如何在Flash ROM上實現直譯語言3: Forth系統分析

LBForth和一般Forth不同，因為它不用從CPU指令來建造，所以沒有基本指令再堆積成高階功能的問題。

因為由C建造，所以它只要專心應付語言實現問題。這使得系統簡單不少。

所以只要看幾個大的函式，弄清其功能，就可以知道如何動作。

但在解析前，有一個必須解決的問題，它的字典資料結構要先弄清楚。

因為這個是Forth運行最重要的結構。

字典的主要內容：

1.字名(函式名): 輸入的文字代表

2.內容(執行欄): op code或是指標，op code是基本執行功能。高階字以指標表代，遇到指標會跳去對應的記憶體內容再解析，直到執行op code。

3 .結構串接: 以link-list串起來

4. 屬性及標記，後面用到時再分析

實際排列：有固定長度的放在前面，所以link-list為第一個word，第二個是屬性，和名字共用32個byte(佔4個word)，接下來是執行欄，長度不定。

字典在程式碼內是看不到的，因為它是在執行才生成，這個動作有利於Flash的寫入，也是可以利用未用的程式Flash的原因。個人覺得這個設計解決MCU上可以動態增加函式的方法。

再來是Forth的執行結構，它和CPU設計有相關，所以很像硬體的方式。

主要有二個堆疊，一個是資料堆，所以資料及參數全部放在此運算。

另外是一個返回堆，主要是呼叫返回堆疊及一些控制結構變數也放在內。

二個堆疊各有一個管理指標暫存器。

另外在執行上，有一個指令指標暫存器(IP)用來標記目前執行位址。

使用二個堆疊原因：

資料處理全部在資料堆疊上，故使用者要去做堆疊內容管理，這個在高階電腦語言是沒有的。因為此動作沒有執行效果，但可以限定RAM的使用只在資料堆疊上。這也是為何Forth使用RAM很少就可以運作。

MCU一向RAM就是不多，其他語言都有RAM需求問題，若是RAM大，MCU就不用寫得辛苦了。

實際上執行，有分成直譯模式及編譯模式。

平時在直譯模式下，輸入一個字串結束(空白字元出現)，就去字典查找這個字，有找到，就依執行欄內容再進一步查找或是執行。

若是直譯失敗，再來是進行數字解析，因為這個字串有可能是數字字串，解析成功，就放入資料堆。

若再次直譯失敗，就沒法了，就執行錯誤處理(顯示輸入錯誤)。

有多字輸入下，會一個一個去執行，直到沒有新的輸入。

但有個直譯指令是不一樣的，它會進入編譯模式。

編譯模式下一樣有找字和轉換數字字串的動作，但再下去的動作不同，它不執行而是寫入Flash，生成新的字進入字典內。

在編譯模式下，一樣找字，找到字就將其執行欄位址寫入新字的內容，然後找下一個字。遇到數字時有點不一樣，會先寫入一個lit指令碼再寫入資料值。執行到lit指令碼會將下一欄的內容吐回資料堆疊。這樣就完成固定值的編譯。

了解Forth的運作後，才能做下一步的修改。