地址进行重排,提高了二进制翻译系统的信息查询效率。
57.在本发明的一种可选实施例中,所述对所述第一跳转地址和所述第二跳转地址进行指令重排之后,所述方法还包括:将所述第一跳转指令转换为第二跳转指令,并继续顺序执行下一条指令,其中,所述二进制翻译系统对所述第二跳转指令的运行次数和跳转次数不进行统计。
58.需要说明的是,在本发明实施例中,仅对标记的第一跳转指令的运行次数和跳转次数进行统计并记录在跳转重填表中,对目标程序中的其他跳转指令,也即第二跳转指令的运行次数和跳转次数不进行统计。第二跳转指令为经过指令重排的第一跳转指令,相比于第一跳转指令,在执行第二跳转指令时,无论第二跳转指令是否满足跳转条件,处理器执行b指令的次数已经有效减少,因此无需再对第二跳转指令进行任何处理,也就无需在跳转
重填表中记录第二跳转指令的运行次数和跳转次数,以避免过多的占用跳转重填表中的表项,提高跳转重填表的利用率。
59.将第一跳转指令转换为第二跳转指令之后,按照目标程序中各条指令的顺序,继续执行下一条指令即可。
60.在本发明的一种可选实施例中,所述方法还包括:
61.若所述第一跳转指令的运行次数大于第二预设阈值,则将所述跳转重填表中所述第一跳转指令的运行次数和跳转次数清零。
62.在本发明实施例中,可以在第一跳转指令的运行次数大于第二预设阈值的情况下将跳转重填表中第一跳转指令的运行次数和跳转次数清零,以保证跳转重填表中记录的运行次数和跳转次数的时效性,避免数据冗余。其中,所述第一预设阈值和所述第二预设阈值均可以根据实际需求进行设置,本发明实施例对此不做具体限定,通常情况下,第一预设阈值小于第二预设阈值。
63.此外,在本发明实施例中,还可以在跳转重填表被占满,也即不存在空闲表项的情况下,可以根据每条第一跳转指令被记录的时间,将最早被记录的第一跳转指令对应的信息进行覆盖;或者,也可以根据预设时间内,每条第一跳转指令的信息更新频率,将信息更新频率最低的第一跳转指令对应的信息进行覆盖,以保证当前执行的第一跳转指令的信息,如运行次数、跳转次数被实时记录在跳转重填表中。
64.在本发明的一种可选实施例中,步骤101所述获取第一跳转指令之前,所述方法还包括:
65.步骤s31,获取待翻译源程序,所述源程序包括至少一条跳转指令;
66.步骤s32,基于所述跳转指令对所述源程序进行切分,得到至少一个翻译单元;
67.步骤s33,对所述至少一个翻译单元进行反汇编处理,得到每个翻译单元对应的汇编程序;
68.步骤s34,调用翻译函数对每个翻译单元对应的汇编程序进行翻译处理,得到每个翻译单元对应的目标程序。
69.宿主机中的目标程序是由二进制翻译系统对客户机中的源程序进行翻译处理得到的。参照图7,示出了本发明实施例提供的一种二进制翻译处理的步骤流程图。如图7所示,具体的,二进制翻译系统获取待翻译源程序之后,先基于源程序中的跳转指令对源程序进行切分,得到翻译单元,也即二进制翻译系统的基本工作单元。然后,二进制翻译系统对翻译单元进行反汇编处理,得到每个翻译单元对应的汇编程序。其中,每一个翻译单元对应一个汇编程序。最后,二进制翻译系统调用相应的翻译函数对得到的汇编程序进行翻译处理,就可以得到翻译单元对应的目标程序。其中,翻译函数可以选用本领域的任意擅长进行指令翻译的函数,对此本发明实施例不做具体限定。
70.需要说明的是,二进制翻译系统在对待翻译源程序进行处理时,是按照切分的翻译单元,以及各个翻译单元之间的顺序依次进行处理的。具体的,二进制翻译系统在得到各个翻译单元对应的目标程序之后,按照翻译单元的顺序依次执行各个翻译单元对应的目标程序。在本发明的一种可选实施例中,所述方法还包括:
71.步骤s41,判断当前翻译单元对应的汇编程序是否翻译结束;
72.步骤s42,若当前翻译单元对应的汇编程序翻译结束,则按照预设顺序对下一个翻
译单元进行翻译处理。
73.对于当前翻译单元对应的汇编程序,二进制翻译系统首先判断该汇编程序是否翻译完毕。如果该汇编程序翻译完毕,则按照翻译单元的顺序,也即预设顺序,对下一个翻译单元进行翻译处理。其中,所述预设终止条件可以为满足二进制翻译系统的翻译程序退出逻辑,或者,按照预设顺序,当前翻译单元之后,不存在其他翻译单元,等等。
74.在本发明的一种可选实施例中,步骤s32所述基于所述跳转指令对所述待翻译源程序进行切分,得到至少一个翻译单元,包括:
75.子步骤s321,查找并标记待翻译源程序中的跳转指令;
76.子步骤s322,判断所述源程序中的第三跳转指令之前是否存在第四跳转指令;
77.子步骤s323,若所述第三跳转指令之前存在所述第四跳转指令,则从所述源程序中提取所述第三跳转指令,以及提取所述第三跳转指令与所述第四跳转指令之间的指令,得到一个翻译单元;
78.子步骤s324,若所述第三跳转指令之前不存在第四跳转指令,则从所述源程序中提取所述第一跳转指令及其之前的各个指令,得到一个翻译单元。
79.其中,所述第三跳转指令、第四跳转指令均为所述源程序中的任意一条跳转指令,所述第四跳转指令位于所述第三跳转指令之前。
80.在本发明实施例中,可以将待翻译源程序中的跳转指令作为切分点对源程序进行切分。具体的,先查找源程序中的跳转指令,并对查找出的跳转指令进行标记,便于识别。然后,针对标记的每一个跳转指令,也即第三跳转指令,判断是否存在位于其之前的第四跳转指令。如果第三跳转指令之前存在第四跳转指令,则从源程序中提取第三跳转指令,以及第三跳转指令与第四跳转指令之间的各条指令,得到一个翻译单元;如果第三跳转指令之前不存在第四跳转指令,则说明第三跳转指令为源程序中的第一个跳转指令,从源程序中提取第三跳转指令及其之前的指令,即可得到一个翻译单元。
81.综上,本发明实施例提供了一种二进制翻译方法,该方法能够在执行宿主机中第一跳转指令的过程中,对第一跳转指令跳转至第二跳转地址的跳转次数进行统计,其中,第一跳转指令跳转至第二跳转地址的次数,也可以称为第一跳转指令不满足跳转条件的次数,或者第一跳转指令的未命中次数。然后,在跳转至第二跳转地址的跳转次数大于第一预设阈值的情况下,对第一跳转地址和第二跳转地址进行指令重排,使得跳转次数多的地址处于开销较小的跳转路径上,从而降低二进制翻译系统整体的硬件开销,提高二进制翻译系统的运行效率。
82.需要说明的是,对于方法实施例,为了简单描述,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制,因为依据本发明实施例,某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次,本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于优选实施例,所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。
83.装置实施例
84.参照图8,示出了本发明的一种处理器的结构框图,应用于二进制翻译系统,所述二进制翻译系统用于将客户机中源程序翻译为宿主机中目标程序,所述处理器80具体可以包括:
85.取指单元801,用于获取第一跳转指令,所述第一跳转指令为所述宿主机中目标程序指令,所述第一跳转指令对应第一跳转地址和第二跳转地址,所述第一跳转地址为所述第一跳转指令满足跳转条件下待跳转的目标跳转地址,所述第二跳转地址为所述第一跳转指令在不满足跳转条件下待跳转的目标跳转地址;
86.处理单元802,用于在执行所述第一跳转指令的过程中,统计所述第一跳转指令跳转至所述第二跳转地址的跳转次数;若所述跳转次数大于第一预设阈值,则对所述第一跳转地址和所述第二跳转地址进行指令重排。
87.在本发明的一种可选实施例中,所述处理单元具体用于:
88.执行自定义例外服务程序,以修改内存池中所述第一跳转指令的跳转方向,并交换所述第一跳转地址和所述第二跳转地址中存储的指令,使得所述第一跳转指令在满足跳转条件时跳转至所述第二跳转地址,在不满足跳转条件时,跳转至所述第一跳转地址。
89.在本发明的一种可选实施例中,所述处理单元具体用于:
90.对所述第一跳转指令的跳转条件取反,并交换所述第一跳转地址和所述第二跳转地址中存储的指令。
91.在本发明的一种可选实施例中,所述处理单元具体用于:
92.在执行所述第一跳转指令的过程中,统计所述第一跳转指令的运行次数和跳转至所述第二跳转地址的跳转次数;
93.在预设的跳转重填表中记录所述运行次数和所述跳转次数。
94.在本发明的一种可选实施例中,所述处理单元还用于:
95.若所述第一跳转指令的运行次数大于第二预设阈值,则将所述跳转重填表中所述第一跳转指令的运行次数和跳转次数清零。
96.在本发明的一种可选实施例中,所述处理单元还用于:
97.将所述第一跳转指令转换为第二跳转指令,并继续顺序执行下一条指令,其中,所述二进制翻译系统对所述第二跳转指令的运行次数和跳转次数不进行统计。
98.在本发明的一种可选实施例中,所述处理单元还用于:
99.若所述跳转次数小于或等于第一预设阈值,且当前执行的指令为所述第一跳转指令,则判断所述第一跳转指令是否满足跳转条件;
100.若所述第一跳转指令满足跳转条件,则跳转至所述第一跳转地址,从所述第一跳转地址中获取目标指令并执行;
101.若所述第一跳转指令不满足跳转条件,则执行膨胀指令后跳转至所述第二跳转地址,从所述第二跳转地址中获取目标指令并执行;其中,所述膨胀指令为所述二进制翻译系统对待翻译源程序进行翻译处理的过程中产生的。
102.在本发明的一种可选实施例中,所述取指单元还用于:
103.获取待翻译源程序,所述源程序包括至少一条跳转指令;
104.所述处理单元还用于:
105.基于所述跳转指令对所述源程序进行切分,得到至少一个翻译单元;
106.对所述至少一个翻译单元进行反汇编处理,得到每个翻译单元对应的汇编程序;
107.调用翻译函数对每个翻译单元对应的汇编程序进行翻译处理,得到每个翻译单元对应的目标程序。
108.在本发明的一种可选实施例中,所述处理单元具体用于:
109.查找并标记待翻译源程序中的跳转指令;
110.判断所述源程序中的第三跳转指令之前是否存在第四跳转指令,所述第三跳转指令、第四跳转指令均为所述源程序中的任意一条跳转指令,所述第四跳转指令位于所述第三跳转指令之前;
111.若所述第三跳转指令之前存在所述第四跳转指令,则从所述待翻译源程序中提取所述第三跳转指令,以及提取所述第三跳转指令与所述第四跳转指令之间的指令,得到一个翻译单元;
112.若所述第三跳转指令之前不存在第四跳转指令,则从所述源程序中提取所述第一跳转指令及其之前的各个指令,得到一个翻译单元。
113.在本发明的一种可选实施例中,所述处理单元还用于:
114.判断当前翻译单元对应的汇编程序是否翻译结束;
115.若当前翻译单元对应的汇编程序翻译结束,则按照预设顺序对下一个翻译单元进行翻译处理。
116.需要说明的是,处理器80还可以包括解码单元803。解码单元803用于对待执行指令进行解码。
117.处理单元802可以包括执行单元8021。执行单元8021用于执行算数运算操作。
118.可选地,处理单元802还可以包括物理寄存器堆8022。在执行指令的过程中,指令中可能包括源操作数,需要从物理寄存器堆8022中读取出来。物理寄存器堆中还可以存储与指令运行相关的其他数据。例如,将执行单元8021的执行结果写回到物理寄存器堆8022中。
119.可选地,执行单元8021可以包括至少一个运算单元。所述至少一个运算单元的类型可以不同,例如,定点运算单元、浮点运算单元,等。
120.可选地,本发明实施例提供的处理器,可以为单发射处理器。单发射处理器是指在一个时钟周期内只从存储器中取出一条指令,并且只对一条指令进行解码,只执行一条指令,只写一个运算结果。
121.需要说明的是,本发明实施例对处理器的类型和实现方式不做限定,例如,处理器可以为微处理器、芯片等。
122.图9为本发明实施例提供的处理器的另一种结构框图。图9所示的处理器,相比于图8所示的处理器,可以为多发射处理器。多发射处理器是指在一个时钟周期内可以同时从存储器中取出多条指令,同时对多条指令进行解码。如图9所示,本发明实施例提供的处理器,在图8所示处理器的基础上,还可以包括重命名单元8023、发射单元8024和重排序单元8025。
123.其中,重命名单元8023用于将指令的写回物理寄存器堆8022的地址重命名。
124.发射单元8024用于确定将指令发送到哪个单元执行,例如,发送到执行单元执行,或者,发送到执行单元中的定点运算单元执行,或者发送到执行单元中的浮点运算单元执行,等等。
125.重排序单元8025用于按照指令的顺序,将指令在物理寄存器堆8022中的写回地址的数据标记为已提交。
126.综上,本发明实施例提供了一种处理器,该微处理器能够在执行宿主机中第一跳转指令的过程中,对第一跳转指令跳转至第二跳转地址的跳转次数进行统计,其中,第一跳转指令跳转至第二跳转地址的次数,也可以称为第一跳转指令不满足跳转条件的次数,或者第一跳转指令的未命中次数。然后,在跳转至第二跳转地址的跳转次数大于第一预设阈值的情况下,对第一跳转地址和第二跳转地址进行指令重排,使得跳转次数多的地址处于开销较小的跳转路径上,从而降低二进制翻译系统整体的硬件开销,提高二进制翻译系统的运行效率。
127.对于处理器实施例而言,由于其与方法实施例基本相似,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
128.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
129.本发明实施例提供了一种用于二进制翻译的电子设备,所述电子设备应用于二进制翻译系统,所述二进制翻译系统用于将客户机中源程序翻译为宿主机中目标程序,所述电子设备包括有存储器,以及一个或者一个以上的程序,其中一个或者一个以上程序存储于存储器中,且经配置以由一个或者一个以上处理器执行所述一个或者一个以上程序包含用于进行以下操作的指令:获取第一跳转指令,所述第一跳转指令为所述宿主机中目标程序的指令,所述第一跳转指令对应第一跳转地址和第二跳转地址,所述第一跳转地址为所述第一跳转指令满足跳转条件下待跳转至的目标跳转地址,所述第二跳转地址为所述第一跳转指令在不满足跳转条件下待跳转至的目标跳转地址;在执行所述第一跳转指令的过程中,统计所述第一跳转指令跳转至所述第二跳转地址的跳转次数;若所述跳转次数大于第一预设阈值,则对所述第一跳转地址和所述第二跳转地址进行指令重排。
130.图10是根据一示例性实施例示出的一种用于二进制翻译的电子设备300的结构框图。例如,电子设备300可以是移动电话,计算机,数字广播终端,消息收发设备,游戏控制台,平板设备,医疗设备,健身设备,个人数字助理等。
131.参照图10,电子设备300可以包括以下一个或多个组件:处理组件302,存储器304,电源组件306,多媒体组件308,音频组件310,输入/输出(i/o)的接口312,传感器组件314,以及通信组件316。
132.处理组件302通常控制电子设备300的整体操作,诸如与显示,电话呼叫,数据通信,相机操作和记录操作相关联的操作。处理元件302可以包括一个或多个处理器80来执行指令,以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外,处理组件302可以包括一个或多个模块,便于处理组件302和其他组件之间的交互。例如,处理组件302可以包括多媒体模块,以方便多媒体组件308和处理组件302之间的交互。
133.存储器304被配置为存储各种类型的数据以支持在电子设备300的操作。这些数据的示例包括用于在电子设备300上操作的任何应用程序或方法的指令,联系人数据,电话簿数据,消息,图片,视频等。存储器304可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现,如静态随机存取存储器(sram),电可擦除可编程只读存储器(eeprom),可擦除可编程只读存储器(eprom),可编程只读存储器(prom),只读存储器(rom),磁存储器,快闪存储器,磁盘或光盘。
134.电源组件306为电子设备300的各种组件提供电力。电源组件306可以包括电源管
理系统,一个或多个电源,及其他与为电子设备300生成、管理和分配电力相关联的组件。
135.多媒体组件308包括在所述电子设备300和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中,屏幕可以包括液晶显示器(lcd)和触摸面板(tp)。如果屏幕包括触摸面板,屏幕可以被实现为触摸屏,以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界,而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中,多媒体组件308包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当电子设备300处于操作模式,如拍摄模式或视频模式时,前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。
136.音频组件310被配置为输出和/或输入音频信号。例如,音频组件310包括一个麦克风(mic),当电子设备300处于操作模式,如呼叫模式、记录模式和语音信息处理模式时,麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器304或经由通信组件316发送。在一些实施例中,音频组件310还包括一个扬声器,用于输出音频信号。
137.i/o接口312为处理组件302和外围接口模块之间提供接口,上述外围接口模块可以是键盘,点击轮,按钮等。这些按钮可包括但不限于:主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。
138.传感器组件314包括一个或多个传感器,用于为电子设备300提供各个方面的状态评估。例如,传感器组件314可以检测到电子设备300的打开/关闭状态,组件的相对定位,例如所述组件为装置300的显示器和小键盘,传感器组件314还可以检测电子设备300或电子设备300一个组件的位置改变,用户与电子设备300接触的存在或不存在,电子设备300方位或加速/减速和电子设备300的温度变化。传感器组件314可以包括接近传感器,被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件314还可以包括光传感器,如cmos或ccd图像传感器,用于在成像应用中使用。在一些实施例中,该传感器组件314还可以包括加速度传感器,陀螺仪传感器,磁传感器,压力传感器或温度传感器。
139.通信组件316被配置为便于电子设备300和其他设备之间有线或无线方式的通信。电子设备300可以接入基于通信标准的无线网络,如wifi,2g或3g,或它们的组合。在一个示例性实施例中,通信组件316经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中,所述通信组件316还包括近场通信(nfc)模块,以促进短程通信。例如,在nfc模块可基于射频信息处理(rfid)技术,红外数据协会(irda)技术,超宽带(uwb)技术,蓝牙(bt)技术和其他技术来实现。
140.在示例性实施例中,电子设备300可以被一个或多个应用专用集成电路(asic)、数字信号处理器(dsp)、数字信号处理设备(dspd)、可编程逻辑器件(pld)、现场可编程门阵列(fpga)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现,用于执行上述方法。
141.在示例性实施例中,还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质,例如包括指令的存储器304,上述指令可由电子设备300的处理器320执行以完成上述方法。例如,所述非临时性计算机可读存储介质可以是rom、随机存取存储器(ram)、cd-rom、磁带、软盘和光数据存储设备等。
142.一种非临时性计算机可读存储介质,当所述存储介质中的指令由电子设备(服务
器或者终端)的处理器执行时,使得处理器能够执行图1所示的二进制翻译方法。
143.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
144.本领域内的技术人员应明白,本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此,本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
145.本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
146.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以预测方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
147.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上,使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
148.尽管已描述了本发明实施例的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
149.最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个
……”
限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
150.以上对本发明所提供的一种二进制翻译方法、装置及电子设备,进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
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