InterpreterCodelet依賴CodeletMark完成自動創建和初始化。CodeletMark繼承自ResourceMark,允許自動析構,執行的主要操作就是,會按照InterpreterCodelet中存儲的實際機器指令片段分配內存並提交。這個類的定義如下:
class CodeletMark: ResourceMark { private: InterpreterCodelet* _clet; // InterpreterCodelet繼承自Stub InterpreterMacroAssembler** _masm; CodeBuffer _cb; public: // 構造函數 CodeletMark( InterpreterMacroAssembler*& masm, const char* description, Bytecodes::Code bytecode = Bytecodes::_illegal): // AbstractInterpreter::code()獲取的是StubQueue*類型的值,調用request()方法獲取的 // 是Stub*類型的值,調用的request()方法實現在vm/code/stubs.cpp文件中 _clet( (InterpreterCodelet*)AbstractInterpreter::code()->request(codelet_size()) ), _cb(_clet->code_begin(), _clet->code_size()) { // 初始化InterpreterCodelet中的_description和_bytecode屬性 _clet->initialize(description, bytecode); // InterpreterMacroAssembler->MacroAssembler->Assembler->AbstractAssembler // 通過傳入的cb.insts屬性的值來初始化AbstractAssembler的_code_section與_oop_recorder屬性的值 // create assembler for code generation masm = new InterpreterMacroAssembler(&_cb); // 在構造函數中,初始化r13指向bcp、r14指向本地局部變量表 _masm = &masm; } // ... 省略析構函數 };
在構造函數中主要完成2個任務:
(1)初始化InterpreterCodelet類型的變量_clet。對InterpreterCodelet實例中的3個屬性賦值;
(2)創建一個InterpreterMacroAssembler實例並賦值給masm與_masm,此實例會通過CodeBuffer向InterpreterCodelet實例寫入機器指令。
在析構函數中,通常在代碼塊結束時會自動調用析構函數,在析構函數中完成InterpreterCodelet使用的內存的提交並清理相關變量的值。
1、CodeletMark構造函數
在CodeletMark構造函數會從StubQueue中為InterpreterCodelet分配內存並初始化相關變量
在初始化_clet變量時,調用AbstractInterpreter::code()方法返回AbstractInterpreter類的_code屬性的值,這個值在之前TemplateInterpreter::initialize()方法中已經初始化了。繼續調用StubQueue類中的request()方法,傳遞的就是要求分配的用來存儲code的大小,通過調用codelet_size()函數來獲取,如下:
int codelet_size() { // Request the whole code buffer (minus a little for alignment). // The commit call below trims it back for each codelet. int codelet_size = AbstractInterpreter::code()->available_space() - 2*K; return codelet_size; }
需要注意,在創建InterpreterCodelet時,會將StubQueue中剩下的幾乎所有可用的內存都分配給此次的InterpreterCodelet實例,這必然會有很大的浪費,不過我們在析構函數中會按照InterpreterCodelet實例的實例大小提交內存的,所以不用擔心浪費這個問題。這么做的主要原因就是讓各個InterpreterCodelet實例在內存中連續存放,這樣有一個非常重要的應用,那就是只要簡單通過pc判斷就可知道棧幀是否為解釋棧幀了,后面將會詳細介紹。
通過調用StubQueue::request()函數從StubQueue中分配內存。函數的實現如下:
Stub* StubQueue::request(int requested_code_size) { Stub* s = current_stub(); int x = stub_code_size_to_size(requested_code_size); int requested_size = round_to( x , CodeEntryAlignment); // CodeEntryAlignment=32 // 比較需要為新的InterpreterCodelet分配的內存和可用內存的大小情況 if (requested_size <= available_space()) { if (is_contiguous()) { // 判斷_queue_begin小於等於_queue_end時,函數返回true // Queue: |...|XXXXXXX|.............| // ^0 ^begin ^end ^size = limit assert(_buffer_limit == _buffer_size, "buffer must be fully usable"); if (_queue_end + requested_size <= _buffer_size) { // code fits in(適應) at the end => nothing to do CodeStrings strings; stub_initialize(s, requested_size, strings); return s; // 如果夠的話就直接返回 } else { // stub doesn't fit in at the queue end // => reduce buffer limit & wrap around assert(!is_empty(), "just checkin'"); _buffer_limit = _queue_end; _queue_end = 0; } } } // ... return NULL; }
通過如上的函數,我們能夠清楚看到如何從StubQueue中分配InterpreterCodelet內存的邏輯。
首先計算此次需要從StubQueue中分配的內存大小,調用的相關函數如下:
調用的stub_code_size_to_size()函數的實現如下:
// StubQueue類中定義的函數 int stub_code_size_to_size(int code_size) const { return _stub_interface->code_size_to_size(code_size); } // InterpreterCodeletInterface類中定義的函數 virtual int code_size_to_size(int code_size) const { return InterpreterCodelet::code_size_to_size(code_size); } // InterpreterCodelet類中定義的函數 static int code_size_to_size(int code_size) { // CodeEntryAlignment = 32 // sizeof(InterpreterCodelet) = 32 return round_to(sizeof(InterpreterCodelet), CodeEntryAlignment) + code_size; }
通過如上的分配內存大小的方式可知內存結構如下:
在StubQueue::request()函數中計算出需要從StubQueue中分配的內存大小后,下面進行內存分配。StubQueue::request()函數只給出了最一般的情況,也就是假設所有的InterpreterCodelet實例都是從StubQueue的_stub_buffer地址開始連續分配的。is_contiguous()函數用來判斷區域是否連續,實現如下:
bool is_contiguous() const { return _queue_begin <= _queue_end; }
調用的available_space()函數得到StubQueue可用區域的大小,實現如下:
// StubQueue類中定義的方法 int available_space() const { int d = _queue_begin - _queue_end - 1; return d < 0 ? d + _buffer_size : d; }
調用如上函數后得到的大小為下圖的黃色區域部分。
繼續看StubQueue::request()函數,當能滿足此次InterpreterCodelet實例要求的內存大小時,會調用stub_initialize()函數,此函數的實現如下:
// 下面都是通過stubInterface來操作Stub的 void stub_initialize(Stub* s, int size,CodeStrings& strings) { // 通過_stub_interface來操作Stub,會調用s的initialize()函數 _stub_interface->initialize(s, size, strings); } // 定義在InterpreterCodeletInterface類中函數 virtual void initialize(Stub* self, int size,CodeStrings& strings){ cast(self)->initialize(size, strings); } // 定義在InterpreterCodelet類中的函數 void initialize(int size,CodeStrings& strings) { _size = size; }
我們通過StubInterface類中定義的函數來操作Stub,至於為什么要通過StubInterface來操作Stub,就是因為Stub實例很多,所以為了避免在Stub中寫虛函數(C++中對含有虛函數的類需要分配一個指針的空間指向虛函數表)浪費內存空間而采取的辦法。
如上3個函數最終只完成了一件事兒,就是將此次分配到的內存大小記錄在InterpreterCodelet的_size屬性中。前面在介紹函數codelet_size()時提到過,這個值在存儲了機器指令片段后通常還會空余很多空間,不過不要着急,下面要介紹的析構函數會根據InterpreterCodelet實例中實際生成的機器指令的大小更新這個屬性值。
2、CodeletMark析構函數
析構函數的實現如下:
// 析構函數 ~CodeletMark() { // 對齊InterpreterCodelet (*_masm)->align(wordSize); // 確保生成的所有機器指令片段都存儲到了InterpreterCodelet實例中 (*_masm)->flush(); // 更新InterpreterCodelet實例的相關屬性值 AbstractInterpreter::code()->commit((*_masm)->code()->pure_insts_size(), (*_masm)->code()->strings()); // 設置_masm,這樣就無法通過這個值繼續向此InterpreterCodelet實例中生成機器指令了 *_masm = NULL; }
調用AbstractInterpreter::code()函數獲取StubQueue。調用(*_masm)->code()->pure_insts_size()獲取的就是InterpreterCodelet實例的機器指令片段實際需要的內存大小。
StubQueue::commit()函數的實現如下:
void StubQueue::commit(int committed_code_size, CodeStrings& strings) { int x = stub_code_size_to_size(committed_code_size); int committed_size = round_to(x, CodeEntryAlignment); Stub* s = current_stub(); assert(committed_size <= stub_size(s), "committed size must not exceed requested size"); stub_initialize(s, committed_size, strings); _queue_end += committed_size; _number_of_stubs++; }
調用stub_initialize()函數通過InterpreterCodelet實例的_size屬性記錄此實例中機器指令片段實際內存大小。同時更新StubQueue的_queue_end和_number_of_stubs屬性的值,這樣就可以為下次InterpreterCodelet實例繼續分配內存了。
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