專利名稱：：用于受限系統(tǒng)的分布式動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種用于受限系統(tǒng)的分布式的動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯方法，具體涉及一種采用分布式架構(gòu)，適用于在瘦客戶端等受限系統(tǒng)上使用的動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯方法。本發(fā)明屬于動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯技術(shù)可以在不重新編譯源代碼的情況下，自動(dòng)翻譯異構(gòu)平臺(tái)的二進(jìn)制代碼，達(dá)到運(yùn)行異構(gòu)平臺(tái)的二進(jìn)制代碼的目的。動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯技術(shù)可以使硬件生產(chǎn)商在構(gòu)建新系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時(shí)，不用更多考慮兼容之前的體系結(jié)構(gòu)。同時(shí)使用動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯技術(shù)也能更好地維護(hù)之前遺留的二進(jìn)制代碼，特別是那些硬件已經(jīng)不再生產(chǎn)的平臺(tái)上的二進(jìn)制代碼，又可以加強(qiáng)單個(gè)體系架構(gòu)的應(yīng)用范圍，使單個(gè)體系結(jié)構(gòu)(如Intel平臺(tái))運(yùn)行多個(gè)體系結(jié)構(gòu)(如MIPS,SPARC,PowerPC平臺(tái))的二進(jìn)制代碼。一般動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯器必定包括翻譯模塊，執(zhí)行模塊。翻譯模塊將源平臺(tái)的二進(jìn)制代碼直接翻譯到目標(biāo)平臺(tái)可執(zhí)行代碼，對(duì)于翻譯復(fù)雜的源平臺(tái)的二進(jìn)制代碼，如IntelIA32平臺(tái)的二進(jìn)制代碼，其對(duì)應(yīng)的翻譯模塊必定是復(fù)雜而龐大的，在進(jìn)行指令翻譯過(guò)程中，翻譯模塊會(huì)消耗比較多的計(jì)算資源以及內(nèi)存資源，對(duì)于一個(gè)動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯器是一個(gè)不小的負(fù)擔(dān)。執(zhí)行模塊主要功能是執(zhí)行經(jīng)過(guò)翻譯模塊翻譯后的目標(biāo)平臺(tái)可執(zhí)行代碼。目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一些商用的動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯器，如Intel的IA32EL、Hp的Dynamo等，但所有這些動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯器都并非針對(duì)于一個(gè)受限系統(tǒng)(如手機(jī)，ARM平臺(tái)等計(jì)算能力、內(nèi)存容量都相對(duì)比較弱的系統(tǒng))。對(duì)于瘦客戶端等受限系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，直接移植傳統(tǒng)動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯器會(huì)帶來(lái)非常大的開(kāi)銷，并且效果也會(huì)非常低效。原因就是受限系統(tǒng)的運(yùn)算能力，內(nèi)存都相對(duì)較弱，而翻譯器中的復(fù)雜模塊，如翻譯模塊等在受限系統(tǒng)中的運(yùn)行，將消耗巨大的系統(tǒng)資源，帶來(lái)額外開(kāi)銷，使本來(lái)資源就有限的受限系統(tǒng)更難承受。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于受限系統(tǒng)的分布式動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯方法，適用于處理器、內(nèi)存資源都有限的受限系統(tǒng)，加強(qiáng)受限系統(tǒng)執(zhí)行異構(gòu)平臺(tái)程序的能力。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明對(duì)傳統(tǒng)動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯器做改進(jìn)，將翻譯器的翻譯和執(zhí)行模塊做劃分，分別安置于服務(wù)端和受限客戶端，服務(wù)端完成翻譯功能，客戶端完成執(zhí)行功能?？蛻舳嗽趫?zhí)行異構(gòu)平臺(tái)代碼時(shí)，向服務(wù)端發(fā)送翻譯請(qǐng)求，服務(wù)端翻譯完成后，將翻譯后代碼返回給客戶端，由客戶端執(zhí)行此代碼，直至遇到未翻譯的代碼，重新開(kāi)始一輪請(qǐng)求，翻譯，執(zhí)行的過(guò)程。通過(guò)這種模塊劃分，減輕動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯器在受限系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，加快動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯器在受限系統(tǒng)運(yùn)行速度。本發(fā)明用于受限系統(tǒng)的分布式動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯方法的步驟如下1.客戶端加載異構(gòu)平臺(tái)的二進(jìn)制代碼，與服務(wù)端建立連接，完成各自初始化。受限系統(tǒng)動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯器的客戶端加載異構(gòu)平臺(tái)的二進(jìn)制代碼，完成初始化，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接與受限系統(tǒng)動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯器的服務(wù)端連接，發(fā)送二進(jìn)制代碼和同步信息。服務(wù)端根據(jù)此二進(jìn)制行代碼所屬指令集平臺(tái)，初始化翻譯器服務(wù)端對(duì)應(yīng)的翻譯模塊，完成服務(wù)端的初始化。2.服務(wù)端接收客戶端翻譯請(qǐng)求，翻譯指定的源二進(jìn)制代碼塊至客戶端的目標(biāo)代碼塊。受限系統(tǒng)動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯的客戶端在執(zhí)行一個(gè)未翻譯過(guò)的基本塊時(shí)，發(fā)送翻譯請(qǐng)求至動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯器服務(wù)端。服務(wù)端接收到客戶端的翻譯請(qǐng)求后，先在已翻譯代碼緩存中查找是否存在已經(jīng)翻譯過(guò)的代碼塊，如果存在，則對(duì)代碼塊做修改后，將代碼塊發(fā)送回客戶端；否則開(kāi)始一個(gè)翻譯過(guò)程，翻譯完成后將起始地址和翻譯好的代碼塊存入服務(wù)端的已翻譯代碼緩存區(qū)中，并將翻譯后代碼4塊傳送給客戶端。3.客戶端等待服務(wù)端的回應(yīng)，接收翻譯后的代碼塊。在服務(wù)端完成翻譯前，客戶端一直處于等待狀態(tài)，直到服務(wù)端翻譯過(guò)程完成，通知客戶端后，客戶端開(kāi)始接收翻譯后的代碼塊，將其存入客戶端本地代碼緩存區(qū)中。4.客戶端執(zhí)行翻譯后代碼塊。客戶端在接收到翻譯后的代碼塊后，開(kāi)始對(duì)其做基本塊連接，保存機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)，然后開(kāi)始執(zhí)行連接后的基本塊；如果遇到未翻譯的代碼塊，則開(kāi)始新一輪的請(qǐng)求、翻譯、執(zhí)行過(guò)程。5.程序運(yùn)行結(jié)束，退出程序，客戶端和服務(wù)端釋放各自的內(nèi)存資源等。本發(fā)明的所涉及的方法的優(yōu)點(diǎn)在于采用分布式架構(gòu)，分離一個(gè)動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯器的翻譯模塊和執(zhí)行模塊，翻譯模塊放在服務(wù)端，執(zhí)行模塊放在客戶端，使得對(duì)系統(tǒng)資源有較高要求的翻譯模塊與受限系統(tǒng)分離，大大減輕了作為客戶端的受限系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。本發(fā)明這種分布式動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯方法更加合適于受限系統(tǒng)，加強(qiáng)了受限系統(tǒng)執(zhí)行異構(gòu)平臺(tái)程序的能力。圖1是分布式動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯器的框架圖。具體實(shí)施例方式為了更好的理解本發(fā)明的技術(shù)方案，以下通過(guò)具體的實(shí)施例作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定，該方法適合一切受限系統(tǒng)分布式動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯器的設(shè)計(jì)。實(shí)施例以一個(gè)分布式的動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯器DVEE為例。DVEE分為服務(wù)端和客戶端兩個(gè)部分，如圖1所示。服務(wù)端主要負(fù)責(zé)代碼的翻譯，客戶端負(fù)責(zé)源程序的加載，和執(zhí)行翻譯后的代碼塊。服務(wù)端的目標(biāo)代碼緩存區(qū)，即服務(wù)端的已翻譯代碼緩存區(qū)，用于存放服務(wù)端每次翻譯后的代碼塊；客戶端的目標(biāo)緩存區(qū)，即客戶端本地緩存區(qū)，用于接收服務(wù)端發(fā)送來(lái)的翻譯后的代碼塊。服務(wù)端接收到客戶端的翻譯請(qǐng)求，完成翻譯，并將翻譯后的代碼塊傳送給客戶端，客戶端5在接收到翻譯后的代碼塊后，開(kāi)始對(duì)其做基本塊連接，然后開(kāi)始執(zhí)行連接后的基本塊。服務(wù)端和客戶端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接通信，通信協(xié)議用SOCKET編程接口構(gòu)建于TCP/IP協(xié)議之上。通信時(shí)消息采用的數(shù)據(jù)包格式如表1所示，一共包括五個(gè)部分，消息頭，消息類型，消息長(zhǎng)度，消息內(nèi)容，消息尾。表1傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)包格式<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>本發(fā)明分布式的動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯方法的具體步驟如下1、客戶端加載異構(gòu)平臺(tái)的二進(jìn)制代碼，與服務(wù)端建立連接，完成各自初始化。受限系統(tǒng)動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯器客戶端加載異構(gòu)平臺(tái)的二進(jìn)制代碼，獲得程序入口地址，將此地址賦值給某一全局變量SPC(源程序初始基本塊入口地址)，同時(shí)創(chuàng)建一個(gè)空的目標(biāo)代碼緩存區(qū)，將此緩存區(qū)的起始地址賦值給全局變量TPC(目標(biāo)平臺(tái)基本塊入口地址)。之后客戶端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接與動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯器服務(wù)端連接，發(fā)送二進(jìn)制代碼和同步信息?？蛻舳藢⒍M(jìn)制代碼和同步信息(客戶端所屬平臺(tái)，仿真寄存器組在客戶端的內(nèi)存地址)構(gòu)建成一個(gè)初始化類型消息，將此消息發(fā)送給服務(wù)端。服務(wù)端接收到此消息后，讀取消息內(nèi)容，保存在服務(wù)端。服務(wù)端根據(jù)此二進(jìn)制行代碼所屬指令集平臺(tái)，初始化翻譯器服務(wù)端對(duì)應(yīng)的翻譯模塊，同時(shí)開(kāi)辟一個(gè)足夠大的目標(biāo)代碼緩存區(qū)，完成服務(wù)端的初始化。2、服務(wù)端接收客戶端翻譯請(qǐng)求，翻譯指定的源二進(jìn)制代碼塊至客戶端的目標(biāo)代碼塊。受限系統(tǒng)動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯的客戶端在執(zhí)行一個(gè)未翻譯過(guò)的基本塊時(shí)，發(fā)送翻譯請(qǐng)求至動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯器服務(wù)端?？蛻舳艘匀肿兞縎PC作為關(guān)鍵字在本地目標(biāo)代碼緩存區(qū)中查找對(duì)應(yīng)的翻譯后的目標(biāo)代碼塊。如果查找命中，則本地目標(biāo)代碼緩存區(qū)已保留翻譯后的代碼塊，將代碼塊起始地址賦值給TPC，轉(zhuǎn)步驟4;如果査找沒(méi)有命中，則首先檢查客戶端翻譯代碼緩存區(qū)是否己經(jīng)滿，滿的話全部將緩存區(qū)全部清空，將TPC設(shè)置為緩存區(qū)的首地址，否則將TPC設(shè)置為緩存區(qū)空閑區(qū)域起始地址。將此時(shí)的SPC和TPC構(gòu)建一個(gè)翻譯請(qǐng)求類型的消息發(fā)送個(gè)服務(wù)端。服務(wù)端接收到客戶端的翻譯請(qǐng)求后，讀取SPC和TPC，先在目標(biāo)代碼緩存區(qū)中査找是否存在己經(jīng)翻譯過(guò)的代碼塊，査找的關(guān)鍵字就是SPC，如果存在，根據(jù)TPC的值對(duì)翻譯過(guò)的代碼塊中的地址偏移指令做修改，構(gòu)建翻譯應(yīng)答類消息，將代碼塊發(fā)送回客戶端；否則開(kāi)始一個(gè)翻譯過(guò)程，從初始化時(shí)得到的源平臺(tái)二進(jìn)制代碼中逐一取出指令，對(duì)指令解碼，生成中間指令，直到遇到的指令滿足基本塊結(jié)束條件，如遇到跳轉(zhuǎn)指令等。再將這些中間指令序列翻譯成目標(biāo)代碼塊，翻譯完成后將起始地址(SPC)和翻譯好的代碼存入服務(wù)端的目標(biāo)代碼緩存區(qū)中，并構(gòu)建翻譯應(yīng)答消息，將翻譯后代碼塊傳送給客戶端，完成此次請(qǐng)求，轉(zhuǎn)步驟3。3、客戶端等待服務(wù)端的回應(yīng)，接收翻譯后的代碼塊。當(dāng)服務(wù)端完成翻譯前，客戶端一直處于等待狀態(tài)，直到服務(wù)端翻譯過(guò)程完成，通知客戶端?？蛻舳碎_(kāi)始接收翻譯后代碼，將其放置在TPC所指向的目標(biāo)代碼緩存區(qū)中，這樣在本地就保存了與SPC所指向的源平臺(tái)基本塊所對(duì)應(yīng)的翻譯后的目標(biāo)平臺(tái)代碼塊，同時(shí)將TPC的值加上目標(biāo)代碼塊大小后的值作為緩存區(qū)空閑區(qū)起始地址，可以作為下一次翻譯后代碼放置位置的起始地址，轉(zhuǎn)步驟4。4、客戶端執(zhí)行翻譯后代碼塊?？蛻舳嗽诮邮盏椒g后代碼塊后，開(kāi)始對(duì)其做基本塊連接(連接指將上個(gè)目標(biāo)代碼塊末端跳轉(zhuǎn)的目的地址修改為這個(gè)基本塊的入口地址)，保存機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)，即將目標(biāo)平臺(tái)中通用寄存器保存到棧中，然后開(kāi)始執(zhí)行連接后的基本塊。如果遇到未翻譯的代碼塊，則將下次要執(zhí)行的基本塊的首地址賦給SPC，轉(zhuǎn)步驟2，則開(kāi)始新一輪的請(qǐng)求、翻譯、執(zhí)行過(guò)程。直到任務(wù)結(jié)束，轉(zhuǎn)步驟5。5、程序運(yùn)行結(jié)束，退出程序，客戶端和服務(wù)端釋放各自的內(nèi)存資源等。當(dāng)程序正常結(jié)束，返回翻譯器后，客戶端釋放本地翻譯代碼緩存區(qū)，向服務(wù)端發(fā)送結(jié)束類型消息，并且結(jié)束客戶端進(jìn)程。服務(wù)端在接收到結(jié)束消息后，釋放服務(wù)端翻譯代碼緩存區(qū)，刪除源程序二進(jìn)制代碼。至此一次完整的受限系統(tǒng)運(yùn)行異構(gòu)平臺(tái)二進(jìn)制代碼過(guò)程全部完成。權(quán)利要求1、一種用于受限系統(tǒng)的分布式動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯方法，其特征在于包括如下步驟1)受限系統(tǒng)動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯器的客戶端加載異構(gòu)平臺(tái)的二進(jìn)制代碼，完成初始化，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接與受限系統(tǒng)動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯器的服務(wù)端連接，發(fā)送二進(jìn)制代碼和同步信息；服務(wù)端根據(jù)此二進(jìn)制代碼所屬指令集平臺(tái)，初始化翻譯器服務(wù)端對(duì)應(yīng)的翻譯模塊，完成服務(wù)端的初始化；2)客戶端在執(zhí)行一個(gè)未翻譯過(guò)的基本塊時(shí)，發(fā)送翻譯請(qǐng)求至服務(wù)端；服務(wù)端接收到客戶端的翻譯請(qǐng)求后，先在已翻譯代碼緩存中查找是否存在已經(jīng)翻譯過(guò)的代碼塊，如果存在，則對(duì)代碼塊做修改后，將代碼塊發(fā)送回客戶端；否則開(kāi)始一個(gè)翻譯過(guò)程，翻譯完成后將起始地址和翻譯后的代碼塊存入服務(wù)端的已翻譯代碼緩存區(qū)中，并將翻譯后的代碼塊傳送給客戶端；3)在服務(wù)端完成翻譯前，客戶端一直處于等待狀態(tài)，直到服務(wù)端翻譯過(guò)程完成，通知客戶端后，客戶端開(kāi)始接收翻譯后的代碼塊，將其存入客戶端本地代碼緩存區(qū)中；4)客戶端在接收到翻譯后的代碼塊后，開(kāi)始對(duì)其做基本塊連接，保存機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)，然后開(kāi)始執(zhí)行連接后的基本塊；如果遇到未翻譯的代碼塊，則開(kāi)始新一輪的請(qǐng)求、翻譯、執(zhí)行過(guò)程；5)程序運(yùn)行結(jié)束，退出程序，客戶端和服務(wù)端釋放各自的內(nèi)存資源。全文摘要本發(fā)明涉及一種用于受限系統(tǒng)的分布式動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯方法，對(duì)傳統(tǒng)動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯器做改進(jìn)，將翻譯器的翻譯和執(zhí)行模塊做劃分，分別安置于服務(wù)端和受限客戶端，服務(wù)端完成翻譯功能，客戶端完成執(zhí)行功能。客戶端在執(zhí)行異構(gòu)平臺(tái)代碼時(shí)，向服務(wù)端發(fā)送翻譯請(qǐng)求，服務(wù)端翻譯完成后，將翻譯后代碼返回給客戶端，由客戶端執(zhí)行此代碼，直至遇到未翻譯的代碼，重新開(kāi)始一輪請(qǐng)求，翻譯，執(zhí)行的過(guò)程。本發(fā)明通過(guò)劃分翻譯模塊和執(zhí)行模塊，大大減輕了瘦客戶端執(zhí)行異構(gòu)代碼的負(fù)擔(dān)，使動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯同樣使用于瘦客戶端。本發(fā)明不受限于任何特定的硬件平臺(tái)，適用于一切受限系統(tǒng)的分布式二進(jìn)制翻譯器，并能取得理想的效果。文檔編號(hào)G06F9/45GK101504613SQ20091004747公開(kāi)日2009年8月12日申請(qǐng)日期2009年3月12日優(yōu)先權(quán)日2009年3月12日發(fā)明者孫廷韜,凌林,梁阿磊,管海兵,超褚申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)