KVM简介和编译

KVM(K Virtual Machine)是SUN公司的一种主要面向嵌入式设备的小型Java虚拟机，在PC机上也能使用。

KVM最大的特点是极为小巧，只有一个可执行文件，大概200K多一点。相应地，KVM的功能也很弱，它只有cldc1.1的类库，所以没有图形界面；它也没有采用优化技术来提高性能，是一种比较原始的虚拟机。

正因为KVM的小巧和简单，它是Java爱好者研究虚拟机的理想入门教材。而且它是开源的，在http://www.sun.com/software/communitysource/j2me/cldc/download.XML可以下载到。

本人目前正在对KVM进行深入研究，并愿意把所学到的内容以blog的形式发布出来与大家分享，请大家给以指点。我的MSN是 fyzhao2004@hotmail.com，希望有共同爱好的朋友能和我取得联系，交流经验，共同进步。

编译过程：

以PC-Linux平台为例，编译用的主Makefile在build/linux目录下，在默认的情况下，只要系统中安装有gcc，输入make命令就可以完成编译，并在kvm/VmUnix/build目录下生成可执行文件kvm。Kvm本身就是完整的可执行文件，不需要依赖于其它的库和文件。

查看build/linux目录下的Makefile文件，可看到make会分别再到其它4个目录中再去编译，下面分别看每一次编译所做的工作：

1、tools/preverifier/build/linux/Makefile – 在tools/preverifier/build/linux目录中有一些源文件，它们是与虚拟机相独立的，这个Makefile的作用就是把这些源文件编译成可执行文件preverifier，即“预验证器”。预验证器只能在PC平台上工作，它的作用是完成class文件字节码的验证。

字节码的验证本来是Java虚拟机在载入类时所进行的一次安全检查，为什么在这里，在虚拟机之外，也要进行一个验证呢？这与KVM使用系统类库的方式有关：

通常，虚拟机只是一个Java程序的运行框架，要使用某个类时，就从文件系统或者网络等媒体载入，所以，配合虚拟机使用的常常要有一个类库，用于存放系统自带的class文件。比如在JDK的lib目录下存放了一些jar文件，它们就会在需要的时候被装载。

kvm是针对嵌入式设备所设计的小型虚拟机，如果再配套一个外接的类库就会很不方便，希望类库也能集成在可执行文件中。但Java是一种动态装载的语言，要把类库放到可执行文件中，就要首先反类库“静态化”。在静态化的过程中，首先就要载入类，并保证字节码的安全性，所以也要有验证，这里生成的preverifier就是用来验证类文件的。与虚拟中的验证器不同的是，preverifier的输入是类文件，输出也是类文件，只不过输出的类文件已经是被验证过的了，使用时不需要再进行验证，preverifier相当于class文件在使用之前就进行了一次验证，所以这个验证器被称为“预验证器”。

2、api/Makefile – 在api目录下存放有cldc1.1的所有Java源文件，这个Makefile的作用首先是把Java源文件编译成.class文件，当然这要调用本机的javac，要确保PC上安装有JDK；编译完成后，调用上面生成的preverifier进行预验证，经过预验证的class已经是安全的；接下来把class文件打包成classes.zip。

3、tools/jcc/Makefile – 这就是把类库“静态化”的地方，在其中会调用java命令把classes.zip里的class文件转化成C源文件。

4、kvm/vmunix/src/Makefile – 这是最后的一步，所把有虚拟机的源文件和第3步所生成的类库的源文件编译并连接成可执行文件kvm。

交叉编译要注意的问题：

如果是要在嵌入式设备上使用kvm，就会需要使用arm-linux-gcc来编译。由以上的编译过程可知，前三个步骤都是只能在PC上完成的，只有最后一个步骤是面向目标平台的。所以只要修改kvm/vmunix/src/Makefile中的CC为arm-linux-gcc就可以编出可以在嵌入式设备上运行的kvm啦。