stdlib/heap.pvvs

#ifndef VVS_STDLIB_HEAP
#define VVS_STDLIB_HEAP

@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
@ Name:
@   memset (11000)
@ Description:
@   Writes 'pattern' in memory locations 'startaddr' to 'startaddr+count'.
@ Call Stack:
@   pattern
@   startaddr
@   count  <-- TOS
@ Return Stack:
@   <empty>
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
NSSVTTSSSN              | Mark: 11000 (memset)
SSSTTN                  | PUSH 3
NSTTSSSSSTN             | JSR > 1000001 (spewreg)

@ Store 'pattern' into one memory location on each pass through this loop.
NSSVSSSTTSSSSSSSSSSSN   | Mark: 00011000 00000000
SSSTN                   | PUSH 1 (ptr)
TTT                     | LOAD
SSSTSN                  | PUSH 2 (ptr)
TTT                     | LOAD
TSSS                    | ADD
SSSTTN                  | PUSH 3 (ptr)
TTT                     | LOAD
TTS                     | STORE

@ Decrement and check for loop end condition 'count == 0'.
SSSTN                   | PUSH 1 (ptr)
TTT                     | LOAD
SNS                     | DUP
NTSSSSTTSSSSSSSSSSTN    | BRZ > 00011000 00000001
SSSTN                   | PUSH 1
TSST                    | SUBTRACT
SSSTN                   | PUSH 1 (ptr)
SNT                     | SWAP
TTS                     | STORE
NSNSSSTTSSSSSSSSSSSN    | JMP > 00011000 00000000

@ Clean up and return
NSSVSSSTTSSSSSSSSSSTN   | Mark: 00011000 00000001
SNN                     | DROP
NTN                     | RTS

@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
@ Name:
@   memcpy (11001)
@ Description:
@   Copies 'count+1' words from 'source' to 'destination'.
@ Call Stack:
@   source
@   destination
@   count  <-- TOS
@ Return Stack:
@   <empty>
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
NSSVTTSSTN              | Mark: 11001 (memcpy)
SSSTTN                  | PUSH 3
NSTTSSSSSTN             | JSR > 1000001 (spewreg)

@ Copy one word on each pass through this loop.
NSSVSSSTTSSTSSSSSSSSN   | Mark: 00011001 00000000
SSSTSN                  | PUSH 2 (ptr)
TTT                     | LOAD
SSSTN                   | PUSH 1 (ptr)
TTT                     | LOAD
TSSS                    | ADD
SSSTTN                  | PUSH 3 (ptr)
TTT                     | LOAD
SSSTN                   | PUSH 1 (ptr)
TTT                     | LOAD
TSSS                    | ADD
TTT                     | LOAD
TTS                     | STORE

@ Decrement and check for loop end conditions.
SSSTN                   | PUSH 1 (ptr)
TTT                     | LOAD
SNS                     | DUP
NTSSSSTTSSTSSSSSSSTN    | BRZ > 00011001 00000001
SSSTN                   | PUSH 1
TSST                    | SUBTRACT
SSSTN                   | PUSH 1 (ptr)
SNT                     | SWAP
TTS                     | STORE
NSNSSSTTSSTSSSSSSSSN    | JMP > 00011001 00000000

@ Clean up and return
NSSVSSSTTSSTSSSSSSSTN   | Mark: 00011001 00000001
SNN                     | DROP
NTN                     | RTS

@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
@ Name:
@   memrand (11010)
@ Description:
@   Writes random words into memory locations 'startaddr' to 'startaddr+count'.
@ Call Stack:
@   count
@   startaddr  <-- TOS
@ Return Stack:
@   <empty>
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
#include <math.pvvs>
NSSVTTSTSN              | Mark: 11010 (memrand)
SSSTN                   | PUSH 1
NSTTSSSSSTN             | JSR > 1000001 (spewreg)

@ Store random word into one memory location on each pass through this loop.
NSSVSSSTTSTSSSSSSSSSN   | Mark: 00011010 00000000
SNS                     | DUP
SSSTN                   | PUSH 1 (ptr)
TTT                     | LOAD
TSSS                    | ADD
NSTTSSSSN               | JSR > 10000 (random)
TTS                     | STORE

@ Decrement and check loop end conditions
SNS                     | DUP
NTSSSSTTSTSSSSSSSSTN    | BRZ > 00011010 00000001
SSSTN                   | PUSH 1
TSST                    | SUBTRACT
NSNSSSTTSTSSSSSSSSSN    | JMP > 00011010 00000000

@ Clean up and return
NSSVSSSTTSTSSSSSSSSTN   | Mark: 00011010 00000001
SNN                     | DROP
NTN                     | RTS

@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
@ Name:
@   memcmp (11011)
@ Description:
@   Compares two blocks of memory:
@     blk1ptr -> blk1ptr+count
@       -- versus --
@     blk2ptr -> blk2ptr+count
@   The return value is zero if the blocks are identical, otherwise non-zero.
@ Call Stack:
@   count
@   blk1ptr
@   blk2ptr  <-- TOS
@ Return Stack:
@   retvalue <-- TOS
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
NSSVTTSTTN              | Mark: 11011 (memcmp)
SSSTSN                  | PUSH 2
NSTTSSSSSTN             | JSR > 1000001 (spewreg)

@ Compare one word on each pass through this loop.
NSSVSSSTTSTTSSSSSSSSN   | Mark: 00011011 00000000
SNS                     | DUP
SNS                     | DUP
SSSTN                   | PUSH 1 (ptr)
TTT                     | LOAD
TSSS                    | ADD
TTT                     | LOAD
SNT                     | SWAP
SSTSN                   | PUSH 2 (ptr)
TTT                     | LOAD
TSSS                    | ADD
TTT                     | LOAD
TSST                    | SUBTRACT
NTSSSSTTSTTSSSSSSTSN    | BRZ > 00011011 00000010 (jump if words match)

@ Return 'match? = false'
SNN                     | DROP
SSSTN                   | PUSH 1
NTN                     | RTS

@ Decrement and loop again if loop is not complete.
NSSVSSSTTSTTSSSSSSTSN   | Mark: 00011011 00000010
SNS                     | DUP
NTSSSSTTSTTSSSSSSSTN    | BRZ > 00011011 00000001 (jump if loop is complete)
SSSTN                   | PUSH 1
TSST                    | SUBTRACT
NSNSSSTTSTTSSSSSSSSN    | JMP > 00011011 00000000

@ Return 'match? = true'
NSSVSSSTTSTTSSSSSSSTN   | Mark: 00011011 00000001
SNN                     | DROP
SSSSN                   | PUSH 0
NTN                     | RTS

@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
@ Name:
@   memsrch (11100)
@ Description:
@   Searches the heap from 'address' to 'address+count'.
@   If 'pattern' is found, the return value is a pointer to the matching word.
@   If not found, the return value is a null pointer.
@ Call Stack:
@   pattern
@   count
@   address <-- TOS
@ Return Stack:
@   pointer <-- TOS
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
NSSVTTTSSN              | Mark: 11100 (memsrch)
SSSTTN                  | PUSH 3
NSTTSSSSSTN             | JSR > 1000001 (spewreg)

@ Compare one word on each pass through this loop.
NSSVSSSTTTSSSSSSSSSSN   | Mark: 00011100 00000000
SNS                     | DUP
SSSTN                   | PUSH 1 (ptr)
TTT                     | LOAD
TSSS                    | ADD
TTT                     | LOAD
SSSTTN                  | PUSH 3 (ptr)
TTT                     | LOAD
TSST                    | SUBTRACT
NTSSSSTTTSSSSSSSSSTN    | BRZ > 00011100 00000001
SNS                     | DUP
SSSTSN                  | PUSH 2 (ptr)
TTT                     | LOAD
TSST                    | SUBTRACT
NTSSSSTTTSSSSSSSSTSN    | BRZ > 00011100 00000010
SSSTN                   | PUSH 1
TSSS                    | ADD
NSNSSSTTTSSSSSSSSSSN    | JMP > 00011100 00000000

@ Found a match. Clean up and return.
NSSVSSSTTTSSSSSSSSSTN   | Mark: 00011100 00000001
SSSTN                   | PUSH 1 (ptr)
TTT                     | LOAD
TSSS                    | ADD
NTN                     | RTS

@ No match found. Clean up and return.
NSSVSSSTTTSSSSSSSSTSN   | Mark: 00011100 00000010
SNN                     | DROP
SSSSN                   | PUSH 0
NTN                     | RTS

@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
@ Name:
@   slurpreg (1000000)
@ Description:
@   Reads 'count' values from heap to stack in complementary order to 'spewreg'.
@ Call Stack:
@   count
@ Return Stack:
@   heap[count]
@   ...
@   heap[2]
@   heap[1]      <-- TOS
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
NSSVTSSSSSSN            | Mark: 1000000 (slurpreg)

@ Load one word from heap on each pass.
NSSVSTSSSSSSSSSSSSSSN   | Mark: 01000000 00000000
SNS                     | DUP
TTT                     | LOAD
SNT                     | SWAP

@ Check for loop completion.
@ As a side effect, prepare the next address.
SSSTN                   | PUSH 1
TSST                    | SUBTRACT
SNS                     | DUP
NTSSTSSSSSSSSSSSSSTN    | BRZ > 01000000 00000001
NSNSTSSSSSSSSSSSSSSN    | JMP > 01000000 00000000
NSSVSTSSSSSSSSSSSSSTN   | Mark: 01000000 00000001
SNN                     | DROP
NTN                     | RTS

@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
@ Name:
@   spewreg (1000001)
@ Description:
@   Writes 'count' values from stack to heap in this order:
@     TOS   -> heap[1]
@     TOS+1 -> heap[2]
@     ...
@     TOS+n -> heap[count]
@   This function uses heap[15] for temporary storage, thus limiting the total
@   registers to 14 since heap[0] is reserved. Since this function populates
@   the registers, encoding the value here seems a natural location to document
@   the limit. TODO: Should this be turned into a CPP define?
@ Call Stack:
@   data-words
@   ...
@   data-words
@   count  <-- TOS
@ Return Stack:
@   <empty>
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
NSSVTSSSSSTN            | Mark: 1000001 (spewreg)

@ To simplify other functions, sprewreg shall accept 0 as a valid count value.
SNS                     | DUP
NTSSTSSSSSTSSSSSSSTN    | BRZ > 01000001 00000001

@ Create a counter in heap[15] that doubles as a destination pointer generator.
SSSTTTTN                | PUSH 15 (ptr)
SSSTN                   | PUSH 1
TTS                     | STORE

@ Store one word to heap on each pass.
NSSVSTSSSSSTSSSSSSSSN   | Mark: 01000001 00000000
SNT                     | SWAP
SSSTTTTN                | PUSH 15 (ptr)
TTT                     | LOAD
SNT                     | SWAP
TTS                     | STORE

@ Check for loop completion.
SNS                     | DUP
SSSTTTTN                | PUSH 15 (ptr)
TTT                     | LOAD
TSST                    | SUBTRACT
NTSSTSSSSSTSSSSSSSTN    | BRZ > 01000001 00000001

@ Increment heap[15] if continuing.
SSSTTTTN                | PUSH 15 (ptr)
SNS                     | DUP
TTT                     | LOAD
SSSTN                   | PUSH 1
TSSS                    | ADD
TTS                     | STORE
NSNSTSSSSSTSSSSSSSSN    | JMP > 01000001 00000000

@ Clean up and return.
NSSVSTSSSSSTSSSSSSSTN   | Mark: 01000001 00000001
SNN                     | DROP
NTN                     | RTS

@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
@ Name:
@   slurp (11110)
@ Description:
@   Reads values from heap to stack in complementary order to 'spew'.
@ Call Stack:
@   address
@   count  <-- TOS
@ Return Stack:
@   heap[address+count]
@   ...
@   heap[address+1]
@   heap[address]  <-- TOS
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
NSSVTTTTSN              | Mark: 11110 (slurp)

@ Load one word from heap on each pass.
SNS                     | DUP
SSSTTN                  | PUSH 3
NSTTSTSN                | JSR > 1010 (stackrotate)
SNT                     | SWAP
SNS                     | DUP
SSSTTN                  | PUSH 3
NSTTSTSN                | JSR > 1010 (stackrotate)
TSSS                    | ADD
TTT                     | LOAD
SSSTTN                  | PUSH 3
NSTTSTSN                | JSR > 1010 (stackrotate)
SNT                     | SWAP

@ Check for loop completion.
SNS                     | DUP
NTSSSSTTTTSSSSSSSSSN    | BRZ > 00011110 00000000
SSSTN                   | PUSH 1
TSST                    | SUBTRACT
NSNTTTTSN               | JMP > 11110 (slurp)

@ Clean up and return.
NSSVSSSTTTTSSSSSSSSSN   | Mark: 00011110 00000000
SNN                     | DROP
SNN                     | DROP
NTN                     | RTS

@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
@ Name:
@   spew (11111)
@ Description:
@   Writes values from stack to heap in this order:
@     TOS   -> heap[address]
@     TOS+1 -> heap[address+1]
@     ...
@     TOS+n -> heap[address+count]
@ Call Stack:
@   data-words
@   ...
@   data-words
@   address
@   count  <-- TOS
@ Return Stack:
@   <empty>
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
NSSVTTTTTN              | Mark: 11111 (spew)
SSSTSN                  | PUSH 2
NSTTSSSSSTN             | JSR > 1000001 (spewreg)

@ Create a counter in heap[3] that doubles as a dest. pointer offset generator.
SSSTTN                  | PUSH 3 (ptr)
SSSSN                   | PUSH 0
TTS                     | STORE

@ Store one word to heap on each pass.
NSSVSSSTTTTTSSSSSSSSN   | Mark: 00011111 00000000
SSSTSN                  | PUSH 2 (ptr)
TTT                     | LOAD
SSSTTN                  | PUSH 3 (ptr)
TTT                     | LOAD
TSSS                    | ADD
SNT                     | SWAP
TTS                     | STORE

@ Check for loop completion.
SSSTN                   | PUSH 1 (ptr)
TTT                     | LOAD
SSSTTN                  | PUSH 3 (ptr)
TTT                     | LOAD
TSST                    | SUBTRACT
NTSSSSTTTTTSSSSSSSTN    | BRZ > 00011111 00000001

@ Increment heap[3] if continuing.
SSSTTN                  | PUSH 3 (ptr)
SNS                     | DUP
TTT                     | LOAD
SSSTN                   | PUSH 1
TSSS                    | ADD
TTS                     | STORE
NSNSSSTTTTTSSSSSSSSN    | JMP > 00011111 00000000

@ Clean up and return.
NSSVSSSTTTTTSSSSSSSTN   | Mark: 00011111 00000001
NTN                     | RTS

#endif