2008年1月11日

Jasmin 筆記



現在做 Compiler，分三個部份，scanner 用 flex/scangen，parser 用 bison/yacc/llgen，剩下 code generation 可以直接輸出 assembly code 來做，也可輸出成 JVM bytecode。我之前沒學過 assembly code，直接學學這個也不錯，概念和 x86 差不多吧。


JVM 也屬 stack based machine platform (其他比如 PowerPC, x86, MIPS 等)，但仍有些不同:

  1. 最主要不同是 JVM 的資料結構是一個稱為 Constant Pool table，在 .class 檔內用來描述 classes, function 以及 variables。

  2. JVM 禁止 memory reference，取得變數和函數方式會不同，而且沒有 global variables，要特別處理，比如要生成一個類別來處理 global variables.



若要參考 JVM Specification 來生成 binary 的 bytecode 當然很累，所以，有個現成的程式 Jasmin (即 JVM 的 assembler) 來使用，就比較方便了。


一般 .java 檔經 javac 轉成 .class (bytecode file) 
public class HelloWorld { 
     public static void main(String args[]) { 
         System.out.println("Hello World!!"); 
     } 
 }


javap 用來 disassemble VM 指令，即可以知道一個 class 檔由哪些指令組成： 
[derjohng@derjohngdediannao 551] $ javap -c HelloWorld 
 Compiled from "HelloWorld.java" 
 public class HelloWorld extends java.lang.Object{ 
 public HelloWorld(); 
   Code: 
    0:   aload_0 
    1:   invokespecial   #1; //Method java/lang/Object."<init>":()V 
    4:   return 
  
 public static void main(java.lang.String[]); 
   Code: 
    0:   getstatic       #2; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 
    3:   ldc     #3; //String Hello World!! 
    5:   invokevirtual   #4; //Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V 
    8:   return 
 }


Jasmin 則是將 VM 指令寫成的檔案，轉成 bytecode file. 可視為 JVM 的一種 assembler，比如下列產生一個 HelloWord.j，執行 $jasmin HelloWord.j ，即會產生 HelloWord.class 
 
 .class public HelloWorld 
 .super java/lang/Object 
  
 ; specify the constructor method for the HelloWorld class 
 .method public <init>()V 
    aload_0 
    invokenonvirtual java/lang/Object/<init>()V 
    return 
 .end method 
  
 ; specify the "main" method - this prints "Hello World" 
 .method public static main([Ljava/lang/String;)V 
    .limit stack 2 
    .limit locals 2 
  
     ; 將 output stream 和 string "Hello World!" 放到 stack. 
     getstatic java/lang/System/out Ljava/io/PrintStream; 
     ldc "Hello World!" 
     invokevirtual java/io/PrintStream/println(Ljava/lang/String;)V 
  
     return 
 .end method


簡短的 Jasmin 使用說明，參考這裡。


更仔細的說明，參考 The Java Virtual Machine Specification, Chapter 7.


參考

  1. C Compiler Targeting the Java Virtual Machine

  2. The Java Virtual Machine Specification

  3. Java Virtual Machine



2007.12.22 jasmin 產生的 class 檔案，用 java 執行，會有下述的 Error 出現 
 
 Exception in thread "main" java.lang.ClassFormatError: Absent Code 
 attribute  in method that is not native or abstract in class file Main


Ans: 問題在於 method 內的 .limit stack 以及 .limit locals 一定要指定，這兩個值只能多給，不能少給。


2007.12.28 根據 Jasmin 手冊， .field 可以類似下面的用法： 
 
 .class public MyAda.Main 
 .super java/lang/Object 
  
 .field public XXX  I = 20 
 .field public YYY  D = 10.560000


但 jasmin 產生的 bytecode 用 javap -c 來看發現，其實並沒有給予起始值 
 
 Compiled from "Main.j" 
 public class MyAda.Main extends java.lang.Object{ 
 public int XXX; 
 public double YYY; 
  
 public MyAda.Main(); 
   Code: 
    0:   aload_0 
    1:   invokespecial   #46; //Method java/lang/Object."":()V 
    4:   return


用下述的 java 檔，編成 class 檔 
 
 public class HelloWorld5 { 
     public int iii=5;


會產生如下： 
 
 javap -c HelloWorld5 
 Compiled from "HelloWorld5.java" 
 public class HelloWorld5 extends java.lang.Object{ 
 public int iii; 
  
 public HelloWorld5(); 
   Code: 
    0:   aload_0 
    1:   invokespecial   #1; //Method java/lang/Object."":()V 
    4:   aload_0 
    5:   iconst_5 
    6:   putfield        #2; //Field iii:I 
    9:   return


所以，這些值是放在 <init>() 下，但 jasmin 下 .method public <init>()V 要自己產生，所以，要另外用 putfield 來給予啟始值了? !!昏頭!! 用 .field 的 assign 值不就沒意義了？



Orignal From: Jasmin 筆記

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