TW200417925A - Method and apparatus for performing validation of program code conversion - Google Patents

Description

200417925 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明通常是與程式碼轉換之領域有關。尤其是，本 發明是與一種用以確認正確地執行程式碼轉換之方法及裝 置有關。 【先前技術】 在電腦處理領域中，會寫一主題程式在主題電腦處理 器上執行。爲了將主題程式轉換成不同形式，常需執行程 式碼轉換。首先，爲使主題程式之執行最有效，如移除不 必要之指令或簡化指令次序，有時會預期執行程式碼之轉 換。第二，有時預期在和主題程式非相容之標的處理器上 ： '. .. * .. ’ λ ν . .. -. : ' . .. 執行主題程式。在任一情況中，使用一模擬程式加以執行 程式碼轉換，俾能以預期之不同形式產生轉換程式。 有存在強烈預期要確認正確地執行程式碼轉換。尤其 是’預期要確認執行轉換程式之結果是對等於執行原始主 題程式之結果。理想上，預期展現主題程式和轉換程式在 位元方面之相容性。 根據本發明，設有如附加請求項目中所說明之裝置及 方法。從相關請求項目，及隨後說明，本發明之較佳特性 將是顯而易見的。 以下爲根據本發明各種實施例可實現之各種摘要觀點 及優點。提供這作爲介紹，協助那些嫻熟技術者更快理解 詳細之後續設計硏討且意圖不在以任何方式侷限附加於此 (2) (2)200417925 之請求項目之範圍。 【發明內容】 本發明提供一種方法及裝置，以快速、有效、正確及 有效成本方式加以確認程式碼之轉換。 根據本發明第一觀點，有提供藉以本質在一主題處理 器上執行主題碼和經由模擬程式在主題處理器上執行主題 碼作比較，由模擬程式所執行之一種確認程式碼轉換之方 法。程式碼轉換之確認是藉由比較經由模擬程式在主題處 理器上所執行之主題碼之模擬狀態與以本質在主題處理器 上所執行之主題碼本質狀態，使得以主題碼中每一可用之 比:較點加以比較模擬狀態和本質狀態。最好以變化之複雜 度之確認模式加以確認程式碼轉換，俾能輪流使用漸增複 雜之確認模式。 最好，確認程式碼轉換之方法藉載入緩衝：，選取性地· 禁止存取與主題處理器相關之記憶體至儲存來自主題處理 器之請求至載入/儲存緩衝器之記憶體且當執行標的碼時 ’最好選取性地禁止存取記憶體，使得在載入/儲存緩衝 器中提供模擬記憶影像。爲了執行程式碼轉換確認，然後 將載入/儲存緩衝器中所設置之模擬記憶體影像與記憶體 中所設置之主處理器狀態比較。 在本發明特別優先選擇之發展中，程式碼轉換確認方 法可更包含一種遞增確認之演算法，該演算法將經由在主 題處理器上執行之第一模擬程式之主題碼執行與經由在標 -5- (3) (3)200417925 的處理器上執行之第二模擬程式之主題碼執行作比較。在 使用遞增確認演算法中，將第一主題處理器設爲主題處理 器而第二主題處理器設爲標的處理器，其中，主題碼本質 上在主題處理器上是可執行的而本質上在標的處理器上是 不可執行的。因此，在這情況中，主題處理器和標的處理 器天生是不相容的。在藉將本質上於主題處理器上主題碼 之執行與經由第一模擬程式，在主題處理器上之主題碼之 執行作比較，起初確認在主題處理器上第一模擬程式之程 式碼轉換後，因此由第一模擬程式執行確認程式碼之轉換 ，然後將經由在主題處理器上執行之第一模擬程式之主題 碼之執行與經由在標的處理器上執行之第二模擬程式之主 題碼之執行作比較，因此，遞增式地確認由第二模擬程式 所執行之程式碼轉換。. 【實施方式】 第1圖中表示以下所硏討，用以執行各種薪新特性之 一圖解裝置。第1圖說明一主處理器1 2，其包含暫存器 14以及儲存許多軟體組成份10，16，20和30之記憶體 1 8，其中，這種記憶體1 8更提供一工作儲存體供基本區 段快取1 5和全球暫存器儲存1 7用。軟體組成份包含作業 系統1 6，模擬程式碼3 0，及轉譯標的碼20。模擬程式碼 3 0之作用，例如可爲一 IS A之主題碼轉譯成另一 I S A標 的碼之模擬程式或將主題碼轉譯成相同ISA轉譯碼之加速 程式或作爲任何其它已知型式之模擬程式。 -6 - (4) (4)200417925 模擬程式3 0，即執行模擬程式功能性之原始碼之編 譯版以及標的碼2 0，即由模擬程式3 0所產生之主題碼1 0 之轉譯與例如爲在主處理器1 2上執行之UNIX之作業系 統1 6連合執行，該主處理器一向爲一微處理器或其它適 當之電腦。要認知的是第1圖中所說明之結構只是作爲典 範而已並可以存在於一作業系統內或下之程式碼加以實施 根據本發明之，例如，軟體、方法及程序。如那些嫻熟技 術者所知道的，主題碼1 0、模擬程式碼3 0、作業系統1 6 及sS 1思儲存機構可爲廣泛種類型式中任一項。 第2圖表示使用程式碼轉換之一實例計算系統之槪觀 。這系統包含一主題計算環境1和一標的計算環境2。主 題和標的計算環境Γ .，2 —向由兩實行各別之計算平台所 提供且因此第2圖說明一跨平台系統。在主題環境1中之 主題處理器1 2上可執行形式爲主題碼1 〇之一主題程式。 由於許多實際因素，如要避免耗力及費時重寫現有程式， 亦預期在標的計算環境2中之秤的處理器22上執行相同 之主程式碼1 0。然而，當發生標的處理器2 2與主題碼1 0 不相容。因此，在標的計算環境2中提供一模擬程式3 0 ，執行程式碼之轉換。在這情況中，模擬程式3 0執行跨 平台轉譯，以本質上在標的處理器22上執行之轉譯標的 碼20形式加以產生一轉換程式。 模擬程式3 0可採取超出第2圖實例佈置之許多不同 形式。尤其是，爲了最有效執行主題程式，可調整模擬程 式3 0，在主題處理器1 2上執行且因此將一最有效之轉換 -7- (5) (5)200417925 程式遞送回到主題處理器1 2。在其它情況中，將模擬程 式3 0佈置成加以執行最有效化及轉譯之組合。在各情況 中’預期要確認模擬程式3 〇是正確地執行程式碼轉換。 &下將詳述用以確認正確程式碼轉換之較佳方法及裝 置。然而’作爲本發明之背景，將更詳細地首先說明第2 圖實例主題和標的計算環境1、2之通常作業。 第2圖表示形式爲主題碼1〇之主題程式。主題程式 通常是以人類程式人員可輕易了解之高階語言撰寫（例如 爲c ’ C + +等語言）。然後將程式從高階語言轉換成爲電 腦處理器及諸如爲記憶體，輸入/輸出單元等相關組件更 適當加以控制之低階語言（例如爲位元組碼）。最後，爲 使處理器能作用，以機器可讀取之本質上可執行形式（即 ’機器碼）加以提供程式碼，其中之該可執行形成指示處 理器之基元運算，如載入、位移、新增及儲存運算。 在大半情況中，已特定爲一種處理器型式所產生之以 本質可執行之程式碼無法在任何其它型式之處理器上執行 。尤其是，各處理器有其本身特定之本質指令集，且不同 型式處理器之指令集之間有明顯。常爲基本之差異。有造 成非相容性之其它差異，如處理器是否使用一組條件碼旗 標，及各條件碼旗標之特定性質和目的。 作爲一通常實例，某些處理器之設計是爲了快速執行 稱爲精簡指令集電腦（Rise )之簡單指令序列。其它處 理器使用一擴充指令集，各指令集代表一稱爲複雜指令集 電腦（CISC)之基元指令序列。結果，一 RISC本質可執 (6) (6)200417925 行之程式碼無法以Cl S C處理器執行，反之亦然。作爲一 典型特定之實例，主題處理器12是諸如爲英特爾（ INTEL) x86處理器族成員之CISC處理器，而標的處理 器22是一諸如爲威力PC ( Power PC ) ( i.tm )處理器族 成員之RI S C處理器。這兩種處理器固有上是不相容的。 首先，這兩種處理器使用實質上不同之指令集。第二， X 8 6處理器使用兩條件碼旗標（輔助旗標及同位旗標）， 這對X86族爲唯一且在威力PC架構中並未提供。 在大半情況中，模擬程式3 0提供虛擬模式之主題處 理器1 2，包含如暫存器及條件碼旗標之處理器之主要方 面。這虛擬環境允許主題程式以本質在主題處理器之虛擬 模式上執行，如同主題碼1 0以本質在一實例之主題處理 器12上執行一般。 參考第3圖，以處理以下軟體組成份之示意方式說明 本發明較佳實施例中所使用之模擬程式3 0 : —前段3.1， 一核心3 2及一後段3 3，_其中，最好以代表模擬程式3 0 之碼之各別部位加以執行各這些組成份。 前段31之建置是特定於所模擬之主題處理器1 2。前 段3 1對主題碼10之預定部位加以解碼並提供一般中介代 表之區段（’’IR區段。在標題爲”程式碼轉換”之PCT 刊物WO 99/03 1 6 8中有說明中介代表產生之一實例。 核心3 2藉使用本地或全球最佳化技術，使由前段3 1 所產生之各IR區段達最局效能’在許多其它最佳化技術 當中，該全球最佳化技術諸如爲標題爲’’使程式碼轉換達 (7) (7)200417925 最佳化之區段轉譯”，發表在美國專利申請案號 1 0/ 43 9，9 66中之那些最佳化技術。 後段3 3從核心3 2採取最佳化之IR區段並產生標的 處理器2 2可執行之標的碼2 0。 前段3 1適當地將主題碼1 〇分成基本區段，其中，各 基本區段爲一唯一入口點處之第一指令和一唯一出口點處 最後指令（如轉移，呼叫或分支指令）之間之序向指令集 。核心32可選取包含被一起視爲一單一單元之兩或更多 基本區段之一組區段。而且，前段3 1可形成在不同入口 條件下，代表主題碼相同基本區段之iso -區段。 較佳模擬程式.3 0包含適.當設在核心3 2中之多數理論 暫存器3 2 0，其代表在主題處理器12內所使用，加以執 行主題碼10之實體暫存器14。理論暫存器3 20藉提出主 題碼指令對主題處理器暫存器1 4之預期效果加以模擬被 模擬之主題處理器.1 2之狀態。模擬程式3 0可選擇模擬主 題處理器之其它方面，如與主題處理器之暫存器有關之條 件碼旗標321之狀態。操作時，當如使用理論暫存器320 和模擬之條件碼旗標321執行主題碼10時，模擬程式30 即暗中記錄模擬主題處理器1 2之預期狀態。 在一跨平台轉譯模式中，模擬程式3 0針對主題碼1 0 執行程式碼轉換並提供轉譯之標的碼20至標的處理器22 。在本發明之較佳實例中，模擬程式3 0執行二進位轉譯 ，其中，形成爲適宜主題處理器12之可執行二進位碼（ 即，機器碼）之主題碼1 〇被轉譯成形成爲適宜標的處理 -10- (8) (8)200417925 器22之可執行二進位碼之標的碼。 轉譯可以靜態或動態加以執行。在靜態轉譯中，在標 的處理器22上執行轉譯程式前先轉譯整個程式。這涉及 明顯之延遲。因此，安排較佳之模擬程式3 0，以動態轉 譯主題碼1 0之小部位，立即在標的處理器22上執行。這 更有效率，因實際上將不會使用，或只甚少使用主題碼 1 〇之大段。因此，本發明之較佳實施例特別意在和實施 動態二進位轉譯之模擬程式3 0使用。然而，本發明不限 於動態二進位轉譯且通常適用於程式碼轉換之領域。例如 ’本發明之實施例亦適用於作爲解譯程式用而非編譯程式 用之模擬程式。 ,,弟4圖爲一較佳確S忍程式碼轉換方法之作業流程圖， 而弟5圖爲一根據第4圖方法之較佳確認程式碼轉換裝置 之槪觀圖。 在第4和5圖所說明之較佳方法及裝置中，使用第一 模擬程式3 0 a在主題處理器1 2上執行主題碼1 0。起初在 步驟200中，模擬程式30a如上述將主題碼10轉換成標 的碼20a，其中，然後在步驟202中以主題處理器12執 行標的碼20a，提供在執行主題碼1 〇之主題處理器1 2之 模擬狀態。然後在步驟204中，本質地在主題處理器12 上執行主題碼1 〇，提供在執行主題碼1 0之主題處理器1 2 之本質狀態。因此，所轉換之輸出標的碼20a及原始主題 碼1 〇兩者皆在相同型式之處理器上執行。這種特定型式 之模擬程式可稱爲’’相同對相同”或’，X對X ”之模擬程式。 -11 - (9) (9)200417925 在步驟206中，藉由比較經由第一模擬程式30a之執行主 題碼1 0之結果與以本質在主題處理器1 2執行相同主題碼 1 〇之結果，確認第一模擬程式3 0a所執行之程式碼轉換 爲正確。在步驟206中，在主題碼10中之每一可能之比 較點，假如可能的話，最好在主題碼中各指令後，彼此比 較主題處理器1 2之模擬狀態和本質狀態。如主題處理器 1 2之模擬狀態和本質狀態符合，則在步驟20 8中確認所 模擬主題碼之程式碼轉換。如模擬狀態和本質狀態之間有 差異，則在步驟2 1 0中確認一程式碼轉換錯誤。如以下所 要更詳加說明的，這種確認程序爲一非常有用之工具。 參考第6圖，現將更加詳細說明在主題環境1內，本 發明較佳實施例之運算。 · 在第6圖中，比較在主題處理器12上以本質執行主 題碼1 〇和經由模擬程式3 0a執行相同之主題碼1 〇。在此 ，可使用任何適當之安排，以本質執行主題碼1 〇。理想 上，主題碼1 〇形式爲機器碼且直接在主題處理器1 2上執 行。然而，假如信任他們作用正確的話，可使用如編譯程 式或解釋程式之一或更多中介步驟。在這種以本質執行主 題碼10後，尤其包含主題處理器12之主題環境1之狀態 形成一本質，機器狀態。本質機器狀態包含主題處理器1 2 狀態（即暫存器1 4和條件碼旗標中所含之値）及記憶體 1 2 2之狀態。 佈置模擬程式30a在主題處理器12上模擬主題碼1〇 之執行。例如，模擬程式3 0模擬對主題處理器1 2如暫存 -12- (10) (10)200417925 器1 4及條件碼旗標之主要件之效果。設有特別得自這種 模擬處理器模式之模擬機器狀態。因此，可將本質機器狀 態和模擬機器狀態比較，確認由模擬程式所執行之程式碼 轉換。在主題碼1 〇中之每一可能之比較點，最好在執行 主題碼1 0中各指令後，比較模擬機器狀態和本質機器狀 態。以模擬機器狀態和本質機器狀態間之任何分岐輕易地 確認不正確之轉換。 除有關主題處理器1 2狀態之資訊外，本質機器狀態 最好亦包含代表以本質上執行主題碼1 0後一記憶體1 22 狀態之資訊。同樣地，模擬機器狀態在經由模擬程式3 0a 執行主題碼後最好包含記憶體1 2 2之影像。在第.6圖中所 說/明本發明之較佳實施例中，設有連同處理器記憶體1 22 作業之載入/儲存緩衝器1 2 1。作業中，載入/儲存緩衝器 121處理因執行模擬程式30a所產生之標的碼〃20a所造成 之任何記憶體存取而不影響到記憶體1 22。依此方式，載 入/儲存緩衝器121限制記憶體122對模擬程式30a之存 取性。對照之下，當主題碼1 〇在主題處理器1 2中以本質 上加以執行時，則提供對記憶體1 22之完全存取。結果， 要比較記憶體1 22真正狀態和得自載入/儲存緩衝器1 2 1 狀態之模擬記憶體影像是可能的。另外，主題碼1 〇之模 擬執行可允許存取記憶體1 22，而使用載入/儲存緩衝器 1 2 1在本質執行期間加以保留記憶體之狀態。 可分開或聯合實施處理器狀態和記憶體狀態之這些比 較。最好，在本質和模擬處理器狀態之間，即處理器12 -13- (11) (11)200417925 之真正狀態（暫存器1 4和條件碼旗標中所含之値）和如 由模擬程式3 0a所把持之處理器之虛擬模式（理論暫存器 3 2 0和條件碼旗標3 2 1中所含之値）之間完成第一比較。 在本質和模擬記憶體狀態之間，即在如本質上執行後所更 新之記憶體1 22和如經由模擬程式3 0a執行後所更新之載 入/儲存緩衝器1 2 1之間完成第二比較。理想上，執行位 元方面之XOR比較，展現本質上執行主題碼1 〇和以模擬 程式3 0a執行程式碼轉換間之位元方面之相容性。位元方 面之相容性最好以主題碼1 0中各個別指令之等級加以展 現。在此，可決定有效之比較方案，如只比較已受程式碼 執行影響之機器狀態之那些部位（例如，選定之暫存器， 或選定之.記憶體位置）。. 在本發明之特.定較佳實例中，主題碼1 〇之執行和標 的碼20a之執行分享主題處理器12中之單一程序影像， 且因此正從事處理相.同之主題碼。有利的是，藉由允許快 速及有效地完成直接比較，分享一單一程序之影像使確認 之效能影響減至最小。而且，由於同步執行本質與模擬之 處理器狀態，只需單一分享之主題碼1 〇之輸入流’因此 避免記錄和播放一決定性訊號流之複雜性。還有$本質和 模擬處理器狀態之同步比較避免大量追蹤檔案之需求°然 而，淸楚的是這種緊密耦合之運算在完成主題碼和標的碼 執行間之預期隔離時帶來問題。如以上所及’載入/儲存 緩衝器1 2 1選取性地隔離記憶體1 22。而且，在主題處理 器中執行文稿程式之切換，在本質執行和模擬程式執行之 -14- (12) (12)200417925 間作切換。 第7圖爲一表示當主題處理器12在不同文稿程式之 間切換之主要狀態變遷，說明較佳確認方法之狀態圖。在 第7圖中’各文稿程式由一直欄所代表，並以直欄間之水 平移動加以強調控制主題處理器1 2之變化。在這實例中 ，主題處理器12具三不同文稿程式，即一模擬程式30a 在主題處理器12中執行之模擬程式文稿41，一在主題處 理器12中執行由模擬程式3〇a所產生之標的碼20a之標 的執行文稿程式4 2，及一主題碼1 0是在主題處理器1 2 中以本質加以執行之主題本質文稿程式43。然而，亦可 能爲其它特定之文稿程式佈置。例如，作爲一解譯程式之 模擬程式30a會將轉換文稿程式41和標的執行文稿程式 42組合成單一文稿程式。 程式碼轉換確認之一較佳實施例將一大段之主題碼 1 〇分成許多較小區段並在各區段邊界實施確認比較。在 這實例中，考慮一現行區段BBn及前面緊接之區段BBn-1 ，各區段包含一或更多來自主題碼1 〇之指令。在起初確 認階段，各區段最好包含一單一指令，其中，爲了達成程 式碼轉換確認之更多複雜模式，如以下之更詳細說明，隨 後實施含多於一指令區段之分析。 在步驟4 0 1中，主題處理器1 2之控制在於模擬程式 文稿41中之模擬程式30a。模擬程式30a檢驗主題碼10 並界定現行區段BBn。模擬程式30a然後在現行區段BB η 上執行程式碼轉換，產生標的碼20a之對應區段。在步驟 -15- (13) 200417925 4〇2’以回返轉移修補緊接在前之主題碼BBn-藉由執行文稿程式切換之常規，使一文稿程式切 本質文稿程式43。在步驟403，主題處理器12 行主題碼BBn-Ι之前面區段，並以回返轉移加以 模擬程式3 Ό a修補回返轉移，作爲一本質執行工 轉移呼叫切換回到轉換文稿程式4 1之文稿程式 。在步驟404，如以上說明，比較本質和模擬之 。此時，由模擬程式3 0 a所把持之主題處理器之 應與真正之處理器12相同，兩者皆安置在前面B 1之末。假設比較未顯示錯誤，則執行另一文稿 ’這次是切換至標的標的執行文稿程式42。在步 以由模擬程式所把持之主題處理器之模擬程式加 應於主題碼BBn現行區段之標的碼20a，因此， 式及載入/儲存緩衝器處於代表現行區段Β Β ,η之 狀態。標的碼20a之執行然後以切換回模擬文和 之另一文稿程式加以終止。在步驟406使主題碼 修補之前區段恢復至其原先狀態，，使確認程序之 減至最小。爲了開始從事進行下一區段BBn+1， 回到步驟4 0 1。 在以本質執行那區段BBn之前（步驟403 ) 到經由模擬程式30a首先執行各區段BBn (如步 之標的碼）。在所說明之本發明較佳實施中，在 器上以本質執行緊接在前之區段BBn-Ι前，方便 程式30a中之一現行區段BBn。在此，起初參考 1區段。 換成主題 以本質執 終止，以 作。回返 切換常規 機器狀態 虛擬模式 备段BBn-程式切換 驟 4 05， 以執行對 使模擬模 末之機器 I程式41 BBn'l 所 入侵效應 則本方法 ，將理解 驟405中 本體處理 定義模擬 如主題處 -16- (14) (14)200417925 理器實體暫存器（這情況中爲主題處理器12之真正暫存 器1 4 )之分佈源，及實體記憶體位置（含快取及緩衝器 記憶體位置），取得主題處理器之模擬模式。因此，在執 行確認比較前，最好流合虛擬模式，如依序將暫存器內容 寫入記憶體之預定區。在一較佳實施中，在各區段之首而 非末更輕易有這種統合虛擬模式。 在本發明另一較佳實施例中，如第5圖中所示，在標 的計算環境2中設有一第二模擬程式30b。由第二模擬程 式3 0b將主題碼10轉換成在標的處理器22上執行之標的 碼2 0b。那就是，轉換（例如，具或未具最佳化之轉譯或 解譯）一第一型式處理器所用之主題程式，產生一不同型 式處理器所用之轉換程式。在此，稱模擬程式爲”這對那” 或’’X對Y”模擬程式。藉由比較第一模擬程式30a加以確 認由第二模擬程式30b所執行之程式碼轉換。因此，遞增 式地建立一.信任鍊。起初在第一模擬程式30a中，且然後 第二在第二模擬程式中取得信任。這種形式之遞增確認允 許簡單並準確地執行確認而使支出及開銷降至最小。使用 爲一不同型式處理器而設計之第一模擬程式3 Ob之一已確 認之程式碼轉換，確認一第二模擬程式3 Ob之程式碼轉換 之這種型式之佈置此後將稱爲一跨平台佈置。 現在參考第8圖，現在將更加詳細加以說明一跨平台 佈置中本發明較佳實施例之作業流程圖，而第9圖爲根據 第8圖之方法，用以確認程式碼轉換之一較佳裝置之槪觀 圖。 -17- (15) 200417925 如第8和9圖中所說明之較佳方法及裝 主題環境1中設有第一模擬程式30a並在注 行程式碼轉換。如參考第4和5圖之以上說 環境1中以本質執彳τ主題碼1 〇之結果和使 式3 0a之結果比較，確認第一模擬程式30a 後，如在標的環境2中所執行之第二模擬程 ，使用第一模擬程式3 0 a加以確認程式碼之 認第一模擬程式3〇a運作正確，且因此可稱 3 0a爲此間以下之”參考系統”。同時，要決 擬程式3 Ob是否運作正確，故可稱第二模擬 間以下之”測試系統”。 ，作業中，第二模擬程式30a在步驟500 的碼2 0 b，在步驟5 0 2中以本質在標的處理 該第二標的碼20b。這麼做，第二模擬程式 之主題處理器1 2上模擬主題碼1 0之效果。 擬程式30a如在第4圖之步驟202中已產生 之主題處理器12上再模擬主題碼10之效果 驟5 04中得到由第一模擬程式30a所把持之 所代表之結果（參考系統狀態。在步驟 系統狀態可和以第二模擬程式3 0 b所把持之 狀態所代表之結果作比較（n測試系統狀態 5 06中，在主題碼10之每一可能可比較點 的話，最好在主題碼1 〇之各指令後彼此比 理器1 2之系統模擬狀態和測試系統模擬狀 備中所示，在 ί題碼10上執 明，將在主題 用第一模擬程 運作正確。然 式3 0b之執行 轉換。已經確 第一模擬程式 定的是第二模 程式3 0 b爲此 中產生第二標 器22上執行 3 0b在所模擬 同時，第一模 的，在所模擬 。因此，在步 第一模擬狀態 5 0 6中，參考 第二模擬機器 丨。在步驟 處，假如可能 較參考主題處 態。如參考系 -18- (16) (16)200417925 統模擬狀態和測試系統模擬狀態符合則在步驟5 0 8中確認 第二模擬程式3 Ob之程式碼轉換。如參考系統模擬狀態和 測試系統模擬狀態間有差異，則在步驟5 1 0中確認第二模 擬程式3 Ob之程式碼轉換錯誤。因已信任第一模擬程式 3 〇 a作用正確，現在則依序確認並信任第二模擬程式3 〇 b 作用正確。 在本發明各種實施例中，最好使用增加複雜之作業模 式執行確認。在第一和最簡單之作業模式中，將大段之主 題碼1 〇分成區段，其中之各區段含一單一指令。主題碼 之各單一·指令以本質執行主題處理器1 2並好比第一模擬 程式30a。根據指令加以確認第一模擬程式30a之正確運 作。一旦已執行主題碼1 2中之所有指令，建立値得信任 之程式碼轉換後，即排定一第二更複雜之模式，其中，增 加各區段之大小，包含一基本區段之數指令。如上述已確 認基本區段之指令後，根據一額外階級加以確認値得信任 之程式碼轉換。然後，排定一第三模式，其中，各區段包 含一組區段（即一組區段或一 iso區段），其中將該區段 一起視爲一單一單元，或在不同條件下該區段代表相同基 本區段。在基本區段組上重複程式碼轉換確認方法。最後 ，漸序提供較大段之主題碼，其中，各漸序複雜模式之確 認新增另一値得信任之階段，直到建立完全値得信任之程 式碼轉換。 當在標的環境2內確認模擬程式3 Ob時則施用相同漸 序增加複雜之運作模式，允許從一單一指令穿越至區段組 -19- (17) (17)200417925 之漸序複雜之運作模式。 在一實施例中，在不同時間點依序執行第一和第二模 擬程式30a，30b之確認，但這產生大量資料記錄在一環 境中並在另一環境中加以播放。因此，最好，實質上同時 執行第一和第二模擬程式3 0 a，3 Ob之確認，這避免煩重 播放機構之需求。供應一區段之主題碼1 〇至各主題處理 器12，第一模擬程式30a及第二模擬程式30b，俾能產生 各別之機器狀態，參考系統狀態及測試系統狀態，並執行 確認比較。假設那些比較是成功的’依次供應下一區段’ 直到在第一模擬程式3 0a和第二模擬程式3 Ob中確認値得 信任之程式碼轉換。 V第1 〇圖表示使主題環境1中之作業與標的環境2中 之作業同步之較佳機構。第11圖更表示在使主題環境1 中之作業與標的環境2中之作業同步所實施方法之一作業 流程圖。 如第1 〇圖中所示，從主題環境1提供一溝通路徑至 標的環境2，尤其是從第一模擬程式3 0 a至第二模擬程式 3 0 b。爲使網路等待降至最小並增進確認速度’這溝通路 徑最好爲單向溝通。然而，了解到的是可將第二模擬程式 3 Ob建置成另一實施例，直接或間接地與第一模擬程式 3 0 a雙向溝通。 首先，兩模擬程式30a’ 30b藉由從第一模擬程式 30a將啓始狀態資訊傳送至第二模擬程式30b ’使其即含 模擬暫存器和記億體値之模擬主題機器狀態同步。 -20- (18) (18)200417925 第二，藉由從主題環將未決定性値傳送至標的環境加 以維持同步。例如，將由一系統呼叫’’get__time_of_day”取 得之一回返値記錄在主題環境1中且傳送至標的環境2。 因此，使標的環境2鏡射主題環境1。 主題碼1 〇分成多數區段。對於各區段之主題碼BBn (例如，一指令，一區段指令，一組區段，等），在步驟 6 00中，主題環境1經由第一模擬程式30a (另稱爲參考 系統）執行那區段碼BBN，這形成主題機器狀態資料〔s 〕rn和非決定性値〔d〕rn在步驟602中被傳送至標的環 境2 (另稱爲測試系統）。要直接傳送主題機器狀態資料 〔s〕rn和非決定性値〔d〕rn至測試系統是可能的、或將 這種資訊儲存在一網路緩衝器中，使得測試系統能如所需 地擷取這資訊。在步驟6 0 4中，——旦測試系統從參考系統 接收主題機器狀態資料〔s〕rn和非決定性値〔d〕Γη，則 在步驟606中，第二模擬程式3 Ob在測試系統上執行主題 碼1 〇之相同區段BBN，替代適當之非決定性値〔d〕Γη。 執行那區段主題碼後，在步驟60 8中比較從第一模擬程式 3〇a所收到之主題機器狀態資料〔s〕rn與第二模擬程式 3〇b中之對應主題機器狀態資料〔s〕tn。如參考系統之狀 態資料和測試系統脗合，則在步驟6 1 0中確認主題碼1 〇 區段B BN之程式碼轉換爲正確。如檢測到分歧，則在步 驟6 1 2中回報一錯誤。否則，重複程式，處理下一區段之 主題碼。 最好以同步方式之控制下執行參考系統和測試系統。 -21 - (19) (19)200417925 這緊密控制之執行避免非決定性之狀態分歧，因此，使得 能從指令等級經由基本區段邊界，上達組區段邊界之任何 點比較參考系統和測試系統狀態。 此處所說明之方法易於以一電腦程式記錄在一電腦可 讀取之記錄媒體上。本發明亦延伸至調適加以執行此處所 說明方法之一種模擬程式裝置，並延伸至當寫程式加以執 行此處所述方法時之一電腦平台。本發明之程式碼轉換確 認方法及裝置亦延伸至一模擬系統，一電腦系統，或被佈 置成加以執行此處所界定之任何方法之一電腦平台。本發 明可以任何適當形式加以具體化，該形式包含，例如，一 網路式計算系統，一伺服器電腦，一桌上型電腦，或一可 攜式計算裝置。本發明亦延伸至一含程式碼指令，用以執 行此處所界定之任何方法之電腦可讀取記錄媒體。 明顯地從以上說明，且明顯地對那些經由本發明實務 之技術人員而言，本發明具許多優點。尤其是，程式碼轉 換之確認快速’有效率、準確，且成本有效。本發明之較 佳實施例允許不昂貴地並具最小開支地執行跨不相容主體 和標的環境之確認。首先在一主題計算環境中之遞增確認 且然後，在標的計算環境中使各環境中之影響降至最小。 經由遞增確認並使用增大複雜模式之確認，可快速且可靠 地確認一模擬程式。於是，藉由調整模擬程式之前段或後 段，可輕易調整較佳模擬程式供不同型式之處理器使用。 簡單可靠地執行確認，且因此適用在早期之開發階段，允 許快速便宜地加以檢測並解決錯誤。較佳確認允許以主題 -22- (20) (20)200417925 碼各別指令之階級展示位元方面之相容性。 雖然已經表示和說明一些較佳實施例，那些精熟技術 者會理解的是，如附加請求項目中之界定，只要不偏離本 發明之範圍，可做各種的變更及修飾。 將注意力導向同時或先前與連同這申請案之這專利說 明書所申請之所有文書和文件，並以這專利說明書公開檢 視該文書和文件，且此處，參考納入所有這種文書和文件 之內容。 除相互排除至少某些這種特性及/或步驟之組合外， 可以任何組合加以結合在這專利說明書（含任何隨附請求 項目，摘要及圖式）中所發表之所有特性，及/或這般發 表之任何方法或程序之所有步驟。 在這專利說明書（含任何隨附請求項目，摘要和圖式 )中所發表之各特性可以符合相同，對等或類似目的之另 選特性替代，除非明白只有說明·。因此，除非明白另有說 明，所發表之各特性只是一通常系統之對等或類似特性之 一實例。 本發明不限於先前賨施例之細節。本發明延伸至這專 利說明書（含任何隨附請求項目，摘要和圖式）中所發表 特性之任何嶄新特性、或任何嶄新組合、或延伸至這般發 表之任何方法或程序之任何嶄新、或任何嶄新組合步驟。 【圖式簡單說明】 爲對本發明有較佳之了解並表示如何有效實施相同實 -23- (21) (21)200417925 施例，現在將藉由實例參考隨圖，其中： 第1圖爲一說明根據本發明，執行模擬程式之計算環 境之示意圖。 第2圖爲一包含程式碼轉換之一實例計算系統之示意 槪觀圖； 第3圖爲一較佳模擬程式之示意槪觀圖； 第4圖爲一確認在根據較佳實施例中之主題處理器上 所執行之程式碼轉換之作業流程圖； 第5圖爲一根據本發明一較佳實施例使用中之第一和 第二模擬器之示意槪觀圖； 第6圖爲一表示根據本發明一較佳實施例使用中之第 一模擬程式之更詳細示意圖； ' 第7圖爲一說明根據本發明一較佳實施例確認方法之 示意狀態圖； 第8圖爲一根據較佳實施例所執行之程式碼轉換之遞 增確認之作業流程圖； 第9圖爲·一表示根據本發明一較佳實施例使用中之第 一模擬程式和第二模擬程式之示意圖； 第1 〇圖爲一說明在根據本發明一較佳實施例之程式 碼轉換確認期間，第一和第二模擬程式同步之示意圖；以 及 第11圖爲一說明在根據本發明一較佳實施例之程式 碼轉換確δ忍期間，桌一和第一模擬程式同步之作業流程圖 -24- (22) (22)200417925 元件對照表 1 2 :主處理器 1 4 :暫存器 1 8 :記憶體 10，16，20，30 :軟體組成份 1 5 :基本區段快取 1 7 :全球暫存器儲存 1 6 :作業系統 3 0 :模擬程式碼 20 :轉譯標的碼· 1 0 :主題碼 22 :標的處理器 3 1 :前段 32 :核心 3 3 :後段 3 20 :理論暫存器 1 2 :主題處理器 321 :條件碼旗標 122 :記憶體 121 :載入/儲存緩衝器 4 1 :模擬程式文稿 4 2 :標的執行文稿程式 43:主題本質文稿程式 -25- (23)200417925 1 :主題計算環境 2 :標的計算環境

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Claims (1)

1. 200417925 Π) 拾、申請專利範圍 κ 一種確認由模擬程式所執行之程式碼轉換之方法 ’包含以下步驟： a )經由一模擬程式，在一主題處理器上執行主題碼 ，直到主題碼中之一可比較點； b)在主題處理器上以本質執行主題碼，直到主題碼 中相同之可比較點；以及 c )在主題碼中之可比較點比較在主題處理器上以本 質對主題碼之執行與經由模擬程式，在主題處理器上對主 題碼之執行。 2.如申請專利範圍第1項之方法，其中： 步驟（a )包含在主題處理器上執行主題碼.，直到主 題碼中之可比較點經由模擬程式提供一模擬機器狀態； 步驟（b )包含在主題處理器上以本質執行主題碼， 直到主題碼中相同之可比較點提供一本質機器狀態；以及 步驟（c )包含在主題碼中之每一可比較點比較模擬 機器狀態和本質機器狀態。 3 ·如申請專利範圍第2項之方法，包含在執行步驟 (b )前先執行步驟（a )。 4.如申請專利範圍第3項之方法，其中： 步驟（a)包含提供主題處理器之模擬影像及/或與主 題處理器關連之記憶體之模擬影像； 步驟（b )包含在以本質執行程式碼後，提供一主題 處理器之本質影像及/或在以本質執行程式碼後，提供一 -27- (2) (2)200417925 與主題處理器關連之記憶體之本質影像；以及 步驟（c )包含比較主題處理器之模擬影像與主題處 理器之本質影像及/或比較記憶體之模擬影像與記憶'體& 本質影像。 5. 如申請專利範圍第4項之方法，其中’步驟（a ) 包含在一與記憶體關連之載入/儲存緩衝器中提供記憶體 之模擬影像，使待記憶體不爲獾由模擬程式執行主題碼所 影響。 6. 如申請專利範圍第5項之方法，其中，主題處理 器之模擬影像包含一或更多暫存器之影像。 7. 如申請專利範圍第6項之方法，其中，主題處理 器之模擬影像包含一或更多條件，碼旗標之影像。 8 .如申請專利範圍第1 .項之方法，包含在主題處理 器之一單程序影像內.，以本質及經由模擬程式對主題碼之 執行。 9 .如申請專利範圍第8項之方法，包含在經由模擬 程式，用以執行主題碼之至少一模擬文稿程式與以本質在 主題處理器上執行主題碼之一本質文稿程式之間執行一文 稿程式切換之步驟，本質文稿程式和模擬文稿程式爲單程 序影像內之文稿程式。 1 0·如申請專利範圍第9項之方法，包含在主題處理 器上用以執行模擬程式之模擬文稿程式與在主題處理器上 執行由模擬程式所產生之標的碼之標的執行文稿程式，及 以本質在主題處理器中執行主題碼之主題本質文稿程式之 -28- (3) (3)200417925 間之選擇式切換。 Π·如申請專利範圍第1 〇項之方法，其中，本質文 稿程式和模擬文稿程式使用主題碼之一單影像。 1 2.如申請專利範圍第2項之方法，包含： 將主題碼分成多數區段，其中，各區段包含主題碼中 其中一可比較點，其執行其中一區段，並比較執行一區段 所形成之機器狀態。 1 3 ·如申請專利範圍第1 2項之方法，包含兩或更多 確認模式間之選擇，並根據選擇之確認模式將主題碼分成 多數區段。 1 4·如申請專利範圍第1 3項之方法，包含將主題碼 分成多數區段”並重複執行和比較各多數區段之步驟。 1 5 ·如申請專利範圍第1 4項之方法，其中，各區段 包含下列任一項： (a)主題碼之一單指令； (b )—基本區段’該區段包含從一唯一入口指令至 ~唯一出口指令之一序列指令；或 (c )含多數基本區段之--組區段。 1 6.如申請專利範圍第1項之方法，包含下列步驟： 將一大段主題碼分成多數較小區段，各區段含一或更 多來自大段主題碼之指令；以及 在多數區段中之各對連續鄰近區段之間之一區段邊界 執行確認之比較。 1 7 .如申請專利範圍第1 6項之方法，包含下列步驟 -29- (4) (4)200417925 在處理器之控制在於模擬程式之一模擬文稿程式中提 供主題處理器，在一現行區段BBn上執行程式碼轉換， 產生所轉換標的碼之對應區段，並修補緊接在前，具一回 返轉移之主題碼BBn-1之一區段； 執行一文稿程式切換常規，進入一主題本質文稿程式 ，並由主題處理器以本質執行緊接在前之主題碼BBn - 1 之區段，使得執行步驟以回返轉移加以終止； 執行一文稿程式切換常規，回到模擬文稿程式，並藉 比較一本質機器狀態與一模擬機器狀態加以執行確認比較 ，其中之本質機器狀態代表執行緊接在前區段BBn-Ι後之 主、題處理器，而模.擬機器狀態代表執行緊接在前區段 BBn-Ι後由模擬程式所把持之主題處理器之模擬程式； 執行一文稿程式，切換至一標的執行文稿程式，並使 標的碼之執行成爲典範模式，該標的碼相當於由模擬程式 所把持，爲虛擬模式之主題處理器之現行主題碼區段BBn ，因此，使代表現行區段BBn末之機器狀態爲模擬模式 ;以及 重複多數區段中各隨後區段之以上步驟，除非確認比 較在程式碼轉換中顯示錯誤。 1 8·如申請專利範圍第1 7項之方法，更包含恢復緊 接在前區段BBn-Ι，移除回返轉移。 19·如申請專利範圍第1項之方法，更包含下列步驟 -30- (5) (5)200417925 選取一區段之主題碼； 經由模擬程式在主題處理器上執行主題碼區段；以及 附加一回返轉移至主題碼區段，並以本質在以回返轉 移爲終止之主題處理器上執行主題碼區段，使得回返轉移 將處理器之控制還給模擬程式。 2 0 . —種確認程式碼轉換之方法，包含下列步驟： 執行程式碼轉換，經由在一主題處理器上執行之模擬 程式將主題碼轉換成標的碼並執行標的碼，提供一模擬機 器狀態，該狀態是儲存在一與主題處理器關連之載入/儲 存緩衝器； 直接在主題處理器上執行主題碼，提供一本質機器狀 態，該狀態是.儲存在與主題處理器關連之記憶體中；以及 比較載入/儲存緩衝器中所含之模擬機器狀態與記憶 體中所含之本質機器狀態加以確認程式碼轉換。 2 1.如申請專利範圍第2 0項之方法，更包含： 藉緩衝載入及儲存來自主題處理器之請求至載入/儲 存緩衝器中之記憶體，選擇性地禁止模擬程式存取與主題 處理器關連之記憶體。 22 ·如申請專利範圍第2 1項之方法，包含當執行標 的碼時選擇性地禁止存取記憶體，使得在載入/儲存緩衝 器中提供一模擬記憶體影像。 2 3.如申請專利範圍第20項之方法，其中，一旦已 經確認由在主題處理器上所執行之模擬程式所實施之程式 碼轉換後，該方法更包含下列步驟： -31 - (6) (6)200417925 比較經由在主題處理器上所執行之模擬程式對主題碼 之執行和經由一在標的處理器上所執行之第二模擬程式對 主題碼之執行。 2 4.如申請專利範圍第2 3項之方法’包含提供一弟 一主題處理器作爲主題處理器，並提供一第二主處理器作 爲標的處理器。 25. 如申請專利範圍第24項之方法，其中，主題碼 是可在主題處理器上以本質加以執行而非在標的處理器上 以本質加以執行。 26. —種確認程式碼轉換之方法，包含下列步驟： 首先比較以本質在主題處理器上對主題碼之執行與經 由一第一模擬程式在主題處理器上對主題碼之執行，因此 確認由第一模擬程式所執行之程式碼轉換；以及 一旦確認由第一模擬程式所執行之程式碼轉換，接著 比較經由一在主題處理器上所執行之第一模擬程式對主題 碼之執行與經由一在標的處理器上所執行之第二模擬程式 對主題碼之執行，因此，使用第一模擬程式所執行之所確 認之程式碼轉換加以確認第二模擬程式所執行之程式碼轉 換。 2 7 ·如申請專利範圍第2 6項之方法，包含下列步驟 在第一模擬程式中執行包含提供第一虛擬程式之主題 處理器之主題碼之第一程式碼轉換，並比較第一虛擬模式 與主題處理器；以及 -32- (7) (7)200417925 在第二模擬程式中執行包含提供第二虛擬程式之主題 處理器之主題碼之第二程式碼轉換，並比較第二虛擬程式 中之第一虛擬模式與第二模擬程式中之第二虛擬模式。 28. 如申請專利範圍第27項之方法，包含提供從第 一模擬程式至第二模擬程式之單向溝通。 29. 如申請專利範圍第27項之方法，包含下列步驟 藉由第一模擬程式傳送啓始狀態資訊至第二模擬程式 ，使第一及第二虛擬模式同步； 將主題碼分成多數區段； 對於各區段之主題碼，經由第一模擬程式執行主題碼 區段並提供一·組主題機器狀戰資料及非決定性値至第二模 擬程式； 在第二模擬程式中執行主題碼區段，取代非決定性値 並提供一組標的機器狀態資料；以及 ： 比較主題機器狀態資料與標的機器狀態資料且如檢測 到分歧時則回報錯誤，否則對下一區段主題碼重複這程序 〇 30. 一種確認程式碼轉換之方法，包含下列步驟： (a )使主題碼分成多數區段，其中，各區段包含至 少一指令， (b )經由一第一模擬程式在一主題處理器上執行一 主題碼區段； (c)比較以本質在主題處理器上對一區段主題碼之 -33- (8) (8)200417925 執行與經由第一模擬器在主題處理器上對一區段主題碼之 執行，因此確認由第一模擬程式所執行之主題碼區段之程 式碼轉換； (d )比較經由在一標的處理器上所執行之第二模擬 程式對相同一區段主題碼之執行與經由在主題處理器所執 行之第一模擬程式對一區段主題碼之已確認之執行，因此 確認由第二模擬程式所執行之一區段主題碼之程式碼轉換 ;以及 (e )對每一區段之主題碼重複步驟（b ) — ( d )， 直到對每一區段之主題碼確認由第二模擬程式所執行之程 式碼轉換。 3 1 .如申請專利範菌第.3 0項之方法，其中，起初將 主題碼分開，使得各區段之主題碼含一單一指令。 3 2 .如申請專利範圍第3 1項之方法，其中，在對包 含一單一指令之每一區段主題碼確認由第二模擬程式所執 行之程式碼轉換後，這方法包含： 藉重新將主題碼分成多數新區段加以重複步驟（a ) ，其中，各新區段爲一基本區段，其包含從一唯一入口指 令至一唯一出口指令之一序列指令；以及 對各基本區段重複步驟（b ) -（ e )，因此，對每一 基本區段之主題碼確認由第二模擬程式所執行之程式碼轉 換。 33.如申請專利範圍第3 2項之方法，其中，在對每 一基本區段之主題碼確認由第二模擬程式所執行之程式碼 -34- (9) (9)200417925 轉換後，這方法更包含： 藉重新將主題碼分成多數群組區段加以重複步驟（a )，其中，各群組區段包含多數基本區段；以及 對各群組區段重複步驟（b )至（e )，因此，對每一 群組區段之主題碼確認由第二模擬程式所執行之程式碼轉 換。 3 4 · —種電腦可讀取之儲存媒體，該媒體上長駐形式 爲電腦可讀取碼之模擬程式軟體，該電腦可讀取碼可由一 電腦加以執行，用以實施申請專利範圍第1至3 3項中任 一項之方法。 3 5 · —種模擬程式裝置，包含下列組合： 一處理器；以及， 模擬程式碼，該模擬程式碼用以實施申請專利範圍第 1至33項中任一項之方法。

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