使JIT编译器

Question

我写了一个Brainfuck实现（C++），其工作原理是这样：

1. 读取输入brainfuck文件
2. 做琐碎的优化
3. 转换brainfuck成机器代码的VM
4. 在VM中执行此机器代码

这很快，但瓶颈现在在虚拟机上。它是用C++编写的，读取一个令牌，执行一个动作（如果你知道Brainfuck，这个动作根本不是很多）等等。

我想要做的是剥离虚拟机并生成本地机器代码（基本上，JIT编译器）。这很容易成为20倍的加速。

这意味着步骤3被JIT编译器替换，步骤4替换执行生成的机器代码。

我真的不知道从哪里开始，所以我有几个问题：

1. 这是如何工作，如何生成的机器代码得到执行？
2. 是否有任何C++库用于生成本机机器码？

Answer 1

1. 生成的机器代码只是jmp -ed或call -ed照常功能。有时还需要禁用内存上的不执行标志（NX位），其中包含生成的代码。在linux中，这是通过mprotect(addr, size, PROT_READ | PROT_WRITE | PROT_EXEC.)完成的。在Windows中，NX被称为DEP。

2. 有一些......例如， http://www.gnu.org/software/lightning/ - GNU Lightning（通用）和https://developer.mozilla.org/En/Nanojit - Nanojit，用于Firefox JavaScript JIT引擎。更强大和更现代的JIT是LLVM，您只需将BF代码转换为LLVM IR，然后LLVM就可以为许多平台执行优化和代码生成，或者在具有JIT功能的解释器（虚拟机）上运行LLVM IR。有一个关于BF后& LLVM完全LLVM JIT编译器BF http://www.remcobloemen.nl/2010/02/brainfuck-using-llvm/

另一个BF + LLVM编译器是在这里，在LLVM的SVN：https://llvm.org/svn/llvm-project/llvm/trunk/examples/BrainF/BrainF.cpp

Answer 2

GNU Lightning是一组宏，可以为几种不同的体系结构生成本机代码。您需要对汇编代码有深入的了解，因为您的第3步将涉及使用Lightning宏将机器代码直接发送到稍后执行的缓冲区中。

Answer 3

LLVM是一个完整的C++库（或一套库），用于从中间形式生成本地代码，包含文档和示例，并且已用于生成JITters。

（它也有一个使用框架的C/C++编译器 - 但是框架本身可以用于其他语言）。

Answer 4

下面是使用新的gcc-JIT一个例子： JIT-compilation using GCC 5

它甚至优化INCS到常数。