8. mixguile, виртуальная машина на основе Scheme

Эта глава содержит описание использования mixguile и библиотеки функций Scheme, дающих доступ к виртуальной машине MIX в эмуляторах MDK (mixguile, mixvm и gmixvm). См. в 3.4 Использование mixguile учебное пошаговое введение в mixguile и использование Scheme как языка расширения виртуальных машин MIX MDK.

8.1 Вызов mixguile		Параметры командной строки.
8.2 Описание функций Scheme

8.1 Вызов mixguile

При вызове mixguile без аргументов она после загрузки файла инициализации `~/.mdk/mixguile.scm' (если он существует), войдёт в Guile REPL (read-eval-print loop, цикл ввода, обработки и вывода).

mixguile принимает те же параметры командной строки, что и Guile:

mixguile [-s SCRIPT] [-c EXPR] [-l FILE] [-e FUNCTION] [-qhv] [--help] [--version]

Значение этих параметров таково:

User Option: -h

User Option: --help

Вывести краткое описание использования программы и завершить работу.

User Option: -v

User Option: --version

Вывести версию и информацию об авторских левах и завершить работу.

User Option: -s SCRIPT

Загрузить код Scheme из файла script, обработать его и завершить работу. Этот параметр может быть использован для написания исполняемых скриптов Scheme, как описано в 3.4.5 Скрипты Scheme.

User Option: -c EXPR

Вычислить заданное выражение Scheme и завершить работу.

User Option: -l FILE

Загрузить заданный файл Scheme и войти в REPL (цикл ввода, обработки и вывода).

User Option: -e FUNCTION

После чтения скрипта, вызвать заданную функцию с аргументами, указанными в командной строке. Например, вы можете написать следующий скрипт Scheme:

#! /usr/bin/mixguile \ -e main -s !# ;;; выполнить заданную программу и вывести содержимое регистров. (define main (lambda (args) ;; загрузить файл, указанный в аргументе командной строки (mix-load (cadr args)) ;; выполнить его (mix-run) ;; вывести содержимое регистров (mix-pall)))

сохранить её в файле, скажем, `foo', сделать его исполняемым и выполнить:

$ ./foo hello

Такой вызов запустить вычисление функции main со списком параметров командной строки в качестве аргумента (в вышеприведённом примере ("./foo" "hello)). Заметьте, что параметры командной строки для mixguile должны находиться в отдельной строке после символа \.

User Option: -q

Не загружать пользовательский файл инициализации. При запуске mixguile она проверяет наличие файла `mixguile.scm' в каталоге конфигурации `~/.mdk' и, если он существует, загружает его. Этот параметр велит mixguile не загружать файл инициализации.

8.2 Описание функций Scheme

Как мы указали выше, mixguile содержит встроенную виртуальную машину MIX, доступ к которой возможен через набор функций Scheme, т.е. через библиотеку Scheme. С другой стороны, mixvm и gmixvm содержат интерпретатор Guile и могут использовать ту же библиотеку Scheme, равно как и все остальные примитивы Guile/Scheme и любые определённые пользователем функции. Поэтому в вашем распоряжении находится мощный язык программирования -- Scheme -- позволяющий расширять возможности эмуляторов виртуальной машины в составе MDK (см. примеры в 3.5 Использование Scheme в mixvm и gmixvm).

Следующие подразделы описывают доступные функции библиотеки MIX/Scheme.

8.2.1 Оболочка команд mixvm		Функции, вызывающие команды mixvm.
8.2.2 Функции-ловушки		Добавление ловушек к командам mixvm.
8.2.3 Дополнительные функции ВМ		Функции доступа к виртуальной машине MIX.

8.2.1 Оболочка команд mixvm

Каждой из команд mixvm, перечисленных в 6.2 Интерактивные команды, соответствует функция Scheme, название которой образовано добавлением к имени команды префикса mix- (например, mix-load, mix-run и т.д.). Эти оболочки команд реализованы единой функцией передачи команды:

Function: mixvm-cmd command argument

Передаёт указанную команду command и аргументы виртуальной машине MIX. И command, и argument должны быть строками. Результат будет тот же, что и выполнение "command argument" из командной строки mixvm или gmixvm.

Например, вы может вызвать команду run из приглашения mixvm тремя разными способами:

MIX > run hello MIX > (mix-run "hello") MIX > (mixvm-cmd "run" "hello")

(в приглашении mixguile или в скрипте Scheme могут быть использованы только две последние формы).

Функции mix- не вычисляют значений. Если вы хотите проверять результаты вызова команд mixvm, используйте функцию mix-last-result:

Function: mix-last-result

Возвращает #t, если последнее выполнение команды mixvm было успешным, #f в противном случае.

#! /usr/bin/mixguile \ -e main -s !# ;;; выполнить заданную программу и вывести содержимое регистров. (define main (lambda (args) ;; загрузить файл, указанный в аргументе командной строки (mix-load (cadr args)) ;; выполнить его, если команда mix-load сработала (if (mix-last-result) (mix-run)) ;; вывести содержимое регистров, если вышеприведённые ;; команды успешно завершили работу (if (mix-last-result) (mix-pall))))

Список доступных команд см. в 6.2 Интерактивные команды. Там дано описание команд mixvm, соответствующие команды Scheme используются точно так же, и поэтому мы не приводим здесь полного описания этих функций. Вместо этого мы лишь укажем те оболочки, поведение которых чем-то отличается от соответсвующих команд.

Function: mix-preg [register]

Function: mix-sreg register value

Аргумент register этих функций может быть либо строкой, либо символом, представляющим регистр. Например, следующие вызовы эквивалентны:

(mix-preg 'I1) (mix-preg "I1")

Function: mix-pmem from [to]

Команда pmem принимает один аргумент -- либо номер ячейки, либо диапазон в виде FROM-TO. Функция же принимает один аргумент, если запрашивается содержимое одной ячейки памяти, и два, если запрашивается диапазон. Например, следующие команды эквивалентны:

MIX > pmem 10-12 0010: + 00 00 00 00 00 (0000000000) 0011: + 00 00 00 00 00 (0000000000) 0012: + 00 00 00 00 00 (0000000000) MIX > (mix-pmem 10 12) 0010: + 00 00 00 00 00 (0000000000) 0011: + 00 00 00 00 00 (0000000000) 0012: + 00 00 00 00 00 (0000000000) MIX >

Function: mix-sover #t|#f

Команда sover принимает в качестве аргумента либо строку T, либо строку F, чтобы установить, соответственно, триггер переполнения истинным или ложным. Соответствующая функция Scheme, mix-sover, принимает в качестве аргумента логическое значение Scheme: #t (истина) или #f.

С остальными функциями достаточно принимать в расчёт, что когда аргументами команды служат числа, соответствующая функция Scheme принимает в качестве аргументов числовые литералы Scheme. В то же время, если аргументом команды служит строка, аргументом связанной с ней функции Scheme будет строка Scheme. Например, следующие вызовы попарно эквивалентны:

MIX > load ../samples/hello MIX > (mix-load "../samples/hello) MIX > next 5 MIX > (mix-next 5)

8.2.2 Функции-ловушки

Ловушки -- это функции, вычисляемые перед выполнением команды mixvm (или соответствующей функции-оболочки Scheme) или после него, либо после обнаружения во время выполнения программы MIX обязательной или условной точки останова. Следующие функции позволяют устанавливать ловушки:

Function: mix-add-pre-hook command hook

Добавляет функцию в список ловушек перед командой, связанных с данной командой. command -- строка, называющая соответствующую команду mixvm, а hook -- функция, принимающая в качестве единственного аргумента строку-список аргументов команды. Следующий код Scheme определяет простую ловушку и связывает её с командой run:

(define run-hook (lambda (args) (display "argument list: ") (display args) (newline))) (mix-add-pre-hook "run" run-hook)

Ловушки перед командой выполняются в порядке, в котором они были добавлены, перед вызовом соответствующей команды (или связанной с ней функции-оболочки Scheme).

Function: mix-add-post-hook command hook

Добавляет функцию в список ловушек после команды, связанных с данной командой. Аргументы имеют то же значение, что и в случае mix-add-pre-hook.

Function: mix-add-global-pre-hook hook

Function: mix-add-global-post-hook hook

Глобальные ловушки перед/после команд выполняются перед/после вызова любой команды mixvm или функции-оболочки. В этом случае hook принимает два аргумента: строку с именем вызванной команды и строку-список её аргументов.

Function: mix-add-break-hook hook

Function: mix-add-cond-break hook

Добавляет функцию-ловушку, выполняемую при обнаружении в ходе выполнения программы обязательной (соответственно, условной) точки останова. hook -- функция, принимающая два аргумента: номер строки исходного текста, откуда вызывается ловушка, и текущее значение счётчика программы. Следующий код показывает пример определения и установки ловушки останова:

(define break-hook (lambda (line address) (display "Breakpoint at line ") (display line) (display " and address ") (display address) (newline))) (mix-add-break-hook break-hook)

Функции-ловушки остановов реализованы в Scheme через обычные ловушки после команды для команд next и run. Если вас это удивляет, вы можете посмотреть исходный код Scheme в файле `префикс/share/mdk/mixguile-vm-stat.scm' (где префикс соответствует корневому каталогу установки, обычно /usr или /usr/local).

См. другие примеры использования функций-ловушек в 3.4.4 Функции-ловушки.

8.2.3 Дополнительные функции ВМ

При написании нетривиальных расширений Scheme с использованием библиотеки MIX/Scheme, вам, вероятно, будет нужно определять содержимое компонентов виртуальной машины (регистры, ячейки памяти и т.д.). Например, вам может понадобиться сохранить содержимое регистра A в переменной. Функции Scheme, описанные до сих пор, не помогут -- вы можете вывести содержимое A функцией (mix-preg 'A), но не можете присвоить значение A переменной. Для решения этой проблемы библиотека MIX/Scheme предоставляет следующие дополнительные функции:

Function: mixvm-status

Function: mix-vm-status

Возвращает текущий статус виртуальной машины в виде числа (mixvm-status) или символа (mix-vm-status). Возможные возвращаемые значения:

(mixvm-status)	(mix-vm-status)
0	MIX_ERROR	Ошибка загрузки или выполнения
1	MIX_BREAK	Обнаружена точка останова
2	MIX_COND_BREAK	Условная точка останова
3	MIX_HALTED	Выполнение прервано
4	MIX_RUNNING	Выполнение по next остановлено
5	MIX_LOADED	Программа успешно загружена
6	MIX_EMPTY	Программа не загружена

Function: mix-vm-error?

Function: mix-vm-break?

Function: mix-vm-cond-break?

Function: mix-vm-halted?

Function: mix-vm-running?

Function: mix-vm-loaded?

Function: mix-vm-empty?

Предикаты, проверяющие равенство текущего статуса виртуальной машины MIX_ERROR, MIX_BREAK и т.д.

Function: mix-reg register

Function: mix-set-reg! register value

mix-reg возвращает содержимое указанного регистра в виде числа. mix-set-reg приравнивает значение указанного регистра заданному. Регистр может быть задан либо в виде строки ("A", "X" и т.д.), либо в виде символа ('A, 'X и т.д.). Например:

guile> (mix-reg 'A) 2341 guile> (mix-set-reg! "A" 2000) ok guile> (define reg-a (mix-reg 'A)) guile> (display reg-a) 2000 guile>

Function: mix-cell cell_no

Function: mix-set-cell! cell_no value

Возвращает и устанавливает содержимое ячейки памяти номер cell_no соответственно. И cell_no, и value -- числа Scheme.

Function: mix-loc

Возвращает значение счётчика положения (т.е. адрес следующей выполняемой инструкции).

Function: mix-over

Function: mix-set-over! #t|#f

mix-over возвращает #t, если триггер переполнения установлен, и #f в противном случае. Значение триггера переполнения может быть изменено функцией mix-set-over!.

Function: mix-cmp

Function: mix-set-cmp! 'L|'E|'G

Возвращает и устанавливает флаг сравнения соответственно. Возможные значения -- символы Scheme L (меньше), E (равно) и G (больше).

Function: mix-up-time

Возвращает текущее время работы виртуальной машины.

Function: mix-lap-time

Возвращает текущее прошедшее время виртуальной машины, т.е. время, прошедшее после последней команды run или next.

Function: mix-prog-time

Возвращает общее время выполнения загруженной в данный момент программы.

Function: mix-prog-name

Возвращает строку, содержащую базовое имя (без пути) загруженной в данный момент программы MIX.

Function: mix-prog-path

Возвращает строку, содержащую полный путь к загруженной в данный момент программе MIX.

Function: mix-src-path

Возвращает строку, содержащую полный путь к исходному файлу загруженной в данный момент программы MIX.

Function: mix-src-line [lineno]

Function: mix-src-line-no

mix-src-line-no во время выполнения программы возвращает номер текущей строки исходного кода. mix-src-line возвращает строку, содержащую строку исходного файла номер lineno, а при вызове без аргументов возвращает (mix-src-line (mix-src-line-no)).

Function: mix-ddir

Возвращает строку, содержащую полный путь к текущему каталогу устройств.