Language agnostic 为什么基于寄存器的虚拟机优于基于堆栈的虚拟机？

为什么基于寄存器的虚拟机优于基于堆栈的虚拟机

具体而言，在中，设计师解释了注册机的好处：

[…]高级语言中的许多程序都由嵌套的函数和方法调用组成，有时使用词法变量来保存中间结果。在非JIT设置下，基于堆栈的VM将弹出并多次推送相同的操作数，而基于寄存器的VM只需分配适当数量的寄存器并对其进行操作，这可以显著减少操作量和CPU时间

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但是为什么要多次推送相同的操作数？

它们似乎描述了一个VM，它按照语言设计中的描述执行代码，一个字节码一个字节码地执行，而无需编译或优化。在这种情况下，这是真的。考虑代码执行如下操作，例如：

x = first(a,b,c)
y = second(a,b,c)
third(y,x)

使用基于寄存器的系统，您可以简单地将参数放在期望的任何位置（如果可以使用寄存器传递参数）。如果所有寄存器都是“全局”的，而不是每个函数（或者至少在弹出调用堆栈时恢复），则在调用

第一个

和

第二个

之间可能不需要执行任何操作

如果你有一个基于堆栈的虚拟机，你最终会得到类似的东西（希望你有

swap

）：

此外，如果计算重用相同变量的数学表达式，则可能需要执行以下操作：

push a
push b
add
push a
push c
add
add

而不是（假设存在寄存器a、b、c，并且您可以销毁b和c的内容）：

这样可以避免还原

a

，而在第一种情况下，这需要在单独的推送中完成

再说一遍，我只是在猜测这些例子，也许它们是指其他情况…

可能的重复

push a
push b
add
push a
push c
add
add

add b, a
add c, a
add b, c # result in b