jitrix

关于jitrix

• jitrix是一个基于x86_64架构的虚拟机。
• jitrix读作J Tricks。
• 正如项目名称的前三个字母jit所言，本项目用于尝试开发一个极度轻量化的带有JIT功能的虚拟机。
• jitrix只由不到一千行的C/C++代码组成，但却拥有基于Copy-and-Patch的JIT功能。经测试，启用JIT功能能使性能提升约20%。

项目架构

• doc存放着jitrix的相关文档。
• stencil存放着用于生成模板机器码的相关文件，其中：
  • stencil.cpp存放着模板代码。
  • 构建项目时，会将stencil.cpp编译到stencil.o，再反编译到stencil.objdump。
  • codegen.py负责解析stencil.objdump的关键数据，并生成jit_data.hpp。
• src存放着虚拟机的核心代码，其中：
  • config.hpp负责管理构建虚拟机所需的自定义配置。
  • arena.hpp负责内存分配与管理。
  • bin.hpp负责读取虚拟机字节码。
  • vm.hpp存放着虚拟机的数据结构
  • jit.hpp存放着JIT编译器。
  • runner.hpp是虚拟机的运行器核心代码。
  • main.cpp是项目的入口和命令行工具实现。
• test存放着测试用的文件。

汇编器

汇编器为assembler.py，采用AI生成，用法为：

python assembler.py <assembly filename> <bytecode filename>

项目配置

在config.hpp中，JITRIX_JIT_ENABLED宏由于控制是否启用该项目的JIT功能。

项目提供了两种JIT方式：一种是将单条指令编译为一个JIT函数；另一种是将一个基本代码块编译成一个JIT函数，但这涉及了尾递归语法，即GNU语法中的__attribute__。显然后者能够带来更强的JIT优化，但后者也同样需要使用支持GNU语法的编译器才能编译。config.hpp会自动检测当前编译器是否支持相关语法，如果支持则设置JITRIX_JIT_MUSTTAIL为1并使用尾递归优化。

构建方法

此项目目前支持在使用x86_64架构上的Windows和Linux平台上构建运行。

此项目的构建文件是Makefile，其中$(BIN)代表编译出来的可执行文件名，$(COMPILER)是用于编译项目主体的编译器。

构建此项目需要：

工具名	用途	参考版本
make	运行构建脚本	GNU Make 4.4.1
python 3	解析机器码并生成模板数据	Python 3.12.13
clang++	编译机器码模板	clang version 21.1.2
C++编译器	编译项目主体	可以选择clang++或其他编译器，例如gcc version 15.2.0

Makefile提供的构建命令如下：

构建命令	解释
make sten	只编译机器码模板
make debug	编译出未经优化且携带调试信息的可执行文件，通常用于调试
make	可以编译出经过优化且未携带调试信息的可执行文件，通常用于编译发行版

运行方法

使用jitrix version可以查看项目版本。 使用jitrix help可以获取帮助信息

特别的...

由于此项目旨在提供一个具有JIT功能的VM的最小实现，因此没有提供详尽的错误捕获功能，这意味着在字节码编码、运行等过程中，由用户导致的任何错误都有可能使得虚拟机直接崩溃。

本项目目前没有为虚拟机加入错误捕获的打算。