О проекте: Пишем один код - собираем на разные 8 бит МК!

https://vm5277.ru- это универсальное решение для embedded-разработки, которое позволяет сократить время создания прошивки для 8 бит микроконтроллеров в разы.

Как это работает:

• Пишешь код на Java подобном языке (чистое ООП, без головной боли с указателями и не читабельным кодом)

• Компилятор автоматически генерирует оптимизированный ассемблерный код под выбранную платформу

• Код работает поверх легковесной RTOS, написанной на ассемблере для максимальной производительности

• Ассемблер-сборщик финализирует проект в бинарный файл прошивки

Что входит в решение:

• Высокоуровневый компилятор с Java подобным синтаксисом

• Максимально оптимизированная RTOS, целиком на ассемблере для каждой платформы

• Унифицированные драйвера - один API для UART, SPI, I2C, GPIO на всех МК

• Стандартные библиотеки (Runtime): Базовые типы данных (Float, String), математические функции (Math), работа с памятью и другие абстракции, не зависящие от платформы.

• Драйверы верхнего уровня (High-Level Drivers): Унифицированные API для работы с периферийными устройствами: датчиками (I2C/SPI), дисплеями, SD-картами, беспроводными модулями (ESP8266, Bluetooth).

Ключевые преимущества:

• Скорость разработки: Создавайте функционал на высокоуровневом языке быстрее, чем на Си

• Производительность: RTOS и драйверы оптимизированы до уровня чистого ассемблера, экономя каждый байт и такт

• Переносимость: Переход с AVR на PIC или STM8 - дело нескольких правок, а не изучение и адаптация библиотек

Проект находится на ранней стадии, но я активно над ним работаю. Уже можно видеть, как высокоуровневый код на Java-подобном языке превращается в чистый и эффективный ассемблер! Это ещё не итоговый вариант, но прогресс уже есть.

Что уже работает в этом примере:

• Наследование интерфейсов: Test implements Number

• Динамическое выделение памяти: оператор new

• Полиморфизм: вызов метода через переменную интерфейсного типа (Number.toByte())

• Проверка типа во время выполнения: оператор is (аналог instanceof)

• Полноценная работа с объектами: конструкторы, методы, поля.

• Интеграция с RTOS: вызов системных функций (System.out).

Исходный код custom.j8b:

import rtos.System;
import rtos.RTOSParam;

class Main {
	interface Number {
		byte toByte();
	}

	interface Test implements Number {
		byte toByte();
		void test();
	}

	public class Byte implements Test {
		private	byte	value;

		public Byte(byte value) {
			this.value = value;
		}

		public byte toByte() {
			return value;
		}

		public void test() {
		}
	}

    public static void main() {
		System.setParam(RTOSParam.STDOUT_PORT, 0x12);

		Number b1 = new Byte(0x08);
		if(b1 is Byte) {
			System.out(b1.toByte());
		}
	}
}

Итоговый ассемблер код(черновой, могут быть ошибки)

.equ stdout_port = 18

.set OS_FT_DRAM = 1
.set OS_FT_STDOUT = 1

.include "devices/atmega328p.def"
.include "core/core.asm"
.include "dmem/dram.asm"
.include "j8b/inc_refcount.asm"
.include "j8b/dec_refcount.asm"
.include "j8b/instanceof.asm"
.include "j8b/clear_fields.asm"
.include "j8b/invoke_method.asm"
.include "stdio/out_num8.asm"

Main:
	jmp j8bCMainMmain
;======== enter CLASS Main ========================
;======== enter CLASS Byte ========================
_j8b_meta10:
	.db 15,2,13,1,14,2
	.dw j8bC14CByteMtoByte,j8bC14CByteMtoByte,0

j8bC11CByteMByte:
	ldi r16,6
	ldi r17,0
	mcall os_dram_alloc
	std z+0,r16
	std z+1,r17
	std z+2,c0x00
	ldi r16,low(_j8b_meta10*2)
	std z+3,r16
	ldi r16,high(_j8b_meta10*2)
	std z+4,r16
	mcall j8bproc_clear_fields_nr
_j8b_cinit12:
	ldd r16,y+0
	std z+5,r16
_j8b_methodend13:
	ret

j8bC14CByteMtoByte:
	ldd r16,z+5
	jmp _j8b_methodend15
_j8b_methodend15:
	ret
;======== leave CLASS Byte ========================

j8bCmainMmain:
	push_z
	ldi zl,low(_j8b_retpoint20)
	push zl
	ldi zl,high(_j8b_retpoint20)
	push zl
	ldi zl,8
	push zl
	jmp j8bC11CByteMByte
_j8b_retpoint20:
	pop_z
	mov r20,r16
	mov r21,r17
_j8b_ifbegin22:
	push_z
	mov r30,r20
	mov r31,r21
	ldi r17,15
	mcall j8bproc_instanceof_nr
	pop_z
	brne _j8b_ifend25
_j8b_ifthen23:
	push_z
	ldi zl,low(_j8b_retpoint21)
	push zl
	ldi zl,high(_j8b_retpoint21)
	push zl
	mov r30,r20
	mov r31,r21
	ldi r16,13
	ldi r17,0
	jmp j8bproc_invoke_method_nr
_j8b_retpoint21:
	pop_z
	mcall os_out_num8
_j8b_methodend19:
_j8b_ifend25:
_j8b_methodend18:
	ret
;======== leave CLASS Main ========================

Одна из функций RTOS(код сырой, может содержать ошибки)

.IFNDEF J8BPROC_INVOKE_METHOD_NR
;-----------------------------------------------------------
J8BPROC_INVOKE_METHOD_NR:									;NR-NO_RESTORE - не восстанавливаю регистры
;-----------------------------------------------------------
;Переходим на код метода
;IN: Z-адрес HEAP,ACCUM_L-ид интерфейса, ACCUM_H-порядковый
;номер метода в интерфейсе
;-----------------------------------------------------------
	PUSH_Z

	ADIW ZL,0x03
	LD ACCUM_EH,Z+
	LD ZH,Z
	MOV ZL,ACCUM_EH
	ADIW ZL,0x01											;Пропускаем ид типа класса
	LPM ACCUM_EH,Z+											;Получаем количество пар(ид интерфейс + кол-во методов)

	MOV YL,ACCUM_EH											;Вычисляю адрес блока адресов методов
	LDI YH,0x00
	LSL YL
	ROL YH
	ADD YL,ZL
	ADC YH,ZH

	LDI TEMP_L,0x00											;Порядковый номер метода в классе
_J8BPROC_INVOKE_METHOD_NR__IFACEIDS_LOOP:
	LPM ACCUM_EL,Z+											;Получаю id интерфейса
	CP ACCUM_EL,ACCUM_L
	BREQ _J8BPROC_INVOKE_METHOD_NR__GOT_IFACE
	LPM ACCUM_EL,Z+											;Получаю количество методов в интерфейсе
	ADD ACCUM_H,ACCUM_EL
	DEC ACCUM_EH
	BRNE _J8BPROC_INVOKE_METHOD_NR__IFACEIDS_LOOP
_J8BPROC_INVOKE_METHOD_NR__GOT_IFACE:
	POP_Z

	LSL ACCUM_H												;Смещаюсь на адрес с учетом порядкового номера метода в классе
	ADD YL,ACCUM_H
	ADC YH,C0x00
	PUSH_Y
	RET
.ENDIF

Ключевые фрагменты сгенерированного ассемблерного кода:

1. Метаданные класса:
Компилятор автоматически формирует структуру для поддержки RTTI (Run-Time Type Information), необходимую для instanceof.

_j8b_meta10:
	.db 15,2,13,1,14,2 ; <-- Вот эти метаданные класса `Byte`
	.dw j8bC14CByteMtoByte, j8bC14CByteMtoByte, 0

2. Динамическое создание объекта в куче:
Код конструктора new Byte(0x08) транслируется в вызов менеджера динамической памяти (os_dram_alloc) и инициализацию полей.

j8bC11CByteMByte:
	ldi r16,6         ; Размер объекта: 6 байт!
	mcall os_dram_alloc
	std z+5, r16      ; Инициализация поля `value`

3. Проверка типа (is / instanceof):
Оператор if(b1 is Byte) компилируется в вызов процедуры j8bproc_instanceof_nr, которая проверяет метаданные объекта.

mcall j8bproc_instanceof_nr ; Магия проверки типа происходит здесь!
brne _j8b_ifend25           ; Условный переход на основе результата

4. Полиморфный вызов метода:
Вызов b1.toByte() через интерфейс Number преобразуется в универсальный механизм поиска и диспетчеризации метода.

; invokeInterfaceMethod byte Number.toByte
ldi r16, 13
ldi r17, 0
jmp j8bproc_invoke_method_nr ; Динамический вызов метода!

5. Интеграция с системными сервисами:
Вывод в "консоль" (System.out) — это вызов системного сервиса ОСРВ.

mcall os_out_num8 ; Вывод числа через системный вызов RTOS

Что это значит?
Это доказывает, что подход vm5277 работоспособен. Мы можем писать на высокоуровневом ООП-языке, а под капотом получать код, который:

• Эффективно использует память: объекты размещаются в куче, метаданные компактны.

• Сохраняет производительность: ключевые операции (выделение памяти, проверка типов) вынесены в оптимизированные ассемблерные процедуры.

• Является переносимым: этот же Java-like-код, после завершения работы над платформами, сможет работать на PIC и STM8 (ограничений почти нет).