如何处理字节码和基于堆栈的虚拟机中的结构变量？

Question

我正在编写一个编译器，它编译一种语言，该语言具有与C相似的概念到字节代码，然后由相应的基于堆栈的VM解释。我现在陷入困境，如何编译结构，例如

struct my_struct_s {
   int    anInt;
   char*  aString;
} my_struct_t;

/* ... */
my_struct_t my_struct_var;

我应该在哪里将my_struct_var最好放在字节码中？ C编译器如何处理这些东西？稍后，VM还必须处理表示此struct var所需的内存，因为它应该是可写和可重写的。

你会把这种变量放在哪里？在堆栈上？只需将此var的内存地址放入堆栈中即可？

谢谢， 纳斯

Answer 1

在将C编译为更高级语言时，困难的部分是处理指针。

如果你不关心这一点，事情会容易得多。我只是将结构编译为具有给定字段的类。只要您正常使用结构，即显式获取和设置字段，这将起作用。您无需担心分配内存或放置地址的位置，JVM会自动处理所有内容。

如果您使用指向该字段成员的指针，则问题会更严重。我能想到的两种方法是将内存表示为一个巨大的字节数组，并在运行时手动解释值（非常慢）或用代码替换指针以获取或设置适当的字段（希望不要太慢，特别是因为invokedynamic允许你做类似的东西）。

编辑：我假设您的目标是上面的JVM。 CIL更好，因为它具有显式的结构变量并支持不安全的内存访问。

Answer 2

我认为结构是与胶带粘在一起的变量集合。如果struct foo包含字段x和y，则声明类型为foo的变量，字段或参数应基本上声明名为{{1的变量，字段或参数}和foo___x。事情变得棘手的唯一地方是数组或byrefs。如果希望处理这些，则必须能够创建任意大小的数组元素，访问数组元素和带位移的byrefs。处理这些将需要能够使数组的元素具有任意大小，并且需要能够在解除引用数组元素或byref时应用位移。此外，如果代码对结构采用byref，则必须确保其存储位置始终以相同的方式排列;最有可能的意思是，如果某些参数作为寄存器传递，结构必须始终完全作为寄存器传递或完全传递到堆栈上。如果在一个或多个寄存器中将值参数传递给稍后将其作为byref传递的代码，则必须将该值复制到堆栈中;无论参数是结构还是原语，都是必要的。