[發(fā)明專(zhuān)利]一種微操作系統(tǒng)字節(jié)碼精簡(jiǎn)指令集和資源受限裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011553141.8
• 申請(qǐng)日: 2020-12-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112631723A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石玉平;鄭江東;王幼君
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京握奇數(shù)據(jù)股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F9/455
• 分類(lèi)號(hào): G06F9/455
• 代理公司: 北京天悅專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 11311
• 代理人: 任曉航;楊方

本發(fā)明公開(kāi)了一種微操作系統(tǒng)字節(jié)碼的精簡(jiǎn)指令集和資源受限裝置，精簡(jiǎn)指令集包括：第一指令，第一指令由操作碼組成，操作碼中隱含有第一指令的參數(shù)信息；第二指令，第二指令為具有多種指令格式的高頻指令；第三指令，第三指令包括基于不同參數(shù)個(gè)數(shù)，具有不同指令格式的指令；第四指令，第四指令包括常用數(shù)據(jù)類(lèi)型的指令和不常用數(shù)據(jù)類(lèi)型的指令，常用數(shù)據(jù)類(lèi)型的指令具有多種指令格式，不常用數(shù)據(jù)類(lèi)型的指令具有一種指令格式；第五指令，第五指令為具有單字節(jié)常量池索引的指令；第六指令，第六指令為宏指令。本發(fā)明的指令集盡可能減少字節(jié)碼的大小，不但可以減少芯片的持久化存儲(chǔ)的需求，而且能提高代碼的執(zhí)行效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及虛擬機(jī)指令集技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種微操作系統(tǒng)字節(jié)碼精簡(jiǎn)指令集和資源受限裝置。

背景技術(shù)

Java編程語(yǔ)言是面向?qū)ο蟮模邦?lèi)”描述數(shù)據(jù)(用域描述)的一個(gè)集合，以及用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作的各種方法，類(lèi)的域和方法描述一個(gè)對(duì)象的狀態(tài)和行為。智能SE(SecureElement，安全元件)、MCU(Micro Controller Unit，微控制單元)安全芯片由于資源受限，目前較多采用Java Card虛擬機(jī)，可以運(yùn)行Java語(yǔ)言編寫(xiě)的應(yīng)用程序。Java語(yǔ)言編寫(xiě)的應(yīng)用程序需要通過(guò)Java編譯器生成Class文件，再通過(guò)Java Card提供的轉(zhuǎn)換工具將Class文件轉(zhuǎn)為CAP文件，下載到芯片內(nèi)，由Java Card虛擬機(jī)執(zhí)行。Java Card指令集基于操作數(shù)棧，相比基于寄存器的指令集的字節(jié)碼而言，存在執(zhí)行性能較差的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種微操作系統(tǒng)字節(jié)碼精簡(jiǎn)指令集和資源受限裝置，用于智能SE、安全MCU芯片之類(lèi)的資源受限裝置，面向?qū)ο蟮摹Ⅲw系結(jié)構(gòu)中立的各種程序，盡可能減少字節(jié)碼的大小，不但可以減少芯片的持久化存儲(chǔ)的需求，而且能提高代碼的執(zhí)行效率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種微操作系統(tǒng)字節(jié)碼的精簡(jiǎn)指令集，所述精簡(jiǎn)指令集包括：

第一指令，所述第一指令由操作碼組成，所述操作碼中隱含有所述第一指令的參數(shù)信息；

第二指令，所述第二指令為具有多種指令格式的高頻指令；

第三指令，所述第三指令包括基于不同參數(shù)個(gè)數(shù)，具有不同指令格式的指令；

第四指令，所述第四指令包括常用數(shù)據(jù)類(lèi)型的指令和不常用數(shù)據(jù)類(lèi)型的指令，所述常用數(shù)據(jù)類(lèi)型的指令具有多種指令格式，所述不常用數(shù)據(jù)類(lèi)型的指令具有一種指令格式；

第五指令，所述第五指令為具有單字節(jié)常量池索引的指令；

第六指令，所述第六指令為宏指令。

進(jìn)一步，如上所述的精簡(jiǎn)指令集，所述第一指令包括：

將操作數(shù)和寄存器編號(hào)都隱含到操作碼中的指令；

將寄存器編號(hào)隱含到操作碼中的指令；

將常數(shù)操作數(shù)隱含到操作碼中的指令；

將數(shù)組成員的成員類(lèi)型隱含到操作碼中的數(shù)組成員訪問(wèn)指令；

將方法調(diào)用的類(lèi)型和參數(shù)隱含到操作碼中的指令。

進(jìn)一步，如上所述的精簡(jiǎn)指令集，所述第二指令包括：

具有多種操作格式的常用算術(shù)操作指令；

采用4位寄存器格式的數(shù)組成員訪問(wèn)指令；

將數(shù)組成員的成員類(lèi)型隱含到操作碼中的創(chuàng)建數(shù)組指令；

基于相等和不相等比較結(jié)果，具有多種指令格式的分支指令。

進(jìn)一步，如上所述的精簡(jiǎn)指令集，所述第三指令包括：