vitte

Vitte Virtual Machine — Overview

Introduction

La Virtual Machine (VM) de Vitte est le moteur d’exécution du bytecode VITBC.
Elle est conçue pour être portable, rapide et robuste, tout en restant simple à comprendre et à maintenir.
Son rôle est de transformer un fichier .vitbc en exécution concrète, en gérant mémoire, registres et instructions.

Objectifs

Exécuter efficacement le bytecode VITBC
Garantir la portabilité entre plateformes (Linux, Windows, macOS, BSD, RISC-V, WASM)
Fournir un environnement sûr et isolé
Supporter debug, introspection et extensions futures
Servir de base pour un futur JIT ou backend LLVM

Architecture de la VM

1. Loader

Charge un fichier .vitbc
Vérifie l’intégrité via CRC32
Décompresse si nécessaire (zstd)
Reconstruit les tables internes (constantes, fonctions, données)

2. Memory Model

Pile (stack) : variables locales, appels de fonctions
Tas (heap) : allocations dynamiques
Registres : stockage rapide pour opérations temporaires
Garbage Collector (GC) :
- Actuel : comptage de références
- Futur : mark & sweep, générations

3. Execution Engine

Boucle d’interprétation (fetch-decode-execute)
Opcodes supportés :
- Arithmétique : ADD, SUB, MUL, DIV
- Logique : AND, OR, NOT
- Contrôle : JUMP, IF, RETURN
- Mémoire : LOAD, STORE, ALLOC
- Fonctions : CALL, RETURN
Mode debug :
- Trace des instructions
- Inspection de la pile et des registres

4. Runtime API

Primitives de base (I/O, math, strings, system)
Liaison directe avec la stdlib
Interface stable entre VM et environnement

5. Interop / FFI

Liaison avec bibliothèques externes (C, Rust…)
Appel de fonctions natives

Exemple :

extern fn c_sqrt(x: float) -> float

Exemple d’Exécution

Code source

fn add(x: int, y: int) -> int {
    return x + y
}

print(add(2, 3))

Bytecode simplifié

FUNC add(x, y)
  LOAD_ARG r1, x
  LOAD_ARG r2, y
  ADD r3, r1, r2
  RETURN r3
END

MAIN
  LOAD_CONST r0, 2
  LOAD_CONST r1, 3
  CALL add, r0, r1
  PRINT r0
END

Trace d’exécution

VM Start
> LOAD_CONST r0, 2
> LOAD_CONST r1, 3
> CALL add
> RETURN r3 (5)
> PRINT 5
VM End

Architecture — Schéma

flowchart TD
    A[.vitbc File] --> B[Loader]
    B --> C[Memory Manager]
    B --> D[Execution Engine]
    C --> D
    D --> E[Runtime API]
    D --> F[FFI / Interop]
    D --> G[Results]

Debug et Outils

Commandes CLI

vitte exec program.vitbc
vitte exec program.vitbc --dump-vm --log trace

Fonctionnalités debug

Trace pas à pas
Dumps mémoire
Inspection pile et registres
Détection de fuites mémoire (future)

Roadmap VM

Conclusion

La Virtual Machine Vitte est le cœur de l’écosystème.
Elle combine simplicité et efficacité, et fournit les bases nécessaires pour exécuter le bytecode de manière sûre et portable.
Son design modulaire ouvre la voie vers des optimisations futures (JIT, WASM, FFI avancé) tout en restant fidèle à la philosophie de Vitte : clarté, robustesse, extensibilité.

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