基于動態(tài)二進制翻譯的硬件支持Profiling方法研究.pdf

1、Profiling是指對程序運行時信息的統(tǒng)計和收集,可以利用收集的profile信息來進行系統(tǒng)的優(yōu)化。一個好的profiling系統(tǒng)可以給整個程序或系統(tǒng)帶來很大的性能提升。其中,使用軟硬件協(xié)同設計的profiling系統(tǒng)可以有效地降低系統(tǒng)開銷,從而取得更大的性能提升。軟硬件協(xié)同設計方法改變了傳統(tǒng)基于純軟件的系統(tǒng)結構和各單元分工,充分發(fā)揮軟件和硬件的優(yōu)點,用硬件加速來緩解整個系統(tǒng)的性能瓶頸,從而達到更好的整體系統(tǒng)性能。相比純軟件實現(xiàn)的基于

2、動態(tài)二進制翻譯的profiling系統(tǒng)有顯著的性能提升,并提高對用戶的透明性。傳統(tǒng)的動態(tài)二進制翻譯器采用的profiling策略分為三種：基于基本塊、基于跳轉邊、基于路徑。一般地,使用純軟件的profiling系統(tǒng)會帶來平均30%的性能開銷。如果在動態(tài)優(yōu)化中得到硬件的支持,系統(tǒng)的整體性能將顯著的提高。其中,軟硬件協(xié)同設計中的難點就是軟硬件之間的通信開銷和軟硬件劃分。本文針對動態(tài)二進制翻譯中的優(yōu)化階段,使用硬件支持的profiling技術

3、來取代純軟件的profiling技術,把軟硬件之間的通信開銷降到最低,并以此來提高動態(tài)二進制翻譯的整體性能。本論文基于自主開發(fā)的動態(tài)二進制翻譯器CrossBit,采用硬件支持的profiling技術來降低CrossBit的系統(tǒng)開銷,從而提高系統(tǒng)的整體性能。研究內容主要包括：整個動態(tài)二進制翻譯系統(tǒng)的軟硬件劃分、軟件與硬件之間如何實現(xiàn)高效的通信、以及硬件如何高效地收集profile信息。本論文提出了一套使用硬件支持profiling技術來降

4、低動態(tài)二進制翻譯器的系統(tǒng)開銷,從而可以獲得更好的系統(tǒng)性能的新方法。本文基于CrossBit平臺上實現(xiàn)了硬件支持的profiling系統(tǒng),主要針對收集Profile信息的系統(tǒng)開銷和準確性做了詳細設計和實現(xiàn),并通過SPEC CPU2000基準測試程序進行驗證。實驗數(shù)據(jù)表明,由于收集profile信息而導致的系統(tǒng)開銷大約是2.7%,從而證明本文提出并實現(xiàn)的基于動態(tài)二進制翻譯的硬件支持profiling系統(tǒng)可以以較小的開銷實現(xiàn)準確的profil