内容简介:上一篇《Neo 编译器》中说明了Neo编译器是怎么把CIL转成neo虚拟机的opcode,那么vm虚拟机又是怎么处理这些代码的,这篇文章我们看一下虚拟机的代码。在框架图中,我们可以看出Virtual Machine有以下作用下面我们先看一下虚拟机如何读取Opcode。
上一篇《Neo 编译器》中说明了Neo编译器是怎么把CIL转成neo虚拟机的opcode,那么vm虚拟机又是怎么处理这些代码的,这篇文章我们看一下虚拟机的代码。
框架
虚拟机所处的位置
在框架图中,我们可以看出Virtual Machine有以下作用
- 读取Opcode(smart contract),在Execution Engine中执行
- Execution Engine可以进行逻辑运算
- Interop Service可以调用External Data
- 系统调用(OP_SYSCALL)可以访问区块链账本的信息
下面我们先看一下虚拟机如何读取Opcode。
VM对象关系
下面展示的图不是UML, UML太麻烦,还是脑图比较符合思维逻辑的发展。
关键的几个对象
- Execution Engine:执行引擎
- Execution Context:执行上下文
- Stack Item:堆栈的一条数据
- Crypto:C#的加密库
执行引擎
- IScriptTable里面存贮了AppCall命令可以调用的其他contract的代码,这一块需要研究一下区块链的实现,这个以后再仔细研究。
- InteropService专门用来响应SYSCALL,具体有哪些是系统调用,用来干什么的,后面通过例子再来说明。
- InvocationStack是调用栈,传入参数,调用其他合约都会有一个新的调用栈
- EvaluationStack是计算栈,用来执行操作
- AltStack是备用栈,计算栈算出的中间结果可以保存在备用栈
执行上下文
执行上下文
每个变量都蛮好理解的,重点是下面看看怎么用的。
vm执行流程
vm代码执行流程
- 构造,此时可以传入script container,script table,后面我们看看在区块链上这些都是从哪里来的,这里只专注于vm的执行流程,暂且不深究了。
- 2.加载.avm,avm是编译器编译出来的一串数字,通过engine.LoadScript可以加载。
- execute开始执行, 下面看一下代码
public void Execute() { State &= ~VMState.BREAK; while (!State.HasFlag(VMState.HALT) && !State.HasFlag(VMState.FAULT) && !State.HasFlag(VMState.BREAK)) StepInto(); } 复制代码
public void StepInto() { if (InvocationStack.Count == 0) State |= VMState.HALT; if (State.HasFlag(VMState.HALT) || State.HasFlag(VMState.FAULT)) return; OpCode opcode = CurrentContext.InstructionPointer >= CurrentContext.Script.Length ? OpCode.RET : (OpCode)CurrentContext.OpReader.ReadByte(); try { ExecuteOp(opcode, CurrentContext); } catch { State |= VMState.FAULT; } } 复制代码
看一下这行代码, OpCode opcode = CurrentContext.InstructionPointer >= CurrentContext.Script.Length ? OpCode.RET : (OpCode)CurrentContext.OpReader.ReadByte();
- 代码执行完了以后,插入OpCode.RET
- 如果不是RET,则read一个字节的opcode
ExecuteOp函数就是具体的执行OpCode的语义,我们通过一个例子来说明
具体的一个例子
还是上次的那个代码
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; } } 复制代码
测试虚拟机的代码
using System; using System.IO; using System.Linq; using Neo; using Neo.VM; using Neo.Cryptography; namespace ConsoleApplication1 { class Program { static void Main(string[] args) { var engine = new ExecutionEngine(null, Crypto.Default); engine.LoadScript(File.ReadAllBytes(@"C:\……\Test1.avm")); using (ScriptBuilder sb = new ScriptBuilder()) { sb.EmitPush(4); // 对应形参 b sb.EmitPush(3); // 对应形参 a engine.LoadScript(sb.ToArray()); } engine.Execute(); // 开始执行 var result = engine.EvaluationStack.Peek().GetBigInteger(); // 在这里设置返回值 Console.WriteLine($"执行结果 {result}"); Console.ReadLine(); } } } 复制代码
执行的具体过程
生成的代码太长了,需要有点耐心才能看完,如果图片不清晰,可以去代码仓库 下载pdf
具体的执行过程
总结
文章只是过了一下一个简单的代码,后面我们需要研究一下系统调用和访问外部存贮,智能合约之间互相调用的情况。
作者:沈寅
以上所述就是小编给大家介绍的《Neo 虚拟机》,希望对大家有所帮助,如果大家有任何疑问请给我留言,小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对 码农网 的支持!
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