Binary Translation. Cambio di architettura Problemi E il vecchio software?

Presentazione sul tema: "Binary Translation. Cambio di architettura Problemi E il vecchio software?"— Transcript della presentazione:

1 Binary Translation

2 Cambio di architettura

3 Problemi E il vecchio software?

4 Costo di produzione software (tempo e denaro)

5 Soluzioni Compilare il vecchio sorgente con nuovi compilatori Compilare il vecchio sorgente con nuovi compilatori Emulazione hardware Emulazione hardware Emulazione/interpretazione software Emulazione/interpretazione software Binary translation Binary translation

6 Binary translation Nessuna ricompilazione Nessuna ricompilazione

7 Binary translation Nessuna ricompilazione Nessuna ricompilazione Indipendenza dal sorgente Indipendenza dal sorgente

8 Binary translation Nessuna ricompilazione Nessuna ricompilazione Indipendenza dal sorgente Indipendenza dal sorgente Risparmio di tempo Risparmio di tempo

9 Binary translation Nessuna ricompilazione Nessuna ricompilazione Indipendenza dal sorgente Indipendenza dal sorgente Risparmio di tempo Risparmio di tempo Ottimizzazione Ottimizzazione

10 Binary translation Nessuna ricompilazione Nessuna ricompilazione Indipendenza dal sorgente Indipendenza dal sorgente Risparmio di tempo Risparmio di tempo Ottimizzazione Ottimizzazione Risparmio sui test Risparmio sui test

11 Binary translation Nessuna ricompilazione Nessuna ricompilazione Indipendenza dal sorgente Indipendenza dal sorgente Risparmio di tempo Risparmio di tempo Ottimizzazione Ottimizzazione Risparmio sui test Risparmio sui test Nessun disagio per gli utenti Nessun disagio per gli utenti

12 Binary translation Nessuna ricompilazione Nessuna ricompilazione Indipendenza dal sorgente Indipendenza dal sorgente Risparmio di tempo Risparmio di tempo Ottimizzazione Ottimizzazione Risparmio sui test Risparmio sui test Nessun disagio per gli utenti Nessun disagio per gli utenti Distribuzione multipiattaforma Distribuzione multipiattaforma

13 Difficoltà Simili a disassembler e decompilers Simili a disassembler e decompilers Problema della terminazione Problema della terminazione Problema nella staticità Problema nella staticità

14 Decompilation

15 Decompilazione (MikeVanEmmerik ) ProblemaDecompilatoreDecompilatore assembler Disassemblatore ideale Decompilato re bytecode Separare codice e dati sinosino Separare codici e costanti sinosifacile Recuperare parametri ecc. si no Analisi dei tipisi nosolo locali Dichiarare datisi banale Fondere istruzioni si nosi Salti strutturati, condizionali si nosi

16 Esempio: dcc void main () { int loc1; int loc2; int loc3; int loc4; printf ("Input number of iterations: "); printf ("Input number of iterations: "); scanf ("%d", &loc1); scanf ("%d", &loc1); loc3 = 1; loc3 = 1; while ((loc3 <= loc1)) { while ((loc3 <= loc1)) { printf ("Input number:"); printf ("Input number:"); scanf ("%d", &loc2); scanf ("%d", &loc2); loc4 = proc_1 (loc2); loc4 = proc_1 (loc2); printf ("fibonacci(%d) = %u\n", loc2, loc4); printf ("fibonacci(%d) = %u\n", loc2, loc4); loc3 = (loc3 + 1); loc3 = (loc3 + 1); } /* end of while */ } /* end of while */ exit(0); exit(0);}

17 Esempio: REC main() { /* unknown */ void ebx; /* unknown */ void esi; /* unknown */ void ebx; /* unknown */ void esi; /* unknown */ void Vfffffffc; /* unknown */ void Vfffffffc; (save)"Input number: "; (save)"Input number: "; printf(); printf(); (save) & Vfffffffc; (save)"%d"; scanf(); (save) & Vfffffffc; (save)"%d"; scanf(); ebx = Vfffffffc; ebx = Vfffffffc; esp = esp + 12; esp = esp + 12; if(ebx > 1) { if(ebx > 1) { esi = fib(ebx - 1); esi = fib(ebx - 1); eax = fib(ebx - 2) + esi; eax = fib(ebx - 2) + esi; } else { } else { eax = ebx; eax = ebx; } printf("fibonacci(%d) = %d\n", Vfffffffc, eax); printf("fibonacci(%d) = %d\n", Vfffffffc, eax); esp = ebp - 12; esp = ebp - 12; return(0); return(0);}

18 Esempio: Boomerang Esempio di codice: int somma(int a, int b) { return a + b; return a + b;} int main() { printf("%i\n", somma(3, 4)); printf("%i\n", somma(3, 4));} Output di The Boomerang: void main() { int local0; int local0; local0 = proc1(3, 4) ; local0 = proc1(3, 4) ; local0 = printf("%i\n", local0) ; local0 = printf("%i\n", local0) ; return ; return ;} int proc1(int arg1, int arg2) { return arg2+arg1; return arg2+arg1;}

19 Static binary translation

20 Dynamic binary translation

21 Retargetable binary translator

22 MIMIC (Ibm 1987) Emulatore Emulatore IBM System/370  IBM RT PC IBM System/370  IBM RT PC Tecniche di caching Tecniche di caching Fattore di espansione 1:4 (non 1:100) Fattore di espansione 1:4 (non 1:100)

23 Accelerator (Tandem 1992) Traduttore binario Traduttore binario TNS CISC  TNS RISC TNS CISC  TNS RISC 1% di interpretazione 1% di interpretazione Codice tradotto più veloce (5-8X) Codice tradotto più veloce (5-8X)

24 Flashport (AT&T 1994) Set generale di piattaforme Set generale di piattaforme Intervento utente Intervento utente Da una settimana a sei mesi di computazione Da una settimana a sei mesi di computazione

25 Tibbit (1995) Motorola 68000  IBM RS/6000, AIX 3.2 Motorola 68000  IBM RS/6000, AIX 3.2 Traduzione applicazioni real-time tra processori con velocità differenti Traduzione applicazioni real-time tra processori con velocità differenti

26 Digital (anni 90) VAX, MIPS, SPARC  Alpha VAX, MIPS, SPARC  Alpha VEST, Freeport express VEST, Freeport express Ore di computazione Ore di computazione

27 FX!32 (Digital 1996) Ibrido: emulatore/binary translator Ibrido: emulatore/binary translator WinNT(32bit) x86  WinNT(64bit) Alpha WinNT(32bit) x86  WinNT(64bit) Alpha

28 NJMC (1999) New Jersey Machine-Code Toolkit New Jersey Machine-Code Toolkit Indipendente dalla macchina Indipendente dalla macchina Aiuta a scrivere parsers e debuggers Aiuta a scrivere parsers e debuggers Introduce il Register Transfer Language (RTL) Introduce il Register Transfer Language (RTL)

29 Disassembler, generazione 1-2 Dcc: 860 linee in più giorni Dcc: 860 linee in più giorni NJMC: 208 linee in poche ore NJMC: 208 linee in poche ore

30 Aries (HP, 2000) PA-RISC  ia64 PA-RISC  ia64 all user-level applications all user-level applications

31 Futuro

32 Futuro

33 Futuro

34 Futuro

35 Futuro Cindy Zheng Carol Thompson Aries (PA-RISC/ia64)

36 Futuro Cindy Zheng Carol Thompson Aries (PA-RISC/ia64) HP-UX WOW64

37 Futuro Actually, being able to run IA-32 code on IA-64 HP-UX machines is not a primary goal for HP. Instead, it is a positive side effect of a software partitioning solution that HP is developing to allow multiple operating systems to share CPUs and other resources. IA-64 will never execute 32-bit code as well as a dedicated processor

38 Bibliografia (1) Libri: "Compilers - Principles, Techniques and Tools", Aho, Sethi, Ullman, "Compilers - Principles, Techniques and Tools", Aho, Sethi, Ullman, "Advanced Compiler Design & Implementation", Steven Muchnick "Advanced Compiler Design & Implementation", Steven Muchnick "How debuggers work - Algorithms, Data Structures, and Architecture", Jonathan Rosemberg "How debuggers work - Algorithms, Data Structures, and Architecture", Jonathan Rosemberg “A Conceptual Foundation for Software Re-Engineering”,E. J. Byrne “A Conceptual Foundation for Software Re-Engineering”,E. J. ByrneLinks: http://www.mpowernet.com/kamal/www.fravia.org http://www.mpowernet.com/kamal/www.fravia.org http://www.mpowernet.com/kamal/www.fravia.org http://www.quequero.tk http://www.quequero.tk http://www.quequero.tk http://www.program-transformation.org http://www.program-transformation.org http://www.program-transformation.org

39 Bibliografia (2) “Transparent Execution, No Recompilation”Cindy Zheng Carol Thompson “Transparent Execution, No Recompilation”Cindy Zheng Carol Thompson “Running IA-32 Code on IA-64” by Christophe de Dinechin “Running IA-32 Code on IA-64” by Christophe de Dinechin “Binary Translation: Static, Dynamic, Retargetable?*”, C. Cifuentes, V. Malhotra “Binary Translation: Static, Dynamic, Retargetable?*”, C. Cifuentes, V. Malhotra