二进制翻译中的库函数处理

在二进制翻译技术中，快速有效地处理系统库函数调用是一个值得研究的课题．基于动静结合二进制翻译技术，提出一种对系统库函数进行分类处理的算法，能够很好地利用动静结合二进制翻译的技术特点和目标机本地的函数调用约定，减少不必要的内存操作，提高源二进制代码在目标机上的执行效率．该算法能够在系统库函数和系统调用之间灵活地切换，并且对于系统库函数有较强的适用性．经过大量的测试验证，在应用该算法后，Digital Bridge Version2系统不仅能够正确有效地处理系统库函数调用，并且性能有了很大的改善．     

二进制翻译中的X86浮点栈处理

二进制翻译系统是一种基于软件的跨平台代码迁移系统,它将一种体系结构的二进制代码翻译成另一种体系结构的二进制代码.二进制翻译可以用于解决遗产代码的迁移问题,也可以实现不同硬件平台之间软件的通用.浮点栈的处理已成为以X86为源的二进制翻译的研究中的关键性问题之一,如何处理X86浮点栈问题直接关系到以X86为源的二进制翻译系统的性能.针对X86浮点寄存器栈的特征,提出了一种扩展虚拟栈(extending virtual stack)处理方案.它采用归一的方法,保证了每个基本块中的运算所涉及到的浮点寄存器可以直接映射到目标机器中的浮点寄存器,确保了翻译的效率,并利用翻译时的分析避免了在入口处不必要的判断;同时还给出了在基本块入口处判别一个基本块是否会出现浮点栈上溢和下溢的充分必要条件,为生成更加高效的代码提供了条件.实验表明,它能够在保证正确实现其功能的前提下,获得更好的执行效率.     

基于动态反馈的标志位线性分析算法

二进制翻译可以用于解决遗产代码的迁移问题,也可以实现不同硬件平台之间软件的通用.如果源平台通过标志位进行条件跳转,那么如何处理标志位就成为翻译中的一个重要问题,对翻译的代码质量起着决定性作用.提出标志位线性分析算法,复杂度为线性,基本上能够消除所有的标志位冗余计算,提高了动态执行的效率.基于动态profiling技术,消除了间接跳转的基本块标志位冗余计算.分析了spec 2000中的大部分整点测试例子,实验结果表明,EfLA(Eflag linear analysis)算法对于大运算量的程序是非常有效的.     

结合高斯分布的改进二进制灰狼优化算法

针对灰狼优化算法（GWO）解决离散问题应用较少，发展不成熟的现状，提出一种用于解决二进制问题的离散灰狼优化算法（BGWO）。针对混沌搜索在解决二进制问题时，产生的初始种群较为集中的问题，引入高斯分布曲线对种群初始化，使初始种群地空间分布更加均匀；提出一种转换函数，对GWO进行二进制化处理；通过典型测试函数对该算法性能进行验证，实验表明该算法收敛精度明显优于其他算法。将该算法用于实际背包问题的求解，结论表明该算法迭代次数更少，求解精度更高。     

二进制翻译中系统库函数的分类处理方法*

如何处理库函数调用问题直接关系到二进制翻译系统的性能。提出了一种系统库函数的分类处理方法,成功地解决了二进制翻译系统中的库函数调用处理问题。     

IA-64二进制翻译中指令束特性的消除技术

目前对处理器速度的追求促使指令集体系结构不断发展，但是软件的支持却不能与其匹配，造成新体系结构推广的困难，研究、解决代码迁移问题的二进制翻译方法应运而生。文中介绍了二进制翻译中解码器的功能，并结合IA-64的指令特点，设计出基于指令束的解码算法。根据测试中发现该算法存在的问题，提出了改进方案，消除束的特性，给每条指令赋予唯一地址并按此地址进行解码。在IA-64至Alpha的二进制翻译课题中，对该算法进行了工程实现。     

动态二进制翻译基础平台CrossBit的设计与实现

二进制翻译是指把一种机器平台上的二进制可执行程序经过转换后运行在另一个机器平台上的过程，它解决了二进制代码在异构机器平台上的迁移问题。该文介绍了二进制翻译的工作原理，阐述了CrossBit动态二进制翻译基础平台的设计思路与关键实现，包括其系统架构、工作流程和中间指令的设计。实验数据表明，二进制翻译技术的性能优于传统软件解释技术。     

面向瘦客户端的分布式动态二进制翻译系统

传统的动态二进制翻译系统不适合直接用于瘦客户端,因为瘦客户端（如手机等）大多存在资源受限的问题,而动态二进制翻译过程会消耗较多的计算和内存资源。针对上述问题,提出一个适用于瘦客户端的分布式动态二进制翻译系统,用远程服务器完成二进制翻译,客户端只要执行翻译好后的代码即可。CPUSPEC2000的实验结果表明,在瘦客户端上使用该系统相对于使用传统的动态二进制翻译器可以带来更高的性能和更小的开销。     

二进制翻译中的标志位优化技术

在二进制翻译技术中,如何有效降低对源指令集体系结构标志位的模拟开销是一个值得研究的课题．分别针对二进制翻译中的解释执行和动态翻译,提出了相应的标志位模拟优化算法,能够有效地减少翻译生成的目标代码数量,提高目标代码性能．经过大量测试验证,在应用该标志位模拟优化算法后,Digital Bridge系统翻译生成的目标代码量是源体系结构目标代码量的120％,而没有应用该优化算法时该比例是250％,作为对比系统UQDBT系统的比例是150％．     

基于解释的算法构架的学习

本文提出了将解释学习方法用于学习算法构架的思想，以提高软件自动化系统从功能规格说明转换到设计规格说明的能力．文中给出了算法构架的表示，操作性的定义及其处理方法．系统从用户给出的一个问题的解中学习算法构架，用于解决一类问题，系统的学习效果表现为通过学习能够解决原来不能解的问题．     

Efficient Java exception handling in just‐in‐time compilation

Java uses exceptions to provide elegant error handling capabilities during program execution. However, the presence of exception handlers complicates the job of the just‐in‐time (JIT) compiler, while exceptions are rarely used in most programs. This paper describes two techniques for reducing such complications. First, we delay the translation of an exception handler until the exception really occurs. This on‐demand translation of exception handlers allows more optimizations when translating the main flow, without being hindered by constraints caused by the exception flows. Secondly, for those exceptions that are actually thrown during program execution we insert exception‐type check code and a direct branch to the translated exception handlers. This exception handler prediction is motivated by an observation that frequently thrown exceptions are likely to be handled by the same exception handlers, so this will eliminate the exception processing overhead of the Java virtual machine. Our experiments indicate that the code quality of the main flow is no longer affected by the presence of exception handlers. Also, frequently thrown exceptions can be efficiently handled by the exception handler prediction. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.     

动态二进制翻译与优化技术研究

动态二进制翻译技术是一种即时编译技术,它将针对源体系结构编译生成的二进制代码(源机器码)动态翻译为可以在目的体系结构上运行的代码(翻译码).动态优化技术是指在运行时获取动态信息并进行代码优化的技术.动态二进制翻译及优化系统使得源软件无需重编译就可以直接在目标体系结构上高效地运行.目前几种比较有影响的动态二进制翻译及优化系统有Intel公司的IA-32 Execution Layer,IBM公司的DAISY,Transmeta的CMS及HP的Dynamo等.这些系统对动态二进制翻译系统关键技术有不同的实现.对动态二进制翻译和优化技术的研究是计算机领域的研究热点,具有深远的现实意义和应用前景.     

跨平台系统虚拟机的二进制翻译优化

在跨平台系统虚拟机原型ARCH-BRIDGE的基础上,提出了一种基本块级的动态二进制翻译优化方法,通过两阶段翻译、基于虚拟寄存器的优化翻译及延迟机器状态提交等技术,可在不采用中间表示及确保精确异常的情况下,有效去除二进制翻译所引入的冗余。测试表明,优化后的ARCH-BRIDGE在翻译开销明显优于QEMU的同时,翻译块尺寸和翻译冗余得到了大幅降低,并且SPEC CPU2006、NBENCH及OS引导的性能均得到了显著提升。     

系统级动态二进制翻译器的中断处理策略

中断处理策略是影响系统级动态二进制翻译系统性能的主要因素之一。该文通过分析中断的被动处理策略对系统性能的影响,提出在目标代码执行阶段主动处理中断的策略,并加以实现。实验结果表明,中断的主动处理策略优于被动处理策略。     

Midi数字水印算法

借鉴软件水印的方法,采用类似软件水印中的动态图水印,以水印控制由指令组成的完全二叉树的结构,二叉树前序遍历的结果经过置乱操作就是嵌入水印之后的Midi数据。水印提取完全实现了盲检测,既不需要原始音乐片段,也不需要原始水印。算法具有理想的透明性,对被动攻击具有一定的鲁棒性,对滤波、加噪等主动攻击具有很好的鲁棒性。     

二进制翻译中代码生成的子图覆盖算法

二进制翻译技术能够有效解决二进制兼容问题,促进新型体系结构的发展,也是虚拟机技术的重要组成部分,具有重要的研究和应用价值,但是其效率仍然有待提升,特别是目标代码生成的效率。设计了一种高效的目标代码生成算法——代码生成的子图覆盖算法(subgraph covering for code generation,SCCG),能够以尽可能少的代价生成精简的目标代码。该算法应用数据流图对二进制代码中的基本块进行建模,获取指令间的数据相关,并采用基于子图覆盖的贪心算法得到目标代码。在TransARM原型系统中进行了实现和测试,结果表明该算法获得了更优质的目标代码,并且成本得到了有效控制。     

Novel algorithm machine translation for language translation tool

Fuzzy matching techniques are the presently used methods in translating the words. Neural machine translation and statistical machine translation are the methods used in MT. In machine translator tool, the strategy employed for translation needs to handle large amount of datasets and therefore the performance in retrieving correct matching output can be affected. In order to improve the matching score of MT, the advanced techniques can be presented by modifying the existing fuzzy based translator and neural machine translator. The conventional process of modifying architectures and encoding schemes are tedious process. Similarly, the preprocessing of datasets also involves more time consumption and memory utilization. In this article, a new spider web based searching enhanced translation is presented to be employed with the neural machine translator. The proposed scheme enables deep searching of available dataset to detect the accurate matching result. In addition, the quality of translation is improved by presenting an optimal selection scheme for using the sentence matches in source augmentation. The matches retrieved using various matching scores are applied to an optimization algorithm. The source augmentation using optimal retrieved matches increases the translation quality. Further, the selection of optimal match combination helps to reduce time requirement, since it is not necessary to test all retrieved matches in finding target sentence. The performance of translation is validated by measuring the quality of translation using BLEU and METEOR scores. These two scores can be achieved for the TA-EN language pairs in different configurations of about 92% and 86%, correspondingly. The results are evaluated and compared with other available NMT methods to validate the work.     

译码制导的动态二进制翻译优化

提出了一种译码制导的轻量级动态二进制翻译优化技术,该技术在译码阶段提取源指令的高层语义信息,结合上下文对其进行标注,并在翻译阶段利用标注信息直接生成优化的目标指令.该技术可识别动态二进制翻译系统中主要的基本块级优化机会,去除load/store冗余、精确异常导致的冗余和标志位处理冗余.测试表明,相比QEMU,该优化技术的跨平台x86系统虚拟机ARCH-BRIDGE的翻译开销降低了53％,翻译块尺寸降低了78％,load和store操作数量分别了降低了50％和21％.     

Dynamic state restoration using versioning exceptions

We explore the semantics and analysis of a new kind of control structure called a versioning exception that ensures the state of the program, at the point when an exception handler is invoked, reflects the program state at the point when the handler is installed. Versioning exceptions provide a transaction-like versioning semantics to the code protected by a handler: modifications performed within the dynamic context of the corresponding handler are versioned, and committed to the store only if the computation completes normally. Similar to the role of backtracking in logic programming, this facility allows unwanted effects of computations to be discarded when exceptional or undesirable conditions are detected. We define a novel points-to analysis to efficiently track changes to the store within handler-protected scopes. The role of the analysis is to facilitate optimizations that minimize the number of locations which must be restored when a versioning exception is raised. The analysis is defined by a reachability approximation over locations that indicates which objects have been potentially modified within a handler scope. The analysis is defined for programs which support first-class procedures, locations, and exceptions.     

基于机床超低待机状态的流水车间能耗调度

为降低流水车间能源消耗,引入一种数控机床的超低待机状态,相比于将数控机床待机状态切换为停机状态的节能研究,可在不停机情况下降低数控机床加工间隔状态的功率,避免数控机床频繁启停.针对流水车间加工状态、待机状态及超低待机状态三元调度问题,提出基于工序平移的混合遗传算法,分别定义了不同的工序邻域移动操作,实现数控机床待机状态向超低待机状态和停机状态的转化,形成主动节能调度策略,提升遗传算法求解考虑超低待机状态的流水车间调度问题的优化能力.实验研究表明,启用超低待机状态能够降低流水车间10%以上的能耗,且基于工序平移的混合遗传算法求解考虑超低待机状态的流水车间调度问题性能优于遗传算法.