A FORTH története a 70-es évek elejére nyúlik vissza. Az amerikai Charles Moore nevű programozó egy óriás csillagászati teleszkóp irányításához fejlesztette ki a nyelvet. Mivel a nyelv a negyedik generációs programozási nyelvek közé tartozik, az angol "fourth" (negyedik) szó torzításából nyerte a nevét.
A FORTH az egyik legkülönlegesebb programozási rendszer: se nem interpreter, se nem compiler, viszont egyesíti magában mindkettő előnyös tulajdonságait: relatíve kevés memóriát foglal el, gyors működésű (az azonos feladatot megoldó gépi kódú programhoz képest a végrehajtási idő növekedése mindössze 1-3-szoros) és a programfejlesztése rendkívül gyors. A FORTH-ot leginkább vezérlési, szöveg- és adatfeldolgozási célokra használják, de kiválóan megállja a helyét a számítógépes grafika területén is. Ez indokolja, hogy bekerült a WHITE LIGHTNING-ba.
A WHITE LIGHTNING-ban a standard FIGFORTH rendszer került alkalmazásra, de 100 szóval többet tud, mint az eredeti. Két fontos újítást is meg kell említeni: az alap BASIC-hez való visszatérési képesség és az IDEAL-alnyev.
A FORTH legérdekesebb tulajdonsága jelen esetben is érvényesül: a WHITE LIGHTNING parancsait a felhasználó tetszés szerint kiegészítheti a már meglévő szavak felhasználásával (ADD NEW WORDS).
SZINTAKTIKA ÉS HIBAÜZENETEK
A WHITE LIGHTNING szintaktikája parancsok és betűk illetve számok kombinációjából épül fel. Az egyes tagokat szünettel kell egymástól elválasztani, a kombinációt pedig 'ENTER'-rel kell lezárni.
A parancsok nem tartalmazhatnak space-t (szóközt), mert ezt a gép két parancsként próbálja értelmezni. Az újonnan definiált parancsok max. 30 karakter hosszúak lehetnek.
Ha nem definiált illetve rosszul beírt parancsot próbálunk végrehajtatni vagy egy szám (változó) nem értelmezhető az adott helyen, a program hibaüzenettel értesít minket a rossz szintaktikáról.
Pl. SCORE (+Enter) 0 hibaüzenetet eredményez, mivel a
szótárban nincsen ilyen szó definiálva
HEX 27CX 0 hibaüzenetet eredményez, mivel az 'X'
nem értelmezhető hexa szám
EGYÉB HIBAÜZENETEK
STACK EMPTY - a stack üres
STACK FULL - a stack betelt
DICTIONARY FULL - a szótár betelt
Mielőtt még részletesen áttekintenénk a parancsokat, megjegyezzük, hogy az - új parancsok definiálásakor a parancsokhoz tartozó - értékek a stack-ba kerülnek (később hívhatóak is). Jelen Forth-rendszer az ún. Reverse Polish Notation-t (fordított frissítési módszer) használja. Ez a műveleteket olyan sorrendben hajtja végre, amilyenben a stack-ben vannak (a régebbi típusú számológépek használták ezt a módszert). Tekintsük át ezt egy rövid példán keresztül:
Tegyük fel, hogy össze kívánjuk adni az 1 és 2 számot, majd az eredményt meg kívánjuk szorozni 3-mal.
Először feltöltjük a stack-et (vermet) a számokkal: 3 2 1, majd beadjuk a műveleti jeleket: + és *
A következő történik: az első művelet az utoljára beírt, vagyis a verem tetején, (Top Of Stack, a továbbiakban TOS) lévő két szám (1 és 2) között hajtódik végre, majd a művelet eredménye megszorzódik a verem harmadik tagjával (3).
Most nézzük át részletesen az alkalmazható parancsokat:
INPUT/OUTPUT MŰVELETEK
EMIT: A TOS-ban lévő karakter kiíratása a képernyőre. Pl. a
HEX 41 EMIT CR (+ENTER)
arra utasítja az interpretert, hogy hexadecimális
értelmezési módban (HEX) írjon a stack tetejére 41-et
(41), majd a stack tetején lévő számot jelezze ki a
képernyőre (EMIT) és állítsa a kurzort a következő
sor elejére (CR). A példaparancs kiadása az "A"
karaktert jeleníti meg a képernyőn (a kijelezni
kívánt karakternek értelmezhető ASCII karakternek,
grafikus karakternek vagy a TOS-on lévő számtól függő
vezérlő karakternek kell lennie)
EMITC: Ugyanaz a funkció, mint az EMIT, de a vezérlő
karaktereket is értelmezi.
KEY: Billentyűzetvizsgáló funkció. A megnyomott billentyű
ASCII-kódját a stack tetejére helyezi (pl. "A"
megnyomására a 41H kerül a TOS-ra). A következő példa
megjeleníti a képernyőn ahhoz a billentyűhöz tartozó
karaktert, amelyet megnyomtunk:
KEY EMIT (+ENTER)
Egy billentyű gyors megnyomása után a képernyőn
megjelenik az adott karakter és rögtön utána az "OK"
üzenet (az 'A' megnyomása esetén tehát "AOK" fog
megjelenni). Ha a billentyű megnyomása "lassan"
történt két kurzort kapunk eredményül, a felsőt nem
kell figyelembe venni.
CR : Sort emel és a kurzort a sor elejére állítja
. : Átalakítja a TOS-ban lévő számot az aktuális
kijelzési módba és megjeleníti a képernyőn. A
kijelzési mód (a továbbiakban alap) decimális
(DECIMAL) és hexadecimális (HEX) lehet. A "." kiadása
kiveszi a veremből a TOS-t. Nézzünk néhány példát a
funkció működéséré:
HEX 2B1D . (+ENTER) -----2B1D
DECIMAL 1134 . (+ENTER) ---1134
DECIMAL 2048 HEX . (+ENTER)--800
U : Kiírja a TOS tartalmát az alap figyelembe vétele
nélkül. Pl.
HEX DAAl DECIMAL U (+ENTER)
hatására a gép a DAA1 kódot írja ki a képernyőre.
? : Az aktuális alap figyelembe vételével megjeleníti azt
az értéket, amely abban a memóriarekeszben van,
amelyre a TOS mutat. Pl. tegyük fel, hogy a TOS
DO88-at tartalmaz, az alap DECIMAL és a DD88/89-ben
001C érték van. A ? hatására a gép a 29es értéket
jeleníti meg.
TYPE : A felső két TOS alapján megjelenít a képernyőn adott
számú karaktert. A TOS a kiírandó karakterek számát,
az alatta levő szám pedig a kezdőcímet tartalmazza,
pl.
HEX 92A1 11 TYPE (+ENTER)
a 92A1 címnek megfelelőn megjelenít 17 (HEX 11)
karaktert a képernyőn.
DUMP: a TOS alapján kiír x byte-ot az adott címtől
" : Kiírja az idézőjelbe tett stringet a képernyőre (az
idézőjelek mellett szüneteket kell hagyni).
Pl.: " STRING " (+ENTER)
után megjelenik: STRING
SPACE : Egy szóköz karaktert jelenít meg a képernyőn
SPACES : TOS számú szünetet ír a képernyőre
MATEMATIKAI MŰVELETEK
+ : Összeadja a két felső stack-számot és az eredményt a
TOS-ba teszi.
- : A TOS alatt lévő számból kivonja a TOS-t és az
eredményt a TOS-ba teszi.
* : Összeszorozza a TOS-t az alatta lévő számmal és az
eredményt a TOS-ba teszi.
/ : A TOS alatt lévő számot elosztja a TOS-szal és az
eredményt elhelyezi a TOS-ban.
MAX : A stack tetején lévő két szám közül törli a
kisebbiket. Pl.
596 441 MAX . (+ENTER)
hatására az 596 fog megjelenni a képernyőn.
MIN : A MAX-hoz hasonló módon törli a nagyobbik értéket.
ABS: A TOS abszolút értéke
MINUS: Negálja a TOS-t
n+ : n értékkel növeli a TOS értékét (n=1 ill.2)
n- : n értékkel csökkenti a TOS értékét (n=l ill.2)
MOD : A TOS alatt lévő szám (a továbbiakban TOS2)
előjelével a TOS-ba teszi a TOS2 TOS-szal történő
elosztásának maradékát. Pl.
19 -4 MOD . (+ENTER)
a -3-at fogja kiírni a képernyőre.
/MOD : A TOS2/TOS osztás hányadosát a TOS-ba, maradékát a
TOS2-be teszi.
STACK MŰVELETEK
DUP : A TOS-t duplázva írja ki. Pl.
507 DUP .. (+ENTER)
esetén 507 507 jelenik meg.
DROP : Törli a verem tetején a TOS-t
SWAP : Cserét hajt végre a TOS és a TOS2 között
OVER : TOS2-t a verem tetejére másolja, de a többi számot
sértetlenül hagyja, pl.
204 107 OVER . CR . CR .(+ENTER)
eredményeképpen megjelenik egymás alatt: 204, 107, 204
ROT : megforgatja a verem felső három elemét, pl.
5 7 9 ROT . CR . CR . (+ENTER)
eredményeképpen megjelenik egymás alatt: 9, 7, 5
EGYÉB MŰVELETEK
; : TOS2-t eltárolja a TOS által kijelölt címre, pl.
ha TOS=D0FC, TOS2=CB85 és megadjuk:
HEX CB85 D0FC ; (+ENTER)
úgy a CBB5 bekerül a D0FC/FD címekre.
@ : Amennyiben TOS tartalma egy memóriacím, úgy a parancs
a TOS helyére a cím tartalmát helyezi, pl. ha a DF00
cím tartalma 12, úgy
DF00 . (+ENTER)
hatására a képernyőre 12 íródik ki.
CI : Amennyiben TOS tartalma egy memóriacím, úgy a parancs
az adott címre helyezi a T0S2-ben tárolt értéket.
@C : Amennyiben TOS tartalma egy memóriacím, úgy a parancs
a TOS-ba helyezi a címen tárolt 2 byte-ot, de úgy,
hogy közben a nagyobb helyiértékű byte-ot lenullázza.
+2 : Amennyiben TOS tartalma egy memóriacím, úgy a T0S2-t
hozzáadja a TOS által kijelölt cím tartalmához, és az
eredményt a TOS-ban tárolja.
KETTŐSPONT DEFINÍCIÓK
A WL-ben a definíciókat ':'-tal kezdjük. Segítségével új szavakat alkothatunk, előzetesen definiált szavakból. Hosszuk tetszőleges, de minden 80. karakter után sort kell emelnünk.
Általános forma:
: új szó 1.szó 2.szó.....n.szó . ;
(A definíciót mindig pontosvesszővel kell lezárnunk.)
Próbáljunk egy négyzetreemelést végrehajtó definíciót írni:
: NEGYZET DECIMAL CR . " A NEGYZETE " DUP .. " -NEK "
DUP . ; (+ENTER)
A definíciót előhívhatjuk pl:
7 NEGYZET (+ENTER),
melynek eredménye: A NEGYZETE 7-nek 49.
VEZÉRLŐSZERKEZETEK (ciklusok)
A WL kétféle ciklusműveletet képes végrehajtani. Az egyik a DO...LOOP, a másik pedig a DO...+LOOP, ezeket kettőspont definícióban kell elhelyezni!
Az első verzió általános felépítése a következő:
: DEFINÍCIÓ határ start DO.....'FORTH szavak'
LOOP ; (+ENTER)
Ennek eredményeképpen a cikluson belüli FORTH utasítások végrehajtása egészen addig tart, amíg - az egyébként növekvő - start értéke el nem éri a határ értékét, pl.
: MINTA 6 0 D0 . " DEMO " CR LOOP ; (+ENTER),
majd MINTA (+ENTER) eredményeképpen a DEMO szöveg 6-szor egymás alá íródik.