福野泰介の一日一創 - create every day

プログラミングしていると自分言語が作りたくなる時期が来ます。
IchigoJam BASICでコンパイラを作りたくなった時、書かれた数式を評価できたら便利です。

1 S="R0=1<<4+5"

容量の都合と優先度の関係で、数式を評価する関数 EVAL に対応していない IchigoJam BASIC ですが、実は数式を解釈するINPUTコマンドとキーバッファ操作を組み合わせれば実現できます。

まずはINPUTコマンドの実験

INPUT N:?N ?1<<4+5 261

計算してくれました!変数も関数も実は使えます。

次に予め数式をかいてみましょう

CLS:?" 3*5":LC0,0:INPUT N:?N 15

あとはエンターキーを押せば、Nに数式を評価した結果が入ります。
特殊キー、Home(18 = #12)を使って、行頭へカーソルを移動させておくこともできます。

?" 3*5";CHR$(18);:INPUT N:?N 15

あとは、メモリ内、キーバッファを直接操作して、入力したことにすれば自動化できます。

?"1<<5";CHR$(18);:POKE#1003,1,10:INPUT"",N:?N 32

メモリマップを見ると、#1003がキーバッファの数、その後がキーバッファとなっています。 POKEコマンドで、キーバッファの数を1、キー入力の値としてエンターを表す10をいれておくと、INPUTを呼び出した瞬間、帰ってきます。 (INPUTあとに空文字列指定で、?非表示に)

これを活用して、R0レジスタに数をいれるだけのコンパイラを作ってみます。

10 S="R0=1<<4+5" 20 A=#700 30 C="R0=":GSB@SCMP 40 IF F ?STR$(S+3);:GSB@EVAL:POKE A,N,32:A=A+2 50 POKE A,#70,#47:?USR(#700,0):END 100 @SCMP:F=1:FORI=0TOLEN(C)-1:F=F*(ASC(C+I)=ASC(S+I)):NEXT:RTN 110 @EVAL:?CHR$(18);:POKE#1003,1,10:INPUT"",N:RTN

40行、R0=n は、マシン語表を見ると、32(=1<<5)とレジスタ番号を足したものに、値と並べることがわかります。 Arm Cortex-M0は、下位が先に来る、リトルエンディアンなので、N,32の順番にメモリに書き込んでコンパイル完了!Armマシン語を生成されました。

ちょっと実験

10 S="R0=1<<10+12" RUN 12 OK ?N 1036

おや、Nの値はちゃんと計算されているのに、コンパイルしたプログラムはおかしいですね。
マシン語表を見ると、u8、つまり8bitまでしか対応していないわけです。

16bitまで対応させるに

R0=N>>8 R0=R0<<8 R0+=N&#FF

と、コンピューターくんに分かるように噛み砕いてあげましょう。

マシン語表を見ながらメモリに書くマシン語にします。(&#FFはなくても一緒なので省略)

N>>8,32 0,2 N,48

これをコンパイラに組み込んで、できあがり!

40 IF F ?STR$(S+3);:GSB@EVAL:POKE A,N>>8,32,0,2,N,48:A=A+6 RUN 1<<10+12 1036 OK

こんな調子で、自分だけのアセンブラ、自分だけのコンパイラを作っていきます。
Enjoy create an own computer language!

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CC BY 福野泰介 - Taisuke Fukuno / @taisukef / アイコン画像 / プロフィール画像