Hotspot Internals in Action（7）：处理器、指令与栈之2

3、程序的栈帧结构

一个过程调用包括将数据（以过程参数和返回值的形式）和控制从代码的一部分传递到另一部分。数据传递、局部变量的分配和释放是通过操纵程序栈来实现的。

IA-32程序用程序栈来支持过程（或函数、方法）调用。栈用来传递过程参数、存储返回信息、保存寄存器以供以后恢复之用，以及用于本地存储。为单个过程分配的那部分栈称为栈帧（stack frame）。栈帧的最顶端是以两个指针定界的，寄存器%ebp作为帧指针，而寄存器%esp作为栈指针。

call指令有一个目标，指明被调用过程开始的指令地址。call指令的效果是将返回地址入栈，并跳转到被调用过程的起始处。返回地址是紧跟在你程序中call后面的那条指令的地址，这样当调用过程返回时，执行会继续进行。leave指令为返回准备栈。ret指令用于从过程调用中返回，从栈中弹出地址，并跳转到那个位置。如果函数要返回整数或指针的话，寄存器%eax可以用来返回值。根据惯例，寄存器%eax、%edx、%ecx被划分为调用者保存寄存器，当过程A调用B时，B可以覆盖这些寄存器，而不会破坏任何A所需要的数据。另外，寄存器%ebx、%esi、%edi被划分为被调用者保存寄存器，这就是说，B必须在覆盖它们之前，将这些寄存器的值保存到栈中。

Jazelle是ARM体系结构的一种相关技术，用于在处理器指令层次对JAVA加速。 　　

首颗具备Jazelle技术的处理器是ARM926EJ-S：Jazelle以一个英文字母'J'标示于CPU名称中。它用来让手机制造商能够加速执行Java ME的游戏和应用程式，也因此促使了这项技术不断地发展。

ARM Jazelle技术增加了一个直接运行于处理器核心的指令集，从而提供了有效的Java字节码硬件加速。Jazelle技术通过Jazelle DBX（直接字节码执行）和Jazelle RCT（运行时编译目标）两种指令，同时为解释型和编译型Java代码提供支持。

如上图所示，ARM Jazelle在支持原有的ARM/Thumb两套指令集的基础上，增加了第三套Jazelle指令集（即Java 字节码）到处理器中。

支持Jazelle，除了需要硬件需要一颗ARM Jazelle芯片，尚需要相关的软件支持，如虚拟机，我们可以通过KVM、CVM等虚拟机得到Jazelle支持，感兴趣的同学可以自己找到相关硬件并搭建软件环境试试。

在ARM运行在Jazelle态时，处理器分配了一些ARM寄存器供Java 虚拟机专门使用，比如R6就用做栈指针，R0-R3做栈顶元素，R4做本地变量0。保持4个栈顶元素在ARM寄存器中对处理器执行Java字节码性能加速有显著的作用，这是因为该技术尽可能地减少了内存访问。

在Jazelle态下，ARM寄存器的用途：

R0-R3：用于缓存java栈

R4：本地变量0（this指针）

R5：软件handlers表指针

R6：栈指针

R7：Java变量指针

R8：Java常量池指针

R9-R11：JVM保留（硬件未占用）

R12，R14：Java返回地址

R13：机器栈指针

R15：Java PC