第十二章APO编程语言

第十二章APO编程语言这章是基本的、重要的；我不得不反复、仔细、认真的修改，即使啰嗦、也力求能完整说明。系统安全是随时要考虑到的，除了用户指令须是安全的、用户进程只能走在自己声明的变量空间上外；对文件操作也是要设置一系列权限。对文件的操作权限，我们是参照UNIX、LIUNX；在实现上，做了一些简并和优化。APO操作系统：包括内核方法库，用户的API方法库，公共通用方法库，日志、文件、数据库、网络等服务进程，实时进程支持，动态优先级的进程调度，一个进程最多64K个线程的线程优先级调度，信号、消息处理，GPU的4D图形处理、显示，音频处理等等；APO的指令代码量不会到4KW，大约就是4千条指令吧。LINUX有的功能、APO都有，但在速度上要快得多，一些项目甚至要比LINUX快近百万倍。一、变量空间说明为了系统安全，用户是没法知道其变量空间在本地内存中的实际地址的；也不能使用指针来指向内存的实际地址。就类似，我们不知道地球挂在相对宇宙中心的什么位置一样？宇宙中心在那？我们是无法知道的。但在自己声明的变量空间上，可以使用寄存器作为相对偏移指针；如D.A1.A2..Ai.X.R1L.W，大对象空间D中的成员变量A1子空间中的成员变量A2子空间中的.。。。。成员变量Ai子空间中的成员变量X子空间中的以寄存器R1L为指针的字变量位置。类似，银河系中的地球的中国的广西省的以寄存器R1L为县名指针的具体县位置。变量空间是靠我们声明的，你说多大就是多大了；是否能成功，那要看系统的运行情况。如果你声明300GB的变量空间，那么系统本地内存最多只是128GB的空间，显然、你会得到一个错误返回。对象的空间基本单位是行E，理论上对象空间最大可以声明到4GE=32GW=128GB。而对象空间下、或许有一大堆有层次、树状结构的成员变量，它们的大小要用32位表示、相对根对象的偏移也要用到32位来表示。对象空间下的某个成员变量可能是用位、或字符、或字、或双字来描述的，那么表示空间属性的行内编码，位需要8位、字符需要4位、字需要3位。所以，描述一个变量空间需要32位的大小、32位的偏移、10位的根对象号（间接表示在本地内存中的位置）、可能8位的行编码、可能16位的立即数赋值或1到2个的6位寄存器描述等等。所以，操作一个变量的指令码需要3W大小、耗时3ns。1、空间分割变量空间分割成多个成员变量子空间，这是常见的；也可以说是合成吧，我们通常在一个表、或C语言结构、或数组、或向量、或集合、或类的属性表、或类的方法表中声明多个变量；在成员变量中又可以再分割下去，那要看需要。无论怎样，你只要给变量名字、声明其空间大小；在某个根对象中适合的位置声明；编译器总是能知道你的变量在根对象空间中的相对位置和大小；但编译器也不知道根对象在本地内存空间中的具体位置。一个应用程序最多可以声明992个根对象空间；所有的变量空间位置都是相对于某个根对象空间的。类方法表lf_tab根对象有32个，0是本类方法表、1-31是程序引用的公共、或自己的方法类库DLL；API公共方法库是公开的、固定的、是无须安装就可使用的。线程类方法表thread_lf_tab有128个、为线程组run()入口和长度。我们声明的静态根对象属性表dx_tab（Di）有64个；而在代码中声明的、但动态分配内存空间的动态根对象可以有768个。2、静态变量空间在进程开始运行时，申请内存分配的、由编译器指定的静态根对象空间；只有在进程完全退出时，才会释放掉。如果、你的变量是挂在某个静态根对象Di空间下的成员变量，那就是静态变量。要注意到、声明的静态变量空间在程序运行期间一直占据部分内存，直到程序退出时，才由系统释放。3、动态变量空间在程序的方法中、声明的、和动态分配内存new()的变量是动态变量，属于动态根对象。动态根对象同样可以声明成复杂的、有层次树状结构的、有一大堆成员变量的结构空间。对于动态变量、当它们的引用计数为0时，会自动被系统回收、释放掉它们的空间。4、变量的操作在代码中都是用变量名来操作变量的空间，一个变量空间中的部分内容拷贝到另一个变量空间中去，是由系统API中的COPY方法来完成的。变量的操作主要有：对变量空间中某个位置的内容进行寄存器、或16位立即数、或其中的一位的赋值；或某个位置的内容拷贝到某个寄存器中；或对变量空间中某个位置的位进行测试转移。某个位置有时，也可以用寄存器做指针。5、变量的编译说明在用户程序中，不管是动态、静态声明的对象，或字符串常量；它们在编译器的符号表中都有对应的32位大小、32位相对根对象的偏移地址、所属的10位根对象号、空间性质：行内寻址（位8位、字符4位、字3位、行0位）项目。如下：BU3WSTE{//symboltableentry符号表项BU32GDX;//所属根对象变量//GDX.31static;1、是静态编译的对象，0、是动态对象。//GDX.30gdxm;1、本变量就是根对象，0、是根对象的成员变量。//GDX.29-28ladd;行内寻址、空间性质：0、行，1、字，2、字符，3、位。//GDX.9-0gdxd;根对象号。//行寻址模式时://GDX.27-100;这些位为0。//位寻址模式时://GDX.27-26control;指令模式：0、位赋值0，1、位赋值1，//2、位为0测试跳，3位为1测试跳。//GDX.25-180;这些位为0。//GDX.17-10bitadd;位地址。//字、字符的立即数寻址模式时://GDX.27-140;这些位为0。//GDX.13-10Zadd;字符、4位、字、3位的行内寻址。//字、字符的寄存器寻址模式时://GDX.27-26control;指令模式：0、变量到寄存器，1、寄存器到变量，//2、变量的寄存器寻址后到寄存器，3、寄存器到变量的寄存器寻址后。//GDX.25-14RDiRNi;表示是什么寄存器，R0H、R0L、R0、R1H--R31。//GDX.13-10Zadd;字符4位、字3位的行内寻址。BU32ROFF;//32位相对根对象的偏移地址。BU32LENGTH;//32位的变量大小。}这些变量值都是编译器知道的，我们可以用编译器方法获得变量的长度、偏移地址、对象号等。如：R1=getdx(变量名字);就得到了根对象号，R1=getlen(变量名字);就得到了变量的长度。要注意到,如果你声明的变量是BU32那就是32、如果是BU1W、或BU1Z，或BU1E、那都是返回1。字符串用BUnZ声明，返回的就是字符串长度n了。也可以获得相对根对象的偏移地址，用getoff(变量名);实际上、编译器是根据你的方法从符号表中、赋值相应的32位数到你声明获得结果的寄存器；不外是编译成一条32位立即数对寄存器的赋值指令吧，2W、2ns。在方法中，你要变量的大小、或长度、或对象号做传入参数，那要写成getlen(变量名字)、或getoff(变量名)、或getdx(变量名字)。如果参数直接写变量名，那编译器将是编译成一条3W、3ns的内部专用指令pointer；硬件总线控制器内部的专用寄存器PITR将是对象的实际地址、和LENG是大小。对于应用程序来说、除了会多耗3W的指令空间和3ns的时间、没什么用处；用户代码不在系统代码区域，读PITR、LENG会报错、被灭。6、操作根对象根对象空间可看作是一个位、或字符、或字、或行的线性空间，没有32位的偏移、也不需要32位的大小（大小值已经在对象号对应的项里）。只是10位的根对象号，空间单位性质说明2位（位、字符、字、行），行内寻址（位8、字符4、字3、行0）。对象名就对应这根对象号，但有时候是不一定有名字的、只有根对象号，比如一些它方进程提交的动态对象；这时、编译器无能为力了。如果，一个网络进程完成了一个完整数据包的接收组装、将该数据包容器通过系统提交给相对应的用户进程；其过程是：1、使用用户进程的pid号、向系统申请一个用户进程的动态根对象号、并使其指针指向完整数据包、其大小值为完整数据包的大小。2、向用户进程发接收数据包消息，消息中含提交的用户进程的动态根对象号。3、用户进程使用该动态根对象号操作数据包，完成后、回消息给网络进程。4、网络进程向系统释放该动态对象号、和数据包对象。不用名字操作变量空间的情形就类似，R1.A1.A0..Ai.X.12.Z=22;的情形；这时，编译器将把R1的低10位当作是根对象号、.A1.A0..Ai.X.12计算其32位的行偏移、.X计算其空间大小、.12.Z计算其空间性质放在R1寄存器的其它位、编译成一条3W、耗时3ns的寄存器对象号间接指令。还有一种方法是利用文件号，用户程序是使用open一个文件号给网络进程、就当网络进程是一个磁盘空间文件系统；但关联文件号的流容器并非用户进程提供，而是网络进程做关联。当收到文件号已经关联到一个完整数据包流容器的消息时，用户进程只是使用文件号fd、就可操作该完整数据包了。当操作完成后、用户进程就用pid、fd发相关消息回给网络进程；网络进程就可重新使用该流容器用于其它方面。当用文件号操作其关联流容器时，格式一定是fd.XX.XX..XX.N.Z/W/E；不能Ri.XX...,也不能：变量名字.XX...；那样、编译器将无所适从。fd是保留字、使用fd.编译器才能正确编译成是用文件号操作关联流容器；否则可能会认为是操作根对象。fd.模式的指令是4W、4ns；对其流容器成员的操作可以赋值32位立即数。fd是一个用户可以使用的专用寄存器，其实是有2个：fd、fd1。用户的线程让步后，需要考虑保存你的文件号；因为fd、fd1是公用的。fd、fd1实际上就是寄存器R24H、R24L,注意啊，不要随便操作R24；那也是系统使用的寄存器。二、指令、方法使用简介APO编程语言是基于汇编语言和面向对象编程。基本指令只有6种：赋值指令、BTX（位X测试为1、或0转移）指令、查表跳转指令switch(RN){….}、寄存器的移位与循环指令S、寄存器的三操作数运算指令、调用与返回指令。所有的指令大小、除了32位立即数赋值是2字、和含有对象、变量的指令是3字外；其它都是32位，一个字。指令执行时间，除了2W指令是2ns、3W的是3ns外；其它指令都是1ns。应用程序只能使用R0-R4，R8-R23的21个寄存器作为高速的寄存器局部变量；其中R0-R4作为方法参数寄存器，R0通常为返回结果寄存器。通常，子程序的形式用C语言表达就是函数；用所谓面向对象语言表达的是函数或方法。APO使用的是汇编语言，通常用伪指令（一组指令的缩写形式宏）来描述调用指令CALL；如：方法名称(参数1，参数2，参数3，参数4，参数5);由编译器翻译成相关的最多6条汇编指令。其实，参数i是需要对应写入寄存器Ri（Ri=R0----R4）；这就需要若干指令；以上的缩写编译器会自动展开成对应的一组指令的。参数可以有一个或多个，或者没有；没有参数的形式：方法名称（）;编译后就是一条指令CALL。方法是先压入PUSH、再Ri=参数i;的；这样，返回时就能恢复调用前的R1-R4。返回的结果：数值可以写到寄存器R0；也可以写到寄存器R8-R31或静态变量中去。CALL是压入H0的R0—R4及PSR、PRR、PPC；而RET是弹出R1—R4及PSR、PRR、PPC。R0是不被覆盖的！所以，R1-R4可看作是自动变量。指针或数据入口参数也可以先写入R8-R31；之后，再调用方法。注意：寄存器R24-R31是系统方法使用的局部变量；用户应用程序使用时；应注意到调用系统方法时，它们可能会被改写。方法（子程序）的编写形式如下：方法名称:指令1;……指令n;RET;或：方法名称{…}一些方法的集合就构成了方法库，方法库是放在只读的保护区域；由内核管理。一些公共的方法库是常驻在保护区域的。用户进程的方法库是动态存在于保护区域，当用户进程退出时，如果用户方法库的引用计数为0；就会使用户方法库被踢出保护区域。方法库就是一个文件形式。所谓面向对象语言表达的接口概念其实就是指对象的一个