HybridTCache:一种基于专用事务Cache的软硬件协同事务内存系统

文中提出一种高效的软硬件协同事务内存系统HybridTCache.在通常情况下,事务完全由硬件执行,当事务大小超出了硬件限制时,操作系统将协同硬件执行.HybridTCache提出了一种新的专用事务Cache,称为TCache,缓存事务执行过程中的临时数据,由操作系统协同管理TCache溢出.文中给出了基于GEMS模拟器的HybridTCache原型系统.系统的评测显示HybridTCache比传统系统在性能、可扩展性、设计复杂度方面有较好的改进.

基于QEMU的Tcache管理策略

QEMU是一款广泛使用的虚拟机软件,它通过Tcache对代码进行调整与控制,改善其性能。对Tcache的特性进行了详尽的研究,主要涉及命中时间、缺失率和缺失代价。引入二进制翻译系统中常用的几种替换算法,如全清空和先进先出方法,并研究了各种算法不同的技术特性。最后结合profile技术以及先进先出、全清空算法,提出一种全新的Tcache替换算法。通过修改算法前后测试nbench,迭代次数较修改前提高了很多。

动态二进制翻译器qemu的Tcache管理策略

动态二进制翻译器qemu使用Tcache对翻译后的优化代码进行存储和管理,好的Tcache管理策略能使得程序的执行速度大大提高。介绍了动态二进制翻译过程中的Tcache的特点,以及二进制翻译系统中一些常用的Tcache替换方法,主要包括最近最少使用方法、全清空和先进先出,针对qemu设计结合先进先出和全清空算法的Tcache管理方法。最后在龙芯2F的实验平台上实现了全清空、先进先出和将前面两者结合的方法,发现最后一种效果最好,性能得到了提升。

动态二进制翻译中的TCache替换算法

动态二进制翻译中常常使用TCache来管理翻译优化后的代码,一个好的TCache管理策略可以大大提高程序的执行速度。讨论了动态二进制翻译系统的TCache的特性,介绍了一些已经被广泛使用的TCache替换算法,包括全清空,先进先出,以及由此发展而来的基于工作集的全清空,粗粒度的先进先出等。对它们各自的优缺点进行了比较,发现粒度适中的粗粒度的先进先出算法的综合性能最好,结合了全清空和先进先出的优点。

基于符号执行的Tcache Poisoning堆漏洞自动验证方法研究

Tcache Poisoning是面向堆管理机制的一种堆漏洞利用方法,现有的堆漏洞自动验证工作未考虑Tcache带来的影响,无法适用于高版本Glibc堆漏洞自动验证。分析Tcache机制以及Tcache Poisoning验证方法的原理,提出一种基于符号执行的Tcache Poisoning堆漏洞自动验证方法。定义多元组对堆块的状态进行形式化描述,通过对关键API函数的挂钩,在程序运行过程中收集堆块的状态信息,并引入符号变元将外部输入数据符号化,实现关键信息的获取。通过状态监控检测堆漏洞触发,依据Tcache Poisoning堆漏洞自动验证模型,逐步生成Tcache Poisoning攻击约束和攻击载荷约束,最后通过约束求解生成漏洞验证代码。基于S2E符号执行平台实现自动验证系统TPAEG,并对10个测试程序进行测试,其中在Tcache Poisoning方法的7个测试程序中有5个生成了验证代码。实验结果表明,TPAEG可有效地检测堆溢出漏洞和释放后重用漏洞,并能够针对符合Tcache Poisoning攻击特征的场景实现自动验证,完成控制流的劫持并生成验证代码。