虚拟机语言开发答案

【问题标题】：Virtual Machine Language Development虚拟机语言开发
【发布时间】：2014-05-29 03:59:07
【问题描述】：

这是我的第一篇文章，我是通过手机发帖的，所以请原谅我肯定会遇到的格式问题。

正如标题所示，我想为自己编写的小型虚拟机创建一种语言。目前我的虚拟机非常简单，支持大约 16 种不同的操作码。我一直在慢慢学习如何优化 VM 并为其添加更多功能。我想添加的最大功能是能够用简单的 C 派生语言编写程序。

我什至不知道如何开始编写这样的“语言”。我会把它写成一个翻译成我的虚拟机汇编代码的解释器吗？

任何帮助都会很棒。文章、书籍、讲座，我什么都愿意。我只是喜欢学习，到目前为止，这是我参与过的最大的项目，也是迄今为止我最喜欢的项目。

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我希望我在正确的领域提出了问题，并且如果需要，我非常愿意在早上提供更多信息。

【问题讨论】：

您基本上是在考虑移植一些工具链来为您的机器创建二进制文件。对于编译器部分，您只需要创建自定义后端。由于 GCC 和 LLVM 是两个流行的选项，你应该看看那里。
我认为这是正确的词，工具链。但是，我从未打算将其编译为本机代码。更多的是编写一种基于 C 的小型语言，该语言可以编译成我的 VM 可执行格式。
从阅读有关编译器的书开始。
有什么建议吗？我已经订购了一本《龙之书》，但我犹豫是否要购买任何...更现代的...书籍。
您正在制作编译器。目标“本机”代码恰好是您的人工指令集。

【解决方案1】：

假设你的指令集足够强大，你应该能够为它构建一个编译器（代码翻译器）。解释器也是可能的，但如果您可以从 C 编译，您就可以解锁整个社区代码。

根据您的评论，您有权订购编译器写作的圣经：Compilers: Principles, Techniques, and Tools 在您掌握那本书之前，我会推迟阅读其他书籍；然后你就会知道你想去哪里。

您将学习语法、解析器等所有知识，但随后您需要做出一些实际的决定。避免构建编译器的大部分工作的一种选择是仅为现有编译器（例如 GCC 或 Clang）构建后端（通过LLVM）。通过构建后端，您还可以使用多种语言前端之一进行编译，例如 D；因此，只需一次努力，您就可以获得 C++、D 等的编译器。

【讨论】：

【解决方案2】：

在购买/阅读编译器书籍并从根本上了解编译器的工作原理后，我建议您使用 LLVM 来完成您的任务。具体来说，专注于创建一个目标，根本不用担心前端（词法分析/解析器生成器/AST）。这样您就可以支持任何生成 LLVM IR 的语言。

首先查看 LLVM 独立于目标的代码生成器框架，这就是你将发挥你的魔力的地方：

LLVM 目标无关代码生成器是一个框架，它提供了一套可重用的组件，用于将 LLVM 内部表示转换为指定目标的机器码——无论是汇编形式（适用于静态编译器）还是二进制机器代码格式（可用于 JIT 编译器）。

此外，LLVM 可以很好地指导您完成后端的开发，这是您感兴趣的部分：

它概述了执行此类任务所需的先决条件阅读。这包括代码示例、优化技术、如何执行指令选择和指令打印（针对您的 VM）。最后，如果需要，如何支持 JITing。

如果您下载源代码，有许多完整的后端可以根据您的虚拟机的要求进行分支和修改。

【讨论】：

【解决方案3】：

我应该问，这是基于堆栈还是寄存器的虚拟机？

每个人都有优点和缺点。如果您希望您的语言尽可能快地运行，我建议使用注册机；如果你想要它简单，比堆栈机。

就像其他人建议的那样，您可以将一种语言编译为 LLVM，当然这取决于您的需求。

【讨论】：