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STVC-TAC中间代码规范(第二版)

前言

什么是STVC-TAC?

STVC-TAC(又称TAC-IR,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

STVC文件由以下部分组成:

  1. 魔数(0xABDB)
  2. 常量表
  3. 代码声明
  4. 入口代码

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

基本概念和基本语句

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。

SFN

SFN,全称Stamon For Native,是Stamon调用外部库的一个机制。调用SFN时,需要指定一个端口并提供参数,不同的端口对应不同的外部功能。

容器

“容器”的概念与“成员”的概念恰好相反。

如果一个对象 O 拥有一个成员 m,那么规定 Om 的容器。

初始化一个类对象时,通常需要初始化类方法。 而初始化类方法时,通常需要为其指定容器。这样用户在调用类方法时,Stamon会自动将容器传入“self”参数,从而实现类方法调用其他类成员。

类方法和全局函数在数据类型上是相同的。唯一不同之处在于:类方法拥有容器,而全局函数不具有容器。

运算语句
  1. x = ASSIGN y

将y赋值给x。

  1. 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。

  1. 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。

  1. x[index] = y

将x的第index个元素赋值为y。

  1. x = y[index]

将x赋值为y的第index个元素。

  1. x.member = y

将x的member成员赋值为y。

  1. x = y.member

将x赋值为y的member成员。

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则跳转至相对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。

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)

内存操作语句
  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. list identifier element1 element2...

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

  1. array identifier length

将identifier赋值为一个长度为length的空数列。

  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。

作用域操作语句
  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. def identifier

在当前作用域定义一个名为identifier的变量。

异常处理语句
  1. pushcatch addr

进入一个新的try-catch块时,需要调用该指令,addr为catch块的地址。

  1. popcatch

退出一个try-catch块时,需要调用该指令。

  1. getexception identifier

将当前异常内容存入identifier。

外部库调用语句
  1. sfn port arg

调用SFN的port端口,参数为arg。

代码声明

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。

声明函数
function identifier arg1 arg2 ...
...some codes...
end

其中identifier为函数名。arg1、arg2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)。

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(并不是构造函数)。

如果类成员名的左侧带有“*”,则代表此成员是类方法。

在初始化类对象时,会先执行初始化赋值代码,接着为类方法指定容器,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)。

入口代码

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。

附表

所有语句有以下几种:


查看该文件的提交记录