ART Mterp Interpreter 解释 bytecode

Interpreter

首先分析 Interpreter 如何解释执行 dalvik byte code，Interpreter 在 ART 7.0有 3种实现：

InterpereImpl：

enum InterpreterImplKind {
  kSwitchImplKind,        // Switch-based interpreter implementation.
  kComputedGotoImplKind,  // Computed-goto-based interpreter implementation.
  kMterpImplKind          // Assembly interpreter
};
 
 
template<bool do_access_check, bool transaction_active>
extern JValue ExecuteSwitchImpl(Thread* self, const DexFile::CodeItem* code_item,
                                ShadowFrame& shadow_frame, JValue result_register,
                                bool interpret_one_instruction);
 
template<bool do_access_check, bool transaction_active>
extern JValue ExecuteGotoImpl(Thread* self, const DexFile::CodeItem* code_item,
                              ShadowFrame& shadow_frame, JValue result_register);
 
// Mterp does not support transactions or access check, thus no templated versions.
extern "C" bool ExecuteMterpImpl(Thread* self, const DexFile::CodeItem* code_item,
                                 ShadowFrame* shadow_frame, JValue* result_register);

在 7.0 上，ART 默认使用 Mterp 类型的 Interpreter 实现，在一些特殊情况也会使用 Swtich类型的 Interpreter；

在 L & M 上，ART 只有 Switch 和 Goto 的实现；印象中 Kitkat 上使用的是 GotoT；

这就决定了，dex文件中的 dalvik byte code 会使用 ExecuteMterpImpl() 这个函数来进行解释执行；

而看其参数：code_item，shadow_frame，result_register 应该是调用它(ExecuteMterpImpl)的函数准备好的；

也就是说，不管调用java函数的是 quick code执行还是也是解释执行，其在通过 ExecuteMterpImpl 调用一个解释执行的函数时，

必须要先准备好上面 3 个参数；

下面看 ExecuteMterpImpl 函数的实现：

/* During bringup, we'll use the shadow frame model instead of xFP */
/* single-purpose registers, given names for clarity */
#define xPC      x20
#define xFP      x21
#define xSELF    x22
#define xINST    x23
#define wINST    w23
#define xIBASE   x24
#define xREFS    x25
#define wPROFILE w26
#define xPROFILE x26
#define ip       x16
#define ip2      x17
 
 
.macro GET_INST_OPCODE reg
    and     \reg, xINST, #255
.endm
 
.macro GOTO_OPCODE reg
    add     \reg, xIBASE, \reg, lsl #7
    br      \reg
.endm
 
.macro EXPORT_PC
    str  xPC, [xFP, #OFF_FP_DEX_PC_PTR]
.endm
.macro FETCH_INST
    ldrh    wINST, [xPC]
.endm
 
/*
 * Interpreter entry point.
 * On entry:
 *  x0  Thread* self/
 *  x1  code_item
 *  x2  ShadowFrame
 *  x3  JValue* result_register
 *
 */
    .global ExecuteMterpImpl
    .type   ExecuteMterpImpl, %function
    .balign 16
 
ExecuteMterpImpl:
    .cfi_startproc
    stp     xPROFILE, x27, [sp, #-80]!                          ; callee save regs
    stp     xIBASE, xREFS, [sp, #16]
    stp     xSELF, xINST, [sp, #32]
    stp     xPC, xFP, [sp, #48]
    stp     fp, lr, [sp, #64]
    add     fp, sp, #64
 
    /* Remember the return register */
    str     x3, [x2, #SHADOWFRAME_RESULT_REGISTER_OFFSET]       ; return register 记录在shadow frame中
 
    /* Remember the code_item */
    str     x1, [x2, #SHADOWFRAME_CODE_ITEM_OFFSET]             ; code item 记录在 shadow frame
 
    /* set up "named" registers */
    mov     xSELF, x0                                           ; Thread*
 
    ldr     w0, [x2, #SHADOWFRAME_NUMBER_OF_VREGS_OFFSET]       ; 这 3条指令使得 xREFS指向 shadow frame的 vregs_ 的末尾地址，要干嘛 ？
    add     xFP, x2, #SHADOWFRAME_VREGS_OFFSET     // point to vregs.
    add     xREFS, xFP, w0, lsl #2                 // point to reference array in shadow frame
 
    ldr     w0, [x2, #SHADOWFRAME_DEX_PC_OFFSET]   // Get starting dex_pc.                      ; 开始执行的第一条指令 dex pc
    add     xPC, x1, #CODEITEM_INSNS_OFFSET        // Point to base of insns[]