如何设计堆栈机器的指令集？

Question

基于堆栈的虚拟机，如CLR和JVM，具有不同的指令集。在创建虚拟机时设计指令集背后有什么理论吗？例如，有JVM指令集可以将0-5中的常量加载到堆栈中

iconst_0
iconst_1
iconst_2
iconst_3
iconst_4
iconst_5

而在CLR中，指令集用于将编号从0到8加载到堆栈上，如下所示

ldc.i4.0
ldc.i4.1
ldc.i4.2
ldc.i4.3
ldc.i4.4
ldc.i4.5
ldc.i4.6
ldc.i4.7
ldc.i4.8

为什么没有ldc.i4.9，如果有ldc.i4 <int32 (num)>，为什么我们需要上面的操作码？还有其他类似的。

我很想知道不同虚拟机的操作码之间的差异背后的原因是什么？有没有特定的理论来设计这些操作码，或者它完全是由VM本身的特征驱动的，或者依赖于高级语言构造？

Answer 1

典型的答案是，因为它们是“字节码”，所以只有256个字节码，所以您不希望用完整个范围。您需要为在初始设计时没有考虑到的新字节码留出空间。

因此，通常要做的是对常见模式进行统计分析，并尝试缩短它们。(例如:不必总是使用通用的ldc，使用iconst0，等等...作为更短/更密集的版本)。

然后我会猜测，在设计时，CLR和JVM人员认为只需要非常小的数字。