Ruby 2.x 源代码学习：解释器概述
前言
本文作为这一系列的开篇，简单介绍了 Ruby 解释器运行轨迹，为后续详细分析 Ruby 源代码提供一个纲领。
之所以选择学习 Ruby 源代码主要是出于：
Ruby 源代码主要使用 C 语言编写，不像 JVM 使用 C++，要看懂 JVM 首先得有相当的 C++ 功底
Ruby 解释器（CRuby）目前还没有实现 JIT，代码流程比较简单，清晰，利于学习一门语言以及虚拟机实现
相比于其它的动态脚本语言（Python），Ruby 的面向对象实现应该是比较纯正的，比较符合 Me 的口味
本系列的灵感来源于《Ruby原理剖析》这本著作，让一个 Java 技术栈的~从业者~有兴趣和勇气向大家分享这一系列^_-
Ruby 2.x 源代码学习：ubuntu 环境 下载，编译，调试 ruby 源代码
所有的伟大，源于一个勇敢的开始，把源代码下载下来，编译，调试/运行！Ruby 2.x 源代码学习：解释器概述
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解释器入口
代码片段省略掉 （万能的！！！）宏定义 和一些无关主干的细节（下同）
# main.c
int main(int argc, char **argv) {
ruby_init();
ruby_run_node(ruby_options(argc, argv));
}main 方法很干净简洁，不绕来绕去
初始化（ruby_init）
处理命令行参数，词法分析，语法分析（生成 AST），字节码生成（ruby_options）
解释执行（ruby_run_node）
虚拟机初始化
ruby_init 函数调用栈
ruby_init
ruby_setup
ruby_init_stack
Init_BareVM
Init_heap
Init_vm_objects
rb_call_inits
ruby_prog_init
GET_VM()->running = 1从名字能够大概猜出各个函数的功能，这里比较有意思的是 rb_call_inits 函数
它调用 Init_XXX 函数初始化 Ruby 内置的 Class（Array, Hash .etc）
#define CALL(n) {void Init_##n(void); Init_##n();}
void rb_call_inits(void) {
CALL(Method);
// other calls
CALL(Array);
// other calls
}词法分析，语法分析，中间代码生成
ruby_options 函数调用栈
ruby_options
ruby_process_options
process_options
rb_iseq_new_main
rb_iseq_new_with_opt
iseq_alloc
prepare_iseq_build
rb_iseq_compile_node
iseq_setup
iseq_translate
iseq_optimize
iseq_insns_unification
iseq_set_sequence_stackcaching
iseq_set_sequence以 iseq（instruction sequence）开头的函数基本上都是和 字节码处理相关的，几个重要的函数:
rb_iseq_new_main: 将 ruby 脚本加工成 rb_iseq_struct
iseq_optimize: 字节码优化
iseq_set_sequence: 将双向链表链接的字节码指令结构体编码为数组形式线性存储，方便虚拟机取指令
字节码解释执行
字节码定义
Ruby 源代码包下有个 insns.def 的 文件，在编译 Ruby 的时候会将该文件转化成 vm.inc 文件
下面是 insns.def 文件的一个片段，定义了 getlocal 指令，该指令用于从本地变量表中获取一个本地变量
/**
@c variable
@e Get local variable (pointed by `idx' and `level').
'level' indicates the nesting depth from the current block.
@j level, idx で指定されたローカル変数の値をスタックに置く。
level はブロックのネストレベルで、何段上かを示す。
*/
DEFINE_INSN
getlocal
(lindex_t idx, rb_num_t level)
()
(VALUE val)
{
int i, lev = (int)level;
const VALUE *ep = GET_EP();
/* optimized insns generated for level == (0|1) in defs/opt_operand.def */
for (i = 0; i < lev; i++) {
ep = GET_PREV_EP(ep);
}
val = *(ep - idx);
}解释执行
编译 Ruby 的时候可以在 vm_opts.h 头文件中打开 OPT_CALL_THREADED_CODE 开关
ruby_run_node 调用栈
ruby_run_node
ruby_exec_node
ruby_exec_internal
rb_iseq_eval_main
vm_exec
vm_exec_core我们直接来看 vm_exec_core 函数，和想象中的差不多，一个 while 循环
vm_exec_core(rb_thread_t *th, VALUE initial)
{
register rb_control_frame_t *reg_cfp = th->cfp;
while (1) {
reg_cfp = ((rb_insn_func_t) (*GET_PC()))(th, reg_cfp);
if (UNLIKELY(reg_cfp == 0)) {
break;
}
}
if (th->retval != Qundef) {
VALUE ret = th->retval;
th->retval = Qundef;
return ret;
}
else {
VALUE err = th->errinfo;
th->errinfo = Qnil;
return err;
}
}rb_control_frame_t 是对函数调用栈的抽象
rb_thread_t 是对线程的抽象
rb_insn_func_t 是 ruby 字节码指令处理函数，每条指令都对应一个处理函数
GET_PC 方法用于获取当前指令指针
字节码处理函数
vm_exec.h 中定义了几个用于申明字节码处理函数的 宏定义
#define LABEL(x) insn_func_##x
#define INSN_ENTRY(insn) \
static rb_control_frame_t * \
FUNC_FASTCALL(LABEL(insn))(rb_thread_t *th, rb_control_frame_t *reg_cfp) {
#define END_INSN(insn) return reg_cfp;}结合上文提到的 vm.inc，下面的函数声明
INSN_ENTRY(getlocal)
会被展开成
static rb_control_frame_t* insn_func_getlocal(rb_thread_t *th, rb_control_frame_t *reg_cfp)