解释状态==执行状态 编译地址==执行地址
// 异常情况没有画出,比如转换数字失败。
定义 [ 和 ] :
// AE 和 AF 执行效果一样是因为 AC 是立即词,所以在AE的编译过程中执行,把A1和A2的代码域编译进了AE的词身。
冒号定义的开始和结束:
数字文字常量:
// 当前执行到 #S ,HLD 也相应的指向3
FORTH 系统内部有一个系统变量 STATE,当 STATE==0,系统处于"执行"状态,当 STATE <> 0,系统处于"编译"状态。系统从输入缓冲区中取出下一个字符串放到词缓冲区,然后去词典中查找该词;如果该词在词典中,就把该词的定义的编译地址(cfa,也叫执行地址)送到参数栈顶。然后,如果系统处于执行状态,则外部解释程序(即文本解释程序)就调用内部解释程序(地址解释程序)执行该定义;如果系统处于编译状态,则编译程序就把留在参数栈顶的 cfa 移到词典的顶部,把该定义的 cfa 编入到正在被编译的定义的参数域中,但是,如果cfa所代表的定义是一个立即词,不管系统处于什么状态,都执行它。
若输入流中分离出来的字符串在词典中没有定义,系统就把它转化成一个数字,如果成功,文本解释程序就把该数字放置到参数栈上;若系统处于编译状态,则编译程序就把该数字编入词典成为一个数字文字常数(literal)。
定义 [ 和 ] :
FORTH 提供 [ 和 ] 这两个定义以显示改变系统的状态,[ 使系统从编译状态变为执行状态;] 使系统从执行状态变为编译状态。这两个定义均只能在冒号定义中使用。若 [ ] 成对出现在冒号定义中,则包含的部分被立即执行而不被编译。
文字常数:
FORTH 中,有一些进行编译工作的词,称为编译类词。它们的效果是给词典中编译进这样或那样的内容。可以把参数堆栈上的数字“原封不动”的搬进词典形成“文字常数(literal)”;所以在词典中不少情况下是编译地址和文字常量并存的局面。五个编译词:LIT、LITERAL、(DLITERAL)、COMPILE、[COMPILE]。
: LIT ( - n ) 编译数字的运行时间代码 R@ @ 取出编译在词身内的数字 R> 2+ >R ; 调整IP 运行时 LIT 做两项工作: 1、它必须把跟着它的数字放到参数堆栈顶; 2、它必须移动解释指针 IP 越过这个数字而指向下一个编译地址。 |
: FIVE+ 5 + ;
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开始执行 LIT 之前,IP 偏移指向 5 。即(IP)=1002。执行 LIT,由于 LIT 是冒号定义,所以先执行的是 LIT 的代码指针域 cfa 内的 NEST,执行过程: 1、(IP) -> 返回栈顶保存,于是返回栈首项的内容为1002 2、(W)+2 -> W 它是 LIT 的 pfa 3、(W) -> IP 4、执行 NEST 内最后的 NEXT ,于是就开始执行 LIT 的词身 |
^R@ 把返回栈顶的内容1002复制到参数栈顶 ^@ 取出1002单元的内容5 ^R> 把返回栈顶的1002送到参数栈顶 ^2+ 参数栈首项变为1004,指着下一个要执行的词 + ^>R 把1004送回返回栈顶保存 ^UNNEST 把返回栈顶的1004 -> IP,接着执行1004处的 +。 |
: COMPILE ( - ) 只可以用在冒号定义内部。当该冒号定义执行时,COMPILE 就把跟在它后面的定义编译进词典中。 R> DUP 2+ >R @ , ; 与 LIT 定义相比,COMPILE 仅仅在定义的最后多了一个逗号,由它把留在堆栈顶上的跟在 COMPILE 之后的词的 cfa 编入词典 |
: LITERAL ( n - ) 把在参数栈上的单字长整数编译成为一个文字常数。 COMPILE LIT 首先编译运行时间代码 LIT , 接着编译数字本身 ; IMMEDIATE 使其成为立即词 |
eg: : test [ 5 ] LITERAL + ; //数字 5 必须处于词 [ 和 ] 中间。 |
: DLITERAL ( d - ) 把在参数栈上的双字长整数编译成为一个双字长的文字常量 SWAP 颠倒双字长整数的次序 [COMPILE] LITERAL 把文字常数的编译推迟到 DLITERAL 执行时进行。因为 LITERAL 是立即词,故只有用[COMPILE]才能把它编入 DLITERAL 中。 [COMPILE] LITERAL 强行编译双字长文字常数的高16位。 ; IMMEDIATE |
: [COMPILE] ( - ) 强行编译跟着的立即型定义 ' 寻求跟着的词的执行地址 , 编译它 ; IMMEDIATE 必须立即执行 |
编译循环:
FORTH 中编译过程与解释过程(即执行过程)的区别在于:在编译过程中,不是执行从输入流中分离出来的词,而是把词的编译地址添加到词典的顶部,在那儿系统正在构造一个新的冒号定义的参数域;如果从输入流中分离出来的是数字,那么编译过程不是把数字留在参数堆栈上,而是把它编译成为定义中的数字文字常数。以后当执行该定义时,同一数字便可被重新取出并放置到参数栈顶。冒号定义的编译程序就是定义 ] ,它和解释程序 INTERPERT 有类似操作。
冒号定义的开始和结束:
: : ( - ) 定义一个高级定义,新定义完成之前被"隐藏"起来,冒号的执行代码给程序增添一层嵌套 !CSP 把当前参数堆栈指针存入变量CSP以在定义结束时查错之用,正常编译不应影响参数堆栈的深度 CURRENT @ CONTEXT ! 使 context 词汇与 current 词汇一致 CREATE 使用跟在冒号后面的名字在词典中建立一个首部 HIDE 使该首部躲过词典搜索 ] 进入冒号定义的编译程序,开始建造在参数域中的执行地址表 ;USES 把跟着的代码程序(即下面的NEST)的地址插入到新定义的代码指针域,使新定义成为一个冒号定义。(类似DOES>,编译运行过程已经规定好的代码到代码域) NEST , 编译地址解释程序NEST的地址,使其可被放进新定义的cfa |
: ; ( - ) 结束一个冒号定义,它编译执行代码UNNEST退出一层件嵌套,改变STATE的值以解释编译 ?CSP 当前的参数堆栈指针与CSP的值相符吗?若不相符则停止 COMPILE UNNEST 给新定义的末尾加上UNNEST,使程序的执行返回到调用者 REVEAL 与HIDE想反操作 [COMPILE] [ 在此外编译,[ 以结束新定义的编译 ; IMMEDIATE 分号自身必须在编译状态下执行,所以必须是一个立即词。 |
数字文字常量:
指的是词典中存放运行时间代码(LIT)的cfa的单元及跟着它的数字单元;执行是LIT把数字送到参数堆栈。LITERAL、DLITERAL、ASCII、[']……
: ASCII ( - char ) 把输入流中下一个字符的ASCII代码编译为一个数字文字常量 BL WORD 取出下一个字符 1+ C@ 得到它的ASCII代码 STATE @ 获取当前系统状态(编译?解释) IF [COMPILE] LITERAL 编译状态就把其编为文字常数 THEN 否则留在参数堆栈上 ; IMMEDIATE |
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: ['] ( - ) ' [COMPILE] LITERAL ; IMMEDIATE |
['] 被定义成为一个立即型的定义,因此对于 ['] 定义内的 ' 来说,所谓的输入流中的下一个词就是冒号定义内跟在 ['] 后面的那个词。 |
数字输出转换:
HLD (- add) 在数字输出转换过程中,保存文本最后字符地址的变量。
: HOLD ( char - ) 把ASCII字符char插入输出字符串中 -1 HLD +! HLD为指向输出文本缓冲区的字符指针,在输出文本缓冲区中形成输出数字字符串。数字字符串是从最低有效位开始逆向建立,为把一个字符插入该字符串。HLD 的内容要减一 HLD @ 取到指定地址 C! ; 把字符串插入HLD所指定的地址字节 |
: <# ( - ) 初始化数字转换过程,要求栈中是个无符号双字长数 PAD 返回输出文本的缓冲区地址 HLD ! ; HLD 指向 PAD ,以便字符串能在 PAD 缓冲区中建立 |
: #> ( d - addr len ) 结束输出数字转换,并把字符串的地址和长度送入堆栈,它们正是 TYPE 命令所需要的参数 2DROP 不再需要堆栈中的双字长数 HLD @ 取出字符串首址 PAD 取出字符串的末尾地址 OVER - ; 得到字符串的长度 |
: SIGN ( n - ) 如果栈顶项 n 是负数,则在输出数字字符串中插入一个负号 0< IF 判断栈顶是不是负数 ASCII - HOLD 插入负号 THEN ; |
: # ( d1 - d2 ) 转换一位数字,并把它加到输出数字字符串中。转换中,d1除以基,商d2被保留在堆栈中,余数被转换成ASCII码,送入输出缓冲区 BASE @ MU/MOD 余数和双字长整数商保留在堆栈上 ROT 把余数移到栈顶 9 OVER < 如果余数大于9 IF 7 + THEN 加7以形成A ASCII 0 + HOLD ; 把余数转换成 ASCII 码,并插入到输出缓冲区 |
: #S ( d - 0 0 ) 转换一个双字长整数,直至结果为零 BEGIN # 转换一位数字 2DUP OR 判断商是否为 0 ? 0= UNTIL ; 如果商为零,退出循环;否则,继续转换。 |
eg:无符号双字长整数 12345. ,要求打印成:123.45 ; 命令:<# # # ASCII . HOLD #s #> TYPE 小数点的前三位整数用 #S 实现转换。整个转换过程是在 PAD 缓冲区内进行的。转换完成堆栈顶部存放的是ASCII字符串的首地址和长度。 |