Question

我听过Ron Garret的Google演讲（http://www.youtube.com/watch?v=_gZK0tW8EhQ）并阅读了论文（http://www.flownet.com/gat/jpl-lisp.html），但我不明白它如何“纠正”所谓的运行代码REPL。 DS-1运行的Lisp代码是某种虚拟机吗？还是它在REPL的现实世界中“活着”？或者Lisp代码是一个可替换的可执行文件？当您通过REPL动态更改运行的Lisp代码时到底发生了什么？

Answer 1

虽然大多数程序是作为可执行文件构建和分发的，只包含运行程序所必需的组件，但Lisp可以作为一个图像分发，不仅包含特定程序的组件，还包含大部分或全部的Lisp运行时和开发环境。

REPL是提供对正在运行的Lisp环境的交互式访问的典型机制。 REPL，Read和Eval的两个关键组件暴露了Lisp运行时系统的大部分内容。例如，今天许多Lisp系统通过编译提供的表单（由Reader读取），将表单编译为机器代码，然后执行结果来实现Eval。这与解释表格形成对比。有些系统，特别是过去，包含一个快速执行并适合交互式访问的解释器，以及一个生成更好代码的编译器。但现代系统足够快，编译器阶段不明显，只是放弃了解释器。

当然，你今天可以做类似的事情。一个简单的例子是将SSH运行到托管PHP的Linux机器上。您的PHP服务器已启动并正常运行，提供页面和请求。但是你通过SSH登录，检查并修复一个PHP文件，一旦保存该文件，所有用户都会实时看到新结果 - 系统会动态更新。

PHP运行在Linux运行时与运行在Lisp运行时的Lisp这一事实是一个细节。效果是一样的。 PHP未编译的事实也是一个细节。例如，您可以在Java服务器上执行相同的操作：修改JSP，保存它，并将JSP作为Java源代码转换为Servlet，然后由Java运行时动态编译，然后加载到执行容器，替换旧代码。

Lisps执行此操作的能力非常好，而且它在当天很有意思。今天，它不那么重要，因为有不同的系统提供类似的功能。

附录：

不，Lisp不是虚拟机，没有必要让它复杂化。

概念的关键是动态调度。使用动态调度时，在调用函数之前会涉及一些查找。

在像C这样的静态语言中，一旦链接器和加载器完成处理可执行文件以准备开始执行，事物的位置几乎是一成不变的。

所以，在C中你有一些简单的东西：

int add(int i) {
    return i + 1;
}

void main() {
    add(1);
}

在编译和链接并加载程序之后，add函数的地址将被设置为石头，因此引用该函数的东西将确切地知道在哪里找到它。

所以，在汇编语言中:(注意这是一种人为的汇编语言）

add:    pop r1   ; pop R1 from the stack, loading the i parameter
        add r1, 1; Add 1 to the parameter.
        push r1  ; push result of function call
        rts      ; return from subroutine

main:   push 1   ; Push parameter to function
        call add ; call function
        pop r1   ; gather (and ignore) the result

因此，您可以在此处看到add已修复到位。

在像Lisp这样的东西中，函数是间接引用的。

int add(int i) {
    return i + 1;
}

int *add_ptr() = &add;

void main() {
    *(add_ptr)(1);
}

在装配中，你得到：

add:    pop r1   ; pop R1 from the stack, loading the i parameter
        add r1, 1; Add 1 to the parameter.
        push r1  ; push result of function call
        rts      ; return from subroutine

add_ptr: dw add  ; put the address of the add routine in add_ptr

main:   push 1   ; Push parameter to function
        mov r1, add_ptr ; Put the contents of add_ptr into R1
        call (r1) ; call function indirectly through R1
        pop r1   ; gather (and ignore) the result

现在，您可以在此处看到，不是直接调用add，而是通过add_ptr间接调用它。在Lisp运行时，它具有编译新代码的能力，当发生这种情况时，add_ptr将被覆盖以指向新编译的代码。您可以看到main中的代码永远不必更改，它将调用add_ptr指向的任何函数。

由于Lisp中的大多数函数都是通过符号间接引用的，因此很多可以在正在运行的系统“后面”进行更改，并且系统将继续运行。

当重新编译一个函数时，旧的函数代码（假设没有其他引用）符合垃圾收集的条件，并且通常会最终消失。

您还可以看到，当系统被垃圾收集时，任何移动的代码（例如add函数的代码）都可以被运行时移动，并且它的新位置在add_ptr更新了所以系统将在代码之后继续运行并由垃圾收集器重新定位。

所以，关键是，通过一些查找机制调用你的函数。这样可以为您提供很大的灵活性。

注意，您也可以这样做，例如运行C系统。您可以将代码放入动态库中，加载库，执行代码，如果需要，您可以构建一个新的动态库，关闭旧的动态库，打开新的动态库，然后调用新代码 - 所有这些都在“运行“系统。动态库接口提供隔离代码的查找机制。

在JPL的DS-1上，Lisp REPL究竟发生了什么？

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