Bytecode VM Design Skill
Opcode 인코딩
1바이트 opcode + 0~2바이트 오퍼랜드
예: OP_CONST 0x05 → [0x01, 0x05] (2바이트)
OP_ADD → [0x10] (1바이트)
OP_JUMP 0x00FF → [0x20, 0x00, 0xFF] (3바이트)
스택 기반 실행 모델
예: (10 + 3) * 2
OP_CONST 10 stack: [10]
OP_CONST 3 stack: [10, 3]
OP_ADD stack: [13]
OP_CONST 2 stack: [13, 2]
OP_MUL stack: [26]
클로저 & Upvalue 메커니즘
fn outer() {
let x = 10; // 로컬 변수 (스택)
fn inner() {
return x; // upvalue로 캡처
}
return inner; // outer 종료 후에도 x 접근 가능해야 함
}
// 컴파일 시:
// inner의 upvalue 목록: [{ index: 0, isLocal: true }]
//
// 런타임:
// inner가 생성될 때 outer의 스택 슬롯 0을 가리키는 ObjUpvalue 생성
// outer가 반환될 때 ObjUpvalue를 "close" → 스택에서 힙으로 값 이동
VM 메인 루프 패턴
run() {
while (true) {
const op = this.readByte();
switch (op) {
case OP_CONST:
this.push(this.readConstant());
break;
case OP_ADD: {
const b = this.pop();
const a = this.pop();
this.push(a + b);
break;
}
case OP_RETURN: {
const result = this.pop();
this.callFrames.pop();
if (this.callFrames.length === 0) return result;
this.push(result);
break;
}
// ...
}
}
}
컴파일 패턴: if-else
// if (cond) { then } else { alt }
compileIf(node) {
this.compile(node.condition);
const jumpToElse = this.emitJump(OP_JUMP_IF_FALSE);
this.emit(OP_POP); // condition 제거
this.compile(node.thenBranch);
const jumpOverElse = this.emitJump(OP_JUMP);
this.patchJump(jumpToElse);
this.emit(OP_POP); // condition 제거
if (node.elseBranch) this.compile(node.elseBranch);
this.patchJump(jumpOverElse);
}
revfactory