OpenJDK ソースコードリーディング

自分用メモ。Ubuntu bionicでビルドできた最小バージョンのjdk-12-ga (jdk-12+33)を読んでいる。

関連リソース

• OpenJDK の設計と実装に関する備忘録
• Java 起動(Launcher)の仕組み
• JJUG CCC 2013 Fall「JVMコードリーディング入門-JVMのOS抽象化レイヤーについて-」
  • HotSpotのディレクトリ構造 - src/ は src/hotspot/ に移った?
• HotSpot Runtime Overview
  • VM Lifecycle
• 徹底解剖「G1GC」実装編
  • 1.4. ソース構成
• OpenJDKのビルドやデバッグ
• Hotspot VMの基本構造を理解する
• DEMYSTIFYING THE JVM: JVM VARIANTS, CPPINTERPRETER AND TEMPLATEINTERPRETER
• Hotspot JVMの圧縮OOP

ディレクトリ構造

• src/
  • hotspot/
    • cpu: x86 など
    • os: linux など
    • os_cpu: linux_x86 など
    • share/
      • adlc: C2 JITのプラットフォーム依存コード生成 ADLC
      • asm: アセンブラのアーキテクチャ非依存部
      • c1: C1 JITコンパイラ
      • ci: (JIT) Compiler Interface
      • classfile: クラスファイルの実装
      • code: CodeCache領域
      • compiler: JIT管理用スレッド
      • gc: G1GC, Parallel GC, ZGC など
      • interpreter: C++インタプリタ, テンプレートインタプリタ
      • libadt: ALDCが使うデータ構造
      • memory: ヒープ管理
      • oops: オブジェクトの管理ポインタ (Ordinary Object Pointer)
      • opto: C2 JITコンパイラ
      • prims: JNIのAPIなど
      • runtime: JVMスレッド作成など
  • java.base/
    • share/
      • classes/
        * java.lang: Object, String, Integerなど
        * java.util: List, Map, Setなど
      • native/
        * launcher/main.c: javaコマンドのエントリポイント
        * libjli/java.c: javaコマンドの実際の実装
  • jdk.internal.vm.compiler: Graal

インタプリタが起動されるまで

1. javaコマンド

• main(): src/java.base/share/native/launcher/main.c
  • libjliのJLI_* なAPIが呼び出され、コマンドライン引数処理の準備がされる
  • 最後に JLI_Launch を呼んで終わり (ここが本体)

2. Java Launcher Infrastructure: libjli

• JLI_Launch(): src/java.base/share/native/libjli/java.c
  • LoadJavaVM(): libjvm.so をダイナミックロードするらしい
  • JVMInit(): これは src/java.base/unix/native/libjli/java_md_solinux.c にある
    • ContinueInNewThread()
      • ContinueInNewThread0(JavaMain, ...): これも share ではなく unix
        • pthread_create で JavaMain() が呼び出される
        • pthread_join で JavaMain() の終了を待つ
• JavaMain(): src/java.base/share/native/libjli/java.c
  • InitializeJVM()
    • JNI_CreateJavaVM(): ここまでlibjli内
      • JNI_CreateJavaVM_inner(): src/hotspot/share/prims/jni.cpp
        • Threads::create_vm(): src/hotspot/share/runtime/thread.cpp
          * 14くらい新たにスレッドが作られる。ここで何回かSEGV
  • LoadMainClass(): Main-Class を取得する
  • GetStaticMethodID(): そのmainClassからstaticなmainメソッドを探索、methodIDを取得
  • CallStaticVoidMethod() を呼ぶ

3. Java Virtual Machine: libjvm

以下はC++インタプリタでのフロー。templateインタプリタだとStubGenerator::call_stubのところから動的生成コードになる。

• jni_CallStaticVoidMethod(): src/hotspot/share/prims/jni.cpp
  • jni_invoke_static()
    • Method::resolve_jmethod_id(): methodIDから methodHandle method が取り出される
    • JavaCalls::call(): src/hotspot/share/runtime/javaCalls.cpp
      • JavaCalls::call_helper()
        • StubGenerator::call_stub(): src/hotspot/cpu/zero/stubGenerator_zero.cpp
          • CppInterpreter::invoke_method(): src/hotspot/share/interpreter/cppInterpreter.cpp
            • ZeroEntry::invoke(): src/hotspot/cpu/zero/entry_zero.hpp
              • CppInterpreter::normal_entry(): src/hotspot/cpu/zero/cppInterpreter_zero.cpp
                • CppInterpreter::main_loop()
                  • BytecodeInterpreter::run(): hotspot/share/interpreter/bytecodeInterpreter.cpp