Akira's Tech Notes

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ネイティブでない日本語で思い付くことや気になることをダラダラ書く、体裁とかは気にしない。読みづらいと感じた時に随時更新する。

[メモ]デバッグ版OpenJDKのビルド

今まで、JVM中身の調査は SystemTap + java-1.x.x-openjdk-debuginfo.x86_64 利用してい たが。もう少しJVMの中身を踏み込みたいのでデバッグ版JVMをビルドしてみました。

http://hg.openjdk.java.net/jdk7/jdk7/raw-file/tip/README-builds.html の手順でビルドし てもいいのですが、トライ・アンド・エラーで時間が取られそうなので、自分が使っている Arch Linux 環境で一番手取りの早い手順で行いました。

1 環境

  • Arch Linux
  • OpenJDK 7系

2 ビルド手順

まずはパッケージリポジトリから jdk7-openjdk のビルドファイルやパッチファイルを入手する。 

★ダウンロード
$ wget https://projects.archlinux.org/svntogit/packages.git/plain/trunk/PKGBUILD?h=packages/java7-openjdk -O PKGBUILD
$ wget https://projects.archlinux.org/svntogit/packages.git/plain/trunk/fontconfig-paths.diff?h=packages/java7-openjdk -O fontconfig-paths.diff
$ wget https://projects.archlinux.org/svntogit/packages.git/plain/trunk/jdk7-openjdk.install?h=packages/java7-openjdk -O jdk7-openjdk.install
$ wget https://projects.archlinux.org/svntogit/packages.git/plain/trunk/jre7-openjdk-headless.install?h=packages/java7-openjdk -O jre7-openjdk-headless.install
$ wget https://projects.archlinux.org/svntogit/packages.git/plain/trunk/jre7-openjdk.install?h=packages/java7-openjdk -O jre7-openjdk.install
$ wget https://projects.archlinux.org/svntogit/packages.git/plain/trunk/openjdk7_nonreparenting-wm.diff?h=packages/java7-openjdk -O openjdk7_nonreparenting-wm.diff
★ファイル一覧確認
$ ls -al
合計 52
drwxr-xr-x  2 akira users  4096  5月 10 11:24 .
drwxr-xr-x 21 akira users  4096  5月 10 11:23 ..
-rw-r--r--  1 akira users 12429  5月 10 11:24 PKGBUILD
-rw-r--r--  1 akira users  8302  5月 10 11:24 fontconfig-paths.diff
-rw-r--r--  1 akira users  1053  5月 10 11:24 jdk7-openjdk.install
-rw-r--r--  1 akira users   974  5月 10 11:24 jre7-openjdk-headless.install
-rw-r--r--  1 akira users  1201  5月 10 11:24 jre7-openjdk.install
-rw-r--r--  1 akira users  2324  5月 10 11:24 openjdk7_nonreparenting-wm.diff

PKGBUILD ファイルにデバッグビルドオプションを有効化する。

  1. --enable-native-debuginfo=yes build with native code debuginfo [default=yes]
  2. --enable-java-debuginfo=yes build with Java bytecode debuginfo [default=yes]
  3. make icedtea-debug デバッグビルドターゲットに変える

1 と 2 の規定値は yes なので、指定しなくても問題ありません。 3 が肝ですね。 

  ..........省略.........
  |build() {
  |  cd "${srcdir}/icedtea-${_icedtea_ver}"
  | 
  |  export ALT_PARALLEL_COMPILE_JOBS="${MAKEFLAGS/-j}"
  |  export HOTSPOT_BUILD_JOBS="${ALT_PARALLEL_COMPILE_JOBS}"
  | 
  |  . /etc/profile.d/apache-ant.sh
  | 
  |  cp "${srcdir}"/*.diff "${srcdir}"/icedtea-${_icedtea_ver}/patches
  |  export DISTRIBUTION_PATCHES="patches/fontconfig-paths.diff \
  |                               patches/openjdk7_nonreparenting-wm.diff"
  | 
  |  if [ "$_bootstrap" = "1" ]; then
  |     BOOTSTRAPOPT="--enable-bootstrap --with-ecj-jar=/usr/share/java/ecj.jar"
  |   else
  |     BOOTSTRAPOPT="--disable-bootstrap"
  |  fi
  | 
  |  ./configure \
  |        ${BOOTSTRAPOPT} \
  |        --with-parallel-jobs="${MAKEFLAGS/-j}" \
  |        --disable-tests \
  |        --disable-downloading --disable-Werror \
  |        --with-pkgversion="Arch Linux build ${pkgver}-${pkgrel}-${CARCH}" \
  |        --with-jdk-home=${JAVA_HOME} \
  |        --with-openjdk-src-zip="${srcdir}/icedtea_${_icedtea_ver}_openjdk.tar.bz2" \
  |        --with-hotspot-src-zip="${srcdir}/icedtea_${_icedtea_ver}_hotspot.tar.bz2" \
  |        --with-corba-src-zip="${srcdir}/icedtea_${_icedtea_ver}_corba.tar.bz2" \
  |        --with-jaxp-src-zip="${srcdir}/icedtea_${_icedtea_ver}_jaxp.tar.bz2" \
  |        --with-jaxws-src-zip="${srcdir}/icedtea_${_icedtea_ver}_jaxws.tar.bz2" \
  |        --with-jdk-src-zip="${srcdir}/icedtea_${_icedtea_ver}_jdk.tar.bz2" \
  |        --with-langtools-src-zip="${srcdir}/icedtea_${_icedtea_ver}_langtools.tar.bz2" \
  |        --enable-nss \
  |        --with-rhino \
  |        --with-abs-install-dir=${_jvmdir} \
1.|        --enable-native-debuginfo=yes \
2.|        --enable-java-debuginfo=yes \
  |        --enable-infinality=no
  |        # TODO latest version of openjdk will disable infinality by default
  |
3.|    make icedtea-debug
  |}
  ..........省略.........

あとは makepkg でビルドするだけです。コーヒーいっぱい分の時間かかります。 

$ makepkg
==> パッケージを作成: java7-openjdk 7.u79_2.5.5-1 (2015年  5月 10日 日曜日 11:43:40 JST)
==> ランタイムの依存関係を確認...
==> ビルドタイムの依存関係を確認...
==> ソースを取得...
..........省略.........

★肝心のhotspotビルド
########################################################################
##### Entering hotspot for target(s) all_debug                     #####
########################################################################
..........省略.........

★ビルド時のオプション
g++ 
-DLINUX
-D_GNU_SOURCE 
-DAMD64 
-DASSERT 
-DDEBUG -I. -I/home/akira/temp/java7-openjdk/src/icedtea-2.5.5/openjdk/hotspot/src/share/vm/prims -I/home/akira/temp/java7-openjdk/src/icedtea-2.5.5/openjdk/hotspot/src/share/vm -I/home/akira/temp/java7-openjdk/src/icedtea-2.5.5/openjdk/hotspot/src/share/vm/precompiled -I/home/akira/temp/java7-openjdk/src/icedtea-2.5.5/openjdk/hotspot/src/cpu/x86/vm -I/home/akira/temp/java7-openjdk/src/icedtea-2.5.5/openjdk/hotspot/src/os_cpu/linux_x86/vm -I/home/akira/temp/java7-openjdk/src/icedtea-2.5.5/openjdk/hotspot/src/os/linux/vm -I/home/akira/temp/java7-openjdk/src/icedtea-2.5.5/openjdk/hotspot/src/os/posix/vm -I../generated 
-DHOTSPOT_RELEASE_VERSION="\"24.79-b02\"" 
-DHOTSPOT_BUILD_TARGET="\"jvmg\"" 
-DHOTSPOT_BUILD_USER="\"akira\"" 
-DHOTSPOT_LIB_ARCH=\"amd64\" 
-DHOTSPOT_VM_DISTRO="\"OpenJDK\"" 
-DDERIVATIVE_ID="\"IcedTea 2.5.5\"" 
-DDISTRIBUTION_ID="\"Arch Linux, package Arch Linux build 7.u79_2.5.5-1-x86_64\""
-march=x86-64 -mtune=generic -O2 -pipe -fstack-protector-strong --param=ssp-buffer-size=4
-DTARGET_OS_FAMILY_linux 
-DTARGET_ARCH_x86 
-DTARGET_ARCH_MODEL_x86_64 
-DTARGET_OS_ARCH_linux_x86 
-DTARGET_OS_ARCH_MODEL_linux_x86_64 
-DTARGET_COMPILER_gcc 
-DCOMPILER2 
-DCOMPILER1  -fno-rtti -fno-exceptions 
-D_REENTRANT -fcheck-new -fvisibility=hidden -m64 -pipe -g 
-DTARGET_OS_FAMILY_linux 
-DTARGET_ARCH_x86 
-DTARGET_ARCH_MODEL_x86_64 
-DTARGET_OS_ARCH_linux_x86 
-DTARGET_OS_ARCH_MODEL_linux_x86_64 
-DTARGET_COMPILER_gcc 
-DCOMPILER2 
-DCOMPILER1 -fpic -fno-rtti -fno-exceptions 
-D_REENTRANT -fcheck-new -fvisibility=hidden -m64 -pipe 
★カスタマイズdebugビルドフラグ
-g -finstrument-functions -fvar-tracking-assignments -rdynamic
-D_NMT_NOINLINE_ 
-DVM_LITTLE_ENDIAN 
-D_LP64=1 -fno-omit-frame-pointer 
-DINCLUDE_TRACE=1  -Wpointer-arith -Wsign-compare    -c -fpch
-Deps -MMD -MP -MF ../generated/dependencies/osThread_linux.o.d -o osThread_linux.o /home/akira/temp/java7-openjdk/src/icedtea-2.5.5/openjdk/hotspot/src/os/linux/vm/osThread_linux.cpp

Compiling /home/akira/temp/java7-openjdk/src/icedtea-2.5.5/openjdk/hotspot/src/os/linux/vm/os_linux.cpp

..........省略.........

-- Build times ----------
Target all_product_build
Start 2015-05-10 11:43:19
End   2015-05-10 12:41:39
00:09:54 corba
00:11:03 hotspot
00:01:15 jaxp
00:01:25 jaxws
00:31:45 jdk
00:02:58 langtools
00:58:20 TOTAL
-------------------------
..........省略.........

僕の環境では約1時間ぐらいかかりました。

  • CPU: Intel(R) Core(TM) i5-2557M CPU @ 1.70GHz
  • Memory: 4G
  • SSD

ビルド成果物はワークディレクトリの下記場所に出力される。

デバッグ版OpenJDK src/icedtea-2.5.5/openjdk.build-debug
hotspot単体 src/icedtea-2.5.5/openjdk.build-debug/hotspot/outputdir/linux_amd64_compiler2/jvmg

3 gdbでデバッグしてみる

  1. hotspot単体の出力先へ移動する
  2. -gdb オプションを付けて ./hotspot を起動する
  3. デバッグ版のJVMランチャーに既にBreakpointが設定されている
  4. p で変数の値を確認する
  5. next でステップオーバーでデバッグする
  6. step でステップインでデバッグする
  7. backtrace でスタックトレースを確認する
  8. continue で最後まで実行される 
1.|$ cd src/icedtea-2.5.5/openjdk.build-debug/hotspot/outputdir/linux_amd64_compiler2/jvmg
2.|$ ./hotspot -gdb -version
  |GNU gdb (GDB) 7.9
  |Copyright (C) 2015 Free Software Foundation, Inc.
  |License GPLv3+: GNU GPL version 3 or later <http://gnu.org/licenses/gpl.html>
  |This is free software: you are free to change and redistribute it.
  |There is NO WARRANTY, to the extent permitted by law.  Type "show copying"
  |and "show warranty" for details.
  |This GDB was configured as "x86_64-unknown-linux-gnu".
  |Type "show configuration" for configuration details.
  |For bug reporting instructions, please see:
  |<http://www.gnu.org/software/gdb/bugs/>.
  |Find the GDB manual and other documentation resources online at:
  |<http://www.gnu.org/software/gdb/documentation/>.
  |For help, type "help".
  |Type "apropos word" to search for commands related to "word".
  |Breakpoint 1 at 0x4042f7: file /home/akira/temp/java7-openjdk/src/icedtea-2.5.5/openjdk/hotspot/src/share/tools/launcher/java.c, line 1270.
  |[Thread debugging using libthread_db enabled]
  |Using host libthread_db library "/usr/lib/libthread_db.so.1".
  |Using java runtime at: /home/akira/temp/java7-openjdk/src/icedtea-2.5.5/bootstrap/jdk1.6.0/jre
  |[New Thread 0x7ffff7fa6700 (LWP 15629)]
  |[Switching to Thread 0x7ffff7fa6700 (LWP 15629)]
  | 
3.|Breakpoint 1, InitializeJVM (pvm=0x7ffff7fa5e38, penv=0x7ffff7fa5e30, ifn=0x7ffff7fa5e40)
  |    at /home/akira/temp/java7-openjdk/src/icedtea-2.5.5/openjdk/hotspot/src/share/tools/launcher/java.c:1270
  |1270	    memset(&args, 0, sizeof(args));
4.|(gdb) p args
  |$1 = {version = 0, nOptions = 0, options = 0x0, ignoreUnrecognized = 0 '\000'}
5.|(gdb) next
  |1271	    args.version  = JNI_VERSION_1_2;
  |(gdb) next
  |1272	    args.nOptions = numOptions;
  |(gdb) next
  |1273	    args.options  = options;
  |(gdb) next
  |1274	    args.ignoreUnrecognized = JNI_FALSE;
  |(gdb) next
  |1276	    if (_launcher_debug) {
  |(gdb) next
  |1288	    r = ifn->CreateJavaVM(pvm, (void **)penv, &args);
6.|(gdb) step
  |JNI_CreateJavaVM (vm=0x7ffff7fa5e38, penv=0x7ffff7fa5e30, args=0x7ffff7fa5df0)
  |    at /home/akira/temp/java7-openjdk/src/icedtea-2.5.5/openjdk/hotspot/src/share/vm/prims/jni.cpp:5121
  |5121	  if (Atomic::xchg(1, &vm_created) == 1) {
7.|(gdb) backtrace 
  |#0  JNI_CreateJavaVM (vm=0x7ffff7fa5e38, penv=0x7ffff7fa5e30, args=0x7ffff7fa5df0)
  |    at /home/akira/temp/java7-openjdk/src/icedtea-2.5.5/openjdk/hotspot/src/share/vm/prims/jni.cpp:5121
  |#1  0x00000000004043fd in InitializeJVM (pvm=0x7ffff7fa5e38, penv=0x7ffff7fa5e30, ifn=0x7ffff7fa5e40)
  |    at /home/akira/temp/java7-openjdk/src/icedtea-2.5.5/openjdk/hotspot/src/share/tools/launcher/java.c:1288
  |#2  0x00000000004031ea in JavaMain (_args=0x7fffffffc080)
  |    at /home/akira/temp/java7-openjdk/src/icedtea-2.5.5/openjdk/hotspot/src/share/tools/launcher/java.c:423
  |#3  0x00007ffff5c17374 in start_thread () from /usr/lib/libpthread.so.0
  |#4  0x00007ffff595527d in clone () from /usr/lib/libc.so.6
8.|(gdb) continue
  |Continuing.
  |java version "1.7.0_79"
  |OpenJDK Runtime Environment (IcedTea 2.5.5) (Arch Linux build 7.u79_2.5.5-1-x86_64)
  |OpenJDK 64-Bit Server VM (build 24.79-b02-jvmg, mixed mode)
  |[Thread 0x7ffff7fa6700 (LWP 16481) exited]
  [Thread 0x7ffff7fa8740 (LWP 16477) exited]
  [Inferior 1 (process 16477) exited normally]
  (gdb) q
  $

4 valgrindでコールグラフ出してみる

valgrindでコールグラフを出してみました。

必要なパッケージを入れておく。 

$ sudo pacman -S valgrind
$ sudo pacman -S kdesdk-kcachegrind
  1. デバッグ版OpenJDKの出力先へ移動する
  2. valgrind カーバーして java -version を実行する
  3. kcachegrind で出力結果を解析する 
1.|$ cd src/icedtea-2.5.5/openjdk.build-debug
2.|$ valgrind --tool=callgrind bin/java -version
  |==18306== Callgrind, a call-graph generating cache profiler
  |==18306== Copyright (C) 2002-2013, and GNU GPL'd, by Josef Weidendorfer et al.
  |==18306== Using Valgrind-3.10.1 and LibVEX; rerun with -h for copyright info
  |==18306== Command: bin/java -version
  |==18306== 
  |==18306== For interactive control, run 'callgrind_control -h'.
  |java version "1.7.0_79-debug"
  |OpenJDK Runtime Environment (IcedTea 2.5.5) (Arch Linux build 7.u79_2.5.5-1-x86_64)
  |OpenJDK 64-Bit Server VM (build 24.79-b02-jvmg, mixed mode)
  |==18306== 
  |==18306== Events    : Ir
  |==18306== Collected : 1610140735
  |==18306== 
  |==18306== I   refs:      1,610,140,735
  |$ ls -al callgrind.out.*
  |-rw------- 1 akira users 5003407  5月 10 12:50 callgrind.out.18306
3.|$ kcachegrind callgrind.out.18306

コールグラフ

20150510125343_callgrind.png

バッチリですね！

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