STVC-TAC
(以下简称STVC
)是一种以三地址码为基础的平面字节码规范。
STVC-TAC
区别于AST-IR
,前者的字节码是线性且平面的,而后者则是递归且树状的。
比起形似AST的AST-IR
,STVC
更容易优化,且执行速度相对更快。
STVC文件由以下部分组成:
一个常量表由常量表长度(占4字节)和若干个常量组成,其中常量又由常量类型(占1字节)和常量值组成:
其中常量值有以下类型:
将所有涉及到的数据和标识符存入常量表,这样在字节码代码中,若涉及到某数值或标识符,只需指定一个下标,虚拟机就能通过下标在常量表中查找出对应的数值或标识符。这么做极大的减少了冗余数据的存储,减小了程序体积。
注意:按照规定,常量表的第一条常量必须是一个名为__init__
的标识符
标识符有三个种类:用户标识符,临时标识符和内部标识符。
用户标识符一般为用户自定义的标识符,其格式与C标识符格式相同。
临时标识符则是表达式计算过程当中会用到的标识符,此类标识符的格式为.XXX
,其中“XXX”为数字。
内部标识符则是用于匿名类、匿名函数的声明,此类标识符的格式为#XXX
,其中“XXX”为数字。
因此编译器在编译时应先指明标识符的类型,再指明标识符的编号。
x = ASSIGN y
将y赋值给x。
x = UNARY op y
将y进行单目运算(运算符为op)之后的值传入x。当op为arr
时,代表创建一个长度为y的数列。
x = BINARY y op z
将y和z进行双目运算(运算符为op)之后的值传入x。
上述的ASSIGN、UNARY和BINARY均为助记符,虚拟机可以通过助记符直接判断运算类型。助记符应当在二进制文件中表现出来。
goto addr
无条件跳转至相对addr行指令所在处。若addr<0,向上跳转,否则向下跳转。
if condition => addr
如果condition不为null
或0
则跳转至相对addr行指令所在处。若addr<0,向上跳转,否则向下跳转。
call result function: arg1 arg2 ...
调用function值。参数为arg1、arg2等标识符或值。返回值存入result当中。
return value
返回value值。
try addr
监测该以下addr(addr必须是正数)行的代码是否有抛出异常,如果出现异常,就直接跳转到try
指令以下addr行(即跳过try代码块),因此try代码块在包含本应包含的代码的同时,也要在结尾加上goto catch代码块大小
,以此跳过catch块;在try代码块后需要紧跟着catch代码块。
值得注意的是: * 入口代码不需要在结尾返回 * 跳转的指令偏差应该是能接受的(如一个函数有五条指令,显然不能往下跳转六条指令)
new object source arg1 arg2 ...
将source标识符作为类,新建对象,构造参数为arg1、arg2等,新建后的对象值存入object标识符
member dst src mber
将src中的mber成员取出,存入dst。
sfn port arg
设置SFN,port为端口号标识符。arg参数标识符。
SFN的介绍见编译器开发文档.md
list identifier element1 element2...
将element1、element2...作为元素,组合成数列,并存入identifier标识符中
pushscope
压入一个作用域,用于跳转指令
popscope
弹出一个作用域,用于跳转指令
free identifier
如果identifier所存储的是字面量值(如整型),则释放。该指令和C语言的register关键字类似,是否释放取决于虚拟机状态。该指令通常用于释放临时标识符。
throw identifier
将identifier标识符所存储的值作为异常内容,进行抛出。
getexception identifier
将当前异常内容存入identifier。
resetexceptionflag
重置异常标记(即标记为无异常状态)。
代码声明部分包含了函数定义和类定义。虚拟机在执行入口代码时会先初始化这些定义的对象。
function identifier: arg1 arg2 arg3 ...
...some codes...
end
其中identifier为函数名。arg1、arg2、arg3等为函数的参数名。“...some codes...”为函数体代码
函数内部不能嵌套声明函数或类(因此需要在函数外部,用内部标识符定义函数或类,在运行时赋值)。
class identifier: member1 member2 member3 ...
...some codes...
method member1 member2 ...
end
其中identifier为类名。member1、member2、member3等为类成员名。“...some codes...”为类初始化赋值代码(并不是构造函数)。
method语句包含了若干个标识符,表示此标识符为方法。
在初始化类对象时,会先执行初始化赋值代码,根据method语句为方法指定容器,再调用构造函数。
类内部不能嵌套声明函数或类(因此需要在在外部用内部标识符定义函数或类,在初始化时赋值)。
全局编写的代码就是入口代码,编译器需要整理入口代码并集中放置在可执行文件的末尾。
所有基本语句有以下几种:
x = ASSIGN y
x = UNARY op y
x = BINARY y op z
goto addr
if condition => addr
call result function: arg1 arg2 ...
return value
try addr
new object source arg1 arg2 ...
member dst src mber
sfn port arg
list identifier element1 element2...
pushscope
popscope
free identifier
getexception identifier
resetexceptionflag
双目运算符有以下种类:
而单目运算符有以下种类: