MIPS目標平臺CLDC的Java虛擬機移植
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3 CLDC VM移植過程
phoneME Feature軟件結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了完全的模塊化。它使用一個名為includeDB的配置數(shù)據(jù)庫來管理項目源文件和頭文件，可根據(jù)目標CPU架構(gòu)和目標OS需求在配置數(shù)據(jù)庫內(nèi)添加或修改相應的文件。使用includeDB配置數(shù)據(jù)庫，避免了#ifdef宏散布于整個源碼區(qū)間，還避免了使用復雜的#ifdef嵌套語句結(jié)構(gòu)。
includeDB配置數(shù)據(jù)庫位于src／vm／includeDB，它是純文本文件，針對目標CPU架構(gòu)和目標OS需求進行添加或修改的頭文件和函數(shù)文件都應在該配置文件中進行注冊。
檢查includeDB文件，可立即得到在OS移植或CPU移植時需要注意的文件。在建立移植軟件時，還使用ineludeDB配置數(shù)據(jù)庫來跟蹤文件的依賴關系。為MIPS目標平臺建立的頭文件和函數(shù)文件都需要添加到includeDB數(shù)據(jù)庫。
phoneME Feature軟件具有良好的模塊化結(jié)構(gòu)，其移植工作集中于JavaCall層。移植模型如圖3所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/202584.htm
針對MIPS目標架構(gòu)的移植過程如下：
(1)OS移植
目標OS為經(jīng)裁剪的通用Linux系統(tǒng)，內(nèi)核為2．6．12版。phoneME Feature軟件的大多數(shù)代碼文件都與OS無關，只有極少的幾個文件涉及目標OS。OS移植接口分為兩部分：一部分為OS通用部分，它位于源碼目錄src／vm／share／runtime下，適合大多數(shù)OS；另一部分則針對目標OS，位于源碼目錄src／vm／os／linux下。
OS指定的移植接口由／src／vm／share／runtime目錄下的OS．hpp和OS．cpp文件進行定義。實際上這兩個文件只實現(xiàn)了一個Os類，向虛擬機提供特殊功能。
OS移植接口的其他部分包括文件系統(tǒng)(由OsFile．hpp和OsFile．cpp定義)、線程(由Thread．hpp和Thread．cpp定義)、事件處理(由Task．hpp、Task．cpp、TaskCon-text．cpp、TaskContext．hpp和TaskList．hpp等定義)、內(nèi)存管理(由OsMemory．hpp和OsMemory．cpp等定義)等。針對目標OS的移植，需建立／src／vm／os／mips目錄(以MIPS目標架構(gòu)命名)，在目錄下需創(chuàng)建下列文件：JVM_mips．hpp、JVM_mips．cpp；OS_mips．hpp、OS_mips．cpp；OsFile_mips．hpp、OsFile_mips．cpp；OsMemo-ry_mips．hpp、OsMemory_mips．cpp；OsMisc_mips．hpp、OsMisc_mips．cpp。
根據(jù)需要，可能還需創(chuàng)建OsSocket_mips、Globals_mips等文件。這些文件是文件系統(tǒng)、線程、事件處理、內(nèi)存管理等在目標OS的具體實現(xiàn)。如OS_mips．cpp中實現(xiàn)了取寄存器值、取PC指針值、為PC指針值賦值、sleep等方法。需強調(diào)的是，OS_mips．cpp文件中有兩個方法非常重要，且必須實現(xiàn)：
◆static void initialize()；／／用于初始化OS，如定時器、線／／程、I／O等
◆static void dispose()；／／用于撤銷初始化的所有工作，／／清除線程和其他OS活動
(2)CPU移植
CPU移植的工作主要有兩個：一是移植解釋器和解釋器的產(chǎn)生器；二是移植相應的編譯器。
CPU移植的難點在于編譯器的優(yōu)化和調(diào)整，因為虛擬機的匯編解釋器和相應的編譯器依賴于具體的CPU架構(gòu)。建立／src／vm／cpu／mips目錄，并編寫相關文件。以解釋器的產(chǎn)生器為例，需要編寫(包括頭文件和源文件)：Assembler_mips、SourceAssembler_mips、SourceMacros_mips、Disassembler_mips、TemplateTable_mips、Interpret-erGenerator_mips、NativeGenerator_mips、SharedStubs_mips、InterpreterStubs_mips、CompilerStubs_mips等。
(3)JavaCall移植
JavaCall函數(shù)集被分成多個子系統(tǒng)。這些子系統(tǒng)包括：圖形子系統(tǒng)、內(nèi)存管理、LCD顯示、字體、文件和目錄、Socket套接字等。
以移植文件系統(tǒng)接口為例：CLDC虛擬機使用了類似POSIX標準C庫的文件API，由于目標平臺是基于Linux的，所以不需要映射OsFile_read()方法到目標操作系統(tǒng)。要確保CLDC虛擬機能正確操作OS下的文件，需要驗證以下接口：
◆im OsFile_remove(const JvmPathChar*filename)
◆bool OsFile_rename(const JvmPathChar*from，constJvmPathChar*to)
◆im OsFile_open(const JvmPathChar*filename，constchar*mode)
◆int OsFile_close(OsFile_Handle handle)
◆int OsFile_flush(OsFile_Handle handle)
◆size_t OsFile_read(OsFile_Handle handle，void*buffer，size_t size，size_t count)
◆size_t OsFile_write(OsFile_Handle handle，const void*buffer，size_t size，size_t count)
以上接口實現(xiàn)了文件的常用操作，如文件的打開、讀、寫、關閉、刪除、重命名等。
4 CLDC VM移植驗證
完成以上移植所需的修改后，建立Makefile，設置所需的環(huán)境變量，使得phoneME Feature成功通過交叉編譯，生成目標系統(tǒng)所需的CLDC VM虛擬機。
移植的驗證較為簡單，將交叉編譯生成的cldc_vm可執(zhí)行文件、庫文件以及Demo示例文件復制到目標平臺，運行并檢查結(jié)果。命令結(jié)構(gòu)是：bin／cldc_vm．exe-class-path location-of-compiled-applications／classes classname。
5 CLDC VM移植優(yōu)化
CLDC虛擬機的移植優(yōu)化可以從幾方面進行：
①優(yōu)化參數(shù)。在虛擬機建立過程中，phoneME提供了很多選項，針對不同的目標平臺使用不同的選項。
②Thumb指令集的開關。ARM等CPU支持Thumb指令集，phoneME也支持Thumb指令集。如果目標平臺支持Thumb指令集，可以開啟Thumb開關，加快虛擬機執(zhí)行速度。
③其他。對虛擬機的優(yōu)化還可從編譯器自身、內(nèi)存子系統(tǒng)等方面進行優(yōu)化。
結(jié) 語
基于phoneME Feature軟件生成的CLDC虛擬機與早期的KVM虛擬機相比，性能得到較大改善，尤其是在多任務支持方面(早期的KVM虛擬機不支持多任務功能)。筆者在Broadcom 7403和NXP 225上成功實現(xiàn)CLDC VM的移植。下一步的工作是在國產(chǎn)數(shù)字電視SoC芯片上實現(xiàn)CLDC VM的移植。目前多核技術是計算機行業(yè)的研究熱點，并逐步向嵌入式領域發(fā)展，因此支持多核CPU技術和并行技術的CLDC虛擬機將是未來的研究方向之一。
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