Nova

Crafting Interpreters

• 실행을 위한 바이트 코드를 순서대로 메모리에 저장한다.
• 상수를 위해 별도의 constant pool을 둔다.
  • bytecode 뒤에 상수의 인덱스를 둔다.
  • 바이트코드 해석시 인덱스를 통해 상수의 값을 찾는다.
  • 예를 들어 바이트 코드가 'OP_CONSTANT 0' 이라면 상수 풀의 인덱스 0인 곳에서 값을 가져온다.
• line number 저장
  • 바이트 코드와 같은 크기의 메모리를 할당
  • 바이트 코드와 같은 위치에 line number를 저장
  • 에러가 나거나 디버그용으로 사용
• VM은 바이트 코드를 순서대로 하나하나씩 실행한다.
  • switch 문의 개선: Faster interpreters in Go: Catching up with C++
• stack 기반으로 바이트코드 해석
  • 예를 들어 3 + 2 가 있으면 3을 스택에 넣고, 다음에 2를 스택에 넣고, 다음에 +를 계산하기 위해 스택에서 값 2개를 pop 한 후에 +를 한 후 결과를 다시 스택에 넣는다.
  • 바이트코드는 [OP_CONSTANT(3), OP_CONSTANT(2), OP_ADD(+)]의 순서로 실행된다.
• scanner
  • 참고할 함수: advance, match, peek, peekNext
  • peek, peekNext는 no consume 함수이다.
  • match는 매치가 될 때만 consume한다.
  • 예약어인지 확인을 위해 trie를 사용한다.
    • 키워드에 따라 어떤 키워드는 첫 character를 보고, 나머지를 한번에 비교하기도 하고,
    • 어떤 키워드는 첫 character를 보고, 두번째 character를 보고, 그리고 나머지를 한번에 비교하기도 한다.
    • 첫번째 또는 두번째 character를 보는 것만으로 빠르게 예약어인지 아닌지를 찾을 수 있다.
• panic mode
  • 파싱중에 에러 발생하면 panicMode를 true로 설정
  • panicMode가 true이면 에러를 화면에 프린트 하지 않는다.
  • synchronization point(statement boundaries)에 이르면 panic mode를 false로 설정한다.
• Value
  • 값의 타입을 설명하는 ValueType과 실제 값으로 이루어져 있다.
  • 실제 값은 타입에 따라 크기가 다르므로 union으로 구성한다.
  • string, instance, function 같은 값들은 union 안에 직접 들어가지 않고 힙 메모리에 대한 포인터(Obj)로 구성한다.
    • Obj는 타입을 포함하고 있다.
    • String의 경우는 ObjString이 되고, 이의 앞부분이 Obj이다.
    • 예: Obj의 타입을 보고 String이면 ObjString으로 변환
• OP_FALSE, OP_TRUE, OP_NIL이 별도로 있는 이유
  • 특정 값에 대한 전용 연산을 두면 더 빠르게 동작할 수 있다.
• Obj는 object list를 연결하기 위한 next 포인터를 포함하고 있다.
  • 가비지 콜렉터는 이 object list의 head로부터 출발하여 끝까지 순회해서 어떤 메모리가 접근 가능한지를 알 수 있다.
  • vm에 이 object list의 head를 포함하여 가비지 콜렉터가 root로 사용할 수 있도록 한다.
• ObjString은 string의 hash를 내부에 저장하고 있는다.
  • 스트링을 생성할 때마다 해시 테이블에 스트링을 저장
  • 중복된 스트링을 만나면 새로 메모리를 할당하지 않고 해시 테이블에 있는 스트링을 사용한다.(String Interning)
• Global Variables
  • 전역변수를 저장하는 테이블
  • OP_DEFINE_GLOBAL
    • 전역 변수 이름: 파라메터로 constant table의 index
    • 전역 변수의 값은 스택에 저장되어 있다.
    • 이 두개를 가지고 변수의 이름과 값을 전역 변수를 저장하는 테이블에 넣는다.
  • OP_GET_GLOBAL
    • 전역 변수 이름: 파라메터로 constant table의 index
    • 이름으로부터 테이블에서 값을 가져와서 스택에 넣는다.
  • OP_SET_GLOBAL
    • 변수 뒤에 = 이 있는 경우는 OP_GET_GLOBAL이 아닌 값을 할당하는 것으로 처리한다.
    • 전역 변수 이름: 파라메터로 constant table의 index
    • 전역 변수의 값: 스택에 저장
    • 상수 인덱스로부터 이름을, 스택에서 값을 가져와서 테이블에 저장한다.
• Local Variables
  • 로컬 변수는 전역 변수처럼 이름으로 참조되지 않고, stack의 index로 참조된다.
  • stack의 index 위치에 값이 저장되어 있다.
  • 현재 Compiler의 locals 에 변수 이름 저장
  • 로컬 변수는 스택에 있으므로 block을 나갈 때 block scope의 변수들을 스택에서 제거(pop)해줘야 한다.
  • OP_GET_LOCAL: 변수가 저장되어 있는 스택의 index를 param으로 갖는다.
  • OP_SET_LOCAL: 스택의 top에서 값을 가져와서 stack의 index 위치에 저장한다.