一个高可移植性的轻量级x86模拟器①-计算机系统应用.PDF

2011 年 第 20 卷 第 5 期 计 算 机 系 统 应 用 一个高可移植性的轻量级x86 模拟器① 曹欢寅，张 妍 (复旦大学 软件学院，上海 200433) 摘 要：介绍一个可以在多种处理器体系结构上运行的轻量级 x86 模拟器 PIT(Portable x86 Instruction Translator) 。 “动态二进制指令翻译”是一个可以让一种机器的指令运行在另一种机器上的技术。PIT 采用了可移植的动态二 进制指令翻译技术，可以在多种体系结构（包括 x86,PowerPC,ARM, Sparc ）的CPU 上模拟执行英特尔 x86 指令。 用户可以在 PIT 环境中加载 x86 系统上在用户态运行的常用格式的 16 位或 32 位可执行文件（包括 COM，EXE ， ELF ）运行并观察输出结果。PIT 采用了指令块动态缓存和条件码延迟计算的技术用于加速指令翻译的效率，使 用虚拟 x86 MMU( 内存管理单元) 的方式支持指令在PIT 虚拟环境中对 4GB 内存空间进行寻址。只需要通过简单 的配置和重新编译，PIT 就可以在不同的 CPU 体系结构上模拟运行 x86 系统上的可执行文件。 关键词：x86 模拟器；动态二进制指令翻译；虚拟化技术 Highly Portable Light-Weight x86 Emulator CAO Huan-Yin, ZHANG Yan (Software School, Fudan University, Shanghai 200433, China) Abstract: This paper presents a light-weight x86 emulator PIT (Portable x86 Instruction Translator) which is portable on multiple CPU architecture. “Dynamic binary translation” is a technique that can make instructions of one CPU architecture be capable of running on another CPU architecture. PIT utilizes portable dynamic binary translation technique to emulate Intel x86 instructions on multiple CPU architecture such as x86, PowerPC, ARM and Sparc. Users can load 16-bit or 32-bit user-level executable files of x86 system such as COM, EXE and ELF into PIT, execute them and observe the output. PIT utilizes Transferred Block Dynamic Cache and Condition Code Lazy Computation techniques to accelerate instruction translation. With virtual x86 MMU (Memory Management Unit), emulated instructions can address 4GB memory space in PIT virtual environment. With simple configuration and re-compiling, PIT can be easily ported and run x86 executable files on different CPU architectures. Keywords: x86 emulator; dynamic binary translation; virtualization 1 引言 本文要介绍一个可以在多种处理器体系结构上运 英特尔 x86 体系结构是目前最为被广泛使用的一 行的轻量级 x86 模拟器