NEXT社區小課堂 | 第十二課：NEO編譯器

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因爲近期NEXT社區加入不少新的小夥伴，有在校大學生，有對區塊鏈感興趣的傳統企業從業者。爲了更方便、更系統的讓NEXT社區的夥伴們瞭解NEO的技術知識，所以咱們開設了小課堂，每週3節，向你們普及NEO相關的知識要點！

 

NEXT社區小課堂 | 第十二課

NEO編譯器

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1、項目連接

 

一、NEO自己是開源的，在github搜索就能夠拿到源碼，爲了方便調試，把全部代碼都放在一塊兒。

https://github.com/benhaben/neo-compiler.git

 

二、NEO是C#開發的，大部分代碼能夠跨平臺，可是也有不能再mac上運行的代碼，好比改裝後的leveldb的代碼，因此最好仍是用Visual Studio在windows上調試研究較好。

 

三、本文檔如今不太規範，主要考慮好理解，並不完善，後面也能夠進一步規範化提交到NEO項目中。

 

 

2、主框架

 

 

你們能夠看到Compiler所處的位置

 

 

3、Compiler做用

 

一、在NEO區塊鏈系統中，智能合約是一段代碼，能夠完成必定的邏輯，最後算出合約的結果。如今已經有不少具體的應用了，感興趣的能夠看一下基於NEO作的項目。

 

二、若是對比特幣或者智能合約不瞭解，不知道爲何須要有這些代碼，能夠看一下比特幣的白皮書。這裏簡單說一下，在比特幣系統中，當一個「人」（能夠當作一個公鑰）須要和另外一個「人」產生交易的時候，這段代碼用來檢查身份，分配比特幣。具體的瞭解能夠看一下普林斯頓的公開課。

 

三、下面進入到NEO compiler的介紹了，前面所需的基礎知識本文不在關注。

 

 

4、Compiler的框架

 

下面的圖主要顯示代碼的主要流程：

 

 

一、NEO能夠用各類語言寫，不過如今主要是C#

二、NEO的編譯器主要是一個翻譯器

 

三、C#代碼被C#編譯器編譯成MSIL，對MSIL的理解能夠查看Standard ECMA-335 Common Language Infrastructure (CLI)

 

四、Neo compiler使用Mono.Cecil讀取IL

 

五、NEO編譯器只關注C#中的static function，因此只是C#語言的一個超級閹割版

 

六、NEO的編譯器遍歷IL，根據語義轉成NEO虛擬機的opcode

 

七、至於MSIL向NEO.VM的opcode怎麼轉，須要仔細研究NEO.VM的opcode的設計

 

 

5、Compiler工做一個具體事例

 

先看一段智能合約代碼

 

using Neo.SmartContract.Framework;using Neo.SmartContract.Framework.Services.Neo;public class Sum : SmartContract{public static int Main(int a, int b){return a + b;}}

 

 

6、MSIL

 

main function IL code

 

IL_0000 NopIL_0001 Ldarg_0IL_0002 Ldarg_1IL_0003 AddIL_0004 Stloc_0IL_0005 Br_SIL_0007 Ldloc_0IL_0008 Ret

 

這段代碼很簡單，就是讀取參數Ldarg_0，Add，返回。能夠看到CLR的虛擬機也是堆棧虛擬機。

 

 

7、neo.compiler

 

爲了感性的認識NEO編譯器作了什麼，咱們能夠看一下上面的智能合約被翻譯成了什麼：

 

hex:53-C5-6B-6C-76-6B-00-52-7A-C4-6C-76-6B-51-52-7A-C4-61-6C-76-6B-00-C3-6C-76-6B-51-C3-93-6C-76-6B-52-52-7A-C4-62-03-00-6C-76-6B-52-C3-61-6C-75-66

 

其實是一串數字了，每一個數字對應一個vm的操做碼或者是數值，爲了更好理解，把彙編代碼放出來

PUSH4PUSH3RETPUSH3NEWARRAYTOTALSTACKFROMALSTACKDUPTOALTSTACKPUSH0PUSH2ROLLSETITEMFROMALSTACKDUPTOTALSTACKPUSH1PUSH2ROLLSETITEMNOPFROMALSTACKDUPTOTALSTACKPUSH0PICKITEMFROMALSTACKDUPTOTALSTACKPUSH1PICKITEMADDFROMALSTACKDUPTOTALSTACKPUSH2PUSH2ROLLSETITEMJMPFROMALSTACKDUPTOTALSTACKPUSH2PICKITEMNOPFROMALSTACKDROPret

 

咱們能夠發現以下狀況：

 

一、MSIL的代碼很短，NEO.VM的代碼很長，這是因爲虛擬機的指令和能力不一樣形成的。咱們只須要關注，彙編代碼處理了局部變量的存貯獲取，參數的傳遞，程序的退出，還有add指令

 

二、彙編代碼和compiler的生成算法相關，須要咱們去同時研究NEO的編譯器和虛擬機，才能明白具體的細節

 

三、具體每一行的含義，怎麼執行的，能夠查看這個文檔

 

四、後面還會有一個講解虛擬機的文章，到那個時候在仔細說明

 

 

8、neo.compiler代碼閱讀指南

 

代碼閱讀仍是很頭痛的，因此作了兩個腦圖：

 

一、compiler執行腦圖

二、compiler對象關係

 

 

一、ILModule是對MSIL的一個映射，包含模塊，類型，函數，字段，函數中又包含返回值，參數，函數體，能夠點開腦圖一層一層查看

 

二、Mono.Cecil是使用來讀取MSIL的，他也是對MSIL的一個映射，因爲沒有文檔，只能看代碼知道他的類結構了，這一部分在腦圖中沒有顯示，不過不要緊，compiler會把感興趣的代碼轉成ILModule

 

三、ModuleConverter用來遍歷ILModule，把裏面的MSIL轉成NEO.VM的代碼，存貯在NeoModule

 

四、具體兩邊的指令如何對應，真是須要一個一個理解的，很是繁瑣，兩邊都有不少的指令。能夠看看這個代碼

 

 

9、總結

 

看完這個文章，並不能瞭解到具體的細節，具體的細節已經在代碼中，這篇文章的主要目的是提供不少資料，提供大的框架，幫助對NEO.Compiler感興趣的程序員加速閱讀代碼的速度。

 

 

原文連接：https://www.jianshu.com/p/6461b4e18089

 

 

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