动态二进制翻译中的数据预取优化研究

"这篇论文主要研究了动态二进制翻译中数据预取优化的策略，以提升现代处理器架构上的应用程序性能。作者罗琼程和吴强来自湖南大学计算机与通信学院，他们在文中提出了一种基于超级块(SuperBlock)的动态数据预取优化方法。 动态二进制翻译是一种在运行时将特定架构的二进制代码转换为另一种架构可执行的代码的技术，主要用于代码移植和虚拟化环境。随着处理器技术的快速发展，动态优化在二进制翻译中变得至关重要。数据预取作为一种内存访问优化手段，可以在访存延迟期间提前加载数据到高速缓存，从而提高程序的执行效率。 论文首先介绍了二进制翻译的基本概念和优化需求，指出由于内存速度与处理器速度的差距，数据预取成为了提高性能的关键。接着，作者们提出了一种基于超级块的预取优化方法。超级块是连续指令序列的组合，这种方法通过软件插桩收集Load指令的访存延迟信息，构建超级块，并分析其中的寄存器引用关系，预测并预取后续可能需要的数据。 实验部分，研究者在龙芯DigitalBridge动态二进制翻译系统上应用该优化，结果显示，数据预取优化能够使SPEC2000浮点测试程序的平均性能提升2.53%，而带来的额外开销小于0.5%。这一结果证明了该方法的有效性和低开销。 相关工作部分，论文提到虽然数据预取优化在二进制翻译系统中尚属少见，但在同架构的动态优化系统中已有研究，如ADORE系统中的实现。这些工作为动态数据预取提供了理论基础和技术参考。 关键词包括数据预取、二进制翻译、动态优化和超级块，表明论文的核心研究领域。根据中国图书馆分类法，该论文被归类在TP314，即计算机软件及计算机应用类别。 总结来说，这篇论文提出了一个创新的动态数据预取优化策略，适用于动态二进制翻译环境，能够显著提升程序执行效率，并且具有较低的实现成本。这一研究对于优化跨架构代码执行，尤其是在内存访问效率受限的场景下，具有重要的实践意义和理论价值。"