StackVM, RegisterVM이란?

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들어가며

  • CPU는 Operand를 저장하는 위치에 따라 Register-Based VM, Stack-based VM 두 가지로 나뉘게 된다.
  • Operand의 예는 어셈블리어에서 명렁어를 실행할 때 저장되는 Operand라고 생각하면 된다. 
    MOV DS, AX // AX의 값은 DS로 이동된다.

Stack Based VM

  • JAVA VM, .NET CLR
    • 대다수의 VM이 스택 기반으로 이루어져 있다.
  • 동작방법은 다음과 같다.
    • Operand와 연산 후 결과를 스택에 저장한다.
    • 예를 들어 덧셈을 하는 경우?
      • 스택 구조로 Operand를 저장하기 때문에 PUSH & POP이 필요하다
      • 4단계 명령이 필요하다. 
          POP 20
  POP 7
  ADD 20, 7 RESULT
  PUSH RESULT
  • 특징
    • 다음 피연산자의 메모리 위치를 기억할 필요가 없다.
    • SP가 다음 피연산자의 위치를 나타낸다.
    • 즉 스택에서 POP만 하면 다음 피연산자가 나오기 때문에 피연산자의 메모리를 기억할 필요가 없다.

Register-Based VM

  • Lua VM, Dalvik VM
    • 피연산자가 CPU의 레지스터에 저장된다.
    • PUSH & POP 연산자가 없다.
    • 명령어가 피연산자의 위치인 레지스터의 주소를 기억해야 한다.
  • 장점
    • 아래와 같이 POP & PUSH 과정이 없기 때문에 같은 덧셈이라도 하나의 명령으로 충분하다.
    • 스택기반에서는 할 수 없는 명령어 최적화를 적용할 수 있다.
  • 단점
    • 스택 기반보다 명령어의 길이가 길다.
    • 피연산자의 주소를 명시해줘야 하므로 평균적으로 길 수 밖에 없다.

Java의 Example

  • addAndPrint()에 대한 Stack Frame이 있고 1, 88.88이 존재한다.
  • addTwoTypes라는 메소드를 호출하면서 Stack Frame을 생성하고 local variable에 1, 88.88가 존재하게 된다.
  • 연산이 끝난 후 기존에 있던 스택프레임의 Operand값이 변경된 것을 확인할 수 있다.

Reference

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