Introduction

Étant donné que différents systèmes, matériels et autres conditions externes ont une prise en charge et des définitions différentes pour la mémoire, afin que la machine virtuelle AQ réponde aux exigences du fonctionnement multiplateforme, il est nécessaire de concevoir un norme de type unifiée Indispensable. Cet article définit et standardise les types de machines virtuelles AQ pour garantir que les machines virtuelles AQ sur différents systèmes peuvent fonctionner normalement.

Idées de conception

Tout d’abord, afin de simplifier les types et d’obtenir une efficacité d’exécution plus élevée, la conception des types natifs (les types qui sont directement pris en charge par la machine virtuelle sans être définis par le code) doit être aussi simple que possible. le moins possible. Par conséquent, pour les types complexes associés, tels que énumération, structure, etc., nous les développons au niveau du compilateur pour réduire le nombre de types et la complexité de la machine virtuelle.

Selon la définition du type dans AqvmMemory_Memory dans memory.h, chaque uint8_t stocke 2 types, donc le nombre detypesdoit être compris entre0x00-0x0F` (16 ) entre.

Deuxièmement, grâce à la recherche sur les types d’autres langages de programmation, nous avons résumé les types courants. Nous avons conçu les types suivants afin d’obtenir les performances et la simplicité de la machine virtuelle. `équilibre.

0. null - type vide
1. octet - 1octet de type entier signé
2. int - Type entier signé de 4 octets
3. long - Type entier signé de8`octets
4. float - 4 type à virgule flottante simple précision
5. double - Type à virgule flottante double précision de8`octets

Enfin, nous avons conçu des normes détaillées pour les types afin de garantir que la machine virtuelle AQ puisse réaliser un fonctionnement multiplateforme.

Afin de réduire la définition de type de machine virtuelle, les types non signés seront implémentés au niveau du compilateur.

Définitions de Type pour d’autres langages de programmation

Afin de rendre les types d’AQ plus étendus et plus faciles à comprendre pour les développeurs, nous nous référons aux définitions de type des langages de programmation courants existants.
Les types de base définis ci-dessous sont des types de données généraux tels que des entiers, des nombres à virgule flottante et des types vides. Il entreprend des travaux de stockage de données de base ou revêt une importance particulière.

###C La norme C actuelle est ISO/IEC 9899 :2018 Technologies de l'information – Langages de programmation – C. Étant donné que le droit d’auteur de cette norme appartient à ISO (Organisation internationale de normalisation) et à CEI (Commission électrotechnique internationale), afin d’éviter les litiges en matière de droits d’auteur, nous avons résumé les définitions de type. Le même ci-dessous.

Site officiel : https://www.iso.org/standard/74528.html

1. _Bool - Un objet déclaré comme type _Bool est suffisamment grand pour stocker les valeurs 0 et 1.
2. (non signé) char - type de caractère. Un objet déclaré comme type char est suffisamment grand pour stocker n’importe quel membre du jeu de caractères d’exécution de base. Si un membre du jeu de caractères d’exécution de base est stocké dans un objet char, sa valeur est garantie comme étant non négative. Si d’autres caractères sont stockés dans un objet caractère, la valeur résultante est définie par l'implémentation, mais doit se situer dans la plage de valeurs qui peuvent être représentées dans ce type.
3. signed char - Type de caractère signé.
4. short int - type entier signé étendu.
5. unsigned short int - Type entier non signé étendu.
6. int - Type entier signé standard étendu.
7. unsigned int – Type entier non signé standard.
8. long int - Type entier signé étendu.
9. unsigned long int – Type entier non signé étendu.
10. long long int – Type entier signé étendu.
11. unsigned long long int - Type entier non signé étendu.
12. float - Type à virgule flottante. Un ensemble de valeurs de type float est un sous-ensemble d’un ensemble de valeurs de type double.
13. double - Type à virgule flottante. Un ensemble de valeurs de type double est un sous-ensemble d’un ensemble de valeurs de type long double.
14. long double - Type à virgule flottante.
15. void - Le type void contient un ensemble de valeurs nulles ; c’est un type d’objet incomplet et ne peut pas être implémenté.

De plus, C a également d’autres types non basiques, tels que les types énumération (types enum), les types pointeur, etc. Cela ne sera pas abordé dans la conception de la machine virtuelle.

C++ et autres variantes C

La norme C++ actuelle est ISO/IEC 14882 :2020 Langages de programmation — C++. Puisque C++ et les autres variantes de C sont fondamentalement les mêmes types que C, ils ne sont plus répertoriés.

###Python La dernière version officielle de Python est 3.12.4. Les types intégrés dans la documentation Python 3.12.4 documentent les types standard intégrés à l’interpréteur Python.
Les principaux types intégrés sont Number, Sequence, Map, Class, Instance et Exception. Pour des raisons d’espace, les contenus autres que les types de base ne seront pas abordés ici.

Lien source : https://docs.python.org/zh-cn/3/library/stdtypes.html

1. int - integer int a une précision infinie. Les littéraux entiers non modifiés (y compris les nombres hexadécimaux, octaux et binaires) produisent des entiers.
2. float - Numéro à virgule flottante La virgule flottante est généralement implémentée en C en utilisant double. Les littéraux numériques contenant un point décimal ou un signe exposant produisent un nombre à virgule flottante.
3. complexe - Nombre complexe Un nombre complexe a une partie réelle et une partie imaginaire, chaque partie est un nombre à virgule flottante. En ajoutant j ou J après un littéral numérique, vous pouvez obtenir un nombre imaginaire (un nombre complexe avec une partie réelle de zéro). Ajoutez-le à un nombre entier ou à un nombre à virgule flottante. obtenir un nombre imaginaire Un nombre complexe avec une partie réelle et une partie imaginaire.
4. bool - Boolean Boolean est également un sous-type de integer. Un objet booléen représentant une vraie valeur. Le type bool n’a que deux instances constantes : True et False.
5. list - List List est une séquence mutable, généralement utilisée pour stocker des ensembles d’éléments similaires (où le degré précis de similarité variera en fonction de l’application).
6. tuple - Tuple Tuple est une séquence immuable, généralement utilisée pour stocker des ensembles multi-éléments de données hétérogènes (telles que binaire généré par la fonction intégrée enumerate() groupe). LesTuplessont également utilisés dans les situations où uneséquence immuablede données homogènes est requise (par exemple, permettre le stockage d'instances desetoudict`).
7. range - Le type range représente une séquence de nombres immuable, généralement utilisée pour boucler un nombre spécifié de fois dans une boucle for.
8. str - Type de séquence de texte Pour traiter les données texte dans Python, vous utilisez l’objet str, également appelé string. Une chaîne est une séquence immuable de points de code Unicode.
9. bytes - Un objet bytes est une séquence immuable d’octets simples. Étant donné que de nombreux protocoles binaires majeurs sont basés sur le codage de texte ASCII, l’objet bytes fournit certaines méthodes qui ne sont disponibles que lorsque vous travaillez avec des données compatibles ASCII et qui sont étroitement liées aux objets chaîne dans de nombreuses fonctionnalités.
10. byteearray - Un objet byteearray est la contrepartie mutable d’un objet bytes.
11. memoryview - Memoryview L’objet memoryview permet au code Python d’accéder aux données internes d’un objet, tant que l’objet prend en charge le buffer protocol sans faire de copie.
12. set - set type L’objet set est un ensemble multi-éléments non ordonné composé d’objets hashables uniques. Les utilisations courantes incluent la détection d’appartenance, la suppression des doublons des séquences et la définition de calculs mathématiques, tels que l’intersection, l’union, la différence et la différence symétrique, etc. Le type set est mutable et son contenu peut être modifié à l’aide de méthodes telles que add() et remove(). Comme il s’agit d’un type mutable, il n’a pas de valeur de hachage et ne peut pas être utilisé comme clé dans un dictionnaire ou comme élément dans une collection.
13. frozenset - Type de collection Le type frozenset est immuable et hashable. Son contenu ne peut pas être modifié après sa création, il peut donc être utilisé comme clé d’un dictionnaire ou. autre Un élément d’un ensemble.
14. dict - Type de mappage L’objet mapping mappera la valeur hashable à n’importe quel objet. Map est un objet mutable. Actuellement, il n’existe qu’un seul type de mappage standard « dictionnaire ».
15. GenericAlias - Les objets GenericAlias sont généralement créés en extrayant une classe. Ils sont le plus souvent utilisés avec des classes de conteneurs telles que list ou dict. Par exemple, l’objet GenericAlias list[int] est créé en extrayant la classe list avec le paramètre int. L’objectif principal des objets GenericAlias est l’annotation de type.
16. union - Un objet union contient la valeur d’effectuer l’opération | (OU au niveau du bit) sur plusieurs objets de type. Ces types sont principalement utilisés pour les « annotations de type ». Par rapport à typing.Union, les expressions union type permettent une syntaxe d’indication de type plus concise.

###Java La spécification de JVM (Java Virtual Machine) est La spécification de la machine virtuelle Java®, la dernière version est Java SE 22 Edition et la date de sortie est le 2024-02-09. Par rapport à la définition de type au niveau du compilateur d’autres langages, la situation de JVM est plus conforme à la conception d’une machine virtuelle. Dans le même temps, les types de JVM sont divisés en types primitifs et types de référence. En raison des besoins de développement des machines virtuelles, nous avons choisi les types primitifs pour la discussion.
De plus, Java a également une spécification qui est The Java Language Spécification, Java SE 22 Edition, lien HTML : https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se22/ html /index.html Lien PDF : https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se22/jls22.pdf. En raison des besoins particuliers du développement de machines virtuelles, cet article choisit d’étudier la définition de type de JVM au lieu de la définition de type du langage Java.

Lien source (HTML) : https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se22/html/jvms-2.html#jvms-2.3
Lien source (PDF) : https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se22/jvms22.pdf

1. byte - type entier dont la valeur est un entier complément à deux signé de 8 bits, et sa valeur par défaut est zéro. De -128 à 127 (-2⁷ à 2⁷ - 1), inclus.
2. short - type entier dont la valeur est un bit 16 entier complémentaire à deux signé, et sa valeur par défaut est zéro. De -32768 à 32767 (-2¹⁵ à 2¹⁵ - 1), inclus.
3. int - type entier dont la valeur est un bit 32 entier complémentaire à deux signé et sa valeur par défaut est zéro. De -2147483648 à 2147483647 (-2³¹ à 2³¹ - 1), inclus.
4. long - type entier dont la valeur est un bit 64 entier complémentaire à deux signé et dont la valeur par défaut est zéro. De -9223372036854775808 à 9223372036854775807 (-2⁶³ à 2⁶³ - 1), inclus.
5. char - Type entier Sa valeur est un entier non signé de 16 bits, représentant le point de code Unicode dans le plan multilingue de base, codé en UTF-16, et sa valeur par défaut est nullPoint de code(\u0000). De 0 à 65535.
6. float - Type à virgule flottante Sa valeur est entièrement conforme au format 32 bits IEEE 754 binaire32, et la valeur par défaut est zéro positif.
7. double - Type à virgule flottante Sa valeur est exactement la même que la valeur au format 64 bits IEEE 754 binaire64, et la valeur par défaut est zéro positif.

Normes détaillées

Définition du type

Les types complexes seront traités par le compilateur pour garantir la simplicité et l’efficacité de la machine virtuelle. Les types simples seront directement pris en charge par la machine virtuelle.
Voici les 6 types de base définis par la machine virtuelle AQ :

Les types non directement pris en charge incluent entier non signé, adresse mémoire (pointeur), chaîne, etc. Ces types seront implémentés au niveau du compilateur. Pour les machines virtuelles, ces types sont implémentés indirectement.

0. null - 0x00 - type vide
   Les types vides représentent uniquement des types inconnus ou des types qui n’ont pas besoin d’être utilisés (par exemple : pas de retour). Aucune longueur.
   

1. byte - 0x01 - 1 octet (8 bit) type entier signé
   Stocké dans le complément à deux. Généralement utilisé pour stocker bool ou char. De -128 à 127 (-2⁷ à 2⁷ - 1), inclus.
   

2. int - 0x02 - 4 octets (32 bits) de type entier signé
   Stocké dans le complément à deux. De -2147483648 à 2147483647 (-2³¹ à 2³¹ - 1), inclus.
   

3. long - 0x03 - 8 octets (64 bits) type entier signé
   Stocké dans le complément à deux. « L’adresse mémoire (pointeur) » est également stockée à l’aide de ceci. Sa valeur est un bit 64 entier complémentaire à deux signé et sa valeur par défaut est zéro. De -9223372036854775808 à 9223372036854775807 (-2⁶³ à 2⁶³ - 1), inclus.
   

4. float - 0x04 - 4 octets (32 bits) type à virgule flottante simple précision
   Adopte la norme « ISO/IEC 60559 Technologies de l’information – Systèmes à microprocesseurs – Arithmétique à virgule flottante ».
   

5. double - 0x05 - 8 octets (64 bits) type à virgule flottante double précision
   Adopte la norme « ISO/IEC 60559 Technologies de l’information – Systèmes à microprocesseurs – Arithmétique à virgule flottante ».
   

Code complémentaire

Définition

Le « complément » est la représentation des nombres signés dans les ordinateurs.

méthode

Le code complémentaire des nombres positifs et 0 est le nombre lui-même plus le bit le plus élevé 0. Le complément d’un nombre négatif consiste à inverser sa valeur absolue au niveau du bit et à ajouter 1.

Norme à virgule flottante

Définition

La Norme sur les nombres à virgule flottante adopte la norme ISO/IEC 60559 Technologies de l'information — Systèmes à microprocesseurs — Arithmétique à virgule flottante. Cette norme est également appelée « Norme arithmétique binaire à virgule flottante IEEE (IEEE 754) »

Site officiel : https://www.iso.org/standard/80985.html

méthode

La valeur réelle d’un nombre à virgule flottante est égale au bit de signe multiplié par la valeur de décalage de l'exposant multipliée par la valeur fractionnaire. Pour des définitions détaillées, voir la norme ISO/IEC 60559 Technologies de l'information — Systèmes à microprocesseurs — Arithmétique à virgule flottante.

32 bits numéro à virgule flottante

| Longueur de bit | Nom | Numéro de bit | | ------ | ------ | | 1 | Bit de signe | | 8 | Nombre | 30 à 23 valeur positive (taille réelle de l’exposant + 127) | | 23 | Chiffres valides | Numéro de 22 à 0 chiffres (en commençant par 0 en partant de la droite) |

64 bits numéro à virgule flottante

| Longueur de bit | Nom | Numéro de bit | | ------ | ------ | | 1 | Bit de signe | | 11 | Nombre | 62 à 52 valeur positive (taille réelle de l’exposant + 1023) | | 52 | Chiffres valides | Nombres de 51 à 0 (en commençant par 0 en partant de la droite) |

Code complet de types.h :

Il existe également des codes associés pour le « type ». Voici le code de types.h :

// Copyright 2024 AQ author, All Rights Reserved.
// This program is licensed under the AQ License. You can find the AQ license in
// the root directory.

#ifndef AQ_AQVM_MEMORY_TYPES_H_
#define AQ_AQVM_MEMORY_TYPES_H_

#include <stdint.h>

// null - 0x00 - null type
// The null type simply represents an unknown type or a type that is not needed
// (e.g., returns nothing). Has no length.
typedef void aqnull;

// byte - 0x01 - 1 byte (8-bit) signed integer type
// Using two's complement storage. Generally used to store bool or char. From
// -128 to 127 (-2^7 to 2^7 - 1), inclusive.
typedef int8_t aqbyte;

// int - 0x02 - 4-byte (32-bit) signed integer type
// Stored in two's complement notation. From -2147483648 to 2147483647 (-2^31 to
// 2^31 - 1), inclusive.
typedef int aqint;

// long - 0x03 - 8-byte (64-bit) signed integer type
// Stored in two's complement notation. From -9223372036854775808 to
// 9223372036854775807 (-2^63 to 2^63 - 1), inclusive.
typedef int64_t aqlong;

// float - 0x04 - 4-byte (32-bit) single-precision floating point type
// Using ISO/IEC 60559 Information technology — Microprocessor Systems —
// Floating-Point arithmetic standard.
typedef float aqfloat;

// double - 0x05 - 8-byte (64-bit) double-precision floating point type
// Using ISO/IEC 60559 Information technology — Microprocessor Systems —
// Floating-Point arithmetic standard.
typedef double aqdouble;

// The part beyond 0x05 and within 0x0F is currently designated as a reserved
// type. The part beyond 0x0F cannot be used because it exceeds the 4-bit size
// limit.

#endif

Nous travaillons plus dur pour développer AQ Virtual Machine. Si vous souhaitez en savoir plus ou participer aux travaux de développement, veuillez suivre notre site officiel : https://www.axa6.com et Github : https://github.com/aq-org/AQ.

Cet article est publié sur la base de la licence AQ : https://github.com/aq-org/AQ/blob/main/LICENSE Si nécessaire, veuillez l’adapter ou le réimprimer selon la licence AQ.