फोर्थ सीपीयू। यह क्या है (भाग 2)

पिछले लेख में, हमने सबसे सरल फोर्थ सीपीयू जे 1 को देखा। अब यह बताने का समय है कि यह किला किस तरह की भाषा है , और इस प्रोसेसर के लिए इसे कैसे संकलित किया जाए।

भाषा का व्याकरण

किला एक पार्सर के लिए एक आदर्श भाषा है। कार्यक्रम में शब्द होते हैं, शब्द रिक्त स्थान से अलग होते हैं। उदाहरण के लिए शब्द कार्यों का एक एनालॉग हैं:

 open read close 

इसका अर्थ है तीन कार्यों का क्रमिक प्रदर्शन - खुला, पढ़ा और बंद। किले में टिप्पणियाँ आमतौर पर इस तरह दिखती हैं:

 \   (   ) 

सब कुछ बेहद सरल है। केवल एक चीज जो परेशान कर सकती है वह है रिवर्स पोलिश नोटेशन (RPN)। उदाहरण के लिए, तीन संख्याओं को जोड़ना इस तरह लिखा जाता है:

 1 2 3 + +  1 2 + 3 + 

एक किले कार्यक्रम से ज्यादा कुछ नहीं है:
- मौजूदा वाले के आधार पर आपके शब्दों की परिभाषा
- इन शब्दों को कॉल करके कुछ क्रिया करना

मानक शब्द

आइए कुछ न्यूनतम शब्दों को परिभाषित करें, जिनके आधार पर हमारे निर्माणों का निर्माण संभव होगा। प्रत्येक शब्द के लिए, मैं एक टिप्पणी का उपयोग करने की कोशिश करूंगा, जैसा कि फोर्ट में प्रथागत है, शब्द को कॉल करने से पहले और बाद में स्टैक की स्थिति का वर्णन करने के लिए।

noop ( -- ):
+ ( ab -- a+b ):
xor ( ab -- a^b ):
and ( ab -- a&b ):
or ( ab -- a|b ):
invert ( a -- ~a ):
= ( ab -- a==b?1:0 ):
< ( ab -- a<b?1:0 ):
swap ( ab -- ba ):
dup ( a -- aa ):
drop ( ab -- a ):
over ( ab -- aba):
nip ( ab -- b ):
>r ( a -- ):
r> ( -- a ):
@ ( a -- [a] ):
! ( ab -- ): ([b]:=a)
1- ( a -- a-1):

इन सभी शब्दों को एक एएलयू अनुदेश जे 1 ("को छोड़कर!" के साथ लागू किया जा सकता है, एक चाल है - आपको स्टैक से दो तत्वों को निकालने की आवश्यकता है, लेकिन जे 1 यह नहीं जानता कि यह कैसे करना है)।

कुछ शब्द हैं जिन्हें निर्देशों के साथ लागू किया जा सकता है, लेकिन हम जटिल नहीं होंगे, लेकिन हम अपने स्वयं के शब्द बनाने के लिए आगे बढ़ते हैं।

नए शब्द बनाएं

एक शब्द का वर्णन करने के लिए, निम्नलिखित सिंटैक्स का उपयोग करें:

 : my-word ( before -- after ) ........ ; 

यहाँ, बृहदान्त्र का अर्थ है एक नए शब्द की घोषणा, मेरा शब्द वास्तविक शब्द है, अंत में अर्धविराम समारोह से वापसी है (आखिरकार, एक शब्द को कॉल करना अनिवार्य रूप से एक कॉल निर्देश है, इसलिए इसे RETURNN होना चाहिए)।

उदाहरण के लिए, ऐसा शब्द है - सड़ांध (abc - bca)। यह एक सर्कल में स्टैक पर अंतिम तीन नंबरों की शिफ्ट करता है (यानी स्टैक के शीर्ष से तीसरे नंबर को शीर्ष पर रखता है)। चूंकि मानक शब्द केवल दो नंबरों पर काम करते हैं, तीसरा हमें अस्थायी रूप से कहीं स्टोर करना होगा। ऐसा करने के लिए, हमें कॉल स्टैक आर की आवश्यकता है। उदाहरण के लिए:

 : rot ( abc -- bca ) >r ( ab ) swap ( ba ) r> ( bac ) swap ( bca ) ; (  ) 1 2 3 rot (  2 3 1   ) 

यहाँ एक और दिलचस्प निर्देश है (तीसरे के आधार पर दो में से एक संख्या लौटाता है):

 : merge ( abm -- m?b:a ) >r ( ab ) over xor ( aa^b ) r> and ( aa^b&m ) xor ; 

यह शब्द पहले से ही अधिक जटिल लग रहा है। लेकिन दूसरी ओर, फोर्ट आपको छोटे शब्द लिखता है जिन्हें आसानी से पूरे कोड से अलग से जांचा जा सकता है। और फिर कोड भी सरल और सीधा होगा। यह सामान्य ज्ञान 1970 के दशक में वापस चार्ल्स मूर में पैदा हुआ।

नियंत्रण संरचना और अन्य भाषा तत्व

भाषा में चर, स्थिरांक, लूप, शाखाएं हैं। चर और स्थिरांक का वर्णन इस तरह दिखता है:

 ( :  constant  ) 0 constant false 1 constant true 42 constant answer ( : variable  ) variable x variable y (  -    .   x=2;y=x+1   ) 2 x ! ( x = 2 ) x @ ( stackTop = x ) 1 + ( stackTop = stackTop + 1 ) y ! ( y = stackTop ) 

फ़ॉर्म का एक लूप..इस तरह से लिखा जाता है: आरंभ ... स्थिति जब तक:

 5 begin 1 - dup 0 = until 

चक्र से पहले, हम स्टैक पर संख्या 5 डालते हैं। चक्र में, हम एक से घटते हैं। परिणाम की तुलना शून्य से करें, और शून्य न होने पर - चक्र को दोहराएं।

सशर्त ऑपरेटर, स्टैक के शीर्ष पर मूल्य के आधार पर, इसकी एक शाखा को निष्पादित करता है। स्टैक के शीर्ष से नंबर हटा दिया गया है।

 (   : condition IF ... THEN condition IF ... ELSE ... THEN ) 

यहां मूल भाषा निर्माण हैं। एक काउंटर के साथ और एक पूर्व शर्त के साथ चक्र भी हैं, और कई अन्य, लेकिन यह पहले से ही एक पोस्ट के प्रारूप से परे है।

निष्कर्ष

भाषा काफी सरल और दिलचस्प है। यदि आपको इसकी आदत है, तो आप कोड भी पढ़ सकते हैं। J1 के लिए एक सरल संकलक यहां उपलब्ध है । अब तक बहुत कम संकलन करने में सक्षम है, लेकिन शायद किसी को दिलचस्पी होगी। इसे गो में भी लिखा जाता है, जैसा कि एमुलेटर है।

वास्तविक जीवन में, वे मुख्य रूप से एम्बेडेड में फोर्थ का उपयोग करते हैं, क्योंकि यह बहुत कम स्थान बायटेकोड लेता है (कभी-कभी सी से भी कम)। फोर्थ में गंभीर परियोजनाओं में से, मैं ओपनफर्मवेयर और ओएलपीसी लैपटॉप के बायोस का नाम दे सकता हूं (वास्तव में, ओपनफेयरवेयर भी)। वैसे, ओएलपीसी की एक वेबसाइट और किले पर एक अच्छी पाठ्यपुस्तक है ।