STVC-TAC规范

前言

什么是STVC-TAC?

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。

为什么要设计STVC-TAC?

比起形似AST的AST-IRSTVC更容易优化,且执行速度相对更快。

STVC文件结构

与AST-IR相似的,AST-IR具有:

  1. 魔数(0xABDB)
  2. 常量表
  3. 代码

之前似乎未曾说明常量表的格式,故接下来详述。

常量表格式

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

代码格式

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”通常为数字。

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”通常为数字

声明函数

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。

声明类

class identifier: member1 member2 member3 ... ...some codes... 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。

在初始化类对象时,会先执行初始化赋值代码,再调用构造函数。

类内部不能嵌套声明函数或类。

三地址语句
  1. x = y op z

将y和z进行运算(运算符为op)之后的值存入x

  1. x = y op

将y进行单目运算(运算符为op)之后的值存入x。如果op为=,则不做任何运算,这样做能达成“将y直接赋值于x”的效果

流程控制语句
  1. 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。

  1. if condition => addr

如果condition不为null0则跳转至第addr行指令所在处。若addr<0,向上跳转,否则向下跳转。

  1. 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。

  1. return value

返回value值

特别的...
  1. 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

  1. 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

  1. list identifier element1 element2...

将element1、element2...作为元素,组合成数列,并存入identifier标识符中s

  1. pushscope

压入一个作用域,用于跳转指令

  1. popscope

弹出一个作用域,用于跳转指令

  1. 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。

附表

双目运算符有以下种类:

而单目运算符有以下种类:

示例

假设有如下代码:

``` class c { def a = func { return 114; }; func f(x) { return { 2x+1, 3x+2 }; } }

obj = c.new;

rst = obj.f(obj.a())[0]; ```

那么其对应的STVC应为:

``` function #1: return 114 end

function #2: x .1 = 2 mul x .2 = .1 add 1 .3 = 3 mul x .4 = .3 add 2 list .5 .2 .4 return .5 end

class c: a f a = #1 f = #2 end

new obj c

.1 = obj member a call .2 .1 .3 = obj member f call .4 .3: .2 .5 = .4 index 0 rst = .5 ```