Периода выполнения в положение сброшенного указателя
Компилирующие слова расширяют возможности компиляции.
С помощью определяющих слов создаются новые слова. Все слова,
введенные конкретным определяющим словом, используют одну и
ту же подпрограмму периода выполнения. Например, все слова,
определенные через двоеточие, в процессе исполнения вызывают
подпрограмму NEST. Переменные, определенные словом VARIAB-
LE, будут обращаться к подпрограмме (VAR), а константы - к
(CON). Действия этих переменных в период выполнения объясне-
ны выше, но мы пока еще не касались вопросов их компиляции.
При компиляции широко применяется слово CREATE. Оно со-
здает в словаре поле имени, а также cfa, указывающий на подпро-
грамму (VAR). Если у создаваемого слова процедура периода ис-
полнения иная, нежели для переменной то cfa должен быть позд-
нее изменен. Прежде всего слово CREATE строит поле связи для
того, чтобы включить заголовок создаваемого им слова в некото-
рый список словаря. CREATE почти полностью завершает построе-
ние переменной, за исключением выделения памяти под ее значе-
ние, т.е. оно создает не тело, а только заголовок. Под переменную
необходимо выделить еще одну ячейку памяти Форт-системы для
хранения ее числового значения.
Выделение памяти осуществляется словом ALLOT, резервиру-
ющим область памяти заданного размера:
Выделение в словаре п байт.
ALLOT - простое слово, его определение выглядит так:
: ALLOT DP +! ;
Здесь DP - системная переменная Форта, которая содержит
указатель на свободную область памяти, находящуюся непосред-
ственно за последним байтом словаря. Конечно, этот адрес можно
также получить с помощью команды DP@, но она применяется на-
столько часто, что ее целесообразно включить в число стандартных
средств Форта в виде слова:
Возвращает адрес свободной
области памяти, расположенной
непосредственно за словарем.
Наконец, еще одно элементарное слово, применяемое при
построении словаря, определяется следующим образом:
: , HERE! 2 ALLOT;
Данное определение справедливо для версий Форта, реализо-
ванных на 16-разрядных процессорах. Таким образом, чтобы за-
першить формирование определяющего слова для переменной, нам
146
147
необходимо только выделить два байта под ее значение. Для этой
цели следует воспользоваться командой 2 ALLOT. Затем перемен-
ной необходимо присвоить начальное значение, равное нулю, что
легче всего сделать с помощью слова " запятая", расположив его в
упомянутом выражении после нуля:
: VARIABLE CREATE 0, ;
Более широкие по сравнению с другими языками возможности
Форта заключаются не в наличии средств для определения слов, не
входящих в стандартный набор, а в том, что вы можете вводить
новые определяющие слова и их исполняющие процедуры.
Впоследствии эти определяющие слова применяются для задания
новых слов, таких, как: (двоеточие) и VARIABLE.
Помимо периода компиляции и периода выполнения в Форте
еще выделяется этап третьего типа - период компиляции определя-
ющего слова. Оно называется п е риодом определения. Процедура
DOES> позволяет вводить подпрограммы периода выполнения для
слов, заданных с помощью новых определяющих слов. В качестве
иллюстрации рассмотрим определение слова ARRAY, создающего
массивы. Во время компиляции выполняются следующие дейст-
вия. Слово
ARRAY (n ==> )
считывает число п, которое указывает размерность массива,
задаваемую количеством выделенных ячеек памяти. Затем во
время исполнения происходит обращение к слову
ARRAY ( n ==> addr)
При этом со стека снимается индекс созданного словом ARRAY
массива и возвращает указатель на соответствующее значение.
Определение слова ARRAY имеет вид:
: ARRAY CREATE 2 * ALLOT DOES> SWAP 2 * +;
Пусть слово ARRAY встретилось в выражении:
10 ARRAY A1
Здесь слово ARRAY сначала создаст заголовок А1, затем извлечет
из стека число 10, удвоит его и выделит 20 байт памяти под тело
А1. На этом закончится период компиляции для А1.
Слово DOES> отмечает, что далее следует период выполнения
для массивов. Вначале в cfa массива А1 возвращается значение,
указывающее на начало последовательности действий. Затем ком-
пилируется машинный код перехода на слово (DOES) - исполняю-
щую процедуру для DOES. Она создает шитый код, находящийся
148
Рис. 6.8. Слово Форта DOES>, определенное через двоеточие, ком-
пилирует в слове ARRAY последовательность: (; CODE), JSR и
(DOES> ). Во время определения словом ARRAY слова А1 команда
'CODE) помещает rta в cfa слова А1. Команда (DOES> ) инициирует
выполнение внутренним интерпретатором процедуры периода выпол-
нения слова ARRAY, которое находится за (DOES> )
149
за JSR (DOES), который и выполняется. Перечисленные действия
слова DOES показаны на рис. 6.8. Их суть лучше всего пояснить в
терминах трех типов периодов, выделяемых в процессе обработки';
слова.
В период определения слово ARRAY создается (компилирует-;
ся). Во время компиляции производятся стандартные действия до
тех пор, пока не встретится слово DOES>. Оно является компили-
рующим и будет выполнено немедленно. Слово DOES>, определен-
ное через двоеточие, последовательно компилирует cfa выражения
(; DOES) в ARRAY, затем машинную команду перехода JSR и, на-
конец, cfa слова (DOES), имеющего тип CODE. Следующие за
DOES> слова - исполняющие подпрограммы ARRA\ - компилиру-
ются как элементы высокого уровня (шитый код).
Во время компиляции теперь, когда слово ARRAY уже опре-
делено, происходит собственно создание массива А1. Таким об-j
разом, для слова ARRAY начинается период выполнения, а для
массива А1 - период компиляции. Подпрограмма периода выпол-
нения слова ARRAY создает заголовок А1 и выделяет память для
хранения массива. Затем выполняется слово (; CODE). Оно опреде-
лено через двоеточие и поэтому первым действием снимает верх-
ний элемент со стека возвратов. В этот момент в вершине стека
возвратов находится указатель на шитый код слова ARRAY. Если
указатель был снят во время выполнения подпрограммы UNNEST;
слова (; CODE), то внутренний интерпретатор вернется для про-;
должения работы на то слово, которое обратилось к слову ARRAY.;
Это один из возможных способов выйти из слова ARRAY без выпо--
лнения подпрограммы UNNEST. Значение, извлеченное из стека
возвратов, служит указателем на область памяти, находящуюся
непосредственно за словом (; CODE) в слове ARRA i. т.е. адресом
подпрограммы периода выполнения для ARRAY. Остальные слова
из (; CODE), следующие за словом R>, запоминают rta (адрес пе-
риода выполнения) в cfa А1, так что при обращении к А1 эта под-
программа будет выполняться, начиная с rta. В период выполнения
слова А1 подпрограмма NEXT перейдет с cfa A1 на rta, после чего
инициализирует слово (DOES> ). Оно аналогично слову NEST, i
поскольку также запоминает содержимое IP на стеке возвратов,
пересылает значение, на которое указывает W (являющееся не чем;
иным, как rta) в IP, увеличивает его на три для обхода JSR'
(DOES> ), помещает pfa A1 на стек параметров и переходит к сло-
ву NEXT.
Рассмотренная процедура - едва ли не самая сложная из всех,
которые могут встретиться в Форте. Если столь подробное описа-
ние кажется вам не совсем ясным, можно ограничиться следующи-
ми сведениями, которых будет достаточно для практической рабо-
ты. В период выполнения вновь определенных слов процедура
DOES> заносит pfa слова, которое подлежит выполнению, на стек.
Таким образом, стековая нотация слова DOES> в период выполне-
ния имеет следующий вид:
DOES> ( ==> pfa )
Слово ARRAY использует pfa A1 как базовый адрес. Оно по-
мещает индекс массива на стек, предварительно умножив его на 2,
чтобы выделить необходимую для хранения массива память, а за-
тем прибавляет его к значению pfa. Результатом является указа-
тель на значение массива с данным индексом.
В заключение приведем еще одно определяющее слово -
DEFER. Оно нам уже встречалось ранее в качестве определителя
векторов исполнения. Его определение выглядит так:
: DEFER CREATE [ ' ] NOOP, DOES> @ EXECUTE;
DEFER сначала создает заголовок, а затем компилирует
словом, cfa слова NOOP, которое не произродит никаких
действий:
: NOOP;
После этого управление передается в исполняющую часть
слова DEFER. Процедура DOES> возвращает pfa определенного с
помощью DEFER слова, в котором было скомпилировано NOOP.
Оно считывает cfa слова NOOP из заданной области памяти и
выполняет NOOP подпрограммой EXECUTE. EXECUTE - слово
Форта, которое снимает со стека cfa некоторого слова и выполняет
его. Поскольку не имеет смысла исполнять одно лишь слово
NOOP, pfa определяемых с помощью DEFER слов следует изме-
нить таким образом, чтобы они указывали на нужное слово. Как
уже отмечалось, слово EMIT обычно указывает на подпрограмму
EMIT), управляющую дисплеем. Для реализации этого нужно вы полнить следующую последовательность слов:
' (EMIT) ' EMIT > BODY!
или использовать более подходящее нестандартное слово IS:
' ( EMIT) IS EMIT
Действия слова IS зависят от текущего режима Форт-системы,
при компиляции и интерпретации они различны. Слово COMPILE
берет cfa следующей непосредственно за ними ячейки шитого кода
и компилирует cfa в словарь. Находящееся в ячейке слово не отно-
сится к числу компилирующих, поскольку работает в период вы-
полнения другого слова, находясь внутри него.
150
151
( cfa ==> )
: IS STATE @
IF COMPILE (IS)
ELSE ' > BODY!
THEN
; IMMEDIATE
Слово IS язляется компилирующим, так как обладает ком-
пилирующими возможностями. Его определение:
: (IS) R@ @ > BODY! 2+ > R;
