创建虚拟机/介绍

介绍

范围

本书是一本关于创建多种不同类型虚拟机的教程。其目的是展示虚拟机设计和实现的基本原理。作者将尽力使程序代码简洁易懂。

本书不涉及的内容

创建像 MAME，MESS 或 VICE 那样的模拟器。
创建像 QEMU，VirtualBox 或 VMware 那样的虚拟化环境。

受众

本书假设您具有一定的编程经验，并了解二进制数和十六进制表示法的基础知识。熟悉一个 CPU 或其他 CPU 的机器码或汇编语言编程也将有所帮助，但并非严格必要。事实上，我发现研究虚拟机是学习汇编语言的有效方法。

所需软件

为了编译和运行示例，您需要在计算机上安装某些软件。

对于 C 语言中的寄存器虚拟机，您需要有一个基本的 C 编译器（C++ 编译器也可以正常工作）。

Windows 用户：我推荐 Quincy。它是免费的，易于使用。
Linux 用户：如果您的系统中还没有安装 GCC，请安装它。Code::Blocks 也可以正常工作。
- Debian（及衍生版本）用户打开命令行，以 root 用户身份登录，并输入 apt-get install gcc。
Mac 用户：从您计算机附带的额外磁盘或通过 AppStore 安装 Xcode 软件包，免费。

对于 Swift 语言中的寄存器虚拟机，您需要有一个 Swift 解释器。

Mac 用户：安装 Xcode（免费）。使用解释器的最简单方法是将代码粘贴到一个新的“游乐场”中。
其他平台：2015 年 6 月，Apple 宣布将“在今年晚些时候将 Swift 开源”。由于 Swift 语言中的寄存器虚拟机没有使用任何 Foundation、Cocoa 或 UIKit，因此它应该可以在任何符合标准的语言移植版本中运行。

对于 Java 语言中的栈寄存器虚拟机，您需要有一个相当新的 Java 编译器。

Windows 用户：从 Sun 的 Java 下载页面下载并安装 Java SE JDK。
Linux 用户：您可以使用 OpenJDK，但我建议从 Sun 的 Java 下载页面下载并安装 Java SE JDK。
Mac 用户：您应该已经安装了 Java，或者从 java.com 下载。

对于 Erlang 语言中的寄存器虚拟机，您需要安装 Erlang。

Windows 用户
Linux 用户
Mac 用户：(1) 安装 MacPorts，(2) 安装 Erlang

术语和定义

运行和执行

当计算机遵循程序指令时，据说它正在运行程序。运行在这种情况下的另一个术语是执行。执行这个词在这种情况下的意思是执行，使发生或实施。计算机程序员也谈论杀死或终止程序，但在这种情况下，永远不会使用执行这个词。

我们从 0 开始计数

如果您做过任何 Java、C 或 C++ 编程，您会注意到，当程序进行任何计数时，它通常从 0 开始计数。我们将在这几个程序示例中做同样的事情，不是因为惯例，而是因为必要性。一些高级语言鼓励（或要求）从 0 开始计数，因为它们基于要求从 0 开始计数的机器语言。其原因与寄存器索引有关，随着您阅读本书，这一点应该会变得明了。

单词是数字

在编写像这样低级别的程序时，程序员经常谈论单词。单词在这种情况下的意思是数字，但它缺乏基数和序数在通常的数字意义上的含义。相反，一个数字单词包含词典学信息。单词通常用十六进制表示法来写。

其他术语

在我们继续之前，我认为最好就该领域中一些容易混淆或被误用的术语达成共识。这与其说是为了强加我的意志于你，不如说是为了建立一个语境。

抽象机器: 一些机器的定义，通常只存在于“纸面上”。
虚拟机: 抽象机器的软件实现。
模拟器: 真实机器的软件实现。

(自言自语：我认为这可能应该移到词汇表中并进行扩展。)