### Java虚拟机在ARM_Linux平台的移植全过程
#### 一、引言
随着软件行业的开源风气日益增强，开源的Java虚拟机（JVM）的开发变得越来越活跃。市场上已经出现了一系列成熟且易于移植的开源Java虚拟机，例如Kaffe、Wonka、Sable、Jam VM等。这些虚拟机不仅符合标准，而且适用于多种场景，尤其是对于资源受限的小型嵌入式设备而言更是如此。本文将重点介绍如何将其中的一款轻量级Java虚拟机——Jam VM，移植到ARM-Linux平台，并结合Java核心类库GNU Classpath的裁剪与安装，最终实现能够在ARM-Linux平台上运行标准Java程序。
#### 二、Java虚拟机概述
Java虚拟机（JVM）是Java技术体系中的核心组件之一，它是一种能够运行所有Java程序的抽象计算模型。与实际计算机类似，JVM拥有自己的指令集，并管理数据、内存和寄存器。其主要职责包括执行字节码指令、管理数据、内存和寄存器等。JVM之所以能够实现平台无关性，是因为它在下方拥有一层移植接口，该接口包含适配器和Java操作系统两部分。其中，适配器负责处理依赖于平台的具体细节，而Java操作系统则确保了JVM在不同平台上的统一性和一致性。
#### 三、Jam VM介绍
Jam VM是一款符合Java虚拟机规范第二版的新一代虚拟机。它虽然体积小巧，但却支持完整的Java规范特性，包括对象的收尾器调用、各种类型的引用支持（如弱引用、虚引用）、类卸载、Java本地接口（JNI）和反射API等。Jam VM的特点主要体现在以下几个方面：
1. **极小的二进制码**：与其他免费或商业的虚拟机相比，Jam VM的二进制码非常小，在PowerPC上仅为135KB，在Intel平台上则更小，只有100KB左右。
2. **高效的Java解释器**：尽管Jam VM仅包含了解释器，但其运行效率非常高，甚至比其他虚拟机如Kaffe的解释器效率高出五倍之多。这一成就得益于一种名为“堆栈缓冲”的编程技术的应用。
3. **易于移植**：由于大部分Jam VM程序是用C语言编写的，因此它很容易与GNU Classpath一起移植到嵌入式Linux平台上。
#### 四、Jam VM在ARM-Linux平台上的移植步骤
##### 4.1 搭建交叉编译环境
在将Jam VM移植到ARM-Linux平台之前，首先需要搭建一个合适的交叉编译环境。这个环境通常被称为交叉编译工具链（Tool Chain），主要包括预处理器（CPP）、编译器（GCC）、C库（Glibc/NewLib）、汇编器（AS）和链接器（LD）。
- **预处理器（CPP）**：用于处理头文件和宏定义。
- **编译器（GCC）**：将经过预处理的C/C++源代码编译成汇编代码。
- **C库（Glibc/NewLib）**：提供标准C库功能，NewLib更适合嵌入式系统。
- **汇编器（AS）**：将汇编代码转换为二进制格式的目标文件。
- **链接器（LD）**：将多个目标文件链接成最终的可执行文件。
以本文案例为例，使用的是华恒公司的ARM开发板HH2440，其提供的全套交叉编译工具链包括：
- 编译器：armv4l-unknown-linux-gcc
- 汇编器：armv4l-unknown-linux-as
- 链接器：armv4l-unknown-linux-ld
- 调试器：armv4l-unknown-Linux-gdb
这些工具链均安装在宿主机的`/opt/host/armv4l/bin`目录下。
##### 4.2 安装Java类编译器Jikes
Jikes是一款高性能的Java源代码编译器，可以用来编译Java源代码为字节码文件。通过运行下载的RPM安装包`jikes-1.22-1.src.rpm`，可以直接将Jikes安装到宿主机上。安装完成后，在终端中运行`jikes`命令，如果出现类似下面的提示信息，则表示安装成功：
```
[root@yourhost]#jikes
use:jikes[options][@files]file.java
For more help, try -help or -version.
```
##### 4.3 编译和安装GNU Classpath
GNU Classpath是一套符合Java标准的类库，用于提供Java应用程序运行所需的类和接口。要将其编译并安装到ARM-Linux平台上，需要按照以下步骤进行：
1. **下载并解压类库包**：从官方网站下载类库包`classpath-0.92.tar.gz`，解压后进入相应目录。
2. **指定编译工具**：通过环境变量指定交叉编译工具链的位置。
3. **配置编译选项**：运行`./configure`脚本，指定目标平台为`host=armv4l-unknown-linux`，同时指明Java编译器为刚刚安装的Jikes，并指定class路径等。
完成上述配置后，即可进行编译和安装。这一步骤对于整个移植过程至关重要，因为它直接影响到Java程序在ARM-Linux平台上的运行效果。
#### 五、总结
通过对Jam VM的详细介绍及其在ARM-Linux平台上的移植过程，我们可以看出，尽管Java虚拟机本身具备良好的跨平台特性，但在具体实现时仍需针对不同平台进行相应的调整和优化。通过选择合适的开源Java虚拟机，并结合有效的移植策略和工具，可以在资源受限的嵌入式系统中实现高效、稳定的Java程序运行环境。这对于推动嵌入式领域的Java应用发展具有重要意义。
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