J1 Forth CPU 研究之一：Camera Firmware 的程式結構

這是一系列文章中的第一篇，這系列的文章是要解讀 J1 CPU 的設計以及在其上的 Forth 語言的使用法。

在這一篇文章中提及的 J1 被應用於 Camera，其 Forth 程式可以在以下目錄中找到：

https://github.com/chengchangwu/wge100_driver/blob/hydro-devel/wge100_camera_firmware/src/firmware

這個 Forth 以 Gforth 為 Host，J1 Forth CPU 為 Target。

首先，看看這個目錄裡最重要的幾個檔案：

1. main.fs：這是主程式
2. crossj1.fs：這是 J1 的 Cross compiler
3. basewords.fs：在這兒，以 j1 的 assembler 來定義了基本的 Forth 指令。

對許多初學 Forth 的人來說，Cross compiler 無疑是最神秘玄奇之物了。因此讓我們先看看它。只有 512 行，真的很短，在裡面最重要的三個命令是：

1. meta：執行 meta 後就可以開始定義 J1 的 Cross compiler (或稱為 metacompiler) 了。
2. target：執行 target 後，之後定義的指令或是資料結構最後都會被放到 target 裡，也就是 j1 16k 的 RAM 裡。
3. j1asm：執行 j1asm 後可以開始定義 j1 的 assembler。

再來，看看 main.fs 吧，在這個檔案中我們可以看出 cross compiler 是怎麼被使用的。首先，include crossj1.fs 載入了 metacompiler，再來執行 meta，定義了一些常數以及 basewords，最後執行 target，include hwwge.fs 及 boot.fs，然後開始定義 Camera 的應用程式。其中，hwwge.fs 以及位於 boot.fs 之後的程式都只是針對 camera 這個應用，在此就不詳提了，只說明 boot.fs 和在檔案尾端的 0jump。

1. boot.fs：boot loader，它使用 spi 從 flash 載入整個 Forth 系統。它佔據了記憶體 3e00H 以後的空間，從檔案尾端的 h# 3e00 org 得知它從 3e00H 處開始執行。目前我還不清楚 boot loader 又是怎麼被誰放到 RAM 的 3e00H 後的空間中。這等待以後更瞭解時再向大家報告。
2. 0jump：在 main.fs 尾端的 0jump 是主程式冷起動的位置。從之前的 0 org 可以知道它的 RAM 位址 是 0。由於有一行 h# 3e00 ubranch 被放在註解中，而 3e00H 是 boot loader 的開始位置，因此我們知道 boot loader 並沒有真的被使用。緊接在那行的是 main ubranch，所以，程式一開始會跳到 main，也就是這個 camera 的應用程式。