[發明專利]程序執行方法、裝置、設備和存儲介質

在審

• 申請號: 201811015357.1
• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN110874259A
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發明（設計）人: 靳國杰
• 申請（專利權）人: 龍芯中科技術有限公司
• 主分類號: G06F9/455
• 分類號: G06F9/455;G06F8/41
• 代理公司: 北京潤澤恒知識產權代理有限公司 11319
• 代理人: 莎日娜

本發明實施例提供了一種程序執行方法和裝置，所述方法包括：檢測虛擬機上運行的程序的目標基本塊，確定與目標基本塊功能相同的預置的目標指令序列，采用目標指令序列替代目標基本塊，執行程序，由于目標指令序列是由物理機上可執行的目標函數代碼編譯得到，目標函數代碼是針對物理機編寫的，且與虛擬機上的目標基本塊功能相同，直接對目標函數代碼進行編譯得到目標指令序列，使得其指令數量遠低于二進制翻譯得到的指令序列，避免了二進制翻譯技術的指令膨脹問題，降低虛擬機對應物理機上執行的指令的數量，提高虛擬機運行效率。

技術領域

本發明涉及應用程序技術領域，特別是涉及一種程序執行方法、一種程序執行裝置、一種電子設備和一種可讀存儲介質。

背景技術

虛擬機(VM，Virtual Machine)主要通過軟件(或者輔以少量硬件支持)的方法來虛擬出一臺計算機，并且這臺虛擬的計算機通常還支持一套對應的指令集，稱為虛擬機指令集。這樣的虛擬機也稱為客戶機(Guest Machine)，。虛擬機依托于本地的物理機(HostMachine)，通過其執行引擎對給定的虛擬機指令序列(目標程序)在本地機器上模擬執行。

虛擬機通常用于在不同的CPU之間實現軟件的兼容。例如，基于RISC(ReducedInstruction Set Computer，精簡指令集計算機)指令集的PC機和基于X86指令集的PC機是不兼容的，基于兩種指令集的PC機的軟件無法相互兼容，即基于X86指令集的PC機上運行的程序無法直接在基于RISC指令集的PC機上運行，同理，基于RISC指令集的PC機上運行的程序無法直接在基于X86指令集的PC機上運行。如此，需要采用虛擬機來實現程序軟件在不同指令集PC機上的兼容運行。

圖1是傳統虛擬機的結構的示意圖。其中，底層的是真實的物理機器，稱為“Host”。虛擬機及其上的機器稱為“Guest”。Host機器首先啟動一個本地的操作系統(Host OS)，然后再啟動虛擬機，最后才能啟動Guest OS。這種結構把虛擬機作為本地操作系統中的一個應用程序，其優點是開發和調試都很方便。因此現在的虛擬機都屬于這種結構。

如果Host與Guest是不同的CPU指令集，那么Guest的軟件無法直接在Host上運行，必須采用一種稱為“二進制翻譯”的技術，將Guest的機器指令轉換成能夠在Host上運行的、在功能上等價的機器指令。

二進制翻譯(Dynamic Binary Translation，DBT)基于動態編譯(DynamicCompilation)技術，在客戶機程序執行時，二進制翻譯器動態地解析并翻譯即將被執行的代碼。代碼翻譯和翻譯后代碼的運行是穿插進行的。

以基于MIPS(Microprocessor without interlocked piped stages，無內部互鎖流水級的微處理器)指令的PC上運行X86虛擬機為例，圖2是二進制翻譯技術的基本流程的示意圖。在虛擬機上執行一個X86應用程序時，X86應用程序由大量基本塊組成，每一個基本塊包含一定數量的機器指令(Machine Instruction)。這個X86機器指令要經過翻譯模塊，轉換成同等功能的MIPS指令(即“本地指令”)，保存到內存中的一個代碼cache(寄存器)區域中，本地MIPS指令可以在真實的CPU上運行。

但是指令的翻譯過程一般會導致指令數量“膨脹”，即翻譯后的本地指令的數量大于翻譯之前的X86指令。這是二進制翻譯技術的一個固有特性。

表1：

表1為二進制翻譯導致指令膨脹的一個例子，可見1條X86的add指令，要翻譯成4條MIPS指令。所以可想而知，采用二進制翻譯的技術的虛擬機系統，效率一般要低于真實的X86機器。

發明內容