Часть 2. Иллюзорный автомобиль

Чуть менее, чем все виртуальные машины, которые я встречал и делал, были стековыми или регистровыми. В первом случае у нас есть некий стек значений, в него можно складывать всякие константы, а разные операции берут из него значения, проводят над ними какие-то действия, и результат кладут вместо взятых. При этом большинство команд в байткоде не имеют аргументов, т.к. их аргументы уже лежат на стеке, будучи положены туда другими командами. Соответственно, даже простые действия представляются целой серией операций (положить в стек один аргумент, положить другой, совершить действие...), и все время туда-сюда изменяется stack pointer, в простейшем случае - индекс в массиве. В случае регистровых ВМ у нас есть массив регистров, а у команд есть аргументы, указывающие из каких регистров брать исходные значения и куда сохранять результат операции. Количество операций, необходимых для совершения тех же действий, у регистровой ВМ меньше, но если мы хотим иметь вызовы функций, особенно рекурсивных, то возникают отдельные сложности - нужно или сохранять нужные регистры на стеке, или иметь целый стек регистровых массивов.

Виртуальная машина, которая использовалась у меня до этого момента, и в код которой компилился тот DSEL на Руби, была регистровой, причем вообще без стека. Все функции там инлайнились, а рекурсивные функции не поддерживались. Выделением памяти она тоже не занималась - все необходимые буферы должны были быть выделены вызывающей программой и переданы через регистры. Такие ограничения создавали ряд неудобств, поэтому было решено, что в LeoVM нужен какой-то стек и какое-то управление памятью. ( Read more... )