关于EOS中的虚拟机（一）

EOS最初的白皮书中曾经说到要用以太坊的虚拟机，但后来并没有采用，而是采用了WASM-LLVM架构，EOS的虚拟机底层以LLVM和WebAssembly 两部分组成，他们都是现成已有，LLVM早就用于object-C, 而webAssembly 用于网页前端的实现，还涉及到一些相关的概念，例如IR中间语言。

本文将逐一介绍。

LLVM架构：

LLVM是一套可重用的编译工具链，提供了介于高级编程语言和机器语言之间的IR中间语言。LLVM本身可以作为多种语言的后端，提供与语言本身无关的优化和对多种CPU的代码生成功能。
（LLVM由UIUC主持开发,最初LLVM (low level virtual machine)的意义已经被超越）
比较一下传统的编译器和LLVM，传统的静态编译器，如gcc， 一般是由三个组件完成，分别为前端、优化器和后端：

传统编译器的构成

而LLVM虽然也分为三部分，但针对不同语言的前端，对应生成不同平台的机器码。

LLVM的架构组成

LLVM的编译流程如下：源码被编译成LLVM中间格式的文件，然后使用LLVM Linker 链接，并进行优化，得到的LLVM code 最终被翻译成特定平台的机器码，另外LLVM支持JIT，会在代码生成过程中插入一些轻量级的操作指令来手机运行的信息，例如识别hot region,另外收集的信息可以支持离线优化（offline optimizer），实现profile-driven 等优化策略，调整native code 以适应特定的架构。

LLVM处理流程图

LLVM IR(Intermediate representative)：

由上面可以看出LLVM编译器是先将源语言翻译成“中间语言”，不同语言有不同的IR，再通过后端程序翻译为目标平台的编译语言。
LLVM IR提供三种格式，分别是：内存里的IR格式，存储在磁盘上二进制格式，存储在磁盘上的文本格式。除此以外，和IR相关的还有一些文件格式，罗列如下：

• bc 结尾， LLVM IR文件，二进制，可通过lli 命令执行
• ll 结尾，LLVM IR文件， 文本格式，可以通过 lli 执行
• s 结尾，本地汇编文件

• out 后缀，本地可执行文件
  下图显示集中文件的转化：

  
  
  LLVMFormatFileTrans.jpg

LLVM的前端编译器可采用各种解析编译器，通常是clang用的比较多，不过在EOS是用wasm替代了clang,这在后续中进行介绍。

LLVM JIT（just-in-time) :

JIT是将原本编译器要生成机器码的部分直接写入当前内存，通过函数指针的转换，找到相应机器码并执行，常用于处理内存管理，符号重定向，处理外部符号等问题上。

WebAssembly：

WASM允许C/C++等语言编写运行在WEB中的程序，WASM其实是一种字节码格式，是底层二进制语法，加载时间段以及高速执行，是为WEB多语言编程设计的目标文件格式。

WASMToHTMLFlow.jpg

WebAssembly提供两种格式： 可读的文本格式wast 和二进制格式 wasm, 通过工具wast2wasm 完成 wast 到 wasm 的格式转换，同理，wasm2wast 实现逆转换。

wasm 目前主要应用于web 应用，而EOS将其作为智能合约的最终格式，其机制和目前浏览器的运行和调用方式其实并不相同。