如何在字节码解释器中实现动态类型

Question

我正在为动态类型语言制作字节码解释器。例如这个表达式:

2 + 3

将创建以下类似程序集的输出(稍后编译为字节码):

iconst reg1, 2 ; Put integer 2 to register 1
iconst reg2, 3 ; Put integer 3 to register 2
iadd reg3, reg1, reg2 ; Add the 2 as integers from reg1 and 2 and put it into reg3

另一个例子是:

1 + 3.2

输出:

iconst reg1, 1
itof reg2, reg1 ; Convert integer to float and put it into reg2
fconst reg3, reg2
fadd reg4, reg2, reg3

所以每个类型都有它自己的操作符(fadd, iadd，可能还有sadd…)这意味着我需要知道编译类型的类型。这不是一个问题，直到我有一个函数调用:

function foo(x, y):
    return x + y

foo()可以用整数、浮点数甚至混合数来调用。所以我不能在编译时为它生成正确的字节码。最好怎么做，这样才不会影响速度。用所使用的参数类型来生成函数是一个好策略吗?如果这个被调用:

foo(2, 3.2)

它会生成类似foo@int,float()的东西。还是在运行时解决它更好?我能在不影响性能的情况下这样做吗?如何?lua是如何做到的呢?

对不起，如果这是一个重复，也许我需要工作我的谷歌搜索技能。

Answer 1

我可以想到几种方法来处理这个问题:

1 -记录foo(x, y)是如何被调用的，并记录不同的函数签名。这可能会变得复杂，因为foo(x, y)可能从bar(a, b)被调用，而bar(a, b)可能从baz(c, d)被调用，等等。

在您解析了整个程序，构建了AST，并遍历它以记录对foo(x, y)调用的所有唯一签名之后，为调用它的不同方式生成代码。

你可能有:

foo(int, int)
foo(float, int)

这告诉您需要两个唯一的foo(x, y)函数。

2 -将操作码设置为具有通用的add, sub, multi等操作码。然后，泛型操作码必须在运行时确定其操作数的类型并适当地执行。这将稍微慢一些，因为操作码现在必须检查操作数的类型，并在此基础上进行分支。

3 -正如您所推测的，在实际调用函数之前不要生成函数代码。这将稍微慢一些，但只是在第一次调用上述函数时。与(1)一样，您仍然需要支持多个唯一的函数签名，因此仍然需要一些簿记。

我希望这对你有帮助!