Indirect branch emulation techniques in virtual machines

Abstract

Dynamic binary translation is an emulation technique commonly employed in the implementation of virtual machines. One of the main sources of overhead that hinder the applicability of dynamic binary translators is that caused by the emulation of indirect branch instructions. This master thesis describes several techniques that try to improve the performance and efficiency of indirect branch emulation in efficient virtual machines. DynamoRIO is one of such machines and it implements features used by several of those techniques. In this master thesis, we present current implementations of DynamoRIO, modify its code to include two new techniques (Inline Caching and IBTC) and compare it with other techniques described in the literature. ix ResumoTradução dinâmica de binários é uma técnica de emulação comumente utilizada na implementação de máquinas virtuais. Neste contexto, a emulação de saltos indiretos é uma das principais fontes de perda de eficiência, o que atrapalha a aplicabilidade de tradutores dinâmicos de binários. Essa dissertação descreve diversas técnicas que tentam melhorar o desempenho e a eficiência da emulação de saltos indiretos em máquinas virtuais eficientes. O DynamoRIO é uma máquina virtual que se enquadra nessa categoria e que utiliza características de diversas dessas técnicas. Nessa dissertação, nós apresentamos a implementação atual do DynamoRIO, modificamos seu código para incluir duas novas técnicas de emulação de saltos indiretos (Inline Caching e IBTC) e as comparamos com outras técnicas descritas na literatura.xi