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二进制翻译技术综述

软件学报 2024年第6期35卷 2687-2723页

作者：谢汶兵田雪漆锋滨武成岗王俊罗巧玲无锡先进技术研究院江苏无锡214083 国家并行计算机工程技术研究中心北京100190 中国科学院计算技术研究所北京100190

随着信息技术的快速发展,涌现出各种新型处理器体系结构.新的体系结构出现为处理器多样化发展带来机遇的同时也提出了巨大挑战,需要兼容运行已有软件,确保较为丰富的软件生态群.但要在短期内从源码编译构建大量生态软件并非易事,二进制... 详细信息

随着信息技术的快速发展,涌现出各种新型处理器体系结构.新的体系结构出现为处理器多样化发展带来机遇的同时也提出了巨大挑战,需要兼容运行已有软件,确保较为丰富的软件生态群.但要在短期内从源码编译构建大量生态软件并非易事,二进制翻译作为一种直接从二进制层面迁移可执行代码技术,支持跨平台软件兼容运行,既扩大了软件生态群,又有效降低了应用程序与硬件之间的耦合度.近年来,二进制翻译技术研究取得了较大进展.为总结现有成果并分析存在的不足,首先介绍二进制翻译技术的分类以及典型的二进制翻译系统,之后从指令翻译方法、关键问题研究、优化技术等方面分别进行分析总结,接着阐述二进制翻译技术的核心应用领域,最后对二进制翻译技术的潜在研究方向进行展望.

关键词：二进制翻译翻译效率等价变换软件迁移多融合优化

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基于回调函数的控制流深度模糊模型

软件学报 2022年第5期33卷 1833-1848页

作者：沙子涵舒辉武成岗熊小兵康绯数学工程与先进计算国家重点实验室河南郑州450001 中国科学院计算技术研究所北京100190

控制流是程序过程的抽象表现,对控制流进行混淆,可有效提高代码抗逆向能力.提出了控制流深度模糊思想:针对循环结构,利用回调函数构造等价循环模型,将过程内基本块跳转变更为过程间函数调用,对抗逆向技术.综合应用控制流分析和数据流依... 详细信息

控制流是程序过程的抽象表现,对控制流进行混淆,可有效提高代码抗逆向能力.提出了控制流深度模糊思想:针对循环结构,利用回调函数构造等价循环模型,将过程内基本块跳转变更为过程间函数调用,对抗逆向技术.综合应用控制流分析和数据流依赖性分析,建立了基于回调函数的控制流深度模糊模型,并给出功能一致性证明.为进一步增大混淆强度,设计并实现了函数调用融合算法,构造更为复杂的函数调用过程.最后,使用OpenSSL和SpecInt-2000标准测试套件作为测试集,验证了模型的可行性和有效性.

关键词：深度模糊回调函数循环结构数据流依赖代码变换

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基于模块化的移动Agent及其调度方法

软件学报 2002年第8期13卷 1628-1636页

作者：武成岗史忠植中国科学院计算技术研究所智能信息处理开放研究实验室北京100080

网络促进了信息的交流和数据的共享,人们正在研究和探索新的网络编程技术以使其更加有效地发挥作用.通过将执行代码从客户端传送至服务器的这种新的Client/Server程序执行思想已得到广大从事智能网络服务的研究和开发人员的认可,基于移... 详细信息

网络促进了信息的交流和数据的共享,人们正在研究和探索新的网络编程技术以使其更加有效地发挥作用.通过将执行代码从客户端传送至服务器的这种新的Client/Server程序执行思想已得到广大从事智能网络服务的研究和开发人员的认可,基于移动Agent的计算被视为该思想的一个代表.着眼于Agent的迁移机制的研究,为移动Agent设计了一个模块化结构模型,提出一种适合于Agent迁移过程实现和并发执行的调度方法,合理地运用模块复用的思想,减少了不必要的数据及代码迁移,缩短了移动Agent的平均执行时间.

关键词：模块化移动Agent 调度方法迁移机制功能模块调度序列计算机网络

Cobol到Java翻译中的数据类型转换方法

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计算机研究与发展 2006年第2期43卷 336-342页

作者：石学林张兆庆武成岗中国科学院计算技术研究所北京100080

将Cobol代码迁移到新的平台,如Java是减轻Cobol代码维护负担的一个有效方法·怎样将Cobol数据平滑迁移到新平台则是必须解决的基本问题之一·以前的大部分研究工作都直接将Cobol数据映射到现代程序设计语言中的基本数据类型,比如int,fl... 详细信息

将Cobol代码迁移到新的平台,如Java是减轻Cobol代码维护负担的一个有效方法·怎样将Cobol数据平滑迁移到新平台则是必须解决的基本问题之一·以前的大部分研究工作都直接将Cobol数据映射到现代程序设计语言中的基本数据类型,比如int,float等·但是,这种简单映射并不能保持原来的Cobol语义,从而导致目标码并不能与原来的代码运行一致·首先利用数据抽象技术对Cobol数据进行初步建模,在此基础上进一步提出了一个纯Java的功能等价的封装方法,可以有效地将Cobol数据描述映射到Java类型系统·该方法已经在一个Cobol2Java翻译系统———C2J翻译器中得到实现,并且应用于一个近400万行的真实银行商用系统·实验结果表明,此方法可以在保持功能等价的情况下,将Cobol数据无需手工干预地迁移到Java平台·

关键词： Cob012Java 遗产代码数据类型迁移数据封装代码维护

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二进制翻译应用级异常处理

计算机研究与发展 2006年第12期43卷 2166-2173页

作者：唐锋武成岗张兆庆杨浩中国科学院计算技术研究所先进编译实验室

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·异常处理是二进制翻译的一个重要方面,如何解决异常处理和二进制翻译效率的矛盾是问题的关键·提出了在库函数包装层面处理主动异常和被动异常的方法... 详细信息

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·异常处理是二进制翻译的一个重要方面,如何解决异常处理和二进制翻译效率的矛盾是问题的关键·提出了在库函数包装层面处理主动异常和被动异常的方法,一个算法可以高效处理信号异常,另一个算法使用栈展开技术,得到调用地址用于处理try catch异常·实验结果表明,上述方法能够正确处理异常函数,同时对于普通应用程序加入异常处理机制之后性能并不受影响·

关键词：二进制翻译异常库函数系统调用

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一个支持访存带宽敏感调度的跨执行优化方法

计算机学报 2014年第7期37卷 1580-1592页

作者：徐地武成岗冯晓兵中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室北京100190

片外访存带宽是共享存储多核系统的主要性能瓶颈.访存带宽敏感的任务调度可以有效缓解并发程序间的访存竞争,提高系统吞吐率.然而调度策略的实施需要关于程序执行的先验知识,给系统用户增加了额外负担;另一方面,并发程序间的带宽竞争使... 详细信息

片外访存带宽是共享存储多核系统的主要性能瓶颈.访存带宽敏感的任务调度可以有效缓解并发程序间的访存竞争,提高系统吞吐率.然而调度策略的实施需要关于程序执行的先验知识,给系统用户增加了额外负担;另一方面,并发程序间的带宽竞争使得运行时收集的程序带宽需求信息不精确,影响了调度效果.在该文中,作者提出了一个低开销、对用户透明的跨执行优化方法解决上述问题.它在运行时识别程序的阶段性(phase)行为,并估算每个phase的独占执行性能;上述信息被存储到数据库中,在程序未来的执行中指导调度,并且信息精度随着程序的多次执行持续增加.上述过程使得带宽敏感调度策略的进行不再需要任何用户信息制导,并且优化了调度效果.作者在基于Intel Xeon处理器的8核系统上实现并评估了该系统,测试结果表明:相对于Linux操作系统(OS)默认的调度策略,该文的方法能平均提高系统吞吐率3.7%,对于某些特定程序组达8.5%.

关键词：进程调度访存带宽总线竞争跨执行优化

指导cache静态划分的程序性能profiling优化技术

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计算机研究与发展 2012年第1期49卷 93-102页

作者：贾耀仓武成岗张兆庆中国科学院计算技术研究所系统结构重点实验室先进编译组北京100190 中国科学院研究生院北京100049

对于共享cache的多核处理器,如何管理好各个核对cache的利用,对于充分发挥多核处理器性能是很关键的问题.目前采用的cache替换方法程序间会出现性能干扰,cache静态划分技术则是通过为同时运行的程序分配不同的空间来解决性能干扰问题.... 详细信息

对于共享cache的多核处理器,如何管理好各个核对cache的利用,对于充分发挥多核处理器性能是很关键的问题.目前采用的cache替换方法程序间会出现性能干扰,cache静态划分技术则是通过为同时运行的程序分配不同的空间来解决性能干扰问题.为了给程序分配合适大小的cache空间,需要对程序进行性能profiling,即事先多遍运行收集程序在各种cache容量下的性能数据,这种性能profiling方法开销巨大,影响实用.为了解决性能profiling需要多遍运行程序的问题,提出了只需单遍运行的程序性能profiling优化技术.该技术利用在线的phase分析技术识别程序的运行阶段,避免对相同阶段的重复profiling;同时分析程序各phase的性能同cache容量变化的关系趋势,对于性能不敏感的容量变化则不进行profiling,降低开销.在程序运行结束后通过程序各phase在cache各种容量下的性能来估计程序在各容量下的整体性能,以指导cache静态划分.实验表明,该技术的开销仅为7%,而该方法指导的cache划分比未划分时有8%的性能改进,同多遍运行的程序性能profiling指导的cache划分性能相比仅有1%的下降.

关键词：多核 cache划分页着色性能profiling phase分析

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二进制翻译中的X86浮点栈处理

计算机研究与发展 2007年第11期44卷 1946-1954页

作者：谢海斌武成岗崔慧敏李晶中国科学院计算技术研究所

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... 详细信息

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.

关键词：二进制翻译浮点翻译 X86浮点栈扩展虚拟栈归一

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脚本语言执行引擎的模糊测试技术综述

高技术通讯 2022年第12期32卷 1226-1235页

作者：孙力立武成岗许佳丽张培华唐博文谢梦瑶计算机体系结构国家重点实验室(中国科学院计算技术研究所) 北京100190 中国科学院大学计算机科学与技术学院北京100190

脚本语言作为解释性语言,需要由脚本语言执行引擎动态解释执行。由于脚本语言的广泛应用,其执行引擎也在各种平台上得到广泛部署。因此,脚本语言执行引擎中的安全漏洞往往具有很高的安全影响。模糊测试作为一种有效的自动化漏洞挖掘方法... 详细信息

脚本语言作为解释性语言,需要由脚本语言执行引擎动态解释执行。由于脚本语言的广泛应用,其执行引擎也在各种平台上得到广泛部署。因此,脚本语言执行引擎中的安全漏洞往往具有很高的安全影响。模糊测试作为一种有效的自动化漏洞挖掘方法,在挖掘脚本语言执行引擎的软件缺陷和漏洞方面也有重要作用。本文对近年来国内外学者在该领域的研究进行了系统的总结,介绍了模糊测试和脚本语言执行引擎的基本概念,整理了现有的脚本语言执行引擎的模糊测试工作的评价指标,分类梳理了脚本语言执行引擎的模糊测试工作,阐述了该领域所关注的研究问题和解决方法。最后,根据现有工作的不足和研究趋势,提出具有潜力的下一步研究方向。

关键词：脚本语言执行引擎模糊测试漏洞挖掘软件缺陷检测