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　　“智能坊”虚拟机的实现

　　 注：阅读此文需要您有一定的CPU硬件知识。

　　虚拟机是实现智能合约系统最为关键和核心的技术，智能坊虚拟采用虚拟成熟的8051处理器的方案满足了系统的需求，同时可以直接使用成熟稳定的商业编译器(iar for 8051、keil for 8051 )，为系统的开发节省了大量时间。

　　下面我们就来揭开其神秘的面纱，为满足智能合约特定的需求，对系统进行了一些改造如图：

　　8051是哈弗结构的处理器，虚拟机把用不到的中断等功能去掉，只留下数据运算和处理部分，每一个应用开始运行前都需要加载到虚拟机ROM里，其数据结构必须如上图所示，否则虚拟机将直接判应用非法，强制退出。

　　首先看代码实现(官方代码是在IAR for 8051 上开发，不同的编译器可能写法不一样)

　　__root __code static const char version[]@0×0004 = {0×00,0×01,0×01};

　　__root __code static const char exitcall[]@0×0008 = {0×22,0×22};

　　__root __code static const char apicall[]@0×0012 = {0×22,0×22};

　　__root __xdata __no_init static unsigned char Communicate[4*1024]@0xEFFF;

　　__root __xdata __no_init static unsigned char Result[2]@0xEFFD;

　　0000h LJMP 指令

　　虚拟机复位后直接从0000h开始执行，读取LJMP后的地址直接跳转到app入口，由编译器自动生成。

　　0004H version

　　解说 ：

　　存放app编译时SDK 版本号，主要是为未来可能升级，做版本识别。

　　0008H 应用退出地址

　　解说：

　　传统8051没有exit接口，但是在我们虚拟机必需要有，而且需要异常恶化正常两种退出方式。

　　Exit 实现原理：

　　应用把退出code写入Result@0xEFFD 后直接call 0×0008, 虚拟机检测到PC指针指向00×0008后就中断应用的运行。

　　应用sdk代码片段：

　　__noreturn void __VmExit(EXIT_CODE tep) {

　　Result[0] = tep;

　　((void (*)(void)) (0×0008))();

　　}

　　虚拟机代码片段：

　　if (Sys.PC == 0×0008) {

　　INT8U result = GetExRam(0xEFFD);

　　if (result == 0×01) {

　　return step;

　　}

　　return 0;

　　}

　　0012H API调用地址

　　解说：

　　应用需要调用系统的一些功能时，需要调用此接口，如查询某个账户余额。

　　应用每次调用API时需要把API 编码存放于Result@0xEFFD，API需要传给系统的参数存放于缓存区Communicate[4*1024]@0xEFFF，然后call 0×0012

　　sdk代码片段：

　　__root void __CallApi(CALL_API_FUN tep) {

　　Result[0] = (unsigned char) (tep & 0xFF);

　　Result[1] = (unsigned char) ((tep >> 8) & 0xFF);

　　((void (*)(void)) (0×0012))();

　　}

　　虚拟机代码片段：

　　if (Sys.PC == 0×0012) {

　　INT16U methodID = ((INT16U) GetExRam(VM_FUN_CALL_ADDR) | ((INT16U) GetExRam(VM_FUN_CALL_ADDR+1) << 8));

　　unsigned char *ipara = (unsigned char *) GetExRamAddr(VM_SHARE_ADDR);

　　RET_DEFINE retdata = CallExternalFunc(methodID, ipara, pVmEvn);

　　}

　　Code区

　　存放可执行代码。

　　更多细节，请前往代码仓库 github： https://github.com/SoyPay/dacrs