Beaglebone上的Jazelle

Question

我需要在Beaglebone上的Linux上运行Java应用程序。我知道ARM内核确实支持Jazelle技术在硬件中执行Java字节码。无论如何，我不清楚我需要什么来利用这项技术。我需要以某种方式“激活”Jazelle吗？我是否需要支持Jazelle的Java虚拟机？部署和运行利用Jazelle技术的Java软件的流程是什么？使用Jazelle需要许可证吗？

谢谢。

Answer 1

Jazelle是ARM体系结构中的一种执行模式，它“通过Java虚拟机(JVM)为字节码执行的硬件加速提供体系结构支持”-引用自ARM体系结构手册。

它看起来也有两种风格的Jazelle: DBX和RCT。以下文本来自Cortex-A系列程序员指南(v3)。

2.2.2 Jazelle

Jazelle DBX(直接字节码eXecution)是在ARMv5TEJ中引入的，目的是在节省能源的同时提高性能。内存可用性的增加和即时(JIT)编译器的改进相结合，降低了它在应用程序处理器中的价值。因此，许多ARMv7-A处理器没有实现这种硬件加速。

Jazelle-DBX最适合在内存非常有限的系统(例如，功能电话或低成本嵌入式应用)中提供高性能Java。在今天的系统中，它主要用于向后兼容。

2.2.3 Thumb执行环境(ThumbEE)

在ARMv7-A中引入并要求，ThumbEE有时被称为Jazelle-RCT (运行时编译目标)。它涉及到对Thumb指令集的小更改，使其成为在受控环境(例如，由诸如Java、Dalvik、C#、Python或Perl等托管语言)运行时生成的代码的更好目标。ThumbEE被设计为供即时或提前编译器使用，在这些编译器中，它可以减少重新编译代码的代码大小。托管代码的编译不在本文档的讨论范围内。

据我所知，Jazelle-DBX的大部分用途都是在Java Card实现中，在这些实现中，您确实希望通过一个很小的芯片来提供大量的性能。这个真正受限的域可以通过直接在cpu上执行字节码来利用一些额外的提升。

然而，大多数现代的Jazelle系统，比如您的Beaglebone，已经拥有比当时在典型台式机上首次亮相时更多的内存和能力，这使得Jazelle-DBX不再是必需的。这主要是因为您将JIT编译放到了本机主机上。(JIT实现对于Java Cards来说太大了。)

ThumbEE /Jazelle-RCT的有用性也值得怀疑。引用android-porting discussion

通过所有这些来获得免费的空指针检查是没有多大意义的。

总而言之，我不知道有任何Java VM实现使用任何Jazelle风格，包括Android的Dalvik。如果我必须在嵌入式设备上运行Java，我会选择Dalvik、JamVM或Java SE Embedded。

Answer 2

你需要去http://infocenter.arm.com。beaglebone使用的是Cortex-A8，这是一个ARMv7。在Cortex-A系列处理器左侧，Cortex-A8获得最新的手册r3v2 (3.2版)。在ARM架构下，展开您想要的ARMv7-AR的参考手册(问题C是撰写本文时的最新版本)。

将这些信息带到我的示例中

http://github.com/dwelch67/beaglebone_samples

在我的beaglebone上显示的功能示例：

12345678                                                                        
Hello World!                                                                    
413FC082                                                                        
410330C3                                                                        
00000000                                                                        
00001131                                                                        
00000011                                                                        
00000000                                                                        
00000000                                                                        
00000000                                                                        
00000002                                                                        
13112111                                                                        
00000000                                                                        
00000000                                                                        
00000002                                                                        
12345678               

因此，这似乎是一个r3p2 (3.2版)核心。正如手册上说的那样，ThumbEE、Jazelle、拇指和手臂都是有支撑的。

现在令人困惑的是ti网站上的TRM，ARM trm都说Jazelle是受支持的，直到你关注以下内容：

Jazelle扩展

Cortex-A8处理器提供了Jazelle扩展的简单实现。这意味着处理器不会加速任何字节码的执行，所有字节码都是由软件例程执行的。

在Jazelle扩展的实现中：

不支持Jazelle状态

BXJ指令的行为类似于BX指令。

这告诉了我们一些事情。这是否真的意味着这个处理器中没有Jazelle硬件，尽管其他地方说是？

它还向我们展示了，要运行jazelle代码，您需要使用bxj才能到达那里，就像您使用bx在手臂和拇指模式之间切换一样。所以我试了一下：

.globl bxjtest
bxjtest:
    ldr r0,=skip
    bxj r0
    mov r0,#1
    bx lr
skip:
    mov r0,#2
    bx lr

并且看起来汇编器实现了bxj。

82000064 <bxjtest>:
82000064:   e59f0044    ldr r0, [pc, #68]   ; 820000b0 <GET32+0x8>
82000068:   e12fff20    bxj r0
8200006c:   e3a00001    mov r0, #1
82000070:   e12fff1e    bx  lr

82000074 <skip>:
82000074:   e3a00002    mov r0, #2
82000078:   e12fff1e    bx  lr

但是代码在该地址返回arm指令的2。不知道这是否意味着什么，也许你必须做其他事情才能让Jazelle工作。虽然我得到的印象是那里真的没有jazelle核心，但我得到的印象是你去买软件库。

Jazelle文档似乎是那种你必须联系ARM才能访问的文档。所以我不知道更多的是如何实际使用它。

在手臂上读得更深。ID_ISAR1寄存器显示1，表示

0b0001

添加BXJ指令和PSR中的J位。

此设置可能表示Jazelle扩展的简单实现。

然后，ID_PFR0寄存器的ARM ARM描述比TRM有更多的信息，它说

Jazelle扩展的简单实现由值0b0001表示。

0b0001是我们在该寄存器中为该字段读取的值。

我越是深入挖掘，这看起来就越像是一个“微不足道的实现”，对我来说意味着“不在那里”。JMCR寄存器显示，如果它是一个简单的实现，那么读取应该返回为零(RAZ)，写入应该被忽略(WI)。我写了一个1，读回它是一个零。尽管如此，我还是尝试了BXJ指令，它仍然执行arm代码。

Answer 3

基本上，作为产品供应商，您需要向ARM授权(付费)在Jazelle技术上启用和运行代码的能力。费用将基于预测的数量，实际结果等。我不熟悉实际的价格水平。进入/退出Java代码时，需要某些代码片段将CPU切换到字节代码执行之外。除非你为设备供应商的特权买单，否则Jazelle是不可操作的，可以被悄悄地忽略。第一代的Jazelle满足了在RAM空间有限的系统上快速执行Java的需求，在此之前，字节码解释器是唯一可用的选择。JIT需要RAM来编译，早期的手机通过保持较低的内存大小来优化成本。一些最早的音乐手机使用Jazelle来提高MIDlet的执行性能，但在随后的产品中，内存很快就增长到可以容纳各种多媒体智能手机级别的功能。然后，JIT编译器变得可行，并且实际上在整体性能上优于其他编译器。Jazelle在很大程度上只是将字节码映射到机器码中的二进制代码，可以说“不能比字节码运行得更快”。而JIT有时可以将某些字节码序列映射到有效的本机代码，其运行速度比基于单个字节码操作一次一个的情况下运行得更快。所以早期的Jazelle模式已经不再有用了。RAM的增长使得JIT更加可行。