WINDOWS7平台下编译OpenJDK8和Visual Studio 单步调试HotSpot JVM

2017年六月的某个星期五,潮湿闷热的梅雨季节突袭上海,整个天空灰蒙蒙的,给人一种压抑的感觉。雨一直没有畅快地泻下,它憋着,努力地憋着,就是不释放出来。有人曾试图急促的深呼吸去摆脱这种半死不活的感觉:呼哧—呼哧—。如果这时候能给他们一瓶随身微型氧气罐,那可以说是上帝的恩赐。

我呆呆地坐在电脑前,头靠在椅子的头枕上,两眼神似游离般地盯着电脑屏幕上的黑底绿字。他们快速的翻动,一次次地报Make Error,我一次次地探究其所以然,乐此不疲。默默念到:“终于把JDK和HotSpot编译出来了,这么一来我是不是可以对JVM做一些改动了?想到这里,我就暗自窃喜。

由于本人经验水平有限,如文中有理解错误、概念不当之处,还望各位前辈、同行多多海涵。

本文参考的文章是http://www.cnblogs.com/lighten/p/5906359.html。没有此文,恐难成功。遂放出原文,也表示对原作者感谢。

一.准备工作

古语云:“工欲善其事,必先利其器。”要正确地编译OpenJDK和HotSpot JVM,首当其冲则是开发环境的塔建。为了方便起见,我选择的环境是64位元的操作系统,相应的JDK编译版本也是64位元,其默认的运行模式是Server模式,C2编译器,C1+C2分层编译默认是关闭的。

我的清单列表:

1.Windows7 X64。

2.Visual Studio 2010 + SP1,版本任意,SP1必须装,否则可能会出现连接器错误:fatal error LNK1123。(我也试过用Visual Studio 2012进行编译,最终因为提示:error LNK2038: mismatch detected for 'RuntimeLibrary': value 'MT_StaticRelease' doesn't match value 'MD_DynamicRelease',遂换回Visual Studio 2010)

3.Cygwin 2.8 (到官方下载最新的就行)

4.OpenJDK8源代码,我本机的为:openjdk-8-src-b132-03_mar_2014

5.Bootstrap JDK: JDK7u80

6.FreeType 2.8

二.安装

1.操作系统不做论述,其中装Visual Studio 2010 SP1时,时间可能较长,请阁下耐心等待。记得要选择C++ 64位元编译器。

2.Cygwin的安装及包选择过程如下图:可以不装在C盘,但需要做些改动,下文会说明。我家里电信网络,选这台速度快。不同的运营商请阁下自行测试。

Cygwin Download Site
Cygwin Package Deps

根据上述表格,选择对应的模块。awk,file跳过,在我的cygwin中,已经包含。

下一步,下一步,等待安装完成。

3.安装Bootstrap JDK: JDK7u80 X64,目录可以有空格,也可以没有。我安装的位置为:C:\Program Files\Java\jdk1.7.0_80\

4.解压openjdk-8-src-b132-03_mar_2014.zip,我解压的位置为C:\openjdk

5.  解压freeType并更名,我解压的位置为C:\freeType。进入C:\freetype\builds\windows\vc2010,打开工程文件,选择Release MultiThread和X64平台,先编译成静态库,再编译成动态库。动态库做如下改动:

FreeType Sln Config

6.复制C:\freetype\objs\vc2010\x64\lib和dll到C:\freetype\lib

7.坑来了。进入cygwin,用vi打开C:\openjdk\jdk\make\CreateJars.gmk,268行附近。在VI下,可输入268gg。仅两处要改,原因是Linux和Winodws换行符不同,造成了之后再编译images target时失败,因为在gmk中会通过grep命令将class文件导出,而如果不做改动则会因换行符问题导致文件大小为零,也就无法进行下一步。在这里卡了好久,最后还是看到OpenJDK的mailing list中,也有人遇到相同的问题。在我的机器上是遇到了此问题,阁下的环境我不得而知,如果不用改动就能编译过,那最好不过啦。修改如下:

在VI输入状态下,按Ctrl + V, Ctrl + M,即可打出^M。保存退出。

8.修改C:\openjdk\common\autoconf\generated-configure.sh,Line 7217-7225注释掉,不检测cygwin版本,可参见原贴子连接。

三.开始编译

1.开启CMD,输入set path=%path%;c:\cygwin\bin。把Visual Studio 2010目录下VC\bin\amd64\vcvars64.bat拖入CMD窗口,必须是64位元的VC环境。

2.输入bash,cd /cygdrive/c/openjdk,export PATH=/usr/bin:$PATH,chmod 0755 ./configure

3. ./configure --enable-debug --with-freetype=/cygdrive/c/freetype --with-boot-jdk=/cygdrive/c/Program\ Files/Java/jdk1.7.0_80

4.之后的状态,见下图。

Configure Result
Post Make

5.make all。在我的机器上用了15分钟,虚拟机。

6.至此,JDK部分编译完成,下面轮到HotSpot了。

OpenJDK Java Version

嘘!我们终于把JDK编译出来了,其实在编译过程中hotspot也是编译出来的。不过现在我们要单独创建Visual Studio的hotspot工程,为了单步调试。

1.开启CMD,输入set path=%path%;c:\cygwin\bin。把Visual Studio 2010目录下VC\bin\amd64\vcvars64.bat拖入CMD窗口,必须是64位元的VC环境。

2.进入C:\openjdk\hotspot\make\windows,编辑create.bat,line 142:改成阁下自己的cygwin安装目录。如:

Modify Create.bat

3.输入:create C:\openjdk\build\windows-x86_64-normal-server-fastdebug\jdk

4.这也是坑。进入目录C:\openjdk\build\windows-x86_64-normal-server-fastdebug\jdk\bin,解压java.diz。这一步的目的是为了调试java.exe。

5.进入C:\openjdk\hotspot\build\vs-amd64,打开工程文件。看到这里,阁下应该知道为什么要用VC64位元的编译环境了吧。这里Hotspot的运行模式要和前面JDK中编译出来的相同。

6.进入工程,保存。选择Compiler2 Fastdebug + X64,F7编译。

7.右键打开项目工程,找到debugging,在command arguments后面追加 -Djava.class.path=C:\JavaCode Test1,C:\JavaCode是.class文件所在的目录。

Add Debugging Command Arguments

我的程序很简单,就一个main方法。阁下还请劳烦自行操作,编译时我用的是OpenJDK中的javac。

8.打开文件:share\vm\runtime\thread.cpp,line 3304,create_vm,打上断点,F5。这里是已经走到JVM部分了。在JVM创建前,肯定会运行java.exe这个程序,那么它在何处?看到右边的调用堆栈了吧?点击之,进入java.c这个编译单元。在此处打断点,重运行之。

Thread.cpp create_vm


Java.c

9.注意到在Debugging Command Arguments中还有一个参数-XXaltjvm=$(TargetDir),这个是指JVM.DLL的位置。通过对java.c的调试,可以看到运行时的JVM确实是我们编译出来的。如果不指定-XXaltjvm,那么它默认的JVM就是command JDK所在的server目录:d:\openjdk\build\windows-x86_64-normal-server-fastdebug\jdk\bin\server\jvm.dll

恭喜阁下,终于可以单步调试JVM了,不过您有可能会碰上米诺陶诺斯。(希腊神话中的牛头人,守护着迷宫。如果走不出迷宫,将会被它吃掉。)不用担心,慢慢会走出迷宫。

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