前言
回顾一下 Ruby 解释器处理流程
词法分析
语法分析
AST 生成
虚拟机指令生成
虚拟机指令有两种存储结构：
链式结构，通过 LINK_ELEMENT 链表节点
数组（线性）结构
解释器会先遍历 AST 生成链式结构存储的指令列表，但是虚拟机并不会直接解释执行该列表，而是进一步将指令列表“序列化”成字节数组，PC（指令指针）寄存器可以索引指令数组（取指，分支跳转）
本文简要介绍 Ruby 2.x 源代码中将链式结构转化成数组结构的源代码，从中可以进一步了解 Ruby 虚拟机相关数据结构的设计与实现
由 AST 生成虚拟机指令（简要回顾）
由此前的系列文章可以，rb_iseq_compile_node 函数负责遍历 AST 生成虚拟机指令：
// compile.cVALUE rb_iseq_compile_node(rb_iseq_t *iseq, NODE *node) { DECL_ANCHOR(ret); INIT_ANCHOR(ret); ... return iseq_setup(iseq, ret);} DECL_ANCHOR 和 INIT_ANCHOR 声明了一个双向链表用于收集在遍历 AST 根节点 node 过程中生成的虚拟机指令，到达函数末尾时，ret 指向指令链表的头部，然后 iseq_setup 函数登场，对指令链表进行优化，序列化等操作
iseq_setup
为了便于分析，去掉了 iseq_setup 函数中 compile_debug 开关控制的调试输出以及一些编译选项（比如 stack caching, instructions unification .etc）
// compile.cstatic int iseq_setup(rb_iseq_t *iseq, LINK_ANCHOR *const anchor) { iseq_optimize(idea, anchor); ... if (!iseq_set_sequence(iseq, anchor)) { return COMPILE_NG; } ... return COMPILE_OK;} iseq_set_sequence 将 anchor 转化为 instruction sequence 存储在 iseq 中
iseq_set_sequence
iseq_set_sequence 函数有一段注释表明了该函数的用途
// compile.c/** ruby insn object list -> raw instruction sequence **/static int iseq_set_sequence(rb_iseq_t *iseq, LINK_ANCHOR *const anchor) { struct iseq_line_info_entry *line_info_table; unsigned int last_line = 0; LINK_ELEMENT *list; VALUE *generated_iseq; int insn_num, code_index, line_info_index, sp, stack_max = 0, line = 0;} 函数开头的局部变量定义，信息量还是很大的
line_info_table，行号表
last_line
list，遍历 anchor 的中间变量
generated_iseq，VALUE 数组，用于存放序列化后的指令
insn_num，anchor 中包含的指令个数
code_index
line_info_index
sp
stack_max，执行指令过程中堆栈的最大值
line
iseq_set_sequence 会遍历两次 anchor（指令链表），第一次用于搜集指令个数 insn_num，序列后的指令数组的大小 generated_iseq 以及确定 label（标签）的跳转位置。第二次遍历用于生成指令序列
第一次遍历指令链表
第一次遍历指令链表的主体代码框架如下：
// compile.cstatic int iseq_set_sequence(rb_iseq_t *iseq, LINK_ANCHOR *const anchor) { ... /* fix label position */ list = FIRST_ELEMENT(anchor); insn_num = code_index = 0; while (list) { switch(list->type) { case ISEQ_ELEMENT_INSN: ... break; case ISEQ_ELEMENT_LABEL: ... break; case ISEQ_ELEMENT_ADJUST: ... break; default: ... return COMPILE_NG } list = list->next; }} ISEQ_ELEMENT_INSN
// iseq_set_sequence @ compile.ccase ISEQ_ELEMENT_INSN: { INSN *iobj = (INSN*) list; line = iobj->line_no; // 调用 insn_data_length 获取指令占用的字节数并累加到 code_index code_index += insn_data_length(jobs); // 指令个数加 1 insn_num++; break;} ISEQ_ELEMENT_LABEL
ISEQ_ELEMENT_LABEL 类型的指令是一条伪指令，并不生成具体的指令序列，只是为了确定分支跳转的指令偏移量。在创建 label 的时候 position，set 属性并未赋值，要等到此处才能确定它们的真实值
// iseq_set_sequence @ compile.ccase ISEQ_ELEMENT_LABEL: { LABEL *lobj = (LABEL*) list; lobj->position = code_index; lobj->set = TRUE; break;} ISEQ_ELEMENT_NONE
ISEQ_ELEMENT_ADJUST
第二次遍历指令链表
准备工作
使用第一次遍历得到的 code_index 和 insn_num 为 generated_iseq 和 line_info_table 分配空间
// iseq_set_sequence @ compile.cgenerated_iseq = ALLOC_N(VALUE, code_index);line_info_table = ALLOC_N(struct iseq_line_info_entry, insn_num);...