Приложение B. Базовый словарь FORTH

==209

Язык FORTH базируется на расширяемом интерактивном компиляторе, который создаёт код для виртуальной стековой машины с двумя стеками. Стек данных ( Data Stack ) используется для вычисления выражений и передачи аргументов. Стек возврата ( Return Stack ) хранит адреса возврата из процедур и счётчики программных циклов. Исходный текст на FORTH прямо отражает архитектуру виртуальной стековой машины и поэтому при описании выполняемых операций использует обратную польскую нотацию ( RPN ).

FORTH основывается на коллекции подпрограмм, называемых в терминологии FORTH «словами». Программа в FORTH состоит из единственного слова, которое вызывает несколько других и т.д., выстраивая структуру в форме дерева. На самом низком уровне листья дерева являются вызовом базовых слов FORTH, которые работают со стеком и выполняют арифметические действия.

Ниже даётся список базовых слов FORTH, которые можно найти в списках команд вычислительных машин, описанных в книге. Большая их часть является неотъемлемой частью любой программы для стековой машины, независимо от использованного языка ( например, сложить два верхних элемента стека или поменять их местами ). Словарь FORTH используется для сохранения преемственности с существующими стандартными словарями элементарных операций.

Каждое слово FORTH сопровождается «описанием стека» в той же строке. Схема показывает входные и выходные параметры стека данных для описываемого слова. Значения слева от «→» соответствуют входным параметрам, а справа - выходным. Список ориентирован так, чтобы самым правым элементом был самый верхний элемент стека. При обозначении элементов стека используются следующие обозначения. N1, N2.. - целые числа одинарной точности [* занимающие в стеке один элемент ] . D1, D2.. - целые числа двойной точности, которые занимают два элемента стека. ADDR обозначает адрес, который можно трактовать как указатель. FLAG - целое число, обозначающее «ЛОЖЬ» нулём, а «ИСТИНУ» - любым ненулевым значением. Более подробное описание словаря FORTH можно найти в книге Haydon, «All About Forth» ( 1983 ).

Табл. B.1 Базовый словарь FORTH

Инструкция	Стек на входе		Стек на выходе	Функция
Инструкция	Стек на входе	→	Стек на выходе	Функция
0		→	0	Положить целое число «0» в стек
0<	N1	→	FLAG	Возвратить FLAG «ИСТИНА», если N1 меньше нуля
0=	N1	→	FLAG	Возвратить FLAG «ИСТИНА», если N1 равно нулю
0>	N1	→	FLAG	Возвратить FLAG «ИСТИНА», если N1 больше нуля
*0BRANCH*	N1	→		Если N1 равно нулю, выполнить переход по адресу, лежащему в следующей ячейке программы, в противном случае продолжить выполнение
1+	N1	→	N2	Прибавить 1 к N1, возвратить результат как N2
1-	N1	→	N2	Вычесть 1 из N1, возвратить результат как N2
2+	N1	→	N2	Прибавить 2 к N1, возвратить результат как N2
2*	N1	→	N2	Умножить N1 на 2, возвратить результат как N2
2/	N1	→	N2	Разделить N1 на 2, возвратить результат как N2
4+	N1	→	N2	Прибавить 4 к N1, возвратить результат как N2
<	N1 N2	→	FLAG	Возвратить FLAG «ИСТИНА», если N1 меньше чем N2
<>	N1 N2	→	FLAG	Возвратить FLAG «ИСТИНА», если N1 не равно N2
=	N1 N2	→	FLAG	Возвратить FLAG «ИСТИНА», если N1 равно N2
>R	N1	→		Переместить N1 в стек возврата
>	N1 N2	→	FLAG	Возвратить FLAG «ИСТИНА», если N1 больше чем N2
!	N1 ADDR	→		Сохранить N1 в ячейке памяти по адресу ADDR
+	N1 N2	→	N3	Сложить N1 и N2, возвратить результат как N3
+!	N1 ADDR	→		Прибавить N1 к содержимому ячейки памяти по адресу ADDR
-	N1 N2	→	N3	Вычесть N2 из N1, возвратить результат как N3
:		→		Задать начало определения подпрограммы. Каждый раз, когда к данной подпрограмме обращается другое определение, в код вставляется примитив [CALL]
;		→		Выполнить возврат из подпрограммы и закончить определение подпрограммы. В код вставляется примитив [EXIT]
*?DUP*	N1 N1	→ →	N1 N1 ( N1<>0 ) N1 ( N1 = 0 )	Условное копирование. Создать копию N1, если N1 не равно нулю
@	ADDR	→	N1	Выбрать содержимое ячейки памяти по адресу ADDR, возвратить результат как N1
*ABS*	N1	→	N2	Получить абсолютное значение N1, возвратить результат как N2
*AND*	N1 N2	→	N3	Выполнить поразрядное «И» N2 и N1, возвратить результат как N3
*BRANCH*		→		Выполнить безусловный переход по адресу, лежащему в памяти сразу после кода команды
D!	D1 ADDR	→		Сохранить число двойной точности D1 в двух последовательных ячейках памяти, начиная с адреса ADDR
D+	D1 D2	→	D3	Сложить числа двойной точности D1 и D2, возвратить результат как D3
D@	ADDR	→	D1	Выбрать из памяти, начиная с адреса ADDR, число двойной точности, возвратить результат как D1
*DDROP*	D1	→		Удалить из стека число двойной точности D1
*DDUP*	D1	→	D1 D1	Создать копию числа двойной точности D1
*DNEGATE*	D1	→	D2	Создать дополнение до двух числа двойной точности D1, возвратить результат как D2
*DROP*	N1	→		Удалить из стека N1
*DSWAP*	D1 D2	→	D2 D1	Поменять местами два числа двойной точности D1 и D2
*DUP*	N1	→	N1 N1	Создать в стеке копию числа N1
I		→	N1	Выбрать из стека возврата текущее состояние счётчика активного цикла, возвратить результат как N1
I'		→	N1	Получить предел активного цикла, возвратить результат как N1
J		→	N1	Получить текущее состояние счётчика внешнего цикла для вложенных циклов
*LEAVE*		→		Присвоить счётчику цикла в стеке возврата значение предела, чтобы вызвать выход из цикла
*LIT*		→	N1	Рассматривать содержимое памяти сразу после кода команды как целое число, возвратить результат как N1
*NEGATE*	N1	→	N2	Получить дополнение до двух для N1, возвратить результат как N2
*NOP*		→		Ничего не делать
*NOT*	FLAG1	→	FLAG2	Инвертировать значение FLAG1, возвратить результат как FLAG2. Синоним слова «0=»
OR	N1 N2	→	N3	Получить поразрядное «ИЛИ» N2 и N1, возвратить результат как N3
*OVER*	N1 N2	→	N1 N2 N1	Создать копию второго сверху элемента N1, возвратить результат как N1
*PICK*	... N1	→	... N2	Создать копию N1-го элемента стека, возвратить результат как N2. В Forth-83, «0 PICK» эквивалентно «DUP», а «1 PICK» эквивалентно «OVER»
R>		→	N1	Забрать верхний элемент из стека возврата, возвратить результат как N1
R@		→	N1	Создать копию верхнего элемента стека возврата, возвратить результат как N1
*ROLL*	... N1	→	... N2	Забрать из стека N1-ый элемент, устранить дыру, возвратить результат как N2. В Forth-83 «1 ROLL» эквивалентно «SWAP», а «2 ROLL» эквивалентно «ROT» [* а «0 ROLL» должно быть синонимом «NOP», если я правильно понял ]
*ROT*	N1 N2 N3	→	N2 N3 N1	Извлечь из стека третий сверху элемент, возвратить результат как N1
*S->D*	N1	→	D2	Расширить знак элемента N1, возвратить результат как число двойной точности D2
*SWAP*	N1 N2	→	N2 N1	Поменять порядок расположения N1 и N2
U<	U1 U2	→	FLAG	Возвратить FLAG «ИСТИНА», если при беззнаковом сравнении U1 меньше U2
U>	U1 U2	→	FLAG	Возвратить FLAG «ИСТИНА», если при беззнаковом сравнении U1 больше U2
U*	N1 N2	→	D3	Выполнить беззнаковое целочисленное умножение N1 на N2, возвратить результат как беззнаковое число двойной точности D3
*U/MOD*	D1 N2	→	N3 N4	Выполнить беззнаковое целочисленное деление числа двойной точности D1 на N1, возвратить результат как частное N4 и остаток N3
*XOR*	N1 N2	→	N3	Выполнить поразрядное «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ-ИЛИ» N2 и N1, возвратить результат как N3

==209