Compilação de bytecodes Java para um ambiente de arquitetura reconfigurável

Abstract

Durante esta pesquisa, foram investigados conceitos relacionados à computação reconfigurável, processo de compilação e funcionamento da compilação Java, especialmente no que se refere à manipulação de bytecodes. O principal objetivo é a elaboração conceitual de um compilador capaz de traduzir bytecodes de um aplicativo Java para código binário obediente ao conjunto de instruções do processador Nios II da Altera®, acompanhada de algumas implementações. Com este compilador, será possível a construção de programas para dispositivos que utilizem o processador Nios II, como dispositivos de sistemas embarcados, a partir da linguagem Java. Isto proporciona uma forma ágil para a elaboração de aplicativos para sistemas desse tipo. Implementações relevantes foram desempenhadas de forma a comprovar o funcionamento do referido compilador. Tais implementações abrangeram suporte de bytecodes referentes a um subconjunto da linguagem Java, bem como a criação de estruturas de representação intermediária e mecanismos para geração de código final. Além disso, foram desenvolvidos um simulador e um montador de instruções do Nios II de forma a auxiliar no andamento do trabalho. Como resultado, pôde-se verificar que é possível o desenvolvimento de tal ferramenta e que sua existência contribui para o desenvolvimento de outras ferramentas ou aplicativos inseridos no contexto de computação reconfigurável.

During this research, concepts concerning about reconfigurable computing, compiling process and Java compilation were investigated, especially relating to bytecode generation. The goal of this research is twofold: first, the conceptual development of a compiler that is able to translate bytecodes from a Java application to binary code compliant with Altera™ Nios II processor instruction set, and second, provide a set of appropriate implementations for the proposed compiler. With this compiler, it will be possible to construct programs for devices that use Nios II processor, as embedded systems devices, from Java language, providing an agile manner for applications’ building for this kind of systems. Relevant implementations were performed to prove compiler’s functionalities. Such implementations covered bytecodes’ support to a Java language subset, as well as intermediate structures and final code generation mechanisms. Besides, a simulator and an assembler for Nios II instructions were developed to help this work’s evolution. As result, it was possible to verify that the development of such tool is feasible and contributes to the generation of other tools and applications inserted in the context of reconfigurable computing.