[发明专利]在动态二进制翻译系统中处理间接转移指令的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及计算机应用领域，尤其涉及一种在动态二进制翻译系统中处理间接转移指令的方法和装置。

背景技术

动态二进制翻译技术(dynamic translation)广泛应用于指令系统模拟，二进制插桩，动态优化，程序行为分析等领域。在大多数应用场景下，性能是翻译系统需考虑的重要指标。其中，控制转移指令的处理方法是影响动态翻译系统性能的重要因素。控制转移指令一般可分为条件转移，直接跳转与间接转移。对于转移目标固定的条件转移指令与直接跳转指令，翻译系统可使用代码块链接技术来降低开销。

而间接转移指令(IB：Indirect Branch)的转移目标在运行时才可以确定，且转移目标不固定，因此每次执行时均需进行一次源程序计数器地址(SPC：Source Program Counter address，简称源地址)到目标程序计数器地址(TPC：Target Program Counter address，简称目标地址)的地址转换操作，导致了巨大的性能开销，使得间接转移指令的处理过程成为系统性能开销的主要来源。

图1为现有技术中动态翻译系统处理间接转移指令的流程示意图。在获取到转移目标的源地址(SPC)时，翻译系统会进入一个PC分发器(Dispatcher)，将源地址转换为目标地址(TPC)。翻译系统一般会维护一个SPC-TPC的映射表，在源地址产生后，运行一个Hash查表例程来进行地址转换，然后再跳转至相应的目标地址。但进行一次Hash查表需要10条以上指令，导致较大的开销。软件预测法可以一定程度上避免Hash查表开销，即在转移目标的SPC产生后，进行若干次的比较-跳转的预测操作，若预测成功则直接跳转。但软件预测法的预测准确率一般较低，制约了其对整体性能的提升。

此外，还出现了一些软硬件协同的优化方案，如在CPU流水线中新增一个跳转地址查找表，或者新增一个按内容访问的相联存储器(CAM：content-associated memory)，但这些方案均需改动硬件或指令系统，通用性较差，无法在已有平台上实现。

在动态二进制翻译系统中，当间接转移指令的转移目标产生时，如何实时进行一次源地址到目标地址的转换需要提供一种新的技术方案。。

发明内容

本发明提供一种在动态二进制翻译系统中处理间接转移指令的方法和系统，要解决的技术问题是如何提升动态二进制翻译系统的性能。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种在动态二进制翻译系统中处理间接转移指令的方法，包括：

保存用于在动态二进制翻译系统中处理间接转移指令的重定向表；

当接收到间接转移指令时，根据间接转移指令中的源地址在所保存的重定向表中查找该源地址对应的表项；所述重定向表以源地址为索引建立；

如果查找到的表项为空，则在该表项中填入将程序控制流重定向至所述源地址对应的目标地址处的重定向信息；

如果查找到的表项中包含重定向信息，则执行所述重定向信息，将程序控制流重定向至相应的目标地址处。

可选地，所述重定向表复用源二进制代码空间存储，或单独存储在一块与源二进制代码空间具有一个固定偏移量的影子空间中；

所述在重定向表中查找该源地址对应的表项的步骤包括：

若重定向表存储在源二进制代码空间中，则直接查找所述源地址所代表的存储位置中的表项；

若重定向表存储在影子空间中，则在所述影子空间中，查找所述源地址加上所述的固定偏移量的结果所代表的存储位置中的表项。

可选地，如果所述动态二进制翻译系统的源平台是变长指令系统平台，则所述重定向表中的表项为链式表项，所述重定向信息为短跳转指令；

如果所述动态二进制翻译系统的源平台是定长指令系统平台，则所述重定向信息包括源地址相对应的目标地址。

可选地，所述的方法还包括：

当所述动态二进制翻译系统启动后，将源二进制代码空间或影子空间的页面标记为不可运行；当在页面填入一个表项后，在该页面其他位置填入软件中断指令；

所述如果查找到的表项为空，则在该表项中填入将程序控制流重定向至所述源地址对应的目标地址处的重定向信息的步骤包括：

当页面中不包含表项且空白表项被执行时，触发页面权限异常，调用页面异常处理函数在表项中填入将程序控制流重定向至所述源地址对应的目标地址处的重定向信息；