CN117492828A - 二进制翻译调试方法、装置、计算设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种二进制翻译调试方法、装置、计算设备及存储介质，方法包括：对源架构可执行程序进行静态翻译，以便为每个源架构可执行文件分别创建对应的目标架构可执行文件；响应于对源架构可执行程序的加载操作，加载每个目标架构可执行文件；对目标架构可执行文件进行动态翻译，其中，响应于执行目标架构可执行文件时确定源架构函数，进入二进制翻译环境，并动态查找源架构函数对应的目标架构函数；响应于执行目标架构可执行文件时生成源架构指令，进入二进制翻译环境，并将源架构指令翻译为对应的目标架构函数；利用目标架构调试器，基于目标架构可执行文件中的目标架构函数进行断点和反汇编操作，以实现方便地对源架构可执行程序进行调试。

Description

二进制翻译调试方法、装置、计算设备及存储介质

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种二进制翻译调试方法、二进制翻译调试装置、计算设备及存储介质。

背景技术

随着现代半导体技术的飞速发展，通用处理器领域也进一步发展，迎来更多新的玩家，这些新涌现的处理器大多有一个共同的特点：都属于RISC(Reduced InstructionSet Computing，精简指令集)架构。RISC架构相对于CISC(Complex Instruction SetComputing，复杂指令集)架构而言，更加贴合现代通用处理器低功耗、嵌入式、移动端等需求，但，当RISC架构处理器转战桌面PC市场时，出现缺乏应用生态的问题。

传统的PC软件通常是为CISC架构的处理器设计和适配的，当下国产替代环境下，急需扩充国产处理器的应用生态，主要手段有两种：1、直接基于国产处理器平台进行应用重新开发；2、将原来的X86架构的应用通过二进制翻译技术迁移到国产处理器平台。

二进制翻译(Binary Translation)是一种直接翻译可执行二进制程序的技术,能够把一种处理器上的二进制程序翻译到另外一种处理器上执行。它使得不同架构处理器之间的二进制程序可以很容易地相互移植，扩大了硬件和软件的适用范围，有助于打破处理器与支持软件之间互相掣肘、影响创新的局面。

操作系统厂商通常通过将X86应用迁移到国产平台进行过渡，以满足用户阶段性的需求。对于操作系统厂商，这些应用通常是闭源的，迁移过程中难度比较大，因此，需要开发一种适合二进制翻译的调试增强工具以实现应用的加速迁移。

现有的二进制翻译程序(例如qemu，box86，fex-emu，exagear)，都不支持对Guest(本文指“源架构”)程序进行调试，开发者通常需要手动对Guest程序进行静态分析，并结合二进制翻译时的一些日志进行问题分析。现有的二进制翻译程序，通常会提供包括Guest指令序列打印，以基本块为单位或者单条指令为单位，每次翻译时进行打印，同时也可打印虚拟处理器的所有寄存器信息，当Guest指令序列翻译完成后，打印翻译完成的Host(本文指“目标架构”，例如国产处理器架构)指令序列。由于指令集的不同，开发者无法直接通过GDB等本地调试器附加到Guest程序，而只能通过二进制翻译器提供的有限信息去缓慢调试。

可见，现有的二进制翻译器存在以下缺陷：其提供的调试手段仅限于日志输出，需要开发人员熟悉Guest和Host体系结构，同时需要对二进制翻译器的实现原理及技术细节十分熟悉，才能充分利用日志信息进行调试。对于大型程序，不断的日志输出会导致应用程序运行十分缓慢，进一步降低调试效率。过高的调试门槛和过低的调试效率，已经成为二进制翻译器开发的瓶颈。

为此，需要一种二进制翻译调试方法，以解决上述技术方案中存在的问题。

发明内容

为此，本发明提供一种二进制翻译调试方法和二进制翻译调试装置，以解决或至少缓解上面存在的问题。

根据本发明的一个方面，提供一种二进制翻译调试方法，在计算设备中执行，所述计算设备中包括目标架构处理器，所述方法包括：对源架构可执行程序进行静态翻译，以便为所述源架构可执行程序的每个源架构可执行文件分别创建对应的目标架构可执行文件；响应于对所述源架构可执行程序的加载操作，加载每个所述目标架构可执行文件；对所述目标架构可执行文件进行动态翻译，其中，响应于执行所述目标架构可执行文件时确定源架构函数，进入二进制翻译环境，并动态查找源架构函数对应的目标架构函数；响应于执行所述目标架构可执行文件时生成源架构指令，进入二进制翻译环境，并将所述源架构指令翻译为对应的目标架构函数；利用目标架构调试器，基于所述目标架构可执行文件中的目标架构函数进行断点和反汇编操作，以对所述源架构可执行程序进行调试。

可选地，在根据本发明的二进制翻译调试方法中，还包括：建立源架构寄存器与目标架构寄存器之间的映射关系，以便在利用目标架构调试器进行调试过程中，通过访问目标架构寄存器来获取对应的源架构寄存器值，并基于所述源架构寄存器值来对源架构可执行程序进行调试。

可选地，在根据本发明的二进制翻译调试方法中，建立源架构寄存器与目标架构寄存器之间的映射关系，还包括：在每次从二进制翻译环境切换到执行环境时，调用恢复函数以更新目标架构寄存器；在每次从执行环境切换到二进制翻译环境之前，调用保存函数以更新虚拟处理器。

可选地，在根据本发明的二进制翻译调试方法中，对源架构可执行程序进行静态翻译，以便为所述源架构可执行程序的每个源架构可执行文件分别创建对应的目标架构可执行文件，包括：根据所述源架构可执行程序对应的第一文件格式，对所述源架构可执行程序进行静态翻译，并添加依赖关系，以便为每个源架构可执行文件创建对应的第一文件格式的目标架构可执行文件。

可选地，在根据本发明的二进制翻译调试方法中，对源架构可执行程序进行静态翻译，包括：收集所述源架构可执行程序对应的每个源架构可执行文件的库依赖信息、符号信息、静态翻译后的目标架构机器指令；根据所述符号信息确定需要进行重定位的指令的符号，为所述需要进行重定位的指令的符号生成目标架构对应的重定位信息；根据所述符号信息确定符号内部的直接跳转指令、间接跳转指令，为所述直接跳转指令实现符号链接，以及，将所述间接跳转指令链接到跳板函数。

可选地，在根据本发明的二进制翻译调试方法中，所述符号信息包括：符号在源架构可执行文件的偏移信息、符号对应的数据或符号对应的函数大小、符号内部的直接跳转指令和间接跳转指令、符号内部需要进行重定位的指令中的一项或多项。

可选地，在根据本发明的二进制翻译调试方法中，在加载每个所述目标架构可执行文件之后，还包括：对所述目标架构可执行文件进行初始化和重定位操作，并执行所述目标架构可执行文件的入口点函数。

可选地，在根据本发明的二进制翻译调试方法中，在动态查找源架构函数对应的目标架构函数之后，还包括：从二进制翻译环境切换至执行环境，并继续执行所述目标架构可执行文件；在将所述源架构指令翻译为对应的目标架构函数之后，还包括：从二进制翻译环境切换至执行环境，并继续执行所述目标架构可执行文件。

可选地，在根据本发明的二进制翻译调试方法中，所述目标架构可执行文件中填充有动态翻译扩展数据，以便基于所述动态翻译扩展数据，对所述目标架构可执行文件进行动态翻译。

可选地，在根据本发明的二进制翻译调试方法中，所述计算设备中部署有二进制翻译器，所述二进制翻译器被配置为执行所述方法；其中，目标架构可执行文件在加载后，适于与所述二进制翻译器进行数据交互。

可选地，在根据本发明的二进制翻译调试方法中，所述源架构为CSIC架构，所述目标架构为RISC架构。

根据本发明的一个方面，提供一种二进制翻译调试装置，驻留在计算设备中，所述计算设备中包括目标架构处理器，所述装置包括：静态翻译模块，适于对源架构可执行程序进行静态翻译，以便为所述源架构可执行程序的每个源架构可执行文件分别创建对应的目标架构可执行文件；加载模块，适于响应于对所述源架构可执行程序的加载操作，加载每个所述目标架构可执行文件；动态翻译模块，适于对所述目标架构可执行文件进行动态翻译，其中，响应于执行所述目标架构可执行文件时确定源架构函数，进入二进制翻译环境，并动态查找源架构函数对应的目标架构函数；以及，响应于执行所述目标架构可执行文件时生成源架构指令，进入二进制翻译环境，并将所述源架构指令翻译为对应的目标架构函数；调试模块，适于利用目标架构调试器，基于所述目标架构可执行文件中的目标架构函数进行断点和反汇编操作，以对所述源架构可执行程序进行调试。

根据本发明的一个方面，提供一种计算设备，包括：至少一个处理器；存储器，存储有程序指令，其中，程序指令被配置为适于由上述至少一个处理器执行，所述程序指令包括用于执行如上所述的二进制翻译调试方法的指令。

根据本发明的一个方面，提供一种存储有程序指令的可读存储介质，当该程序指令被计算设备读取并执行时，使得该计算设备执行如上所述的二进制翻译调试方法。

根据本发明的技术方案，提供了一种二进制翻译调试方法，首先对源架构可执行程序进行静态翻译，以便为源架构可执行程序的每个源架构可执行文件分别创建对应的目标架构可执行文件。响应于对源架构可执行程序的加载操作，加载每个目标架构可执行文件，随后对目标架构可执行文件进行动态翻译，其中，可以响应于执行目标架构可执行文件时确定源架构函数，进入二进制翻译环境，并动态查找源架构函数对应的目标架构函数，以及，响应于执行目标架构可执行文件时生成源架构指令，进入二进制翻译环境，并将源架构指令翻译为对应的目标架构函数。在执行目标架构可执行文件(动态翻译)过程中，可以利用目标架构调试器，基于目标架构可执行文件中的目标架构函数进行断点和反汇编操作，以实现对源架构可执行程序进行调试。这样，本发明采用静态翻译和动态翻译相结合的方式，能实现在二进制翻译过程中直接利用目标架构调试器方便地对源架构可执行程序进行调试，并且，有利于降低二进制翻译运行时占用的内存和时间成本，极大提高了性能。

进一步地，根据本发明的技术方案，通过建立源架构寄存器与目标架构寄存器之间的映射关系，在进行调试过程中，可以通过访问目标架构寄存器来获取对应的源架构寄存器值，基于源架构寄存器值来对源架构可执行程序进行调试，快速定位源架构可执行程序中的问题。这样，进一步降低了二进制翻译调试的难度，能实现快速定位源架构可执行程序中的问题。

此外，基于静态翻译生成的目标架构可执行文件，可以方便、快速地对源架构可执行程序进行性能热点分析、指令质量分析，以提高二进制翻译性能。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

为了实现上述以及相关目的，本文结合下面的描述和附图来描述某些说明性方面，这些方面指示了可以实践本文所公开的原理的各种方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保护的主题的范围内。通过结合附图阅读下面的详细描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。遍及本公开，相同的附图标记通常指代相同的部件或元素。

图1示出了根据本发明一个实施例的计算设备100的示意图；

图2示出了根据本发明一个实施例的二进制翻译调试方法200的流程示意图；

图3示出了根据本发明一个实施例的扩展ELF文件格式的示意图；

图4示出了根据本发明的一个实施例的二进制翻译调试装置400的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

针对现有技术中的二进制翻译程序不支持对源架构程序进行调试或者调试效率低的问题，本发明提供了一种二进制翻译调试方案，以实现在二进制翻译过程中，利用目标架构调试器方便地对源架构可执行程序进行调试，以便快速定位源架构可执行程序中的问题。

图1示出了根据本发明一个实施例的计算设备100的示意图。如图1所示，在基本配置中，计算设备100包括至少一个处理单元102和系统存储器104。根据一个方面，取决于计算设备的配置和类型，处理单元102可以实现为处理器。系统存储器104包括但不限于易失性存储(例如，随机存取存储器)、非易失性存储(例如，只读存储器)、闪速存储器、或者这样的存储器的任何组合。根据一个方面，系统存储器104中包括操作系统105。

根据一个方面，操作系统105例如适合于控制计算设备100的操作。此外，示例结合图形库、其他操作系统、或任何其他应用程序而被实践，并且不限于任何特定的应用或系统。在图1中通过在虚线内的那些组件示出了该基本配置。根据一个方面，计算设备100具有额外的特征或功能。例如，根据一个方面，计算设备100包括额外的数据存储设备(可移动的和/或不可移动的)，例如磁盘、光盘、或者磁带。这样额外的存储在图1中是由可移动存储设备109和不可移动存储设备110示出的。

如在上文中所陈述的，根据一个方面，在系统存储器104中存储有程序模块103。根据一个方面，程序模块103可以包括一个或多个应用程序，本发明不限制应用程序的类型，例如应用程序可以包括：电子邮件和联系人应用程序、文字处理应用程序、电子表格应用程序、数据库应用程序、幻灯片展示应用程序、绘画或计算机辅助应用程序、网络浏览器应用程序等。

根据一个方面，程序模块103可以包括二进制翻译调试装置400，二进制翻译调试装置400中包括适于执行本发明的二进制翻译调试方法200的多条程序指令，使得二进制翻译调试装置400被配置为执行本发明的二进制翻译调试方法200。

根据一个方面，可以在包括分立电子元件的电路、包含逻辑门的封装或集成的电子芯片、利用微处理器的电路、或者在包含电子元件或微处理器的单个芯片上实践示例。例如，可以经由其中在图1中所示出的每个或许多组件可以集成在单个集成电路上的片上系统(SOC)来实践示例。根据一个方面，这样的SOC设备可以包括一个或多个处理单元、图形单元、通信单元、系统虚拟化单元、以及各种应用功能，其全部作为单个集成电路而被集成(或“烧”)到芯片基底上。当经由SOC进行操作时，可以经由在单个集成电路(芯片)上与计算设备100的其他组件集成的专用逻辑来对在本文中所描述的功能进行操作。还可以使用能够执行逻辑操作(例如AND、OR和NOT)的其他技术来实践本发明的实施例，所述其他技术包括但不限于机械、光学、流体、和量子技术。另外，可以在通用计算机内或在任何其他任何电路或系统中实践本发明的实施例。

根据一个方面，计算设备100还可以具有一个或多个输入设备112，例如键盘、鼠标、笔、语音输入设备、触摸输入设备等。还可以包括输出设备114，例如显示器、扬声器、打印机等。前述设备是示例并且也可以使用其他设备。计算设备100可以包括允许与其他计算设备118进行通信的一个或多个通信连接116。合适的通信连接116的示例包括但不限于：RF发射机、接收机和/或收发机电路；通用串行总线(USB)、并行和/或串行端口。

如在本文中所使用的术语计算机可读介质包括计算机存储介质。计算机存储介质可以包括以任何用于存储信息(例如，计算机可读指示、数据结构、或程序模块103)的方法或技术来实现的易失性的和非易失性的、可移动的和不可移动的介质。系统存储器104、可移动存储设备109、和不可移动存储设备110都是计算机存储介质的示例(即，存储器存储)。计算机存储介质可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦只读存储器(EEPROM)、闪速存储器或其他存储器技术、CD-ROM、数字通用盘(DVD)或其他光存储、盒式磁带、磁带、磁盘存储器或其他磁存储设备、或者可用于存储信息并且可以由计算设备100访问的任何其他制品。根据一个方面，任何这样的计算机存储介质都可以是计算设备100的一部分。计算机存储介质不包括载波或其他经传播的数据信号。

根据一个方面，通信介质是由计算机可读指令、数据结构、程序模块103、或者经调制的数据信号(例如，载波或其他传输机制)中的其他数据实施的，并且包括任何信息传递介质。根据一个方面，术语“经调制的数据信号”描述了具有一个或多个特征集或者以将信息编码在信号中的方式改变的信号。作为示例而非限制，通信介质包括诸如有线网络或直接有线连接之类的有线介质，以及诸如声学、射频(RF)、红外线的、以及其他无线介质之类的无线介质。

在根据本发明的实施例中，计算设备100被配置为执行根据本发明的二进制翻译调试方法200。计算设备100包括一个或多个处理器、以及存储有程序指令的一个或多个可读存储介质，当程序指令被配置为由一个或多个处理器执行时，使得计算设备执行本发明实施例中的二进制翻译调试方法200。

根据本发明的一个实施例，计算设备100中驻留有二进制翻译调试装置400，二进制翻译调试装置400被配置为执行根据本发明的二进制翻译调试方法200。其中，二进制翻译调试装置400中包含用于执行本发明的二进制翻译调试方法200的多条程序指令，这些程序指令可以指示处理器执行根据本发明的二进制翻译调试方法200。

图2示出了根据本发明一个实施例的二进制翻译调试方法200的流程示意图。二进制翻译调试方法200被配置为在计算设备100中执行，具体可以被配置为在计算设备100的二进制翻译调试装置400中执行。

在一些实施例中，计算设备100中部署有二进制翻译器，二进制翻译器可以被配置为执行本发明的二进制翻译调试方法200。例如，二进制翻译器中包括二进制翻译调试装置400，以便通过二进制翻译调试装置400执行本发明的二进制翻译调试方法200。

需要说明的是，在本发明的实施例中，如图1所示，计算设备100的处理单元102包含目标架构处理器121，且可以虚拟化形成基于源架构的虚拟处理器122。另外，计算设备100中运行有适配目标架构处理器的目标操作系统，换言之，计算设备100中的操作系统105可以实现为适配目标架构处理器的目标操作系统。

在一些实施例中，如图1所示，计算设备100的程序模块103中还包括适配源架构处理器(虚拟处理器)的源架构可执行程序、目标架构调试器131。

在一些实施例中，目标操作系统例如为Linux操作系统，但本发明不受限于目标操作系统的具体类型。

根据本发明的二进制翻译调试方法200，可以在基于目标架构处理器的运行环境下，对适配源架构处理器(虚拟处理器)的源架构可执行程序进行二进制翻译，以将源架构可执行程序翻译到目标架构处理器上运行，使得源架构可执行程序可以基于目标架构处理器运行。并且，在二进制翻译过程中，能够利用目标架构调试器131方便地对源架构可执行程序进行调试，以便快速定位源架构可执行程序中的问题。

在一些实施例中，源架构可以为CSIC架构(即，复杂指令集架构)，例如包括X86架构。目标架构可以为RISC架构(即，精简指令集架构)，例如包括ARM64、SW64、LoongArch64等架构。在一个具体实施例中，源架构例如可以为X86_64架构，目标架构例如可以为ARM64架构，但本发明并不受限于此。

如图2所示，方法200始于步骤210。

首先，在步骤210中，对源架构可执行程序进行静态翻译，以便为源架构可执行程序的每个源架构可执行文件分别创建对应的目标架构可执行文件。

这里，源架构可执行程序具体可以包括源架构可执行程序对应的多个源架构可执行文件、源架构可执行程序的依赖库。

在一些实施例中，在步骤210中，可以根据源架构可执行程序(的类型)对应的第一文件格式，来对源架构可执行程序进行静态翻译，并添加依赖关系，以便为每个源架构可执行文件创建对应的第一文件格式的目标架构可执行文件。这里，第一文件格式例如可以为ELF(Executable and Linkable Format)文件格式，是Linux操作系统的可执行程序文件格式。第一文件格式的目标架构可执行文件可以称为Host ELF文件。

在一个具体实施例中，在对源架构可执行程序进行静态翻译时，可以收集源架构可执行程序对应的每个源架构可执行文件的库依赖信息、符号信息、静态翻译后的目标架构机器指令。其中，符号信息可以包括：符号在源架构可执行文件的偏移信息、符号对应的数据或符号对应的函数大小、符号内部的直接跳转指令和间接跳转指令、符号内部需要进行重定位的指令中的一项或多项。

根据符号信息可以确定需要进行重定位的指令的符号，并为需要进行重定位的指令的符号生成目标架构对应(相应格式)的重定位信息。

根据符号信息可以确定符号内部的直接跳转指令、间接跳转指令，其中，可以为直接跳转指令实现符号链接，以及，将间接跳转指令链接到跳板函数。

这里，跳板函数即是二进制翻译器提供的接口，用于进行二进制动态翻译和执行。并且，通过控制动态翻译时的函数粒度，可以控制生成目标架构函数的粒度，以便于进行更加精细化的调试。

需要说明的是，静态翻译生成的目标架构可执行文件，可用于进行静态分析，以提供额外的静态调试手段。具体地，基于静态翻译生成的目标架构可执行文件，可以方便、快速地对源架构可执行程序进行性能热点分析、指令质量分析，以提高二进制翻译性能。

还需要说明的是，完成静态翻译后的程序无法直接运行，需要结合动态翻译来实现程序运行。下面，通过执行步骤220～240可以实现静态翻译和动态翻译相结合的翻译流程。

在步骤220中，可以响应于对源架构可执行程序的加载操作，加载源架构可执行程序的每个源架构可执行文件对应的目标架构可执行文件。具体地，在目标操作系统将源架构可执行程序加载至内存时，可以响应于操作系统将源架构可执行程序加载至内存的操作，加载源架构可执行程序的每个源架构可执行文件对应的目标架构可执行文件。

这样，源架构可执行程序运行所需的环境准备完成。并且，由于为源架构可执行程序的每个源架构可执行文件分别创建了对应的目标架构可执行文件，因此，基本所有的源架构指令都具有对应的目标架构函数。

随后，可以对目标架构可执行文件进行初始化和重定位操作，进而，执行目标架构可执行文件的入口点函数(即，第一个执行的函数)。这里，可以基于静态翻译时为需要进行重定位的指令的符号生成的重定位信息，来对目标架构可执行文件进行重定位操作。

下面，可以进入动态翻译(二进制动态翻译)阶段，以便一边进行二进制翻译，一边执行目标架构可执行文件，这样，可以在动态翻译过程中对目标架构可执行文件进行动态优化。

具体地，在步骤230中，可以对目标架构可执行文件进行动态翻译，其中，在动态翻译过程中，可以响应于执行目标架构可执行文件时确定源架构函数，针对在执行目标架构可执行文件时确定的源架构函数，可以进入二进制翻译环境(即，从执行环境切换到二进制翻译环境)，并动态查找源架构函数对应的目标架构函数。随后，可以从二进制翻译环境切换至执行环境，并继续执行目标架构可执行文件。

在步骤240中，响应于执行目标架构可执行文件时生成源架构指令，针对在执行目标架构可执行文件时生成的源架构指令，可以进入二进制翻译环境(即，从执行环境切换到二进制翻译环境)，并将源架构指令翻译为对应的目标架构函数。随后，可以从二进制翻译环境切换至执行环境，并继续执行目标架构可执行文件。

在执行目标架构可执行文件(动态翻译)过程中，可以执行下述步骤250来实现对源架构可执行程序进行调试。

在步骤250中，可以利用目标架构调试器131(例如GDB调试器)，基于目标架构可执行文件中的目标架构函数(包括步骤240中翻译生成的目标架构函数)进行断点和反汇编操作，以对源架构可执行程序进行调试。

这里，目标架构调试器131例如可以为GDB调试器，但本发明不受限于此。需要说明的是，在上述步骤250中，可以采用现有技术中的调试器(例如GDB调试器)所提供的调试手段，即，通过对可执行文件中的函数进行断点和反汇编操作来调试可执行程序，即可实现对正在执行的目标架构可执行文件进行调试，进而达到调试源架构可执行程序的目的。

在一些实施例中，在本发明的方法200中，还可以为二进制翻译器实现寄存器映射，即，预先建立源架构寄存器与目标架构寄存器之间的映射关系。基于源架构寄存器与目标架构寄存器之间的映射关系，在步骤250中利用目标架构调试器131进行调试过程中，可以通过访问目标架构寄存器来获取对应的源架构寄存器值(以得到源架构可执行程序的运行时信息)，并基于源架构寄存器值来对源架构可执行程序进行调试，以便快速定位源架构可执行程序中的问题。这样，基于建立源架构寄存器与目标架构寄存器之间的映射关系，进一步降低了二进制翻译调试的难度，能实现快速定位源架构可执行程序中的问题。

在一个实施例中，可以为目标架构调试器131添加寄存器别名，以便在进行调试时，基于寄存器别名访问对应的目标架构寄存器，以获取与目标架构寄存器值相对应的源架构寄存器值。

另外，在本发明的方法200中，还可以实现寄存器的保存函数和恢复函数，其中，在动态翻译过程中，在每次从二进制翻译环境切换到执行环境时，可以调用恢复函数来更新目标架构寄存器。在每次从执行环境切换到二进制翻译环境之前，可以调用保存函数来更新基于源架构的虚拟处理器。基于此，可以实现建立源架构寄存器与目标架构寄存器之间的映射关系。

以源架构为X86_64架构、目标架构为ARM64架构为例，可以采用如下映射方式建立源架构寄存器与目标架构寄存器之间的映射关系。

RAX<---->X0

RBX<---->X1

...

R15<---->X15

并且，可以通过以下方法来实现寄存器的保存函数和恢复函数。

在一些实施例中，目标架构可执行文件填充有动态翻译扩展数据(例如包括TranslateFunc)，以便基于动态翻译扩展数据来对目标架构可执行文件进行动态翻译。基于此，第一文件格式可以是扩展ELF文件格式，即，目标架构可执行文件的文件格式可以为扩展ELF文件格式。

图3示出了根据本发明一个实施例的扩展ELF文件格式的示意图。如图3所示，扩展ELF文件格式的目标架构可执行文件中包含ELF文件通用数据以及动态翻译扩展数据，动态翻译扩展数据包括TranslateFunc。

在一个具体实施例中，在对目标架构可执行文件进行重定位操作完成后，可以对目标架构可执行文件填充动态翻译扩展数据(例如包括TranslateFunc)。

需要说明的是，第一文件格式(扩展ELF文件格式)的目标架构可执行文件在加载后，可以与二进制翻译器进行数据交互，以实现对目标架构可执行文件进行动态翻译。

图4示出了根据本发明的一个实施例的二进制翻译调试装置400的示意图。二进制翻译调试装置400驻留在计算设备100中。二进制翻译调试装置400可以被配置为执行本发明的二进制翻译调试方法200。

如图4所示，在本发明的实施例中，二进制翻译调试装置400包括依次通信相连的静态翻译模块410、加载模块420、动态翻译模块430以及调试模块440。

其中，静态翻译模块410可用于对源架构可执行程序进行静态翻译，以便为源架构可执行程序的每个源架构可执行文件分别创建对应的目标架构可执行文件。

加载模块420可以响应于对源架构可执行程序的加载操作，加载每个目标架构可执行文件。

动态翻译模块430可用于对目标架构可执行文件进行动态翻译，其中，可以响应于执行目标架构可执行文件时确定源架构函数，进入二进制翻译环境，并动态查找源架构函数对应的目标架构函数；以及，响应于执行目标架构可执行文件时生成源架构指令，进入二进制翻译环境，并将源架构指令翻译为对应的目标架构函数。

调试模块440可以利用目标架构调试器131，基于目标架构可执行文件中的目标架构函数进行断点和反汇编操作，以对源架构可执行程序进行调试。

应当指出，静态翻译模块410用于执行前述步骤210，加载模块420用于执行前述步骤220，动态翻译模块430用于执行前述步骤230～240，调试模块440用于执行前述步骤250。这里，关于各模块的具体执行逻辑可参见前文方法200中对步骤210～250的描述，此处不再赘述。

根据本发明的二进制翻译调试方法，首先对源架构可执行程序进行静态翻译，以便为源架构可执行程序的每个源架构可执行文件分别创建对应的目标架构可执行文件。响应于对源架构可执行程序的加载操作，加载每个目标架构可执行文件，随后对目标架构可执行文件进行动态翻译，其中，可以响应于执行目标架构可执行文件时确定源架构函数，进入二进制翻译环境，并动态查找源架构函数对应的目标架构函数，以及，响应于执行目标架构可执行文件时生成源架构指令，进入二进制翻译环境，并将源架构指令翻译为对应的目标架构函数。在执行目标架构可执行文件(动态翻译)过程中，可以利用目标架构调试器，基于目标架构可执行文件中的目标架构函数进行断点和反汇编操作，以实现对源架构可执行程序进行调试。这样，本发明采用静态翻译和动态翻译相结合的方式，能实现在二进制翻译过程中直接利用目标架构调试器方便地对源架构可执行程序进行调试，并且，有利于降低二进制翻译运行时占用的内存和时间成本，极大提高了性能。

进一步地，根据本发明的技术方案，通过建立源架构寄存器与目标架构寄存器之间的映射关系，在进行调试过程中，可以通过访问目标架构寄存器来获取对应的源架构寄存器值，基于源架构寄存器值来对源架构可执行程序进行调试，快速定位源架构可执行程序中的问题。这样，进一步降低了二进制翻译调试的难度，能实现快速定位源架构可执行程序中的问题。

此外，基于静态翻译生成的目标架构可执行文件，可以方便、快速地对源架构可执行程序进行性能热点分析、指令质量分析，以提高二进制翻译性能。

这里描述的各种技术可结合硬件或软件，或者它们的组合一起实现。从而，本发明的方法和设备，或者本发明的方法和设备的某些方面或部分可采取嵌入有形媒介，例如可移动硬盘、U盘、软盘、CD-ROM或者其它任意机器可读的存储介质中的程序代码(即指令)的形式，其中当程序被载入诸如计算机之类的机器，并被所述机器执行时，所述机器变成实践本发明的设备。

在程序代码在可编程计算机上执行的情况下，移动终端一般包括处理器、处理器可读的存储介质(包括易失性和非易失性存储器和/或存储元件)，至少一个输入装置，和至少一个输出装置。其中，存储器被配置用于存储程序代码；处理器被配置用于根据该存储器中存储的所述程序代码中的指令，执行本发明的二进制翻译调试方法。

以示例而非限制的方式，可读介质包括可读存储介质和通信介质。可读存储介质存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据等信息。通信介质一般以诸如载波或其它传输机制等已调制数据信号来体现计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据，并且包括任何信息传递介质。以上的任一种的组合也包括在可读介质的范围之内。

在此处所提供的说明书中，算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与本发明的示例一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。

本领域那些技术人员应当理解在本文所公开的示例中的设备的模块或单元或组件可以布置在如该实施例中所描述的设备中，或者可替换地可以定位在与该示例中的设备不同的一个或多个设备中。前述示例中的模块可以组合为一个模块或者此外可以分成多个子模块。

除非另行规定，使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例，并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。

Claims (14)

1.一种二进制翻译调试方法，在计算设备中执行，所述计算设备中包括目标架构处理器，所述方法包括：

对源架构可执行程序进行静态翻译，以便为所述源架构可执行程序的每个源架构可执行文件分别创建对应的目标架构可执行文件；

响应于对所述源架构可执行程序的加载操作，加载每个所述目标架构可执行文件；

对所述目标架构可执行文件进行动态翻译，其中，响应于执行所述目标架构可执行文件时确定源架构函数，进入二进制翻译环境，并动态查找源架构函数对应的目标架构函数；

响应于执行所述目标架构可执行文件时生成源架构指令，进入二进制翻译环境，并将所述源架构指令翻译为对应的目标架构函数；

利用目标架构调试器，基于所述目标架构可执行文件中的目标架构函数进行断点和反汇编操作，以对所述源架构可执行程序进行调试。

2.如权利要求1所述的方法，其中，还包括：

建立源架构寄存器与目标架构寄存器之间的映射关系，以便在利用目标架构调试器进行调试过程中，通过访问目标架构寄存器来获取对应的源架构寄存器值，并基于所述源架构寄存器值来对源架构可执行程序进行调试。

3.如权利要求2所述的方法，其中，建立源架构寄存器与目标架构寄存器之间的映射关系，还包括：

在每次从二进制翻译环境切换到执行环境时，调用恢复函数以更新目标架构寄存器；

在每次从执行环境切换到二进制翻译环境之前，调用保存函数以更新虚拟处理器。

4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，对源架构可执行程序进行静态翻译，以便为所述源架构可执行程序的每个源架构可执行文件分别创建对应的目标架构可执行文件，包括：

根据所述源架构可执行程序对应的第一文件格式，对所述源架构可执行程序进行静态翻译，并添加依赖关系，以便为每个源架构可执行文件创建对应的第一文件格式的目标架构可执行文件。

5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，对源架构可执行程序进行静态翻译，包括：

收集所述源架构可执行程序对应的每个源架构可执行文件的库依赖信息、符号信息、静态翻译后的目标架构机器指令；

根据所述符号信息确定需要进行重定位的指令的符号，为所述需要进行重定位的指令的符号生成目标架构对应的重定位信息；

根据所述符号信息确定符号内部的直接跳转指令、间接跳转指令，为所述直接跳转指令实现符号链接，以及，将所述间接跳转指令链接到跳板函数。

6.如权利要求5所述的方法，其中，

所述符号信息包括：符号在源架构可执行文件的偏移信息、符号对应的数据或符号对应的函数大小、符号内部的直接跳转指令和间接跳转指令、符号内部需要进行重定位的指令中的一项或多项。

7.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，在加载每个所述目标架构可执行文件之后，还包括：

对所述目标架构可执行文件进行初始化和重定位操作，并执行所述目标架构可执行文件的入口点函数。

8.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其中，在动态查找源架构函数对应的目标架构函数之后，还包括：

从二进制翻译环境切换至执行环境，并继续执行所述目标架构可执行文件；

在将所述源架构指令翻译为对应的目标架构函数之后，还包括：

从二进制翻译环境切换至执行环境，并继续执行所述目标架构可执行文件。

9.如权利要求1-8中任一项所述的方法，其中，

所述目标架构可执行文件中填充有动态翻译扩展数据，以便基于所述动态翻译扩展数据，对所述目标架构可执行文件进行动态翻译。

10.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，所述计算设备中部署有二进制翻译器，所述二进制翻译器被配置为执行所述方法；

其中，目标架构可执行文件在加载后，适于与所述二进制翻译器进行数据交互。

11.如权利要求1-10中任一项所述的方法，其中，

所述源架构为CSIC架构，所述目标架构为RISC架构。

12.一种二进制翻译调试装置，驻留在计算设备中，所述计算设备中包括目标架构处理器，所述装置包括：

静态翻译模块，适于对源架构可执行程序进行静态翻译，以便为所述源架构可执行程序的每个源架构可执行文件分别创建对应的目标架构可执行文件；

加载模块，适于响应于对所述源架构可执行程序的加载操作，加载每个所述目标架构可执行文件；

动态翻译模块，适于对所述目标架构可执行文件进行动态翻译，其中，响应于执行所述目标架构可执行文件时确定源架构函数，进入二进制翻译环境，并动态查找源架构函数对应的目标架构函数；以及，响应于执行所述目标架构可执行文件时生成源架构指令，进入二进制翻译环境，并将所述源架构指令翻译为对应的目标架构函数；

调试模块，适于利用目标架构调试器，基于所述目标架构可执行文件中的目标架构函数进行断点和反汇编操作，以对所述源架构可执行程序进行调试。

13.一种计算设备，包括：

至少一个处理器；以及

存储器，存储有程序指令，其中，所述程序指令被配置为适于由所述至少一个处理器执行，所述程序指令包括用于执行如权利要求1-11中任一项所述的方法的指令。

14.一种存储有程序指令的可读存储介质，当所述程序指令被计算设备读取并执行时，使得所述计算设备执行如权利要求1-11中任一项所述方法。