для операции start регистровой машины, а также процедуры для доступа к содержимому регистров и их изменения, как указано в начале раздела 5.2:

(define (start machine) (machine start))

(define (get-register-contents machine register-name) (get-contents (get-register machine register-name)))

(define (set-register-contents! machine register-name value) (set-contents! (get-register machine register-name) value) done)

Все эти процедуры (а также многие процедуры из разделов 5.2.2 и 5.2.3) следующим образом ищут регистр с данным именем в данной машине:

(define (get-register machine reg-name) ((machine get-register) reg-name))

5.2.2 Ассемблер

Ассемблер переводит последовательность выражений контроллера машины в соответствующий ей список машинных команд, каждая со своей исполнительной процедурой. По общему строению ассемблер подобен интерпретаторам, которые мы изучали в главе 4 - имеется входной язык (в этом случае язык регистровых машин), и нам нужно выполнить некоторое действие для каждого типа выражений этого языка.

Методика порождения исполнительной процедуры для каждой команды в точности та же, которой мы пользовались в разделе 4.1.7, чтобы ускорить интерпретацию путем отделения синтаксического анализа от выполнения. Как мы видели в главе 4, существенную часть полезного анализа выражений Scheme можно провести, не зная конкретных значений переменных. Подобным образом и здесь существенную часть анализа выражений машинного языка можно провести, не зная конкретного содержимого регистров машины. Например, можно заменить имена регистров указателями на объекты-регистры, а имена меток - указателями на те места в последовательности команд, которые метками обозначаются.

Прежде чем порождать исполнительные процедуры команд, ассемблер должен знать, куда указывают все метки, так что вначале он просматривает текст контроллера и отделяет метки от команд. При просмотре текста он строит список команд и таблицу, которая связывает каждую метку с указателем внутрь этого списка. Затем ассемблер дополняет список команд, вставляя в каждую команду исполнительную процедуру.

Процедура assemble - основной вход в ассемблер. Она принимает в качестве аргументов текст контроллера и модель машины, а возвращает последовательность команд, которую нужно сохранить в модели. Assemble вызывает extract-labels, чтобы построить из данного ей списка контроллера исходный список команд и таблицу меток. Вторым аргументом extract-labels служит процедура, которую следует позвать для обработки этих результатов: эта процедура зовет update-insts! , чтобы породить исполнительные процедуры для команд и вставить их в командный список, а затем возвращает модифицированный список команд.

(define (make-new-machine)

(let ((pc (make-register pc))

(flag (make-register flag)) (stack (make-stack)) (the-instruction-sequence ())) (let ((the-ops

(list (list initialize-stack

(lambda () (stack initialize))))) (register-table

(list (list pc pc) (list flag flag))))

(define (allocate-register name) (if (assoc name register-table)

(error "Многократно определенный регистр: " name) (set! register-table

(cons (list name (make-register name)) register-table))) register-allocated) (define (lookup-register name)

(let ((val (assoc name register-table)))

(if val

(cadr val)

(error "Неизвестный регистр:" name)))) (define (execute)

(let ((insts (get-contents pc)))

(if (null? insts)

done (begin

((instruction-execution-proc (car insts))) (execute))))) (define (dispatch message) (cond ((eq? message start)

(set-contents! pc the-instruction-sequence) (execute))

((eq? message install-instruction-sequence) (lambda (seq) (set! the-instruction-sequence seq)))

((eq? message allocate-register) allocate-register)

((eq? message get-register) lookup-register)

((eq? message install-operations) (lambda (ops) (set! the-ops (append the-ops ops))))

((eq? message stack) stack)

((eq? message operations) the-ops)

(else (error "Неизвестная операция -- MACHINE" message)))) dispatch)))

Рис. 5.13: Процедура make-new-machine, реализующая базовую модель машины.

(define (assemble controller-text machine) (extract-labels controller-text (lambda (insts labels)

(update-insts! insts labels machine) insts)))

Extract-labels принимает на входе список text (последовательность выражений, обозначающих команды контроллера) и процедуру receive. Receive будет вызвана с двумя аргументами: (1) списком insts структур данных, каждая из которых содержит команду из text; и (2) таблицей под названием labels, связывающей каждую метку из text с позицией в списке insts , которую эта метка обозначает.

(define (extract-labels text receive)

(if (null? text)

(receive () ()) (extract-labels (cdr text) (lambda (insts labels)

(let ((next-inst (car text))) (if (symbol? next-inst) (receive insts

(cons (make-label-entry next-inst

insts)

labels))

(receive (cons (make-instruction next-inst) insts)

labels)))))))

Работа extract-labels заключается в последовательном просмотре элементов text и сборке insts и labels. Если очередной элемент является символом (то есть меткой), соответствующий вход добавляется в таблицу labels. В противном случае элемент добавляется к списку insts.4

4Процедура receive используется здесь, в сущности, для того, чтобы заставить extract-labels вернуть два значения - labels и insts, - не создавая специально структуры данных для их хранения. Альтернативная реализация, которая явным образам возвращает пару значений, выглядит так:

(define (extract-labels text) (if (null? text) (cons () ())

(let ((result (extract-labels (cdr text))))

(let ((insts (car result)) (labels (cdr result))) (let ((next-inst (car text))) (if (symbol? next-inst) (cons insts

(cons (make-label-entry next-inst insts) labels)) (cons (cons (make-instruction next-inst) insts)

labels)))))))

Вызывать ее из assemble следовало бы таким образом:

(define (assemble controller-text machine)

(let ((result (extract-labels controller-text))) (let ((insts (car result)) (labels (cdr result))) (update-insts! insts labels machine) insts)))

Можно считать, что использование receive показывает изящный способ вернуть несколько значений, а можно считать, что это просто оправдание для демонстрации программистского трюка.