Atitit.虚拟机与指令系统的设计
Atitit.虚拟机与指令系统的设计
1. 两种计算模型 ,堆栈机和状态机(基于寄存器的虚拟机
有了上面的基础只是,我们就知道,堆栈机和状态机不过是两种不同的图灵完整的计算模型而已。
1.1.1. 堆栈机
所谓堆栈机,就是计算机的状态是存在于堆栈之中,通过对堆栈中的元素进行运算和调整,来实现计算功能的计算机。
例如,要进行一个1+2的加法运算,那么就:
操作 |
堆栈状态 |
初始状态 |
|
将1压入栈中 |
1 |
将2压入栈中 |
1, 2 |
调用加法运算 |
3 |
其典型代表就是Python的虚拟机,代码如下:
push 1push 2
Add
作者:: 绰号:老哇的爪子 ( 全名::Attilax Akbar Al Rapanui 阿提拉克斯 阿克巴 阿尔 拉帕努伊 ) 汉字名:艾龙, EMAIL:1466519819@qq.com
转载请注明来源: http://www.cnblogs.com/attilax/
1.1.2. 状态机
状态机的基本原理就在于,它可以有有限种状态,指令能够让它在不同的状态之间进行转换。
听起来很抽象?
但其实,我们大部分写代码的时候都是对状态机编程,比如c代码:
int a = 1;int b = 2;int c = a + b;
其实这个状态机有2^96种状态(假设int是32位的),因为变量a有2^32种状态(-2147483648~2147483647),b、c亦然。
操作 |
a的状态 |
b的状态 |
c的状态 |
初始状态 |
0 |
0 |
0 |
a=1 |
1 |
0 |
0 |
b=2 |
1 |
2 |
0 |
c=a+b |
1 |
2 |
3 |
典型代表就是Lua的虚拟机,应的代码就是:
loadk 0 1
loadk 1 2
add 2 0 1
意思就是:
register[0] = 1register[1] = 2register[2] = register[0] + register[1]
2. 为什么状态机比堆栈机快呢?
既然他们是图灵等价的,那大家一定会很疑惑,为何状态机比堆栈机快呢?
那么我们要深入到虚拟机内部,看看这些指令都是怎么实现的。
为了便于大家理解,我所有的代码都不是vm中的实际代码,而是伪代码。
首先来看看堆栈机:
switch(op) {case PUSH:
STACK_ADJ(1);
STACK_TOP = oprand;
break;case ADD:
STACK_SECOND = STACK_TOP + STACK_SECOND;
STACK_ADJ(-1);
break;
}
我们可以看到,大部分情况下,执行一条指令,除了原始的赋值操作外,还需要调整堆栈的栈顶指针(那些STACK_ADJ宏定义),再看看状态机的实现:
switch(op) {case LOADK:
REGISTER[oprand0] = oprand1;
break;case ADD:
REGISTER[oprand0] = REGISTER[oprand1] + REGISTER[oprand2];
break;
}
大家可以看到,在执行大部分指令时,状态机虚拟机会比堆栈机要少一次调整堆栈的操作,这对性能会有很明显的影响。
当然这也主要适用于Interpreting的情况,在Jit的情况下,会有很多深度优化,从而使得堆栈机的性能也能和状态机一样。
2.1. Stack based vm的指令 范例
一般都是在当前stack中获取和保存操作数的。比如一个简单的加法赋值运算:a=b+c,对于stack based vm,一般会被转化成如下的指令:
[plain] view plain copy print?
1. push b; // 将变量b的值压入stack
2. push c; // 将变量c的值压入stack
3. add; // 将stack顶部的两个值弹出后相加,将结果压入stack
4. mov a; // 将stack顶部结果放到a中
3. 参考
高效动态语言虚拟机的设计(二) – 堆栈机vs状态机 - 推酷.htm
Atitit.虚拟机与指令系统的设计的更多相关文章
- Atitit截屏功能的设计解决方案
Atitit截屏功能的设计解决方案 自己实现.... 使用快捷键.. 弹出自己的win,,背景是屏幕快照 点击鼠标光标变成十字状态 出现截屏窗口调整截屏窗口位置与大小 释放鼠标,三个btn,, 复制 ...
- Atitit.在线充值功能的设计
Atitit.在线充值功能的设计 1. 流程1 2. Js sdk api 增加订单1 3. Java api 返回servlet处理1 3.1. 返回网址的本地host测试2 1. 流程 本地增 ...
- Atitit.导出excel功能的设计 与解决方案
Atitit.导出excel功能的设计 与解决方案 1.1. 项目起源于背景1 1.2. Js jquery方案(推荐)jquery.table2excel1 1.3. 服务器方案2 1.4. 详细 ...
- Atitit.数据操作dsl 的设计 ---linq 方案
Atitit.数据操作dsl 的设计 ---linq 方案 1.1. sql与api方式1 1.2. Linq方案与stream方案的选择,1 1.3. 前缀表达式 vs 中缀表达式1 1.4. 要不 ...
- Atitit.request http乱码的设计防止 检测与解决最近实践p825 attilax总结.doc
Atitit.request http乱码的设计防止 检测与解决最近实践p825 attilax总结.doc 1 浏览器判断一个页面的编码有俩个途径, 一种是通过HTTP响应头, 一个是通过meta: ...
- Atitit 插件机制原理与设计微内核 c# java 的实现attilax总结
Atitit 插件机制原理与设计微内核 c# java 的实现attilax总结 1. 微内核与插件的优点1 2. 插件的注册与使用2 2.1. Ioc容器中注册插件2 2.2. 启动器微内核启动3 ...
- atitit.系统架构图 的设计 与工具 attilax总结
atitit.系统架构图 的设计 与工具 attilax总结 1. 架构图的4个版式(标准,(左右)悬挂1 2. 架构图的层次结构(下属,同事,助手)1 3. wps ppt1 4. 使用EDraw画 ...
- atitit.session的原理以及设计 java php实现的异同
atitit.session的原理以及设计 java php实现的异同 1. session的保存:java在内存中,php脚本因为不能常驻内存,所以在文件中 1 2. php的session机制 1 ...
- Atitit 文件上传 架构设计 实现机制 解决方案 实践java php c#.net js javascript c++ python
Atitit 文件上传 架构设计 实现机制 解决方案 实践java php c#.net js javascript c++ python 1. 上传的几点要求2 1.1. 本地预览2 1.2 ...
随机推荐
- ubuntu 16.04.1 LTS 初始化
gcc环境------------------sudo apt-get update && \sudo apt-get install build-essential software ...
- ( 转 ) .net 操作 JWT
GitHub: https://github.com/jwt-dotnet/jwt 1.JWT定义 JWT(Json Web Token)是一种用于双方之间传递安全信息的简洁的.URL安全的表述性声明 ...
- Python 升级3.6
首先:更新gcc,因为gcc版本太老会导致新版本python包编译不成功代码如下:#yum -y install gcc 然后下载python源tar包 可利用linux自带下载工具wget下载,如下 ...
- 上传ipa文件时报错 Your account already has a valid iOS distribution certificate
这个问题是因为你本机的生产证书是在别人的电脑上创建的,所以才会提示你已经有一个有效的生产证书,但是没有安装到本地:
- CSS:超出省略三部曲
overflow:hidden; 超出隐藏 white-space:nowrap; 不让换行,直到<br /> text-overflow:ellipsis; 超出显示省略号... ...
- YUV12(420) (from)to RGB24
直接上代码 #include <opencv2/opencv.hpp> #include <stdio.h> #define min(a,b) ((a<b)?a:b) # ...
- x-forwarded-for之深度挖掘
如今利用nginx做负载均衡的实例已经很多了,针对不同的应用场合,还有很多需要注意的地方,本文要说的就是在通过CDN 后到达nginx做负载均衡时请求头中的X-Forwarded-For项到底发生了什 ...
- netty handlers模式
netty的handler模式真的挺方便的,可以像插件一样随意的插入自己新增的功能而不用队系统进行大的变动. 下面我们来看一下这个模式是如何实现和运行的. 待续...
- 转:从零开始做app需要做的事情列表
https://qdan.me/list/VaXl7N8emfv1ayWg 从零开始做App的Bootstrap 做一个App,需要很多东西. 不定期更新. 团队 工欲善其事,必先利其器. 需求管理 ...
- 使用网桥模式(bridge networking mode)配置KVM-QUME虚拟机网络
(1)linux要工作在网桥模式,所以必须安装两个RPM包.即:bridge-utils和tunctl.它们提供所需的brctl.tunctl命令行工具.能够使用yum在线安装: [root@serv ...