CayBC 字节码格式

Cavvy 字节码格式（CayBC）是一种专为 Cavvy 语言设计的二进制中间表示格式。它支持 JIT 和 AOT 编译，并提供混淆能力。

概述

CayBC 字节码系统位于 src/bytecode/，由 7 个模块组成：

BytecodeModule（mod.rs）

BytecodeModule 是 CayBC 的顶层容器，包含：

• 常量池（ConstantPool） — 所有常量的索引表
• 类定义 — 类的字段、方法、接口实现
• 方法体 — 字节码指令序列
• 元数据 — 版本号、源文件名、调试信息

常量池（constant_pool.rs）

JVM 风格的常量池，支持以下常量类型：

常量池使用整数索引访问（从 1 开始，类似 JVM 规范）。

指令集（instructions.rs）

CayBC 定义 100+ 操作码（Opcode 枚举），按功能分类：

加载和存储

算术运算

类型转换

I2L, L2I, F2D, D2F, I2B, I2C, I2S 等

对象操作

栈操作

控制流

方法调用

返回

Return, IReturn, LReturn, FReturn, DReturn, AReturn

JIT/AOT 编译（jit.rs）

JitOptions 结构体控制编译行为：

#![allow(unused)]
fn main() {
struct JitOptions {
    optimization_level: u8,    // 0-3
    dump_ir: bool,             // 是否输出 IR
    dump_asm: bool,            // 是否输出汇编
    verbose: bool,
}
}

jit_to_exe() 函数将 BytecodeModule 编译为可执行文件。

链接器（linker.rs）

LinkerConfig 支持自动链接检测：

• 自动检测依赖的本地库
• 根据目标平台选择正确的链接器
• 支持静态链接和动态链接

序列化格式（serializer.rs）

二进制文件结构

[魔数]        CAY\x01        (4 字节)
[版本号]      主版本:u16 + 次版本:u16  (4 字节)
[常量池]      ConstantPool 序列化
[类定义]      类、字段、方法定义
[字节码]      方法指令序列
[元数据]      调试信息等
[校验和]      CRC32          (4 字节)

魔数

所有 CayBC 文件以 0xCA 0x59 0x01（ASCII “CAY” + 版本 1）开头。

混淆器（obfuscator.rs）

BytecodeObfuscator 提供四种混淆技术：

混淆级别

使用方法

# 生成字节码
cay-bcgen input.cay -o output.caybc

# 带混淆生成
cay-bcgen input.cay --obfuscate --obfuscation-level 2 -o obfuscated.caybc

# 查看字节码信息
cay-bcgen input.cay --verbose

与 JVM 字节码的对比