mterp(Dalvik VM)如何组织其字节码解释循环？

Question

我正在研究Android Dalvik VM,当我在文件vm/mterp/out/InterpC-portable.cpp中读取mterp代码时会遇到一个问题.实际上它是dalvik vm的主要解释器循环来解释dex文件中的字节代码.如果我写了这个文件,我会选择一个switch-case结构来做这样的事情:

while (hasMoreIns()) {
   int ins = getNextIns();
   switch(ins) {
     case MOV:
       //interprete this instruction
       ...
       break;
     case ADD:
       ...
       break;
     ...
     default: break;
   }
 }

然而,mterp使用的与我的想法非常不同,它使用了一些神奇的代码(对我而言),如下所示:

FINISH(0);

HANDLE_OPCODE(OP_NOP)
   FINISH(1);
OP_END

HANDLE_OPCODE(OP_MOVE)
   ...
OP_END

...

我谷歌它发现它似乎是一个修改过的"线程"式执行,它与switch-case风格不同,并且具有更好的性能,因为它删除了while循环中的分支操作.但我仍然无法理解这段代码以及为什么它在性能上更好.它是如何找到解释器的下一个代码的？

Answer 1

作为一个简短的指导,out目录中充满了预处理文件,如果你想弄清楚代码的话,这不是我想要读的好东西.对应的源(本身)InterpC-portable.cpp是portable和c目录的内容.

就代码如何进行操作码调度而言,您需要查看FINISH宏的定义,在portable/stubdefs.cpp:

# define FINISH(_offset) {                                                  \
        ADJUST_PC(_offset);                                                 \
        inst = FETCH(0);                                                    \
        if (self->interpBreak.ctl.subMode) {                                \
            dvmCheckBefore(pc, fp, self);                                   \
        }                                                                   \
        goto *handlerTable[INST_INST(inst)];                                \
    }

此宏在每个操作码定义的末尾使用,并用作switch (opcode)语句的等效项.简而言之,它读取PC指向的指令代码单元inst = FETCH(0)- 从其中获取操作码INST_INST(inst)- 并使用该操作码作为所有操作码的地址表的索引.地址直接用goto语句分支.

这goto是一个"计算goto",这是一个非标准的GCC扩展.您可以在GCC手册中阅读相关内容,您也可以在2008年我在Google IO上的Dalvik内部演示文稿中找到有关该主题的内容.(在https://sites.google.com/site上查找)/ io/dalvik-vm-internals.)

我的演讲还谈到了这项技术的性能特征.简而言之,它节省了一些分支,并且在分支预测方面起到了相对较好的作用.但是,有更好的方法来编写解释器(正如我在演讲中所介绍的那样,以及特定于CPU的Dalvik解释器实际上工作).

而对于更大的上下文,将字节码编译为本机CPU指令通常会导致执行速度比最精心调整的解释器更快,假设您有足够的RAM来保存编译结果.在Froyo中引入的基于跟踪的Dalvik JIT旨在进行权衡,其中使用适量的额外RAM来实现合理有效的性能提升.