Introducción

Dado que diferentes sistemas, hardware y otras condiciones externas tienen diferentes soportes y definiciones para memoria, para que la máquina virtual AQ cumpla con los requisitos de operación multiplataforma, es necesario diseñar un Estándar unificado de tipo. Este artículo define y estandariza los tipos de máquinas virtuales AQ para garantizar que las máquinas virtuales AQ en diferentes sistemas puedan ejecutarse normalmente.

Ideas de diseño

En primer lugar, para lograr la simplificación de los tipos y una mayor eficiencia de ejecución, el diseño de los tipos nativos (los tipos que son directamente soportados por la máquina virtual sin estar definidos mediante código) debe ser lo más lo menos posible. Por lo tanto, para tipos complejos relacionados, como enumeración, estructura, etc., los desarrollamos en el nivel de compilador para reducir el número de tipos y la complejidad de la máquina virtual.

De acuerdo con la definición de tipo en AqvmMemory_Memory en memory.h, cada uint8_t almacena 2 tipos, por lo que el número detiposdebe estar entre0x00-0x0F` (16 ) entre.

En segundo lugar, a través de la investigación sobre tipos de otros lenguajes de programación, hemos resumido los tipos comunes. Hemos diseñado los siguientes tipos para lograr el rendimiento y la simplicidad de la máquina virtual. `equilibrio.

0. nulo - tipo vacío
1. byte - 1byte tipo entero con signo
2. int - 4 bytes tipo entero con signo
3. long - 8byte tipo entero con signo
4. float - 4 tipo de punto flotante de precisión simple
5. doble - 8bytes tipo coma flotante de doble precisión

Finalmente, diseñamos estándares detallados para tipos para garantizar que la máquina virtual AQ pueda lograr una operación multiplataforma.

Para reducir la definición de tipo de máquina virtual, se implementarán tipos sin firmar en el nivel del compilador.

Definiciones de tipo para otros lenguajes de programación

Para que los tipos de AQ sean más extensos y más fáciles de entender para los desarrolladores, nos referimos a las definiciones de tipos de los lenguajes de programación comunes existentes.
Los tipos básicos definidos a continuación son tipos de datos generales, como números enteros, números de punto flotante y tipos vacíos. Realiza trabajos básicos de almacenamiento de datos o tiene un significado especial.

C

El estándar C actual es ISO/IEC 9899:2018 Tecnología de la información - Lenguajes de programación - C. Dado que los derechos de autor de esta norma pertenecen a ISO (Organización Internacional de Normalización) e IEC (Comisión Electrotécnica Internacional), para evitar disputas sobre derechos de autor, hemos resumido las definiciones de tipo. Lo mismo a continuación.

Sitio web oficial: https://www.iso.org/standard/74528.html

1. _Bool: un objeto declarado como tipo _Bool es lo suficientemente grande como para almacenar los valores 0 y 1.
2. (sin firmar) char - tipo de carácter. Un objeto declarado como tipo char es lo suficientemente grande como para almacenar cualquier miembro del conjunto de caracteres de ejecución básico. Si un miembro del conjunto de caracteres de ejecución base se almacena en un objeto char, se garantiza que su valor no será negativo. Si se almacenan otros caracteres en un objeto de carácter, el valor resultante es definido por implementación, pero debe estar dentro del rango de valores que se pueden representar en ese tipo.
3. signed char: tipo de carácter firmado.
4. short int: tipo entero extendido con signo.
5. unsigned short int: tipo entero extendido sin signo.
6. int: tipo entero con signo estándar extendido.
7. unsigned int: tipo entero estándar sin signo.
8. long int: tipo entero con signo extendido.
9. unsigned long int: tipo entero extendido sin signo.
10. long long int: tipo entero extendido con signo.
11. unsigned long long int: tipo entero extendido sin signo.
12. float - Tipo de punto flotante. Un conjunto de valores de tipo float es un subconjunto de un conjunto de valores de tipo double.
13. doble - Tipo de coma flotante. Un conjunto de valores de tipo doble es un subconjunto de un conjunto de valores de tipo doble largo.
14. long double - Tipo de coma flotante.
15. void: el tipo void contiene un conjunto de valores nulos; es un tipo de objeto incompleto y no se puede implementar.

Además, C también tiene otros tipos no básicos, como tipos de enumeración (tipos enum), tipos de puntero, etc. No se discutirá en el diseño de la máquina virtual.

C++ y otras variantes de C

El estándar actual C++ es ISO/IEC 14882:2020 Lenguajes de programación — C++. Dado que C++ y otras variantes de C son básicamente los mismos tipos que C, ya no aparecen en la lista.

###Pitón La última versión oficial de Python es 3.12.4. Los tipos integrados en la documentación de Python 3.12.4 documentan los tipos estándar integrados en el intérprete de Python.
Los principales tipos integrados son Número, Secuencia, Mapa, Clase, Instancia y Excepción. Por razones de espacio, aquí no se analizará ningún contenido que no sea tipos básicos.

Enlace fuente: https://docs.python.org/zh-cn/3/library/stdtypes.html

1. int - integer int tiene una precisión infinita. Los literales enteros no modificados (incluidos los números hexadecimales, octales y binarios) producen números enteros.
2. float - Número de punto flotante El punto flotante generalmente se implementa en C usando doble. Los literales numéricos que contienen un punto decimal o un signo de exponente producen un número de punto flotante.
3. complejo - Número complejo Un número complejo tiene una parte real y una parte imaginaria, cada parte es un número de punto flotante. Al agregar j o J después de un literal numérico, puede obtener un número imaginario (un número complejo con una parte real de cero. Agréguelo a un entero o número de coma flotante). obtenga un número imaginario. Un número complejo con parte real y parte imaginaria.
4. bool - Boolean Boolean también es un subtipo de integer. Un objeto booleano que representa un valor verdadero. El tipo bool tiene solo dos instancias constantes: Verdadero y Falso.
5. list - List List es una secuencia mutable, generalmente utilizada para almacenar conjuntos de elementos similares (donde el grado preciso de similitud variará dependiendo de la aplicación).
6. tuple - Tuple Tuple es una secuencia inmutable, generalmente utilizada para almacenar conjuntos de elementos múltiples de datos heterogéneos (como los binarios generados por la función incorporada enumerate() grupo). Lastuplastambién se utilizan en situaciones en las que se requiere unasecuencia inmutablede datos homogéneos (por ejemplo, permitir el almacenamiento en instancias desetodict`).
7. rango: el tipo rango representa una secuencia numérica inmutable, generalmente utilizada para realizar un bucle un número específico de veces en un bucle for.
8. str - Tipo de secuencia de texto Para procesar datos de texto en Python, se utiliza el objeto str, también llamado string. Una cadena es una secuencia inmutable de puntos de código Unicode.
9. bytes: un objeto bytes es una secuencia inmutable de bytes individuales. Dado que muchos de los principales protocolos binarios se basan en la codificación de texto ASCII, el objeto bytes proporciona algunos métodos que sólo están disponibles cuando se trabaja con datos compatibles con ASCII y están estrechamente relacionados con los objetos de cadena en muchas características.
10. byteearray: un objeto byteearray es la contraparte mutable de un objeto bytes.
11. memoryview - Vista de memoria El objeto memoryview permite que el código Python acceda a los datos internos de un objeto, siempre que el objeto admita el protocolo de búfer sin realizar una copia.
12. set - tipo de conjunto El objeto set es un conjunto desordenado de elementos múltiples compuesto por objetos únicos hashable. Los usos comunes incluyen detección de membresía, eliminación de duplicados de secuencias y cálculos de conjuntos en matemáticas, como intersección, unión, diferencia y diferencia simétrica, etc. El tipo set es mutable y su contenido se puede cambiar usando métodos como add() y remove(). Debido a que es un tipo mutable, no tiene un valor hash y no se puede usar como clave en un diccionario o elemento en una colección.
13. frozenset - Tipo de colección El tipo frozenset es inmutable y hashable. Su contenido no se puede cambiar después de su creación, por lo que se puede usar como una clave de un diccionario o. otro Un elemento de un conjunto.
14. dict - Tipo de asignación El objeto mapping asignará el valor hashable a cualquier objeto. Map es un objeto mutable. Actualmente sólo existe un tipo de mapeo estándar, diccionario.
15. GenericAlias - Los objetos GenericAlias generalmente se crean extrayendo una clase. Se utilizan más comúnmente con clases contenedoras como lista o dict. Por ejemplo, el objeto GenericAlias list[int] se crea extrayendo la clase list con el parámetro int. El objetivo principal de los objetos GenericAlias es la anotación de tipo.
16. union: un objeto de unión contiene el valor de realizar la operación | (bit a bit OR) en múltiples tipos de objetos. Estos tipos se utilizan principalmente para anotaciones de tipo. En comparación con escribir.Union, las expresiones union type permiten una sintaxis de sugerencia de tipo más concisa.

###Java La especificación de JVM (Java Virtual Machine) es La especificación de la máquina virtual Java®, la última versión es Java SE 22 Edition y la fecha de lanzamiento es 2024-02-09. En comparación con la definición de tipo en el nivel de compilador de otros lenguajes, la situación de JVM está más en línea con el diseño de la máquina virtual. Al mismo tiempo, los tipos de JVM se dividen en tipos primitivos y tipos de referencia. Debido a las necesidades de desarrollo de las máquinas virtuales, elegimos los tipos primitivos para la discusión.
Además, Java también tiene una especificación que es La especificación del lenguaje Java, edición Java SE 22, enlace HTML: https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se22/html /index.html enlace PDF: https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se22/jls22.pdf. Debido a las necesidades especiales del desarrollo de máquinas virtuales, este artículo elige estudiar la definición de tipo de JVM en lugar de la definición de tipo del lenguaje Java.

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

1. byte - tipo entero cuyo valor es un 8-bit entero en complemento a dos con signo, y su valor predeterminado es cero. De -128 a 127 (-2⁷ a 2⁷ - 1), inclusive.
2. short - tipo entero cuyo valor es un 16 bit entero en complemento a dos con signo, y su valor predeterminado es cero. De -32768 a 32767 (-2¹⁵ a 2¹⁵ - 1), inclusive.
3. int - tipo entero cuyo valor es un bit de 32 entero en complemento a dos con signo y su valor predeterminado es cero. De -2147483648 a 2147483647 (-2³¹ a 2³¹ - 1), inclusive.
4. long - tipo entero cuyo valor es un bit de 64 entero en complemento a dos con signo y cuyo valor predeterminado es cero. De -9223372036854775808 a 9223372036854775807 (-2⁶³ a 2⁶³ - 1), inclusive.
5. char - Tipo entero Su valor es un entero sin signo de 16 bits, que representa el punto de código Unicode en el plano multilingüe básico, codificado como UTF-16, y su valor predeterminado es nullPunto de código(\u0000). De 0 a 65535.
6. float - Tipo de punto flotante Su valor se ajusta completamente al formato de 32 bits IEEE 754 binario32, y el valor predeterminado es cero positivo.
7. double - Tipo de coma flotante Su valor es exactamente el mismo que el valor en formato 64 bit IEEE 754 binario64, y el valor predeterminado es cero positivo.

Estándares detallados

Definición de tipo

El compilador procesará los tipos complejos para garantizar la simplicidad y eficiencia de la máquina virtual. Los tipos simples serán compatibles directamente con la máquina virtual.
Los siguientes son los 6 tipos básicos definidos por la máquina virtual AQ:

Los tipos que no se admiten directamente incluyen entero sin signo, dirección de memoria (puntero), cadena, etc. Estos tipos se implementarán en el nivel de compilador. Para las máquinas virtuales, estos tipos se implementan indirectamente.

0. nulo - 0x00 - tipo vacío
   Los tipos vacíos solo representan tipos desconocidos o tipos que no necesitan usarse (por ejemplo: sin retorno). Sin longitud.
   

1. byte - 0x01 - 1 byte (8 bit) tipo entero con signo
   Almacenado en complemento a dos. Generalmente se usa para almacenar bool o char. De -128 a 127 (-2⁷ a 2⁷ - 1), inclusive.
   

2. int - 0x02 - 4 bytes (32 bits) tipo entero con signo
   Almacenado en complemento a dos. De -2147483648 a 2147483647 (-2³¹ a 2³¹ - 1), inclusive.
   

3. long - 0x03 - 8 bytes (64 bits) tipo entero con signo
   Almacenado en complemento a dos. La dirección de memoria (puntero) también se almacena usando esto. Su valor es un bit de 64 entero en complemento a dos con signo y su valor predeterminado es cero. De -9223372036854775808 a 9223372036854775807 (-2⁶³ a 2⁶³ - 1), inclusive.
   

4. float - 0x04 - 4 bytes (32 bits) tipo de punto flotante de precisión simple
   Adopta el estándar ISO/IEC 60559 Tecnología de la información - Sistemas de microprocesadores - Aritmética de punto flotante.
   

5. double - 0x05 - 8 bytes (64 bit) tipo de coma flotante de doble precisión
   Adopta el estándar ISO/IEC 60559 Tecnología de la información - Sistemas de microprocesadores - Aritmética de punto flotante.
   

Código complemento

Definición

’Complemento’ es la representación de números con signo en las computadoras.

método

El código complementario de los números positivos y el 0 es el número en sí más el bit más alto 0. El complemento de un número negativo es invertir su valor absoluto bit a bit y sumar 1.

Estándar de coma flotante

Definición

El Estándar de números de coma flotante adopta el estándar ISO/IEC 60559 Tecnología de la información - Sistemas de microprocesadores - Aritmética de coma flotante. Este estándar también se denomina Estándar aritmético de coma flotante binaria IEEE (IEEE 754)

Sitio web oficial: https://www.iso.org/standard/80985.html

método

El valor real de un número de coma flotante es igual al bit de signo multiplicado por el valor de compensación del exponente multiplicado por el valor fraccionario. Para obtener definiciones detalladas, consulte el estándar ISO/IEC 60559 Tecnología de la información - Sistemas de microprocesadores - Aritmética de punto flotante.

32 bit número de punto flotante

| Longitud de bits | Nombre | Número de bits | | ------ | ------ | | 1 | Bit de signo | | 8 | Número | 30 a 23 valor positivo (tamaño de exponente real + 127) | | 23 | Dígitos válidos | Número de 22 a 0 dígitos (comenzando con 0 desde la derecha) |

64 bit número de punto flotante

| Longitud de bits | Nombre | Número de bits | | ------ | ------ | | 1 | Bit de signo | | 11 | Número | 62 a 52 valor positivo (tamaño de exponente real + 1023) | | 52 | Dígitos válidos | Números del 51 al 0 (empezando por 0 desde la derecha) |

types.h código completo:

También hay códigos relacionados para tipo. El siguiente es el código 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

Estamos trabajando más duro para desarrollar la Máquina Virtual AQ. Si desea obtener más información o participar en el trabajo de desarrollo, siga nuestro sitio web oficial: https://www.axa6.com y Github: https://github.com/aq-org/AQ.

Este artículo está publicado según la licencia AQ: https://github.com/aq-org/AQ/blob/main/LICENSE Si es necesario, adáptelo o reimprima según la licencia AQ.