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如果能够做完语义分析，得到带类型的AST，或者更接近于虚拟机字节码的结构，那么你离整个编译器的“落成”就不远了！

在这个步骤，你可以直接操作byte数组，也可以使用第三方的中间结构，也可以使用字节码类库。

当然，最直接的当然是字节码库了，例如大名鼎鼎的ASM。

#ASM ASM库很小，但是功能非常完善。所有的属性都有一套封装来支持，栈的大小，StackMapTable的计算做的都很好。当然也有不好的地方，如果你给出的指令有问题它也不会报错，有时候计算StackMapTable时会抛出IndexOutOfBoundsException，让人摸不着头脑。而且，mvn中下载的是压缩版本，报错不带行数，也没有源码参考。用maven之类的进行管理时还可能出现依赖冲突。

所以正确的做法是像Spring一样，对它做一个repackaging，其实就是保留版权信息，然后把源代码直接往项目里放，包名调整一下。比如我这么做。

字节码的生成本质上几个循环就可以搞定了。 对类型需要类型名称，修饰符，父类，接口，注解。 各字段，需要名称，descriptor，注解。 构造方法(<init>)，普通方法，static块方法（<clinit>），它们需要名称，descriptor，注解。相比较语法语义分析来说这一步实在是太简单了。

这里介绍一下ASM库的组成吧。

ASM库主要由各个Visitor构成。而Visitor都是abstract的类型，我们实际需要用到的是Writer。

• 类 ClassWriter
• 注解 AnnotationWriter
• 字段 FieldWriter
• 方法 MethodWriter

其中，只有ClassWriter是需要手动构造的，其他几个都是可以通过方法调用来获取的。

new ClassWriter(ClassWriter.COMPUTE_FRAMES)

建议参数中的COMPUTE_MAXS不要加上。因为栈的弹出 我们需要在字节码生成步骤手动完成（当然，这取决于你的语义分析输出，我的输出是基本不带POP的，因为POP可以很自然的由当前栈深度分析出来，只有明确需要POP的地方才在语义分析中加上）。
比方说这样一条语句(Integer.valueOf(1))，它将返回一个Integer类型的值。但是这个值没有被变量或者字段接收，所以需要将其pop掉。这时可以分析出当前栈深度为1，需要pop一次。于是在此加入一个pop，并将当前栈深度减1。
实际上，要考虑的不仅仅是栈深度，还要考虑栈占用一个位置还是两个位置。比如double和long就会占用两个栈的位置，pop时不能用pop指令，而需要使用pop2。比如这里的实现，定义了一个结构来指定占用多少的栈深度，并合理的pop出去。
由于有了这个自动pop的机制，栈最大深度也可以顺便做出来，不必使用自动计算的最大深度了。

#生成器 在字节码生成中，我定义了这样几个工具方法，来使代码逻辑更明确

• int acc(List<SModifier> modifiers) 用来获取Modifier
• String typeToDesc(STypeDef type) 用来获取类型的descriptor
• String typeToInternalName(STypeDef type) 用来获取internal name
• String methodDesc(STypeDef returnType, List<STypeDef> parameters) 用来获取方法的descriptor

这些东西经常需要获取，所以单独拎出来实现一下。

对于字段、方法、注解等结构自然也是各管各的分开实现：

• void buildStatic(ClassWriter classWriter, List<Instruction> staticIns, List<ExceptionTable> exceptionTable) static块
• void buildConstructor(ClassWriter classWriter, List<SConstructorDef> constructors) 构造函数
• void buildField(ClassWriter classWriter, List<SFieldDef> fields) 字段
• void buildMethod(ClassWriter classWriter, List<SMethodDef> methods) 方法
• void buildParameter(MethodVisitor methodVisitor, List<SParameter> params) 参数
• void buildAnnotation(AnnotationVisitor annotationVisitor, SAnno anno) 注解

其中buildAnnotation经常被调用，因为不管是类，字段还是方法，都可能会有注解，甚至注解中还可以包含注解。所以上述这几个方法内部都有buildAnnotation的调用。

#指令 我实现的语义分析输出的指令与字节码非常接近，所以对每一个指令加一个if分支，并调用对应的方法构造指令即可。

ASM将指令依据调用所需操作数（不是栈内操作数）进行了分类。

• void visitInsn(int opcode) 不带任何操作数的指令
• void visitIntInsn(int opcode, int operand) 只带一个整数作为操作数的指令
• void visitVarInsn(int opcode, int var) 与局部变量相关的指令
• void visitTypeInsn(int opcode, String type) 接收一个internal name的指令
• void visitFieldInsn(int opcode, String owner, String name, String desc) 接收一个字段的指令。字段由类型/名称/descriptor表示
• void visitMethodInsn(int opcode, String owner, String name, String desc, boolean itf) 接收一个方法的指令。方法由类型/名称/descriptor/是否为接口方法 表示
• void visitInvokeDynamicInsn(String name, String desc, Handle bsm, Object... bsmArgs) InvokeDynamic特有指令
• void visitJumpInsn(int opcode, Label label) 跳转指令
• void visitLdcInsn(Object cst) 取常量池指令。这里的参数会自动加到常量池中去。

到此，整个编译器主体已经完成（因为是JVM语言，所以编译目标到字节码即可）。然而，接下来要做的工作还有很多，Evaluator，REPL，编译器交互，语法高亮，ide支持等。不过至少最困难的部分终于结束了！

下一篇说说Evaluator和REPL怎么实现～

最后，希望看官能够关注我的编译器哦～Latte