二进制翻译

摘要： 构建独立于Wintel体系和AA体系的安全可控的信息技术体系是龙芯的发展目标。介绍龙芯自主指令系统架构LoongArch;并从构建LoongArch的基础软件体系、研发兼容及自主编程框架、通过二进制翻译实现与X86等主流架构的应用兼容、LoongArch开源社区建设等方面介绍龙芯软件生态建设进展及计划。

摘要： 二进制翻译中本地代码替换是实现消息传递接口(Message Passing Interface,MPI)并行程序跨架构移植的重要手段。通过调用本地代码实现库函数功能,本地代码替换技术保证功能的等价模拟。然而,现有的本地代码替换方法无法识别基于跳转指令实现的函数调用,导致MPI程序翻译运行出错。针对这一问题,提出一种基于地址重用的本地代码替换方法,通过向客户程序中目标函数的地址空间嵌入编码信息,将翻译系统控制流重定向至本地代码替换流程。实验结果表明,该方法能够正确处理基于跳转指令实现的函数调用,且相比于已有方法引入的运行时开销更低。

摘要： 无内部互锁流水级的微处理器(MIPS)是重要的处理器架构,安卓是目前主流的移动终端操作系统.在MIPS架构处理器上运行安卓操作系统可以有效拓展使用领域,但存在的问题是调用高级精简指令集处理器(ARM)架构本地库的安卓应用程序不能运行,即存在应用不兼容问题.本文提出了一种动态库跨平台二进制兼容模型,以及通用的跨平台二进制翻译系统的架构,并在MIPS安卓平台上设计实现了ARM二进制翻译系统.该系统能够进行ARM动态库的跨平台加载,并采用动态二进制翻译,将ARM动态库中的二进制指令翻译成为MIPS架构的二进制指令,从而能够在MIPS架构处理器上执行.实验结果表明,该系统可以运行调用ARM本地库的安卓应用程序,解决了MIPS平台安卓应用的兼容性问题.本文工作对跨平台二进制翻译系统的研究具有重要参考价值.

摘要： 软件生态是限制RISC-V指令集架构发展的主要因素之一.让RISC-V处理器可以直接运行ARM Thumb二进制代码能在一定程度上缓解其在嵌入式领域中的软件生态问题.本文基于二进制翻译,通过硬件支持ARM Thumb的标志位、分支指令、条件执行,在RISC-V处理器上以较低的面积和功耗开销实现了对ARM Thumb程序的支持并获得了较好的性能.通过运行Embench基准程序套件,该处理器翻译运行ARM Thumb程序的平均性能能够到达直接运行RISC-V程序性能的75.5％.相较于仅使用二进制翻译支持ARM Thumb,该处理器运行ARM Thumb程序的性能提升了3.1倍,面积开销则下降了7.8％.

摘要： 针对二进制翻译器QEMU(quick emulator)在寄存器映射时未考虑基本块之间以及循环体之间对寄存器需求的差异,造成不必要的寄存器溢出而导致的冗余访存开销问题,引入全局寄存器静态映射和局部寄存器动态分配思想,提出高效的基于优先级的动静结合寄存器映射优化算法.该算法首先基于源平台不同寄存器使用的统计特征和各变量的生命周期,静态进行全局寄存器映射;然后依据中间表示与源平台寄存器之间的映射关系,获取基本块中间指令需求寄存器次数并排序确定寄存器分配的优先级;之后依据优先级顺序动态进行寄存器分配,从而减少寄存器溢出次数,降低生成的本地代码的膨胀率以及访存次数,提高目标程序性能.对NBENCH、典型的递归程序和SPEC2006的测试表明:该算法有效地减少了本地代码的访存次数,提高了程序性能,平均比优化前性能分别提升了8.67％,8.25％,8.10％.

摘要： 为了在追求程序执行效率的同时解决静态二进制翻译中的间接转移问题,针对现有间接转移问题处理方法中线性遍历翻译方式代码优化较少、冗余代码较多的缺陷,提出了基于基本块翻译的反馈式静态二进制翻译方法,并结合二级地址映射表实现了间接转移目标地址的快速映射.首先,在目标可执行程序运行过程中添加监控反馈机制解决代码发现问题,对未确定的间接转移地址进行反馈,以便对源程序重新划分基本块并重新翻译执行;然后构造二级地址映射表,借助二级地址映射快速解决代码定位问题.在开源二进制翻译平台QEMU (quick emulator)上实现了反馈式静态二进制翻译框架FD-SQEMU(feedback static QEMU),并基于SPEC2006和NBENCH测试集进行测试,与QEMU相比,FD-SQEMU平均加速比分别达到3.97倍和6.94倍;与课题组之前提出的保存源程序指令全地址的静态SQEMU翻译器相比,FD SQEMU的平均加速比达到1.18倍,最高加速比达到了1.36倍,验证了提出的框架和方法的有效性.

摘要： 在二进制翻译中,库函数本地化处理是指不直接翻译源文件中的库函数而是使用本地目标机的库函数进行替换,以此提高翻译性能.针对国产平台二进制翻译中库函数处理翻译模式的相关特性,提出一种库函数解析处理机制,借助helper函数实现库函数替换操作.通过修改基本块划分规则,将库函数替换部分翻译的基本块进行合并,构建超级块,减少源程序中基本块划分数量与程序执行跳转次数,在保证翻译正确性基础上有效提高翻译效率.在动态二进制翻译器QEMU上进行的实验结果表明,与未优化的库函数处理翻译方式相比,翻译后程序加速比平均提升9％,有效提高了翻译效率.

摘要： 在二进制翻译中引入TCG中间表示技术可以实现多目标平台之间的程序移植,同时可以更加方便的引入新型平台,解决新平台对主流平台的兼容性问题.然而由于原有的中间表示在翻译过程中影响了代码的关联度,生成的后端代码中存在较多冗余指令,影响翻译程序的执行效率.本文分析了指令优化可行性,针对条件跳转指令进行优化,通过指令预处理对中间表示进行改进,实现中间表示到后端代码生成由一对多翻译模式到多对多翻译模式的转变,采用指令归约技术,针对条件跳转指令的两种模式CMP-JX与TEST-JX型,分别设计相应的优化翻译算法,并在开源二进制平台QEMU上得以实现.基于NPB-3.3和SPEC2006测试集进行测试,与之前翻译模式进行对于,优化后代码膨胀率平均减少了14.62％,翻译程序运行速度提升了17.23％,验证了该优化方法的有效性.

摘要： 针对二进制翻译系统QEMU在寄存器分配时未考虑基本块之间以及循环体之间对寄存器需求的差异,造成不必要的寄存器溢出而导致的冗余访存开销问题,引入全局寄存器静态分配和局部寄存器动态分配思想,提出高效的基于优先级的动静结合寄存器分配优化算法.该算法首先基于源平台不同寄存器使用的统计特征和各变量的生命周期,静态进行全局寄存器分配;然后依据中间表示与源平台寄存器之间的映射关系,获取基本块中间指令需求寄存器次数并排序确定寄存器分配的优先级;然后依据优先级顺序动态进行寄存器分配,从而减少寄存器溢出次数,降低生成的本地代码的膨胀率以及访存次数,提高目标程序性能.对nbench、典型的递归程序和SPEC2006的测试表明,该算法有效减少了本地代码的访存次数,提高了程序性能,平均比优化前性能分别提升了8.56％、8.14％、8.01％.

摘要： 在动态二进制翻译过程中,将执行频度高的代码片段长时间驻留在翻译缓存,同时扩大翻译器一次执行的代码量,是减少上下文切换开销、提升系统效率的有效途径.为此,本文提出了"热代码识别—＞超块缓存构造-＞T-Cache管理策略改进"的优化线索,设计了一种基于频度统计的热代码识别算法,将频度值超过预设阈值的基本块及其后续基本块作为热代码识别条件;基于识别出的热代码,提出了构造超块缓存的思想,将热代码包含的基本块翻译后做物理连接,形成缓存容量更大的"超块"提供给T-Cache系统;以此为基础,改进了T-Cache系统原有的查找方法和替换策略.实验验证了该优化方法的正确性和有效性,在国产申威处理器平台上,该方法使得标准测试集SPEC2006可以获得平均9.34％的性能提升.

摘要： 二进制翻译作为软件移植的一种重要形式,其具体实现与处理器体系结构密切关联,在处理器发展中扮演重要角色.国产通用处理器的发展是打破外国芯片制造商在该领域垄断的有效手段.二进制翻译技术与国产通用处理器相结合,可以加快改善国产通用处理器的生态环境,对推动国产处理器发展具有重要意义.rn 推动国产CPU发展的意义结合软件移植与国产通用处理器的发展分析，可以充分说明二进制翻译技术在现阶段对推动国产处理器的发展具有较高的实用意义。基于二进制翻译等逆向工程手段对先进的商业软件进行分析，可以加快对先进的软件设计思想和方法吸收利用;同时在国产处理器的推广初期，采用二进制翻译技术可以帮助解决国产CPU系统与国际主流CPU系统的兼容问题，实现众多流行软件的移植。使得研发单位可以专注于硬件的开发，加快新处理器的研发和推广。rn 二进制翻译技术发展前景针对国产通用处理器的现状，国内二进制翻译技术研发团队在未来几年里的研究目标:研发可兼容X86软件的、有实用价值的翻译系统，支持操作系统、系统级软件、硬件驱动程序、应用级软件的程序移植。进而实现个人计算机上运行的软件资源绝大多数可以移植到国产通用处理器平台上。使国产CPU能够在国民经济中发挥更为重要的作用，对相关产业起到重大的推动作用，为击破西方国家对处理器核心技术和知识产权的壁垒做出贡献。

摘要： 二进制翻译技术因其在解决新老系统兼容、解决新型CPU与国际主流CPU兼容性问题、拓展新型CPU应用领域等方面作用显著而日益受到人们重视。但是，在并行计算机领域，通过二进制翻译移植并行应用的方法尚未见报道。本文提出了一种二进制翻译支持MPI并行程序的方法。此方法在二进制翻译系统TREND上实现和验证。

摘要： 二进制翻译技术因其在解决新老系统兼容、解决国产CPU与国际主流CPU兼容等方面 作用显著而日益受到人们重视，而间接跳转指令的处理是影响二进制翻译性能的关键因素之一。本文提出了一种函数返回快速处理技术，该技术可有效消除二进制翻译系统处理函数返回型间接跳转指令的开销，进而提高系统整体性能。

摘要： 如何进行异构机之间可执行程序的高效移植是二进制翻译面对的难点问题，本文从寄存器映射的角度分析了这个问题，提出了分段映射和特殊寄存器功能剪裁相结合的方法，有效提高了翻译后程序的执行效率。

摘要： 动态二进制翻译技术在程序运行期间把源结构指令翻译为目标结构指令运行以实现二进制代码兼容.硬件核心加二进制翻译软件的模式为微处理器设计提供了一种新的思路和有特色的技术途径.提出了通过两个执行线程分别进行指令执行与指令翻译,协同完成二进制翻译的系统结构,称之为并行动态二进制翻译(PDBT).PDBT通过开发DBT系统中线程级别的并行性来提高性能.详细介绍了PDBT的系统结构与两线程的执行分工,系统profiling机制,以及翻译过程的分离对翻译缓存的维护带来的新挑战.分析了该结构的优势,并通过模拟验证了其正确性.

摘要： 二进制翻译是用来解决二进制代码兼容的一种技术,近年来被用于微处理器设计,并与动态优化技术结合以提高微处理器性能.本文综合介绍了二进制翻译技术的发展,基于动态二进制翻译的微处理器结构,以及动态优化技术.最后分析了动态二进制翻译和优化中面临的挑战与有待研究的问题.

摘要： 模拟是体系结构研究的重要手段.由于模拟的速度非常慢,有研究提出利用动态二进制翻译技术(DBT,Dynamic Binary Translation)提取程序的代表性模拟点,以缩短模拟时间.只需对这些代表性模拟点进行详细模拟就可以获取程序的准确性能参数.然而这些研究并未考虑DBT方法对模拟结果准确度的影响.实验发现,对于某些程序,DBT加速方法会给模拟结果带来将近20％的误差.经分析发现误差源于程序在DBT执行和模拟执行时指令踪迹上的巨大差异.为消除DBT加速方法的误差,系统地分析了引起指令踪迹差异的原因,并提出了一系列消除这些差异的方法.实验结果证实,利用提出的方法,可以在不影响DBT方法性能的同时,保证其与传统模拟方法具有完全相同的精确度.

摘要： 实现CABAC解码器的高速化和高效化。在二进制算术解码装置(1)中，具备：LPS/MPS判定部(13)，其使用上下文变量、范围长度以及偏移，判定符号是劣势概率符号还是优势概率符号；再标准化处理部，其对上述范围长度和上述偏移进行再标准化处理；上下文变量计算部，其使用判定结果导出上述符号的上述二进制数据，并且根据判定结果更新上下文变量，再标准化处理部(15)具备：第一再标准化部(151)，其与LPS/MPS判定部(13)的判定处理并行地，看作为符号是劣势概率符号来进行再标准化处理；第二再标准化部(152)，其与LPS/MPS判定部(13)的判定处理并行地，看作为符号是优势概率符号来进行再标准化处理；选择部(153)，其根据判定结果，选择第一再标准化部(151)的输出或第二再标准化部(152)的输出。

摘要： 在示例中，计算装置包含可信运行环境（TEE）（其包含飞地）。飞地可以包含二进制转换引擎（BTE）和输入验证引擎（IVE）。在一个实施例中，IVE接收可信二进制作为输入，并且分析可信二进制以识别执行输入/输出操作的函数、类和变量。为了确保这些接口的安全，可以在飞地内执行那些操作。IVE标记可信二进制，并提供二进制到BTE。BTE然后将可信二进制转换成第二格式，包含指定标记部分以供在飞地内的运行。BTE也可以对处于第二格式的新二进制文件进行签名，并将其导出离开飞地。

摘要： 本发明涉及把二进制信息信号的数据比特流变换成约束的二进制信道信号的数据比特流的方法,这个信号是通过重复或交替使用信道码C

摘要： 一种用于根据二进制消息数据（2410）提供水印信号（2420）的水印生成器（2400）包括信息处理器（2430），被配置为根据二进制消息数据的单个消息比特提供表示一组时频域值形式的消息比特的二维扩展信息（2432）。水印生成器还包括被配置为基于二维扩展信息来提供水印信号的水印信号提供器（2440）。本文还描述了水印解码器、方法、以及计算机程序。

摘要： 一种具有二进制神经网络架构的数据处理系统，该二进制神经网络架构用于接收二进制网络输入，并且根据网络输入经由多个二进制处理节点传播信号，以根据相应的二进制权重形成网络输出，该数据处理系统被配置成通过以下操作来训练多个二进制处理节点中的每个节点：将节点功能实现为误差校正码(例如，r阶里德‑穆勒码，例如1阶里德‑穆勒码或1阶里德‑穆勒码的陪集)功能，以通过信道解码(例如，快速沃尔什‑哈达玛变换算法)来识别针对该节点的给定输入使在根据节点的当前二进制权重形成的节点的输出与从该节点的优选输出之间的任何误差最小化的二进制权重组，并且将该节点的权重更新为所识别的二进制权重组。这种训练在没有存储以及/或者使用任何更高运算精度的权重或其他要素的情况下执行。

摘要： 一种层析成像系统，包括：柱面镜、光调制盘、汇聚透镜和点阵探测器；所述光调制盘包括圆盘，所述圆盘上由内向外划分多个圆心均与圆盘的圆心重合的圆环区域，各圆环区域上均沿圆周方向设有扇形孔，圆环区域上所有扇形孔对应的圆心角度之和作为该圆环区域的光通角度；各圆环区域的光通角度形成公比为2的等比数列。通过该系统可用点阵探测器对光信号进行探测，降低了系统成本。本系统借助层析成像原理，单像素情况下仍能保证成像的质量和极高的信噪比。

摘要： 本发明公开了一种多二进制合并成一个二进制文件读写错误的解决方法，包括如下步骤：步骤A：按顺序对二进制文件进行获取，通过获取的顺序对每个二进制文件进行标记，依次标记为A、B、C、D...；步骤B：将所有的二进制文件内容整合，并进行分段标记，分段标记依据二进制文件的获取顺序即A、B、C、D...；步骤C：获取A段二进制内容的有效对其值，并将有效对齐值作为指定对齐值；步骤D：B、C、D...段二进制内容根据指定对齐值进行对齐校正；步骤E：将标记的A、B、C、D...作为运行的顺连关键字；本发明的有益效果是：解决了传统的二进制合并方法因为顺序未进行调整、多个文件的字节未对齐而出现读写数据错误的问题。

摘要： 本申请公开了用于二进制向量分解的二进制乘法器。一种处理器，包括：解码电路系统，用于对指令进行解码；数据高速缓存单元，包括用于为所述处理器高速缓存数据的电路系统；以及近似矩阵乘法(AMM)电路，包括：数据接收器电路，用于接收权重向量w和输入向量x、以及压缩调节参数n，所述权重向量和所述输入向量两者的大小均为N；分解器电路，用于通过计算大小为N×n的二进制分解矩阵B和大小为n的字典向量s而将w分解为

摘要： 本原理涉及一种用于上下文自适应二进制算术编码表示与视频数据相关的语法元素或关于视频数据的语法元素的二进制符号序列的方法和装置。所述方法包括，对于所述二进制符号序列的每个二进制符号：‑从为所述二进制符号定义的上下文模型获得(100)上下文值，所述上下文值包括表示所述二进制符号等于二进制值的概率的比特，所述概率称为第一概率p；‑通过根据所述二进制符号序列的至少一个先前编码的二进制符号修改所述第一概率p来确定(110)第二概率p′；‑基于所述第二概率p′对所述二进制符号进行算术编码(120)；以及‑更新和存储(130)所述上下文值的第一概率p。

摘要： 实现CABAC解码器的高速化和高效化。在二进制算术解码装置(1)中，具备：LPS/MPS判定部(13)，其使用上下文变量、范围长度以及偏移，判定符号是劣势概率符号还是优势概率符号；再标准化处理部，其对上述范围长度和上述偏移进行再标准化处理；上下文变量计算部，其使用判定结果导出上述符号的上述二进制数据，并且根据判定结果更新上下文变量，再标准化处理部(15)具备：第一再标准化部(151)，其与LPS/MPS判定部(13)的判定处理并行地，看作为符号是劣势概率符号来进行再标准化处理；第二再标准化部(152)，其与LPS/MPS判定部(13)的判定处理并行地，看作为符号是优势概率符号来进行再标准化处理；选择部(153)，其根据判定结果，选择第一再标准化部(151)的输出或第二再标准化部(152)的输出。