虚拟机如何动态生成并执行本机代码？

假设我们可以弄清楚我们要发出的本机操作码是什么，如何实际运行它？

是否像将助记符指令映射到二进制代码，将其填充到char *指针并将其强制转换为函数并执行一样，有点怪癖？

还是我们会生成一个临时共享库(.dll或者.so或者其他)，然后使用诸如LoadLibrary之类的标准函数将其加载到内存中？

解决方案

回答

据我所知，它会编译内存中的所有内容，因为它必须运行一些试探法来优化代码(即：随着时间的推移内联)，但是我们可以看看Shared Source Common Language Infrastructure 2.0转子版本。整个代码库与.NET相同，除了抖动和GC。

回答

我们可以使程序计数器指向我们要执行的代码。请记住，数据可以是数据或者代码。在x86上，程序计数器是EIP寄存器。 EIP的IP部分代表指令指针。调用JMP指令以跳转到一个地址。跳转后，EIP将包含此地址。

Is it something as hacky as mapping the mnemonic instructions to binary codes, stuffing it into an char* pointer and casting it as a function and executing?

是的。这是一种方法。结果代码将转换为C语言中的函数指针。

回答

除了Rotor 2.0之外，我们还可以查看OpenJDK中的HotSpot虚拟机。

回答

Is it something as hacky as mapping the mnemonic instructions to binary codes, stuffing it into an char* pointer and casting it as a function and executing?

是的，如果我们使用C或者C ++(或者类似的东西)来做，那正是我们要做的。

看起来很黑，但这实际上是语言设计的产物。请记住，要使用的实际算法非常简单：确定要使用的指令，将它们加载到内存中的缓冲区中，然后跳转到该缓冲区的开头。

但是，如果我们确实尝试执行此操作，请确保在返回C程序时正确使用了调用约定。我想如果我想生成代码，我会寻找一个图书馆来照顾我。 Nanojit最近成为新闻。你可以看一下。

回答

是的。我们只需构建一个char *并执行它。但是，我们需要注意一些细节。 char *必须在内存的可执行部分中，并且必须具有正确的对齐方式。

除了nanojit之外，我们还可以签出LLVM，这是另一个库，它能够将各种程序表示形式编译为功能指针。它的界面整洁，生成的代码趋向于高效。

回答

关于生成DLL：为此需要额外的I / O，再加上链接，再加上生成DLL格式的复杂性，将使处理变得更加复杂，并且最重要的是，它们会破坏性能。此外，最后我们仍然调用指向已加载代码的函数指针，因此...
而且，JIT编译一次只能发生一种方法，如果要这样做，则会生成许多小的DLL。

关于"可执行部分"的要求，在POSIX系统上调用mprotect()可以修复权限(Win32上有类似的API)。我们需要对较大的内存段执行此操作，而不是对每个方法执行一次操作，否则会太慢。

在普通的x86上，我们不会注意到此问题，而在带有PAE或者64位AMD64 / Intel 64位计算机的x86上，我们会遇到段错误。

回答

Is it something as hacky as mapping
  the mnemonic instructions to binary
  codes, stuffing it into an char*
  pointer and casting it as a function
  and executing?

是的，那行得通。

要在Windows中执行此操作，必须将PAGE_EXECUTE_READWRITE设置为已分配的块：

void (*MyFunc)() = (void (*)()) VirtualAlloc(NULL, sizeofblock,  MEM_COMMIT, PAGE_EXECUTE_READWRITE);

//Now fill up the block with executable code and issue-

MyFunc();