解释器模型

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解释器模型

抽象对象

硬件设备，比如处理器、磁盘控制器、显示器等
软件，比如浏览器、Java字节码等

构成

只有3部分组成，

• 指令引用：指向程序的下一条指令的地址；

• 指令库：解释器可以执行的所有操作的集合；

• 环境引用：本质是一种状态，基于此状态，解释器执行当前的指令；

工作原理

正常执行

当没有中断发生时，解释器是顺序执行程序的。

步骤1，使用环境引用确定当前所处状态；
步骤2，根据指令引用确定要执行的指令；
步骤3，执行第二步中找到的指令对应的操作；
步骤4，取下一个指令，重复步骤1、2、3；

步骤3中的执行的操作：使用和修改当前环境的数据；更新指令引用等；

异常处理

当中断事件发生时，由中断事件提供下一条指令；
接下来，中断处理程序接管控制器，开始处理中断事件；
解释器要修改环境引用为中断处理程序的环境引用；

多个解释器执行是异步的
由于多个解释器是异步的，表示这些解释器运行在单独的、没有协调的时钟上，所以
这些解释器以不同的速率执行程序。

在处理读写一致性和原子性问题时，都会假设多个解释器是异步执行的。

实现示例：处理器

处理器的构成

• 指令引用：程序计数器
  程序计数器：记录的是当前程序的下一个执行的存储位置的地址；值存储在寄存器中；

• 环境引用：
  内置的多个寄存器；
  如果处理器中存在指令或者引用直接引用存储器地址的，
  那么存储器也是处理器的环境引用的一部分；且这些地址必须是固定的，不能改变，否则程序执行就会出问题；
  如果处理器都是通过一个或者多个寄存器来间接引用存储器的地址的，
  则处理器执行产生的地址就可以指向存储器地址空间的不同位置；

• 指令集
  计算指令，比如ADD/SUB/CMP/JMP等
  移动数据指令，比如LOAD/STORE

处理器的用途

有了指令引用、指令集、环境引用后，处理器可以实现哪些功能？

• 函数调用

• 中断处理

处理器是如何实现函数调用的？尤其是递归调用？

处理器是如何实现中断的？