처음부터 자신만의 바이트코드 Vm 만들기

여러분, 안녕하세요! 이 튜토리얼에서는 자신만의 바이트코드 vm을 생성하는 방법을 보여드리고자 합니다. 이 튜토리얼에서는 레지스터 vm을 만들 것입니다. 레지스터 vm은 결과가 특정 레지스터에 저장되는 vm입니다.

바이트코드 vm이란 무엇입니까?

바이트코드 vm은 바이너리 코드를 실행하는 프로그램입니다. 프로그램을 실행할 때 컴퓨터에서 수행하는 작업과 유사하지만 기본 실행 파일과 달리 기계 독립적입니다. 그것은 많은 언어에서 사용되는데, 결과를 보여주기 위해 걷는 것보다 빠르고 네이티브 머신 코드 생성에 비해 간단하기 때문입니다.

시작하자

필요한 헤더 파일을 포함합니다.

#include <iostream>
#include <vector>

결과가 저장될 레지스터를 정의합니다.

enum Reg{
    r1,
    r2,
    r3,
    r4,
    r5,
    r6,
};

원하는 만큼 추가할 수 있습니다.

VM이 지원하는 opcode를 정의합니다. opcode는 수행할 작업을 지시하는 명령입니다.

enum Opcode{
    OP_PRINT,
    OP_LOAD,
    OP_MOV
};

우리가 만들고 있는 VM은 정말 단순해서 opcode가 3개뿐입니다. 당신은 당신의 자신을 추가하려고해야합니다

실제 VM 코드

class VM{
    private:
        std::vector<int> m_code;//stores the code
        int m_memory[6];//stores the data
    public:
        VM(std::vector<int> code){
            m_code = code;
        }
        void run(){
            size_t pc = 0;
            while(pc < m_code.size()){
                switch(m_code[pc]){
                    case OP_PRINT:{
                        //OP_PRINT <reg>
                        //print the value of the register
                        auto reg=m_code[pc+1];//reg is the register that has the required data
                        auto data=m_memory[reg];//data is the value of the register
                        std::cout << data << std::endl;
                        pc += 2;
                        break;
                    }
                    case OP_LOAD:{
                        //OP_LOAD <reg> <value>
                        //load the value into the register
                        auto reg=m_code[pc+1];//reg is the register where the data will be stored
                        auto data=m_code[pc+2];//data is the value that will be stored
                        m_memory[reg] = data;
                        pc += 3;
                        break;
                    }
                    case OP_MOV:{
                        //OP_MOV <reg1> <reg2>
                        //move the value of the register2 into the register1
                        auto reg1=m_code[pc+1];//reg1 is the register where the data will be stored
                        auto reg2=m_code[pc+2];//reg2 is the register that has the required data
                        m_memory[reg1] = m_memory[reg2];
                        pc += 3;
                        break;
                    }
                    default:
                        std::cout << "Unknown opcode: " << m_code[pc] << std::endl;
                        return;
                }
            }
        }
};

참고:- 이 VM은 학습용이므로 매우 빠르거나 실용적이지 않습니다.

드라이버 코드

int main(){
    std::vector<int> code = {
        OP_LOAD , r1 , 1 ,//$r1 = 1
        OP_LOAD , r2 , 2 ,//$r2 = 2
        OP_MOV , r3 , r1 ,//$r3 = $r1
        OP_PRINT , r3 ,//print $r3
        OP_PRINT , r2 ,//print $r2
        OP_PRINT , r1 ,//print $r1
    };
    auto vm=VM(code);
    vm.run();
}

전체 코드

#include <iostream>
#include <vector>

enum Reg{
    r1,
    r2,
    r3,
    r4,
    r5,
    r6,
};

enum Opcode{
    OP_PRINT,
    OP_LOAD,
    OP_MOV
};

class VM{
    private:
        std::vector<int> m_code;//stores the code
        int m_memory[6];//stores the data
    public:
        VM(std::vector<int> code){
            m_code = code;
        }
        void run(){
            size_t pc = 0;
            while(pc < m_code.size()){
                switch(m_code[pc]){
                    case OP_PRINT:{
                        //OP_PRINT <reg>
                        //print the value of the register
                        auto reg=m_code[pc+1];//reg is the register that has the required data
                        auto data=m_memory[reg];//data is the value of the register
                        std::cout << data << std::endl;
                        pc += 2;
                        break;
                    }
                    case OP_LOAD:{
                        //OP_LOAD <reg> <value>
                        //load the value into the register
                        auto reg=m_code[pc+1];//reg is the register where the data will be stored
                        auto data=m_code[pc+2];//data is the value that will be stored
                        m_memory[reg] = data;
                        pc += 3;
                        break;
                    }
                    case OP_MOV:{
                        //OP_MOV <reg1> <reg2>
                        //move the value of the register2 into the register1
                        auto reg1=m_code[pc+1];//reg1 is the register where the data will be stored
                        auto reg2=m_code[pc+2];//reg2 is the register that has the required data
                        m_memory[reg1] = m_memory[reg2];
                        pc += 3;
                        break;
                    }
                    default:
                        std::cout << "Unknown opcode: " << m_code[pc] << std::endl;
                        return;
                }
            }
        }
};


int main(){
    std::vector<int> code = {
        OP_LOAD , r1 , 1 ,//$r1 = 1
        OP_LOAD , r2 , 2 ,//$r2 = 2
        OP_MOV , r3 , r1 ,//$r3 = $r1
        OP_PRINT , r3 ,//print $r3
        OP_PRINT , r2 ,//print $r2
        OP_PRINT , r1 ,//print $r1
    };
    auto vm=VM(code);
    vm.run();
}

컴파일 및 실행

다음 명령을 사용하여 컴파일합니다clang++ file.cpp -o output. 그런 다음 실행합니다./output. 콘솔에 출력이 표시되어야 합니다.

결론

보시다시피 VM은 구현이 정말 간단합니다. 자체 VM을 구현하고 확장하도록 요청합니다. 읽어 주셔서 감사합니다:)