dispatch_next()方法的实现

阅读原文时间：2023年07月14日阅读：1

之前的文章介绍到，在generate_normal_entry()函数中会调用generate_fixed_frame()函数为Java方法的执行生成对应的栈帧，接下来还会调用dispatch_next()函数执行Java方法的字节码。generate_normal_entry()函数中调用的dispatch_next()函数的实现如下：

// 从generate_fixed_frame()函数生成固定桢的时候，如果当前是第一次调用，
// 那么r13指向的是字节码的首地址，即第一个字节码，而step为0。
void InterpreterMacroAssembler::dispatch_next(TosState state, int step) {

// load next bytecode (load before advancing r13 to prevent AGI)
load_unsigned_byte(rbx, Address(r13, step));

// 在当前字节码的位置，指针向前移动step宽度，获取地址上的值，这个值即为字节码在转发表中的index，
// 存储到rbx。step的值由字节码指令和操作数决定。转发表中的index其实就是字节码（范围1~202），
// 参考void DispatchTable::set_entry(int i, EntryPoint& entry) 方法。
// advance r13
increment(r13, step);//自增r13供下一次dispatch使用

// 返回当前栈顶状态的所有字节码入口点
dispatch_base(state, Interpreter::dispatch_table(state)); // Interpreter::dispatch_table(state)
}

r13指向字节码的首地址，当第1次调用时，参数step的值为0，那么load_unsigned_byte()方法从r13指向的内存中取一个字节的值，取出来的是字节码指令的操作码。增加r13的步长，这样下次执行时就会取出来下一个字节码指令的操作码。

调用的dispatch_table()函数的实现如下：

static address* dispatch_table(TosState state) {
return _active_table.table_for(state);
}

在_active_table中获取对应栈顶缓存状态的入口地址，_active_table变量定义在TemplateInterpreter类中，如下：

static DispatchTable _active_table; // the active dispatch table (used by the interpreter for dispatch)

DispatchTable类及table_for()等方法的定义如下：

DispatchTable TemplateInterpreter::_active_table;

class DispatchTable VALUE_OBJ_CLASS_SPEC {
public:
// an entry point for each byte value (also for undefined bytecodes)
enum { length = 1 << BitsPerByte }; // BitsPerByte的值为8

private:
// dispatch tables, indexed by tosca and bytecode
address _table[number_of_states][length]; // number_of_states=9,length=256

public:
// Attributes
// …
address* table_for(TosState state){
return _table[state];
}

address* table_for(){
return table_for((TosState)0);
}
// …
};　

address为u_char*类型的别名。_table是一个二维数组的表，维度为栈顶状态（共有9种）和字节码（最多有256个），存储的是每个栈顶状态对应的字节码的入口点。这里由于还没有介绍栈顶缓存，所以可能理解起来并不容易，不过后面传经详细介绍，等介绍完了再看这部分逻辑就比较容易理解了。

InterpreterMacroAssembler::dispatch_next()函数中调用的dispatch_base()方法的实现如下：

void InterpreterMacroAssembler::dispatch_base(TosState state, // 表示栈顶缓存状态
address* table,
bool verifyoop) {
// …
// 获取当前栈顶状态字节码转发表的地址，保存到rscratch1
lea(rscratch1, ExternalAddress((address)table));
// 跳转到字节码对应的入口执行机器码指令
// address = rscratch1 + rbx * 8
jmp(Address(rscratch1, rbx, Address::times_8));
}　

比如取一个字节的指令，那么InterpreterMacroAssembler::dispatch_next()函数生成的汇编代码如下：

// 在generate_fixed_frame()方法中已经让%r13存储了bcp
0x00007fffe1010643: movzbl 0x0(%r13),%ebx // %ebx中存储的是字节码的操作码
// $0x7ffff73ba4a0这个地址指向的是对应state状态下的一维数组，长度为256
0x00007fffe1010648: movabs $0x7ffff73ba4a0,%r10
// 注意%r10中存储的是常量，根据计算公式%r10+%rbx*8来获取指向存储入口地址的地址，
// 通过*(%r10+%rbx*8)获取到入口地址，然后跳转到入口地址执行
0x00007fffe1010652: jmpq *(%r10,%rbx,8)

%r10指向的是对应栈顶缓存状态state下的一维数组，长度为256，其中存储的值为opcode，如下图所示。

下面的方法显示了对每个字节码的每个栈顶状态都设置入口地址。

void DispatchTable::set_entry(int i, EntryPoint& entry) {
assert(0 <= i && i < length, "index out of bounds");
assert(number_of_states == 9, "check the code below");
_table[btos][i] = entry.entry(btos);
_table[ctos][i] = entry.entry(ctos);
_table[stos][i] = entry.entry(stos);
_table[atos][i] = entry.entry(atos);
_table[itos][i] = entry.entry(itos);
_table[ltos][i] = entry.entry(ltos);
_table[ftos][i] = entry.entry(ftos);
_table[dtos][i] = entry.entry(dtos);
_table[vtos][i] = entry.entry(vtos);
}

其中的参数i就是opcode，各个字节码及对应的opcode可参考https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/jvms-7.html

调用dispatch_next()函数执行Java方法的字节码，其实就是根据字节码找到对应的入口地址来执行，而入口地址就是机器码的入口地址，这个机器码就是根据对应的字节码翻译过来的，这些都会在后面详细介绍。

相关文章的链接如下：

1、在Ubuntu 16.04上编译OpenJDK8的源代码

3、HotSpot项目结构　