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第7篇-为Java方法创建栈帧

在 第6篇-Java方法新栈帧的创建 介绍过局部变量表的创建,创建完成后的栈帧状态如下图所示。

各个寄存器的状态如下所示。

// %rax寄存器中存储的是返回地址
rax: return address     
// 要执行的Java方法的指针
rbx: Method*          
// 本地变量表指针  
r14: pointer to locals 
// 调用者的栈顶
r13: sender sp          

注意rax中保存的返回地址,因为在generate_call_stub()函数中通过__ call(c_rarg1) 语句调用了由generate_normal_entry()函数生成的entry_point,所以当entry_point执行完成后,还会返回到generate_call_stub()函数中继续执行__ call(c_rarg1) 语句下面的代码,也就是 

第5篇-调用Java方法后弹出栈帧及处理返回结果  涉及到的那些代码。

调用的generate_fixed_frame()函数的实现如下: 

源代码位置:src/cpu/x86/vm/templateInterpreter_x86_64.cpp
 
void TemplateInterpreterGenerator::generate_fixed_frame(bool native_call) {
  // 把返回地址紧接着局部变量区保存
  __ push(rax);     
  // 为Java方法创建栈帧       
  __ enter();      
  // 保存调用者的栈顶地址        
  __ push(r13);           
   // 暂时将last_sp属性的值设置为NULL_WORD 
  __ push((int)NULL_WORD); 
  // 获取ConstMethod*并保存到r13中
  __ movptr(r13, Address(rbx, Method::const_offset()));     
  // 保存Java方法字节码的地址到r13中
  __ lea(r13, Address(r13, ConstMethod::codes_offset()));    
  // 保存Method*到堆栈上
  __ push(rbx);             
 
  // ProfileInterpreter属性的默认值为true,
  // 表示需要对解释执行的方法进行相关信息的统计
  if (ProfileInterpreter) {
    Label method_data_continue;
    // MethodData结构基础是ProfileData,
    // 记录函数运行状态下的数据
    // MethodData里面分为3个部分,
    // 一个是函数类型等运行相关统计数据,
    // 一个是参数类型运行相关统计数据,
    // 还有一个是extra扩展区保存着
    // deoptimization的相关信息
    // 获取Method中的_method_data属性的值并保存到rdx中
    __ movptr(rdx, Address(rbx,
           in_bytes(Method::method_data_offset())));
    __ testptr(rdx, rdx);
    __ jcc(Assembler::zero, method_data_continue);
    // 执行到这里,说明_method_data已经进行了初始化,
    // 通过MethodData来获取_data属性的值并存储到rdx中
    __ addptr(rdx, in_bytes(MethodData::data_offset()));
    __ bind(method_data_continue);
    __ push(rdx);      
  } else {
    __ push(0);
  }
  
  // 获取ConstMethod*存储到rdx
  __ movptr(rdx, Address(rbx, 
        Method::const_offset()));          
  // 获取ConstantPool*存储到rdx
  __ movptr(rdx, Address(rdx, 
         ConstMethod::constants_offset())); 
 // 获取ConstantPoolCache*并存储到rdx
  __ movptr(rdx, Address(rdx, 
         ConstantPool::cache_offset_in_bytes())); 
  // 保存ConstantPoolCache*到堆栈上
  __ push(rdx); 
  // 保存第1个参数的地址到堆栈上
  __ push(r14); 
 
  if (native_call) {
   // native方法调用时,不需要保存Java
   // 方法的字节码地址,因为没有字节码
    __ push(0); 
  } else {
   // 保存Java方法字节码地址到堆栈上,
   // 注意上面对r13寄存器的值进行了更改
    __ push(r13);
  }
  
  // 预先保留一个slot,后面有大用处
  __ push(0); 
  // 将栈底地址保存到这个slot上
  __ movptr(Address(rsp, 0), rsp); 
}

对于普通的Java方法来说,生成的汇编代码如下:  

push   %rax
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
push   %r13
pushq  $0x0
mov    0x10(%rbx),%r13
lea    0x30(%r13),%r13 // lea指令获取内存地址本身
push   %rbx
mov    0x18(%rbx),%rdx
test   %rdx,%rdx
je     0x00007fffed01b27d
add    $0x90,%rdx
push   %rdx
mov    0x10(%rbx),%rdx
mov    0x8(%rdx),%rdx
mov    0x18(%rdx),%rdx
push   %rdx
push   %r14
push   %r13
pushq  $0x0
mov    %rsp,(%rsp)

汇编比较简单,这里不再多说。执行完如上的汇编后生成的栈帧状态如下图所示。

 

调用完generate_fixed_frame()函数后一些寄存器中保存的值如下:

rbx:Method*
ecx:invocation counter
r13:bcp(byte code pointer)
rdx:ConstantPool* 常量池的地址
r14:本地变量表第1个参数的地址

执行完generate_fixed_frame()函数后会继续返回执行InterpreterGenerator::generate_normal_entry()函数,如果是为同步方法生成机器码,那么还需要调用lock_method()函数,这个函数会改变当前栈帧的状态,添加同步所需要的一些信息,在后面介绍锁的实现时会详细介绍。

InterpreterGenerator::generate_normal_entry()函数最终会返回生成机器码的入口执行地址,然后通过变量_entry_table数组来保存,这样就可以使用方法类型做为数组下标获取对应的方法入口了。 

推荐阅读:

第1篇-关于JVM运行时,开篇说的简单些

第2篇-JVM虚拟机这样来调用Java主类的main()方法

第3篇-CallStub新栈帧的创建

第4篇-JVM终于开始调用Java主类的main()方法啦

第5篇-调用Java方法后弹出栈帧及处理返回结果

第6篇-Java方法新栈帧的创建

第7篇-为Java方法创建栈帧

第8篇-dispatch_next()函数分派字节码

第9篇-字节码指令的定义

第10篇-初始化模板表

第11篇-认识Stub与StubQueue

第12篇-认识CodeletMark

第13篇-通过InterpreterCodelet存储机器指令片段

第14篇-生成重要的例程

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posted on 2021-08-17 11:07  鸠摩(马智)  阅读(229)  评论(0编辑  收藏  举报

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