Введение

Проект виртуальной машины для языка Toyng.

Машина относится к классу стек-машин. Стек может быть фиксированным (для ускорения работы) или динамическим.

(В процессе проектирования.)

Набор инструкций

• Каждая инструкция занимает один байт.
• Инструкции объединяются в пакеты по восемь.
• Одно данное занимает восемь байт.
• Программа хранится как выровненный массив uint64.

Регистры

Прямой доступ к регистрам из самой программы не предполагается.

• AT — вспомогательный регистр.
• PC — указатель инструкции.
• SP — указатель вершины стека.
• FP — указатель кадра стека.
• LR — текущий адрес возврата (бессмысленная оптимизация?).

Инструкции работы со стеком и вызов процедур

• push — положить следующий пакет (данное) на стек данных: *SP = *IP, SP += 8.
• pop — убрать вершину стека данных: SP -= 8.
• dup — продублировать вершину стека данных: *SP = *(SP - 8), SP += 8.
• call — взять адрес процедуры со стека и вызвать её:
  • AT = *(SP - 8);
  • *(SP - 8) = LR;
  • LR = PC;
  • PC = AT;
  • *SP = FP;
  • FP = SP;
  • SP += 8.
• ret — возвратиться из вызова:
  • PC = LR;
  • SP = FP;
    
  • LR = *(SP - 8);
  • FP = *SP;
  • SP -= 8.

Переходы и инструкции общего назначения

• nop (код 00) — нет инструкции (ничего не делать).
• icall — вызвать встроенную процедуру с номером на стеке:
  • AT = *(SP -= 8);
  • вызвать процедуру AT.
• js — перейти по адресу на стеке, PC = *(SP -= 8).
• jfw (код 2n) — перейти вперёд на n+1 пакет: PC += 8*(n+1), где n закодировано в младшей тетраде инструкции.
• jbw (код 3n) — перейти назад на n+1 пакет: PC -= 8*(n+1), где n закодировано в младшей тетраде инструкции.
• jl — перейти на метку, заданную следующим пакетом.

Кувшинов Д.Р. 2017