[发明专利]应用于Java操作系统中虚拟机的编译体系实现方法

摘要

本发明公开了一种应用于Java操作系统中虚拟机的编译体系实现方法。以Java语言为主，汇编语言为辅，采用四层体系架构：虚处理层、基准编译层、优化编译层、汇编层汇编器；以操作平台的目标代码为最终编译结果，有针对性地选择优化编译，即考虑程序执行速度又顾及虚拟机自身效率，在Java操作系统的支持下动态优化，使程序运行达到最优。这一方法在突出了Java语言在模块化、安全性、灵活性方面的优势，同时也利用了汇编语言的强大功能，能在更大程度上优化目标代码，同时也十分有利于平台移植，方便不同的商业应用，从整体上提高了Java操作系统的运行速度，特别是在嵌入式平台这类本身硬件运行速度不是很快时，更具有明显的效果。

主权项

1、一种应用于Java操作系统中虚拟机的编译体系实现方法，其特征在于：1)四层体系结构与功能：虚处理层C1：对外处理编译解释任务，对内负责代码预处理；基准编译层C2：对程序首次编译，作简单的优化，以满足程序快速执行的需要；优化编译层C3：生成高度优化和快速执行的中间代码，又针对性的选择编译，是程序达到本地最优；汇编层汇编器：将中间代码汇编成本地平台的目标代码；层与层之间并不是普通的层层向上负责，而是一个纵横的关系，四层体系结构既保证了对现存java程序的兼容性：虚处理层、基准编译层、优化编译层保证了现有java程序的运行环境；又满足了程序快速执行和针对性优化的目的：汇编层对中间代码进行编译汇编，最终生成本地二进制目标代码；2)编译优化过程①当程序首次编译时，实现步骤首次编译：指程序源码第一次编译为本地目标代码的过程；I.程序进入虚处理层C1进行预处理，虚处理层C1为程序中的每一个要被编译的方法、函数、变量生成基本信息，写入信息表，确保执行方法提前编译，从而减少编译时间的损耗；II.调用基准编译层C2，利用信息表中的已经生成的程序基本信息，对程序作快速处理，作机器无关优化，为程序分配寄存器，从而实现快速编译产生程序的中间代码，最后将优化信息和中间代码写入信息表；III.信息表中的中间代码输出到汇编层汇编器，将中间代码汇编成目标代码；②当程序二次编译时，实现步骤二次编译：指当程序在目标平台运行时，操作系统动态跟踪程序执行情况进行统计，根据优化机制，适时调用编译器，作再一次的编译过程；I.操作系统将运行程序的信息提交到虚处理层C1，虚处理层C1将原来编译器其为程序生成的信息表读入到内存；II.调用优化编译层C3，优化编译层C3读取信息表，提取原来的基本信息、优化信息以及中间代码，利用操作系统统计数据采取机器相关优化，重新生成程序的中间代码，最后将优化信息和中间代码写入信息表；III.信息表中的中间代码输出到汇编层汇编器，将中间代码汇编成目标代码；在未来的程序执行中，编译器会时常被调用，重复二次编译的过程，对运行程序作多次有针对性的优化，以达到运行程序的最优。