jonesforth.S.2

   1 /* A minimal FORTH interpreter for Linux / i386 systems. -*- asm -*-
   2  * By Richard W.M. Jones <rich@annexia.org>
   3  *
   4  * gcc -m32 -nostdlib -static -Wl,-Ttext,0 -o jonesforth jonesforth.S
   5  */
   6
   7 #include <asm-i386/unistd.h>
   8
   9 /* NEXT macro. */
  10         .macro NEXT
  11         lodsl
  12         jmp *(%eax)
  13         .endm
  14
  15 /* ELF entry point. */
  16         .text
  17         .globl _start
  18 _start:
  19         cld
  20         mov $return_stack,%ebp  // Initialise the return stack.
  21
  22         mov $cold_start,%esi    // Initialise interpreter.
  23         NEXT                    // Run interpreter!
  24
  25         .section .rodata
  26 cold_start:                     // High-level code without a codeword.
  27         .int COLD
  28
  29 /* DOCOL - the interpreter! */
  30         .text
  31 DOCOL:
  32         lea -4(%ebp),%ebp       // push %esi on to the return stack
  33         movl %esi,(%ebp)
  34
  35         addl $4,%eax            // %eax points to codeword, so make
  36         movl %eax,%esi          // %esi point to first data word
  37         NEXT
  38
  39
  40
  41 /*----------------------------------------------------------------------
  42  * Fixed sized buffers for everything.
  43  */
  44         .bss
  45
  46 /* FORTH return stack. */
  47 #define RETURN_STACK_SIZE 8192
  48         .align 4096
  49         .space RETURN_STACK_SIZE
  50 return_stack:
  51
  52 /* Space for user-defined words. */
  53 #define USER_DEFS_SIZE 16384
  54         .align 4096
  55 user_defs_start:
  56         .space USER_DEFS_SIZE
  57
  58
  59
  60
  61
  62
  63 /*----------------------------------------------------------------------
  64  * Built-in words defined the long way.
  65  */
  66 #define F_IMMED 0x80
  67 #define F_HIDDEN 0x40
  68
  69         // Store the chain of links.
  70         .set link,0
  71
  72         .macro defcode name, namelen, flags=0, label
  73         .section .rodata
  74 N_\label :
  75         .align 4
  76         .byte \flags+\namelen   // flags + length byte
  77         .ascii "\name"          // the name
  78         .align 4
  79         .int link               // link
  80         .set link,N_\label
  81 \label :
  82         .int 1f                 // codeword
  83         .text
  84 1:                              // assembler code follows
  85         .endm
  86
  87         .macro defword name, namelen, flags=0, label
  88         .section .rodata
  89 N_\label :
  90         .align 4
  91         .byte \flags+\namelen   // flags + length byte
  92         .ascii "\name"          // the name
  93         .align 4
  94         .int link               // link
  95         .set link,N_\label
  96 \label :
  97         .int DOCOL              // codeword - the interpreter
  98         // list of word pointers follow
  99         .endm
 100
 101         defword "COLD",4,,COLD
 102         .int KEY,ECHO,RDROP,COLD
 103
 104         defcode "KEY",3,,KEY
 105         mov (currkey),%ebx
 106         cmp (bufftop),%ebx
 107         jge 1f
 108         xor %eax,%eax
 109         mov (%ebx),%al
 110         push %ax
 111         inc %ebx
 112         mov %ebx,(currkey)
 113         NEXT
 114 1:
 115         mov $0,%ebx             // out of input, exit (0)
 116         mov $__NR_exit,%eax
 117         int $0x80
 118
 119         defcode "ECHO",4,,ECHO
 120         mov $1,%ebx             // 1st param: stdout
 121
 122         // write needs the address of the byte to write
 123         pop %eax
 124         mov %al,(_echo_tmp)
 125         mov $_echo_tmp,%ecx     // 2nd param: address
 126
 127         mov $1,%edx             // 3rd param: nbytes = 1
 128
 129         mov $__NR_write,%eax    // write syscall
 130         int $0x80
 131
 132         NEXT
 133
 134         .bss
 135 _echo_tmp: .space 1
 136
 137         defcode "RDROP",5,,RDROP
 138         lea 4(%ebp),%ebp        // pop the return stack
 139         NEXT
 140
 141 #if 0
 142         defcode "R>",2,,FROMR
 143
 144         defcode ">R",2,,TOR
 145
 146         defcode ":",1,,COLON
 147         call nextword           // get next word, the procedure name
 148         // The next word is returned in %ebx and has length %ecx bytes.
 149
 150         // Save the current value of VOCAB.
 151         mov v_vocab,%eax
 152         push %eax
 153
 154         // Change VOCAB to point to our new word's header (at LATEST).
 155         mov v_latest,%edi
 156         mov %edi,v_vocab
 157
 158         // We'll start by writing the word's header at LATEST; the header
 159         // is just length byte, the word itself, link pointer.
 160         mov %ecx,(%edi)         // Length byte
 161         inc %edi
 162         mov %ebx,%esi           // Copy the string.
 163         rep movsb
 164         // Round up to the next multiple of 4 so that the link pointer
 165         // is aligned.
 166         or $3,%edi
 167         inc %edi
 168         pop %eax                // Link pointer, points to old VOCAB.
 169         mov %eax,(%edi)
 170         add $4,%edi
 171         // Write the codeword, which for user-defined words is always a
 172         // pointer to the FORTH indirect threaded interpreter.
 173         movl $DOCOL,(%edi)
 174         add $4,%edi
 175
 176         // Finally, update LATEST.  As we go along compiling, we'll be
 177         // writing compiled codewords to the LATEST pointer (and moving
 178         // it along each time).
 179         mov %edi,v_latest
 180
 181         movl $1,v_state         // go into compiling mode
 182         ret
 183
 184         defcode ";",1,F_IMMED,SEMICOLON
 185         // XXX
 186
 187 #endif
 188
 189         defcode SYSEXIT,7,,SYSEXIT
 190         pop %ebx
 191         mov $__NR_exit,%eax
 192         int $0x80
 193
 194 /*----------------------------------------------------------------------
 195  * Variables containing the interpreter's state.
 196  */
 197         .data
 198
 199         .align 4
 200 v_state:
 201         .int 0          // 0 = immediate, 1 = compiling
 202 v_vocab:
 203         .int N_SYSEXIT  // last word in the dictionary
 204 v_latest:
 205         .int user_defs_start    // pointer to next space for user definition or current compiled def
 206
 207 /*----------------------------------------------------------------------
 208  * Input buffer & initial input.
 209  */
 210         .data
 211         .align 4096
 212 buffer:
 213         .ascii "TEST OF READING WORDS   1 2 3"
 214
 215 _initbufftop:
 216         .align 4096
 217 buffend:
 218
 219 currkey:
 220         .int buffer
 221 bufftop:
 222         .int _initbufftop