Técnicas para implementação de máquinas virtuais nativas

Resumo

Máquinas virtuais são programas de computador que emulam uma interface para execução de outros programas. Esta tecnologia está presente em diversos sistemas computacionais e é utilizada desde o suporte a linguagens de programação de alto nível, como na máquina virtual Java, até a implementação de processadores com projeto integrado de hardware e software, como é o caso do processador Efficeon da Transmeta. A maioria das máquinas virtuais existentes na literatura utiliza técnicas de emulação similares, como interpretação e tradução dinâmica de binários. De fato, as duas técnicas são muitas vezes utilizadas de forma colaborativa, com o objetivo de acelerar o processo de emulação. Contudo, é possível auxiliar a máquina virtual para a obtenção de um desempenho ainda maior com o uso de uma arquitetura nativa. O uso de uma abordagem nativa possibilita a redução de grande parte da pilha de software existente entre a máquina virtual e o hardware, eliminando assim, diversas restrições de acesso a dispositivos e a concorrência com os serviços pertencentes ao sistema operacional. Apesar da flexibilidade proporcionada pela adoção de uma arquitetura de máquina virtual nativa, existe um preço a ser pago na escolha dessa abordagem. Executar um software sem o auxílio das abstrações fornecidas por um sistema operacional é extremamente complexo, suscetível a falhas e pode prejudicar gravemente a portabilidade. Assim, esse trabalho tem como objetivo pesquisar e desenvolver algoritmos e técnicas que auxiliem na construção de máquinas virtuais nativas, reduzindo a complexidade no desenvolvimento de novas soluções. Desta forma, projetaremos uma arquitetura flexível e original que beneficiará diversas pesquisas relacionadas. (AU)