Трансляторы Си в Форт

Victor__v

Total Vacuum писал(а):

Запускаю программу

Код:

print "bezzlobie?"

Но выводит мистическое

Код:

hryukostyag!

К чему бы это?

Лесолёд

Total Vacuum

Victor__v писал(а):

Лесолёд

Достаточно спорное утверждение

Total Vacuum

Немного подлечил транслятор basic-в-esoteric forth.
http://totalvacuum.ru/UB/ubasic.zip
Раньше в нем были ровно те же ограничения, что и в целевой платформе (ef \ esoteric forth \): не умел компилировать 2/3/...-разрядные числа и переменные с именами c/b/h/s/x/o/g, т.к. эти имена были задействованы в библиотеке ввода-вывода. Теперь понимает и длинные числа и переменные a-z. А еще двухсимвольные операторы сравнения <= <> >= добавились в дополнение к односимвольным < = >. И операторы poke/push/pop, а также функция peek. Компилируется теперь под win, а не под dos. Но транслятор до сих пор так и весит в районе 100 строк, а в скомпилированном виде - 3 с хвостиком Kb.
Оно выглядит смешно и даже "игрушечно", но легко транслирует простые тесты или, например, калькуляторный тест с ферзями отсюда: https://www.hpmuseum.org/cgi-bin/articles.cgi?read=700 А вообще тут главное идея: трансляция с языка высокого уровня в форт-подобное представление - это просто.

Total Vacuum

А дальше еще смешнее.

Зашил интерпретатор в Форт-процессор в ПЛИС, частоту поставил 1.5MHz, тест с ферзями выполняется за 2:11. Если сравнивать с соседями по турнирной таблице отсюда https://www.hpmuseum.org/cgi-bin/articles.cgi?read=700 (рассматривал только те, которые на бейсике и для которых в этом же документе указана частота процессора)

Код:

45 SHARP             PC-1248                          @ 1.024MHz
29 TEXAS INSTRUMENTS CC-40                  TMS70C20  @ 2.5MHz
18 TEXAS INSTRUMENTS TI-74 BASICALC         TMS70C46  @ 2MHz
00 ЭЛЕКТРОНИКА       МК-85 (Fast Mode x5.3) КА1013ВМ1 @ 0.36x5.3=1.9MHz

, то мой подопечный смотрится вполне достойно

Код:

2:11                                          f44       @ 1.5MHz

При этом сам бейсик скомпилирован самодельным транслятором Си, качество кода на выходе которого оставляет желать лучшего. Но главное, что текст программы в моем случае пока хранится в неизменном текстовом виде, в то время как в ретро-бейсиках для экономии места и увеличения скорости традиционно выполняется "предварительная компиляция": команды языка кодируются одним байтом, числа и адреса прыжков переводятся в двоичный вид и т.д. Т.е. сейчас каждый раз для интерпретируемого слова выполняется сравнение строк (вместо многократно более быстрого сравнения чисел), при каждом прыжке заново производится поиск метки (снова сравнение строк!) в тексте программы (вместо того, чтобы один раз при запуске вычислить адрес перехода и дальше прыгать по этому адресу), а числа каждый раз набиваются поразрядно домножением текущего значения на 10 и добавлением очередного разряда (вместо того, чтобы однократно перегнать число из текстового представления в двоичное). И боюсь даже представить, как сильно вырастет скорость, если переписать интерпретатор BASIC на Форте/ассемблере и/или реализовать предварительную компиляцию.

ссылка на изображение

Total Vacuum

Да, указатели на функции теперь тоже работают. Проще всего транслировать в классический Форт (['] для взятия адреса и EXECUTE для вызова). Например, такой код

Код:

extern void printn (int n);
extern void prints (char *s);

void hi () `S" hi" TYPE`
void bye () {prints("bye");}

int add (int x, int y) `+`
int sub (int x, int y) {return x-y;}

void (*msg) ();
int (*fptr) (int x, int y);

void main () {
   msg = hi;
   msg();
   fptr = add;
   printn(fptr(3,2));
   fptr = sub;
   printn(fptr(3,2));
   msg = bye;
   msg();
}

транслируется в

Код:

: hi ( -- )
S" hi" TYPE ( forth )
; ( ret )
: bye <enter> ( -- )
S" bye " <asciiz> prints 
<leave> ; ( ret )
: add ( x y -- n )
+ ( forth )
; ( ret )
: sub <enter> ( x y -- n )
OVER OVER - NIP NIP <leave> EXIT ( ret )
<leave> ; ( ret )
1 <var> msg ( var )
1 <var> fptr ( var )
: main <enter> ( -- )
msg ['] hi <=> DROP
msg @ EXECUTE 
fptr ['] add <=> DROP
3 2 fptr @ EXECUTE printn 
fptr ['] sub <=> DROP
3 2 fptr @ EXECUTE printn 
msg ['] bye <=> DROP
msg @ EXECUTE 
<leave> ; ( ret )
main

и выводит

Код:

hi5 1 bye

Примерно так же просто получается под мои Форт-процессоры, т.к. там этот порядок вызова подпрограмм вполне естественный и к тому же единственный: сначала кладем в стек адрес, а потом выполняем команду call. Еще сделал под x86 (с ассемблерными вставками), а для других целевых платформ пока не делал.

Так что не будет преувеличением, если скажу, что готов минималистичный транслятор Си, который с учетом исходных самоограничений (отсутствие float, битовых полей и объявлений в стиле K&R) соответствует стандарту C89. Сверх того, реализованы вещи, которые появились лишь в более поздних стандартах (inline, двоичные числа, объявление переменных в любом месте блока). Поддерживаются функции с переменным числом параметров, но в этой части допущены некоторые вольности и имеются отличия от стандартов. Да, есть несколько различий в версиях под разные целевые платформы. Так, например, continue и goto не завезли под forth32/forth64/irbis, а указатели на функции пока работают только в моих forth-процессорах, x86 и в классическом Форте. Ну и несколько косметических недоделок/шероховатостей есть, но формально первый этап успешно завершен. Так что дальше в планах причесывать код (там сейчас лютый трэш), допиливать недоделки, добивать препроцессор (на одних #include и #define далеко не уедешь) и, наверное, float. Битовые поля и старый стиль K&R ни разу не пригодились, отряд не заметил потери таких бойцов. А вот float иногда хочется. Покой нам только снится

Hishnik

Total Vacuum писал(а):

там этот порядок вызова подпрограмм вполне естественный и к тому же единственный: сначала кладем в стек адрес, а потом выполняем команду call.

В целом это для форт-процессоров действительно естественно... но не для манула! У него зажировка

Не то чтобы это можно было термином вводить, но очень уж похоже :))

Total Vacuum

Зажировка - увеличение разрядности команд процессора и количества одновременно выполняемых инструкций с целью повышения быстродействия

А в Мануле нет возможности делать call/jmp по вычисленному адресу (в стеке)? Хотя, наверное, такое можно провернуть через >r и ret

Hishnik

Total Vacuum писал(а):

Зажировка - увеличение разрядности команд процессора и количества одновременно выполняемых инструкций с целью повышения быстродействия

Если уж вводить термины, то такие вкусненькие :))

Total Vacuum писал(а):

А в Мануле нет возможности делать call/jmp по вычисленному адресу (в стеке)?

Есть, это в целом несложно.

Total Vacuum писал(а):

Хотя, наверное, такое можно провернуть через >r и ret

А вот стек возвратов смешивать со стеком данных мне давно не нравится, особенно в форт-процессорах. И разрядность в целом не совпадает, и операция начинает вклиниваться в основной путь обработки данных, который идет через вершину стека. А главное, стилистически оно плохо выглядит.

Total Vacuum

Ох, чувствую, что в процессе реализации float самой сложной частью станет перевод из текстового представления в двоичное... :zombypc;

Трансляторы Си в Форт

Кто сейчас на конференции