Kaffe虚拟机在龙芯2E上的移植研究

Java虚拟机作为Java运行环境的核心，已成为现代计算机平台不可缺少的组成部分。Java虚拟机和平台间的兼容性直接决定了上层Java程序的运行的稳定性。龙芯2E是由中科院计算机研究所自主研发的高性能微处理器。由于采用MIPS指令集，现有Java虚拟机对龙芯的支持并不理想，这极大地限制了龙芯平台的上层应用。 针对这一问题，本文对现有虚拟机进行了分析，选择了移植性较强的Kaffe虚拟机作为移植对象，力求在龙芯2E上建立一个稳定的Java运行环境。以此为目的，本文整理了龙芯2E相关的内容，包括龙芯2E的指令集特点，龙芯下参数传递的方式，龙芯下函数栈的组织等等；研究了Java虚拟机规范中，一般Java虚拟机的体系结构；分析了Kaffe虚拟机的代码结构，确定了移植需要修改的三个主要模块：本地代码调用接口，Trampoline技术和JIT3引擎；给出了移植方案。其中，JIT3引擎作为整个虚拟机的核心，是整个移植工作的重点。本文对其编译过程，寄存器分配策略，Java栈的组织方式，以及标签，常量池等平台相关机制进行了深入的分析。在此基础上，修改了Java栈向本地栈的映射方式，实现了标签机制中平台相关部分的代码，重新描述了寄存器信息并重新实现了本地汇编指令。 针对Java虚拟机调试困难的问题，本文总结了龙芯平台下Kaffe虚拟机的调试方法。在调试过程中发现了Kaffe原有代码中的编码错误，并给出了修改方案。 最后采用第三方的评测工具对移植后的虚拟机进行测试，验证了移植的有效性。