ART世界探险(15) - Compiler,ClassLinker,Runtime三大组件
CompilerDriver
调用编译器的接口是CompilerDriver。
我们看一看CompilerDriver的结构图吧：
这是我们在ART里能遇见的第一个复杂的大类。但凡编译相关，都要通过它来打交道。结果，它就把自己搞成了一个大杂烩。
ClassLinker
Java是门面向对象的语言，导致类相关的操作比较复杂。
在应用层有ClassLoader，在运行环境层就有ClassLinker。
我们看一下ClassLinker的公开方法，私有的还有同样多的，汗。
ClassLinker相对于CompilerDriver，逻辑上更为集中一些。
它主要是提供跟类相关的操作，包括类级的分配对象等。
CompilerDriver提供的主要是编译期底层代码的功能，而ClassLinker在面向对象的逻辑层提供服务。
Runtime
ART是Android Runtime的缩写，我们终于可以揭开Android Runtime的面纱了。
Runtime主要是提供一些运行时的服务，最重要的当然就是GC。另外，还有多线程和线程安全相关的支持，事务相关的支持等。
有了上面三个大组件的支持，不管是编译期还是运行时，我们都可以找到支持Java方法运行的基础设施。
最后，我们再复习一下上节最后出现的编译单元类：
CompilationUnit的作用是连接前端和后端。
将前端的DexFile通过CompilerDriver进行编译之后，我们先得到中间层中间代码MIR，MIRGraph就是这一步要做的工作。很多优化也是在这一步完成的。
然后，再通过Mir2Lir，将MIR转化成更接近于机器指令的低层中间代码LIR。
最后，再将LIR落地成目标机器的指令。
dex2oat编译流程(续)
首先我们复习一下之前学到的，dex2oat做为入口点，会调用CompilerDriver的方法对dex文件进行编译。
下面该开始CompilerDriver的CompileClass，看了CompilerDriver的大图之后，对于它是不是更亲切了呢？
CompileClass
编译类的重头戏还在于编译方法。
CompileClass类的主要逻辑，就是针对直接方法和虚拟方法，分别遍历然后编译。
我们将前面的判断和校验等细节都略过，这个函数的框架如下面所示：
void CompilerDriver::CompileClass(const ParallelCompilationManager* manager,
size_t class_def_index) {
...
CompilerDriver* const driver = manager->GetCompiler();
...
// Compile direct methods
int64_t previous_direct_method_idx = -1;
while (it.HasNextDirectMethod()) {
uint32_t method_idx = it.GetMemberIndex();
if (method_idx == previous_direct_method_idx) {
// smali can create dex files with two encoded_methods sharing the same method_idx
// http://code.google.com/p/smali/issues/detail?id=119
it.Next();
continue;
}
previous_direct_method_idx = method_idx;
driver->CompileMethod(self, it.GetMethodCodeItem(), it.GetMethodAccessFlags(),
it.GetMethodInvokeType(class_def), class_def_index,
method_idx, jclass_loader, dex_file, dex_to_dex_compilation_level,
compilation_enabled);
it.Next();
}
// Compile virtual methods
int64_t previous_virtual_method_idx = -1;
while (it.HasNextVirtualMethod()) {
uint32_t method_idx = it.GetMemberIndex();
if (method_idx == previous_virtual_method_idx) {
// smali can create dex files with two encoded_methods sharing the same method_idx
// http://code.google.com/p/smali/issues/detail?id=119
it.Next();
continue;
}
previous_virtual_method_idx = method_idx;
driver->CompileMethod(self, it.GetMethodCodeItem(), it.GetMethodAccessFlags(),
it.GetMethodInvokeType(class_def), class_def_index,
method_idx, jclass_loader, dex_file, dex_to_dex_compilation_level,
compilation_enabled);
it.Next();
}
DCHECK(!it.HasNext());
}
CompileMethod
从这里开始，我们终于深入到可以生成代码的程度了。
void CompilerDriver::CompileMethod(Thread* self, const DexFile::CodeItem* code_item,
uint32_t access_flags, InvokeType invoke_type,
uint16_t class_def_idx, uint32_t method_idx,
jobject class_loader, const DexFile& dex_file,
DexToDexCompilationLevel dex_to_dex_compilation_level,
bool compilation_enabled) {
CompiledMethod* compiled_method = nullptr;
uint64_t start_ns = kTimeCompileMethod ? NanoTime() : 0;
MethodReference method_ref(&dex_file, method_idx);
首先是对JNI调用的处理，我们之前曾经看到过的序列。这里会调用JniCompile函数。下面开始处理JNI:
if ((access_flags & kAccNative) != 0) {
// Are we interpreting only and have support for generic JNI down calls?
if (!compiler_options_->IsCompilationEnabled() &&
InstructionSetHasGenericJniStub(instruction_set_)) {
// Leaving this empty will trigger the generic JNI version
} else {
compiled_method = compiler_->JniCompile(access_flags, method_idx, dex_file);
CHECK(compiled_method != nullptr);
}
抽象方法不需要生成代码：
} else if ((access_flags & kAccAbstract) != 0) {
// Abstract methods don't have code.
下面再开始编普通方法，通过调用Compile方法来完成。
} else {
bool has_verified_method = verification_results_->GetVerifiedMethod(method_ref) != nullptr;
bool compile = compilation_enabled &&
// Basic checks, e.g., not .
verification_results_->IsCandidateForCompilation(method_ref, access_flags) &&
// Did not fail to create VerifiedMethod metadata.
has_verified_method &&
// Is eligable for compilation by methods-to-compile filter.
IsMethodToCompile(method_ref);
if (compile) {
// NOTE: if compiler declines to compile this method, it will return null.
compiled_method = compiler_->Compile(code_item, access_flags, invoke_type, class_def_idx,
method_idx, class_loader, dex_file);
}
...
}
如上一讲我们所介绍的，ART有两种Compiler，QuickCompiler和OptimizationCompiler。
所以，根据dex2oat参数的不同，分别调用这两种Compiler的Compile方法来实现真正的编译。
我们看一个图来复习一下：
