2 part forth

2 part forth (907ﾚｽ)
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511: 2008/10/11(土)02:02 AAS
誤爆スマソ

512: 464 2008/10/11(土)02:18 AAS
>509
いや、基本はWORD呼び出し時に展開（そのWORDに定義されたWORD列をスタックに押し込む）。
WORDコンパイル時に全部インラインに展開するわけじゃないです。
＃高速化を目的として、WORDコンパイル時にある程度はインライン化することになると思うけど。

WORDに定義されたWORD列を、実行時にその場で積んでその場で処理する必要があるから、
FIFOの仕組みが必要になります。

まあ、小まめにWORDの積み降ろしをやらなきゃいけないから、確かに重そうだけどね。

513(1): 2008/10/11(土)05:37 AAS
464のやり方は、ありえなくはないけどForth的じゃないね。
どっちかっていうとJava　VMのJITコンパイラみたいな。

Forthはシンプルな実装で軽い、ってイメージ。

514(5): 2008/10/11(土)06:54 AAS
>>464のやり方だと実行の度にリターンスタックに命令列のコピーが発生するわけだな。
対して普通のForthはリターンアドレス一つのコピーで済む。
Forthでは関数の戻り場所を実行時に入れ替えたりできる( >>59 >>62 ) わけだけど、
>>464のやり方だと命令列自体の入れ替えになるから相当面倒。
Forthの自由度をわざわざ減らしている気がするんだけどな。

でも作るというならがんがれ。
様々な進化があってこそ発展もある。

515: 464 2008/10/11(土)13:07 AAS
>513
いや、実装はこっちの方がシンプルだよ。辞書の解釈を全部WORDに押し付けることができるから。
ただ、スタック操作が増えるから重くなる方向だけどね。

>514
リターンアドレス前提だと難しいよね。作業用スタックがもう一本ありゃいいんだけど。
俺言語のVMだと自前スタックで実装しているので大した話じゃないです。

516: 464 2008/10/11(土)13:22 AAS
>514
ちょっと補足。
複数のWORDを押し込もうとすると確かに面倒だね。
俺言語でも
1. 無名WORDを作る
2. 1.のWORDに実行するWORDを押し込む
3. 1.のWORDをリターンスタックに押し込む
といったパック化が必要になります。

517(3): 2008/10/11(土)13:26 AAS
464のVMだが、
ハードウェアレベルではもう一般化してる
インストラクションのプリフェッチとおなじだよね。
マシン語のデコーダレベルでのVMという感じか。

実装する場合の最難題は条件付きジャンプだと思う。
IFとか不定ループをどう載せるかが鍵だな。
これを考えると、VMが仕組みとして単純になるかどうかは微妙だと思う。
まあ、ベタでやればできそうな気はするが、
ハードウエアの仕組みをソフトウェアで二重にしてるだけのような気がしないでもない。

518(1): 464 2008/10/11(土)13:38 AAS
>514
思い出した……>59を実現するにはreverse自体のパック化も必須なんだっけ。
そういや>59みたいな操作をどうしようか悩んだな。

ただ、こういったWORDを跨ぐ暗黙的なリターンスタック制御てけっこう危険じゃない？
個人的にはWORDはデータスタックの状態にのみ依存すべきだと思うけど、WORDを越えた
範囲までリターンスタックを操作できるようにすると、WORD同士の依存関係が出てしまって
連鎖性(concatenative)が崩れるような気がする。
forthの条件分岐でも、セパレーターを使った明示的な制御をしているわけだし。

519: 464 2008/10/11(土)13:49 AAS
連投スマソ
>517
そうか、CPUだともう一般的なのか……。さすがに天才的な変態が集まる業界だな。
やっぱりCPUのアーキテクチャ勉強しないといけないなあ。

IFは構文解析で逃げました。
block := block ? WORD1 ! WORD2
という三項演算子を用意して、条件分岐用WORDに解釈するようにしました。
不定ループの構文を用意するかどうかは検討中です。

520(1): 517 2008/10/11(土)13:59 AAS
もうすこし考えてみたんだが、
ワードがどこかで他のワードを呼び出し、そのワードがどこかで他のワードを呼出し...
という場合には、
ワードシーケンスに展開する段階で、
展開すべき個所をたどるためのリターンスタックが必要な気がする。

だから、464のVMは、
普通のForthでの実行と同じ動作でワード系列をコピーして、
それから順番にInterpretして実行するという感じになって、
単なる二度手間ではないかな。

521(1): 464 2008/10/11(土)15:30 AAS
>520
どのみちリターンスタック（実行する命令列を保存する専用スタック）が必要なのはその通り。
　WORDの動作：普通のForthでの実行と同じ動作でワード系列をコピー
　VMの動作：　　順番にInterpretして実行する
というところがポイントですな。VMは辞書のこととか考える必要がないのでシンプルになります。
その代わり「辞書からWORD列を拾ってリターンスタックに展開する」というWORDが必要になるけど。

確かにコピーする手間はムダな気もするんだけどね……
辞書のWORD列を直接トレースするのと比べてどんぐらい余計な手間がかかってるんだろう？
ポインタ操作数回＆アクセス数回レベルだと思うけど。

522(1): 514 2008/10/11(土)18:35 AAS
>>518
普通はリターンスタックとか継続とか触れない言語の方が多いから、
Forthではなく俺言語を作るつもりなら、言語デザイナであるお前様自身の
判断で実現可能にしてもいいし、そうでなくしてもいいと思うよ。
ただForthは言語レベルでリターンスタックを操れる結果、協調的マルチタスクやら
コルーチンやら言語実装のレベルで普通対処するものも、ライブラリレベルで実現できる柔軟さがある。
リターンスタックは他の言語にはないForthの特徴の一つだからね。
俺言語でなんとか実現する方法を悩んでみるのも楽しいんじゃない？

523: 514 2008/10/11(土)18:47 AAS
あとForthのVMって相当シンプルだよ。
アセンブリ言語で書かれた昔のForthとかコアの部分はアセンブリ言語で数行レベルだった気がする。
どのへんが複雑だと思ったのかは興味がある…

524(1): 517 2008/10/11(土)21:01 AAS
>>521
いや、そうではなくて、
「WORDの動作」の中の、「普通のForthと同じ動作で」ってところに、
リターンアドレスを保存するスタックという意味でのリターンスタックが、もう必要なのではないかということ。

あと、言葉の問題として、
大きい意味でのワードを展開する動作のところからもうInterpreter（=VM）の動作というのが普通だと思う。
つまり、VMの動作の前半をWORDの動作と呼んで違う名前にしたから、
残ったVMの動作が簡単に見えるというだけなんじゃないかな。
辞書中のワードから始めると、ForthのVMよりも（多分プリミティブ）WORDの系列を作る部分が余分で、
より複雑になってると思う。

でも、自分の言語を作るのをやめろといってるんじゃないよ。
むしろ応援してる。

ちょっと話題はそれるけど、Forthというか、スタック指向言語は、
コンパイラライターフレンドリーなんだよね。
だから、Forthコード書くよりForth（風オレ言語）VMを書く人が多かったりするわけだが、
ホントはForthでアプリケーションを書くときも「オレ言語」を作るつもりで書くと良いと思ってる。

525(1): 2008/10/11(土)21:33 AAS
Forthの用語って独特な言い回しがあるからな。
知らない人は結構混乱する。
スレデッドコードのForthの場合、ソースコードを解釈してスレデッドコードを
生成することをコンパイルといい、スレデッドコードを生成する部分を外部インタープリタ、
スレデッドコードを解釈実行する部分を内部インタープリタと呼ぶ。
（これで良かったよな？同志？）
このスレでVMと言った時に内部インタープリタだけなのか、外部インタープリタも含むのか？
どっちだろうか？

526: 2008/10/12(日)00:45 AAS
>>525

テキストを読み込んで、
1) ワードを辞書内で特定
2) だめならリテラルに変換
3) ダメならエラーで終了。

という部分が外部インタープリタ

1)または2)で成功したときに
モードに応じてコンパイル（Forth的意味）するか実行する
のが内部インタープリタ

だと思ってました。

Forthはテキストインプットも弄れるという面白さもあるよね。

Forth VMというと、外部も含むのかな。
上のリターンスタック云々の話は、
内部インタープリタのことだと思うけど。

527: 2008/10/12(日)07:57 AAS
内部インタプリタて（スレッドコードで実装してる場合は）nextルーチンのことじゃなかったっけ。

528: 2008/10/12(日)08:49 AAS
そうNEXTルーチン。アセンブリ言語で数行、という奴。

529(1): 464 2008/10/12(日)15:10 AAS
>522
その辺は「自由と責任」というやつですな。「銃で足をブッとばす自由」でもあるけど。

>どのへんが複雑だと思ったのかは興味がある…
自分でも何でだったっけな、と過去の記憶を探り出してみたけど、
・実行中のWORDの次のWORDを辞書の中から探せるようにする仕組みが必要
×実行中のWORDの中身を変更するのが大変（VMのスタックに積んでいるWORD含む）
×番兵などの終了処理が必須
--> VM側のスタックに積むことにすればpop&top参照で正規化できるし、元の値を
　　　　コピーするからWORD変更にも影響されない。
・VM側に「WORDを実行する」という手順が必要になる
--> VM側のスタックに積むことにすればpushで正規化できる
ぐらいかもしれない。
コンパイル時にWORDの中身が確定するforthだとあんまり問題にならなそうだね。

530: 464 2008/10/12(日)15:20 AAS
>524
「スタックに複数のデータを押し込む操作は機械語レベルだとアトミックにならない」ということ？？
C++で実装しているから意識していなかったけど、そうかもしれないですね。
少なくともプリミティブで実装する必要あるね。

>ForthのVMよりも（多分プリミティブ）WORDの系列を作る部分が余分で、
これは狙ってやっていることだから仕様がないですね。
まあ、俺言語ではVM自体もWORD扱いにしているのですが……

531(1): 2008/10/12(日)15:50 AAS
>>529
んー、やっぱり、思い込みでForthを理解したつもりになるんじゃなくて、
本格的に触ってみたほうが良いと思うんだけどな。

＞実行中のWORDの次のWORDを辞書の中から探せるようにする仕組みが必要
通常、Forthは実行時には、スレデッドコードにコンパイルされた命令列を、
上にも出ているnextルーチンで辿るだけなので、仕組みというほどの仕組みはないよ。

＞実行中のWORDの中身を変更するのが大変（VMのスタックに積んでいるWORD含む）
間接スレッディングのForthだと定義済みのワードの変更は、一カ所ポインタを書き換える
だけで済むはず。

＞番兵などの終了処理が必須
番兵というかワードの最後にnextルーチンへのジャンプかnextルーチン自身を書き込むだけ。

＞VM側に「WORDを実行する」という手順が必要になる
スレデッドコードのForthの命令列は、ワードへのポインタが並んでいるだけで、
「WORDを実行する」という意味のインストラクションは必要ないよ。

532: 464 2008/10/12(日)23:25 AAS
本格的に触るのは……あの構文は色々と嫌だ。
[条件] IF [肯定時] ELSE [否定時] THEN とか。
せめて条件算子的だったらなぁ。[条件] ? [肯定時] : [否定時] ;

>531
細かいことを言うと、nextルーチンが辞書内のスレッデッドコード構造の詳細を知らなきゃ
ならないので、VMと辞書の関連が密になりそうな気がします。スレッデッドコードをスタックに
pushしてVM内に取り込んじゃえば辞書内の構造を気にする必要無いし。
まあ、最適化のために作り込んでも良い気がするけどね。そこは将来の課題ということで。

>一カ所ポインタを書き換えるだけで済むはず。
WORD自体を置換する場合はそうですね。WORDの挿入や削除はたぶん難しいかと。
そんな特殊なことは禁止にして、新規にWORD定義させた方が良いかも知れないけど。
あるいは無名WORDとかスキップWORDを用意するとか。

>「WORDを実行する」という意味のインストラクションは必要ないよ。
あれ？VMに保存されている「現在実行中のWORD」って、間接ポインタじゃないの？
（nextの動作を考えると、間接ポインタじゃないと色々と面倒臭そうな）
実行前に間接参照からWORDを探す操作が一段余計に必要になるかと思ってた。

533(1): 2008/10/12(日)23:34 AAS
＞VMと辞書の関連が密

というか、それがFORTHの肝のような気がする。

534: 2008/10/13(月)00:16 AAS
スレデッドコード自体、ワードへのポインタを並べたものでしかないから、
ジャンプとかコールとかそういう類のインストラクションをデコードする必要がない、
という意味ね。
あとForthの実装にはダイレクトスレデッドなものもあるよ。
nextルーチンからみると命令列を順に辿ってるだけであって、
「辞書からワードを毎回探している」ってわけじゃないしね。

それより、スタックに命令列を毎回pushするオーバーヘッドのほうがよほど大きいと思うし、
nextルーチンに比べてシンプルとも思えないんだな。

ま、いろいろ悩んで勉強して、これだ！と思える言語デザインに邁進してください、と。
このスレが本当に久しぶりに活性化したのは間違いないしね。

535: 2008/10/13(月)00:21 AAS
>>533
間接スレデッドの場合、Forthコンソールの側から見ると、
逆コンパイルしやすかったり、便利な面はたしかにあるけれど、
VMつうかnextルーチンから見ると、単にポインタを辿っているだけなので、
構造として、VM実装と辞書構造が密、というわけでもないと思う。
実際VM実装テクニックとしてのスレデッドコードは、今や、Forth以外でも
当たり前の技術になってるし。

536: 2008/10/27(月)00:52 AAS
jonesforth読んだ。
ソース付きなので理解しやすい。

OS Xで動かそうとしたが挫折した。
OSXのGASではマクロが対応してないみたいだ。

537: 2008/11/23(日)01:13 AAS
急にスレが進んだと思ったら、止まるのも急だよなこのスレ
やっぱ誰も使ってないってこったな

538: 2008/11/26(水)17:30 AAS
外部ﾘﾝｸ[php]:www.intellasys.net

なんか並列forthマシンっぽいｗ

539(1): 2008/12/27(土)14:00 AAS
factor使ってる奴いる？

540: 2008/12/27(土)21:13 AAS
とりあえず入れてみたけど特に使ってないなｗ

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