创建JVM编程语言

Question

我在C中创建了一个编译器（使用lex＆amp; bison），用于支持循环，函数内部函数声明，递归调用等动态类型编程语言。我还创建了一个运行由中间代码创建的虚拟机。编译器。

我现在正在思考而不是编译到我自己的中间代码，将其编译为java字节代码。

我看到有关创建JVM语言的问题已经asked，但我找不到答案非常有用。

所以这是我的问题：

1. 我想要为JVM创建一种语言，必须阅读JVM specification书，你能提出哪些其他书籍（当然除了龙书）？我最关心的是关于如何创建JVM语言的书籍或教程，而不是一般的编译器。
2. 有许多Java库可以读取，写入和更改.class文件，如jclasslib，bcel，gnu bytecode等。您会建议哪一个？另外，您是否了解执行相同工作的C库？
3. 我正在考虑看看另一种针对JVM的语言，如Clojure，Jython或JRuby。但是所有这些语言都非常高级且复杂（为它们创建编译器）。我正在寻找一个更简单的（我不介意它是未知或未使用的）编程语言，它是针对JVM的，它的编译器是开源的。有什么想法吗？

Answer 1

我也会推荐ASM，但看看Jasmin，我用它（或者：必须使用它）进行大学项目，它运作得很好，我写了一个lexer / parse /分析器/优化器/生成器组合，用于使用java和jasmin编程语言，因此生成JVM代码。我上传了代码here，有趣的部分应该是source-code itself。在文件夹“bytecode / InsanelyFastByteCodeCreator.java”中，您可以找到一组代码，它将AST树转换为jasmin汇编器的输入格式。很直接。

源语言（由Lexer + Parser + Analyzer转换为AST）是Java的一个子集，称为MiniJava。它缺少一些“复杂”的功能，如继承，构造函数，静态方法，私有字段/方法。这些功能都不难实现，但是编写X86后端还有另外一个任务（所以生成机器组装器），如果你没有处理某些东西的JVM，这些事情往往会变得困难。

如果您想知道奇怪的类名：大学项目的任务是将AST转换为aa SSA图形（这是一个表示输入代码的图形），然后优化图形和然后将图形转换为java字节代码。这大约是项目工作的3/4，而InsanlyFastByteCodeCreator只是测试一切的捷径。

查看Jon Meyer和Troy Downing撰写的“Java虚拟机”一书。本书大量引用了Jasmin-Assembler，它对理解JVM内部结构很有帮助。

Answer 2

上学期我参加了“编译器构建”课程。我们的项目正是您想要做的。

我用来写我的语言的语言是Scala。它在JVM上运行，但支持Java没有的许多高级功能（仍然与纯Java JVM完全兼容）。

要输出java字节码，我使用了Scala CAFEBABE library。记录良好，您不必深入了解Java类以了解该做什么。

除了这本书之外，我认为你可以通过我们在课程中所做的labs找到很多信息。

Answer 3

ASM可以是生成字节码的解决方案。首先，请查看有关从manual生成元素的主题。

Answer 4

  

我正想着看看也许吧   另一种针对JVM的语言   像Clojure，Jython或JRuby。但是所有   这些语言水平很高   和复杂（创建一个编译器   他们）。

建议：您可以查看Lua Programming Language，其中有JVM实现，如LuaJ。

  

轻量级，快速，以Java为中心的Lua   为J2ME和J2SE编写的解释器，   用于基本的库，字符串，   表，包，数学，io，操作系统，调试   和coroutine包，编译器，   luajava绑定和JSR-233   可插入的脚本引擎绑定。

（不要与使用JNI方法的本地库的LuaJava混淆。）

Answer 5

上周末，我问自己同样的问题，将我的玩具语言移植到JVM。

我只花了几个小时搜索信息，所以请参考这些参考文献。

• 语言实施模式。 我讨厌antlr，但这本书看起来非常好。如果你不喜欢antlr，那么解析“解析技术。实用指南”是非常好的。

    

  学习构建配置文件读取器，数据读取器，模型驱动的代码生成器，源到源转换器，源分析器和解释器。您不需要计算机科学背景 - ANTLR创建者Terence Parr通过将其分解为最常见的设计模式来揭开语言实现的神秘面纱。按模式模式，您将学习实现自己的计算机语言所需的关键技能。

  第10章涵盖30页（快速IMO）这个主题。但是还有其他章节可能你会感兴趣。

    

    
  • 10 Building Bytecode口译员      
      
    • 10.1编程字节码解释器。
      
    • 10.2定义汇编语言语法
      
    • 10.3字节码机器结构。 。 。 。
      
    • 10.4从这里开始。 。 。 。 。 。 。 。 。
      
    • P.26。字节码汇编程序。 。 。 。 。 。 。 。 。 。
      
    • P.27。基于堆栈的字节码解释器。 。
      
    • P.28。基于注册的字节码解释器
      
         http://pragprog.com/titles/tpdsl/language-implementation-patterns
    

  • Lua 5.0的实施这是一篇关于注册的好文章 - 基于字节码的机器。即使是为了它，也要阅读它。

  • Lisp in Small Pieces。这本书教授如何编写一个编译为C的2个schme编译器。从本书可以学到很多课程。我拥有这本书的副本，这对任何有趣的人来说都是非常好的，但也许不是你的一杯茶。

      

    这是对Lisp，Scheme和相关方言的整个Lisp语言系列的语义和实现的综合描述。它描述了11个口译员和2个编译器......

  http://www.amazon.com/Lisp-Small-Pieces-Christian-Queinnec/dp/0521562473

检查Dalvik7 VM，这是一个基于寄存器的VM。 DVM对从Java编译器编译的Java类文件转换的字节码进行操作。

有一个关于这个主题的邮件列表，jvm-languages。

您打算将代码上传到任何地方吗？我想看看。

Answer 6

我建议您首先了解JVM程序集的工作原理，如果您还不知道的话。

许多说明的格式为?name，如果指令适用于整数类型，则?为i;如果适用于引用类型，则为a。< / p>

基本上，JVM是没有寄存器的堆栈机器，因此所有指令都直接在堆栈上处理数据。您可以使用?push/?pop来推送/弹出数据，并使用?store/?load在局部变量（由偏移引用的堆栈位置）和堆栈顶部之间移动数据。其他一些重要说明是invoke???和if_???。

对于my university's compiler course，我们使用Jasmin来汇编程序。我不知道这是不是最好的方法，但至少它是一个容易开始的地方。

Here is an instruction reference用于旧版本的JVM，其中可能包含的指令少于新版本。

Answer 7

开头的最佳资源可能是Ola Bini's presentation。抓住幻灯片。

Answer 8

首先，我退出，修改我的编译器以输出实际的Java而不是Java字节代码（这意味着创建更多的翻译器而不是编译器），并使用任何方便的Java环境编译Java输出（这可能会生成比我自己的编译器更好的目标代码。）

您可以使用相同的技术（例如，编译为C＃）来生成CLI字节代码，或者编译为Pascal以生成P代码等。

目前尚不清楚为什么要考虑使用Java代码而不是使用自己的VM，但如果是为了提高性能，那么您当然也应该考虑编译实际的机器代码。

Answer 9

当然曾经可以使用Java编写新语言。使用Java Reflection-API，您可以实现一个llot。如果速度不太重要，我将优先选择Java而不是ASM。在Java （IMHO）中，编程更加容易，而且不易出错。看看RPN语言7th。 它完全用Java编写。