同范畴类似的东西中,虚拟机开发比操作系统和编译器都有意思:
操作系统能玩的好玩的不多,做完进程管理和内存管理,其他就是脏活累活了,要得到一个成型可用的东西,没有一个团队弄不了,个人玩不转。以前调侃过这个话题:
关于LMOS自主操作系统的发展,大家有什么建议? – 韦易笑的回答
而编译器方面,优化和代码生成有llvm,用不着自己开发,其他部分基本上是一个固定套路,照着文档照着书,按固定套路来即可。
以 Lua为例,最精巧的部分就是 Lua虚拟机的实现,整个 Lua-5.3 代码中,编译部分只占2000行,剩下两万行全在实现虚拟机。大家津津乐道的各种 lua 奇技淫巧全都在它的虚拟机实现部分中。
Ruby更是如此,整个ruby代码除去库实现外,基本在实现ruby的虚拟机,编译器部分作者都懒得怎么写,直接一个的 .y文件搞定,精力都在ruby虚拟机实现上。
虚拟机难是难在开头的设计,怎样最精巧,怎样没有逻辑漏洞,别写着写着发现前后逻辑矛盾了,设计好以后就要开始架构了,先从最简单的 switch case opcode实现起来,很快你就能得到反馈看到自己的工作成果,接下来给虚拟机实现符号表,object,实现 gc,实现各种容器,优化性能,在内存中翻译成本地指令码,然后实现多线程,再给你的虚拟机实现一门汇编语言,每走一步都很有意思。且虚拟机相关的技术目前还在日新月异的发展着,光一个gc,每年都能看到很多新方法出现,大有需要继续改进迭代的地方。
实现虚拟机需要覆盖很多知识面,虚拟机设计的好,还可以嫁接很多其他语言,让这些新语言来这个虚拟机上运行。
大家夸 v8 都是说它虚拟机运行速度快,内存少,没人说 v8 的编译部分如何如何,以至于很多新语言都以v8虚拟机为运行环境。
同样,每年都有很多人尝试重新实现 lua vm,引入更灵巧的机制或者使用更新的 JIT方法。来pk官方runtime, 以及 luajit,好多人或多或少在某些方面都能并发出很多奇思妙想。
相反,从来没人碰 lua 的编译部分,为啥啊?就那样了,还碰它干嘛,没意思了啊。
虚拟机及VmBasic编译引擎说明
2001-2002期间开发的虚拟机/编译器开源项目代码和资料
关于虚拟机及其编译器的说明
VmBasic开发/调试环境的介绍及说明
关于其他
所有资料可以从下面地址下载:
下载可执行 源程序下载 设计说明书
关于虚拟机及其编译器的说明
记得3DS/MAX里面实现了一个类似BASIC的脚本,Animator里面实现了一个类C的脚本语言,Autodesk公司的软件对于脚本支持的很出色,好的脚本引擎在乎平台无关性、高效性和扩充性,一个脚本引擎的需要对一个好程序来说非常迫切,于是半年前我写了一款虚拟机,最近又实现了一个类Basic的脚本编译器,特性说明:
高效性和独立于平台:由于虚拟机运行是解释二进制的字节码因此速度明显快于每次运行及时解释的脚本语言,比如Perl和PHP,而虚拟机的核心程序代码也经过数个C++编译器和平台的测试,可以毫无修改的编译运行于多个操作系统。
充分的开放:通过虚拟机的端口I/O技术,要对它进行扩充变得十分容易,VmBeta指令通过输出/输入的方法向用户自己的程序进行通讯,用户通过处理输出输入消息来达到功能的扩充,使它符合你产品的需要,具体的虚拟机实现和设计说明参考文档 vmbeta.txt
可设安全级别:通过可设置安全级别,对程序运行状态进行检控
通过半年的修改我自己觉得虚拟机够高效开放,就是vmbasic编译器写的没有多高的水准:完全没有对生成代码做优化,弄出许多繁琐的中间代码,不过还是明显快于及时解释语言,通过测试速度大概是DOS自带的QBASIC程序的三倍左右(可以通过目录下的几个算法程序来实验)。
为了检验其效率和扩充性,我将虚拟机程序扩充了一些作图功能写成了 Windows版本的,然后用vmbasic编写了一个空战小游戏,虽然由于一开始我太相信GDI而没有选择DDraw,且编译器要生成1/2左右的重复性代码,但是仍可以从游戏中看出效率来(可以用vmbide.exe打开fire.bas运行),关于编译程序VmBasic的更详细说明见basic.htm
程序说明:压缩档包括虚拟机运行程序(vmbeta.exe)VmBasic调试开发平台(vmbide.exe)四个算法例子(alex1-4.bas) 一个射击游戏例子(fire.bas)及其图片,说明帮助文档若干….
VmBasic开发/调试环境的介绍及说明:
右边的图是完整的开发环境左边是语句帮助,中间是代码编写区,下面是编译的错误和过程记录,系统热键说明:
1.F8编译成VMS文件
2.F9编译并运行程序
3.F1对VmBasic的帮助
4.Shift+F1帮助IDE
另外点击运行图表左边的图表可以查看编译出来的虚拟机汇编代码。点击工具目录,可以做一系列设置:虚拟机程序设置,预连接库设置,开发环境设置等,都是简单的东西
用VmBasic编写的射击小游戏:必须Windows版的虚拟机程序运行(扩充了GDI图形功能)
显示查看虚拟机汇编
关于其他
半年前在论坛上面看见过一些师兄们关于编译的争论,忽然有所感悟,那时刚好写了虚拟机,于是就决定为它写款语言,本来考虑写类C或者类Pascal的,但是想着Basic用起来简单,而且分析起来似乎也简单,后来我才发现虽然没有 C的编译难写但由于Basic经历了长时间的发展,语法变化很大,总的来说没有同意的规范,模块表示也不明确,就连IF语句都有好多种版本,所以一个支持函数/过程的Basic编译器我觉得比Pascal难写的多。目录DOS下有DOS环境的编译器和虚拟机,可以用来编译运行非扩展的vmbasic程序:alex1-4.bas,可以在IDE的工具->设置里面设定虚拟机的运行程序。
这是个引擎的演示版本,毕竟好的东西都不是一个人整出来的,我也会在学校不断的学习,非常欢迎来信讨论相关技术,和游戏/图形程式设计,如果你觉得这套引擎对你有价值,可以写信给我,如果你对相关的东西很感兴趣,也可以写信给我,联系方法:
成都建设路电子科技大学20013080 林伟
邮编:610000
电话:028-83200790
信箱:skywind3000@163.net
无名鸟游戏工作组制作 http://www.skywind.me
麻雀虽小,五脏具全,对编译原理的代码以TPASCAL格式重新整理和排版,还原最原版的代码
编译版和例子下载:
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