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
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();
}
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;
}
}
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;
}
}
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();
}
}
}
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。
