基于CK610的Dalvik虚拟机移植与优化

研究Android系统专属的Dalvik虚拟机,分析Dalvik虚拟机的解释器、本地方法桥以及C库在CK610平台上的移植与优化。基于Dalvik虚拟机解释器的字节码分发机制,提出一种改进型Threaded分发机制,并实现硬件平台定制型MInterp解释器,实验证明该 MInterp解释器能使Dalvik虚拟机的运行速度提升1倍以上。     

面向龙芯平台的Android系统移植研究

在分析Android系统与龙芯平台架构的基础上,针对软硬件适配、虚拟机优化、编译器移植等关键技术进行了深入研究。在充分保持龙芯处理器性能的基础上,对Android系统源码进行了优化修改,实现了在龙芯平台完整运行Android Gingerbread系统,同时对移植系统中的Dalvik虚拟机的性能优化进行了测试验证。为其他版本Android系统在面向龙芯平台的移植方面提供了重要参考,具有很大应用价值。     

基于Trace合并和寄存器分配的Dalvik优化

Dalvik虚拟机作为Android系统上运行所有应用程序的基础,其性能瓶颈一直制约着Android系统的用户体验。通过研究Android系统中的Dalvik架构,分析其解释器和JIT模块的工作原理,发现热Trace选择过程中短Trace编译损耗大以及即时编译过程中寄存器分配不合理的情况。结合Java虚拟机技术和编译器技术,在现有热Trace选择和寄存器分配机制的基础上,提出基于Trace合并和寄存器分配的优化算法,在国产高性能嵌入式CPU CSKY体系下移植Dalvik虚拟机并实现了上述优化算法。通过实验证明优化后Dalvik执行Java程序的性能提高了近10%。     

Dalvik在iOS上的移植

在分析Dalvik虚拟机体系结构设计的基础上,针对iOS平台研究了Dalvik移植过程中的几个关键技术,并在iOS平台上成功构建了基于Dlavik的JAVA运行环境,这对iOS手机与Android手机的跨平台应用开发具有重大应用价值。对移植后的Dalvik进行了性能分析,给出了结论,并给出了下一步的项目计划。     

JDK6 HotSpot虚拟机在龙芯平台上的研究与移植

研究了JDK6 HotSpot虚拟机,主要分析了JDK6 HotSpot虚拟机的结构和运行机制。针对龙芯平台上的应用,研究了将JDK6 HotSpot虚拟机移植到龙芯处理器平台系统上的关键技术,给出了相应的移植方案。通过初步的移植,使得龙芯平台通过移植后的JDK6 HotSpot虚拟机能在console端支持Java运行环境。最后,分析了移植后的HotSpot虚拟机的性能瓶颈,并给出了优化的方法。     

基于混合并发模式的Dalvik虚拟机性能优化

为了改进Dalvik虚拟机的性能,提出了一种基于多线程调度机制的Java虚拟机混合并发模式。该模式利用多线程并发调度和热方法表,通过将Java字节码的编译与执行过程相重叠来提高程序的执行效率,进而提升Dalvik虚拟机的处理速度;并对该模式设计与实现的关键技术进行了分析。实验结果表明,混合并发模式能够有效地提高Dalvik虚拟机中Java程序的执行速度。     

Kaffe在龙芯2E上的移植

为了在龙芯2E处理器上建立稳定的Java运行环境,丰富龙芯平台的上层软件库,以Kaffe这款开源Java虚拟机为移植对象,分析了其运行机制,确定了其代码结构中平台相关的3个主要模块:SysCallMethod、Trampoline和JTT,并结合龙芯2E处理器的特点,给出了相关模块的修改方案.最后用第三方的测试标准对移植后的虚拟机进行了测试,表明了移植的有效性.     

数据库过程语言解释器的设计与实现

本文主要介绍了作者参与开发数据库过程语言解释器,在解释器的设计中借鉴了Java虚拟机和.NETCLR的思想。结合作者的经验,对解释器系统的设计技术与实现方法进行了一定探讨。     

面向普适计算终端的Java虚拟机性能优化技术研究

分析了解释运行中利用线索化方法进行性能优化的技术,实现了以直接线索化方法为基础的Java虚拟机的解释器性能优化方案,并对嵌入式Java虚拟机的参考实现和Java的优化实现进行了性能对比。     

Dalvik虚拟机进程模型分析

Android手机操作系统是Google于2008年推出的智能手机操作系统,它的所有应用都是基于Java语言的,它的类Java虚拟机Dalvik提供了所有应用的运行时环境。Dalvik是一个面向Linux作为嵌入式操作系统设计的虚拟机,尤其是它的面向进程的设计,充分利用了Linux进程管理的特点。介绍了Dalvik所依赖的基础,即Linux操作系统内核中进程管理的一些特性和传统Java程序对进程的控制;进而论述了Dalvik的进程模型的特点,从API和本地代码两个层面具体阐述了进程运行、创建和之间通信的部分细节。文中旨在为Dalvik的研究和应用提供参考。     

A static region‐based compiler for the Dalvik virtual machine

The Dalvik virtual machine (VM) is an integral component used to execute applications in Android, which is one of the leading operating systems for mobile devices. The Dalvik VM is an interpreter and is equipped with a trace‐based just‐in‐time compiler for enhancing the execution performance of frequently executed paths, or traces. However, traces generated by the Dalvik VM can be stopped in a conditional branch or a method call/return, which means that these traces usually have a short lifetime, decreasing the effectiveness of the compiler optimizations applied to them. Furthermore, the just‐in‐time compiler applies only a few simple optimizations because of performance considerations. In this article we present a traces‐to‐region (T2R) framework that extends traces to regions and statically compiles these regions into native binaries so as to improve the execution of Android applications. The T2R framework involves three main stages: (i) the profiling stage, in which the run‐time trace information of an application is extracted; (ii) the compilation stage, in which regions are constructed from the extracted traces and are statically compiled into a native binary; and (iii) the execution stage, in which the compiled binary is loaded into the code cache when the application starts to execute. Experiments performed on an Android tablet demonstrated that the T2R framework was effective in improving the execution performance of applications by 10.5–16.2% and decreasing the size of the code cache by 4.6–28.5%. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

虚拟机在软件加壳中的应用研究

为提高壳的安全性,研究了基于虚拟机的加壳技术.虚拟机通过编译器,把原始字节码编译成伪指令;在执行时,通过虚拟机的解释器把伪指令翻译成原始字节码.设计了伪指令,实现了编译器,并对PE文件补充解释器,构建新的PE头部、节表和节.实验表明,基于虚拟机加壳提高了软件的安全性.     

用户级多任务的两种实现方法

在分析了系统级多任务需要哪些硬件支持的基础上。提出了进程扩展型虚拟机和指令解释器型虚拟机的概念，给出这两种虚拟机如何模拟支持多任务的硬件机制的方法，以及在虚拟机上建立和切换多个任务的方法，该技术可以用于在上述两类虚拟机上构建自己的支持多任务的操作系统内核．     

嵌入式组态软件脚本解释虚拟机的设计

为了增强嵌入式组态软件的功能,引入一种类似于C语言的脚本.设计一个编译器把该脚本编译成中间代码,采用中间代码的优点是可提高程序运行的速度,也减小了脚本解释程序的设计难度.提出一种仿微处理器结构的脚本虚拟机设计方案,在运行时对中间代码进行解释.虚拟机主要由程序存储器、指令译码器、运算器、程序计数器、控制器以及动态容器组成,其中动态容器的设计是关键,它具有可动态分配内存、自动释放内存等优点,适合于嵌入式操作系统下运行.实验与测试结果表明,该脚本解释虚拟机可满足嵌入式组态软件设计的要求.