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2026-08-16 12:26:59 UTC

yfaming on Nostr: 看完了 Crafting Interpreters 第 15 章,A Virtual Machine。 ...

看完了 Crafting Interpreters 第 15 章,A Virtual Machine。

这一章实现了一个基于栈的虚拟机(stack-based virtual machine)。
基于栈的虚拟机,是虚拟机的两大主流架构之一,另一种是基于寄存器的虚拟机。CPython、JVM、WebAssembly 是基于栈的;而 Lua、Android 的 Dalvik、Linux 的 BPF 则是基于寄存器的。

基于栈的虚拟机,初看有些神秘,但其实非常简单。

顾名思义,它有一个栈保存运行时的状态。大部分指令默认从栈上取操作数(operand),并将计算结果保存到栈上。(这使得基于栈的虚拟机的字节码指令非常紧凑,因为不需要指定从哪里取数及存到哪里。)

具体到 clox 的虚拟机,VM struct,它有有一个栈,还有个 `ip` 指针,指向下一条指令。运行时,通过一个循环,不断从 ip 获取指令,然后通过一个 switch 语句进行指令分派,决定要执行的逻辑。

就这么简单。

这一章支持了 constant、return 及加减乘除指令,后续将不断扩展指令集,以及更重要的,将 Lox 代码编译为字节码指令。

接下来,开始 Crafting Interpreters 第二部分,用 C 实现的 Lox 字节码解释器 clox。
在第一部分,用 Java 实现的 tree-walk interpreter jlox 中,我们完整实现了 Lox 解释器,包括 scanner、parser、resolver、interpreter 等等。
但是,第一部分的解释器利用了 Java 语言的许多特性。
比如,Lox 的值,全部用 Java 的 Object 类型表示。
Lox 里的 return,用 Java 的异常来实现。
而 Java 自带 GC,所以 Lox 中对象的生命周期,我们也完全没考虑过。

在第二部分,我们将使用 C 语言实现解释器。C 比 Java 更加 low-level,它不支持 OOP,不支持异常和 GC。
因此,这几个问题,我们就需要在 C 里面手动处理了。
而且,第二部分我们实现的是字节码解释器。我们需要定义字节码,并在 parsing 将 ast 编译为字节码。


用不同语言实现同一门语言,但采用略有不同的技术,可以加深我们的理解,并学习 compiler/interpreter 领域的不同主题。