Rephrased documentation for better readability
[fifth.git] / doc / index.org
index 90e87dd..c370a29 100644 (file)
 #+TITLE: Fifth - virtual machine, operating system, programming language
 
------
-- [[http://www2.svjatoslav.eu/gitweb/?p=sixth.git;a=snapshot;h=HEAD;sf=tgz][download latest snapshot]]
-
-- This program is free software; you can redistribute it and/or modify it under
-  the terms of version 3 of the [[https://www.gnu.org/licenses/lgpl.html][GNU Lesser General Public License]] or later as
-  published by the Free Software Foundation.
+* General
+- This program is free software: released under Creative Commons Zero
+  (CC0) license
 
 - Program author:
   - Svjatoslav Agejenko
-  - Homepage: http://svjatoslav.eu
+  - Homepage: https://svjatoslav.eu
   - Email: mailto://svjatoslav@svjatoslav.eu
 
-- [[http://svjatoslav.eu/programs.jsp][other applications hosted at svjatoslav.eu]]
-
-* (document settings) :noexport:
-** use dark style for TWBS-HTML exporter
-#+HTML_HEAD: <link href="https://bootswatch.com/darkly/bootstrap.min.css" rel="stylesheet">
-#+HTML_HEAD: <script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/jquery/1.11.2/jquery.min.js"></script>
-#+HTML_HEAD: <script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/twitter-bootstrap/3.3.1/js/bootstrap.min.js"></script>"
-#+HTML_HEAD: <style type="text/css">
-#+HTML_HEAD:   footer {background-color: #111 !important;}
-#+HTML_HEAD:   pre {background-color: #111; color: #ccc;}
-#+HTML_HEAD: </style>
+- [[https://www.svjatoslav.eu/projects/][Other software projects hosted at svjatoslav.eu]]
+
+** Source code
+- [[https://www2.svjatoslav.eu/gitweb/?p=fifth.git;a=snapshot;h=HEAD;sf=tgz][Download latest snapshot in TAR GZ format]]
+
+- [[https://www2.svjatoslav.eu/gitweb/?p=fifth.git;a=summary][Browse Git repository online]]
+
+- Clone Git repository using command:
+  : git clone https://www2.svjatoslav.eu/git/fifth.git
+
 * !Project deprecated!
 Current implementation does not support object oriented
 programming. While working on Fifth I got lots of cool new ideas that
 require reimplementation of everything.
 
 Currently I try to implement those new ideas in the project called
-[[http://www2.svjatoslav.eu/gitbrowse/sixth/doc/index.html][Sixth]]
+[[https://www3.svjatoslav.eu/projects/sixth/][Sixth]].
 
 System is built many years ago when I was still using DOS as a primary
 operating system.
 * Introduction
-Fifth is programming lanquage & operating system, running on [[emulator.html][virtual
-CPU]], with custom instruction set. It is much like Charles Chunk
-Moore's Forth, it also uses stack architecture, and many commands are
-similar. Basically I got familiar with concepts of Forth, and being
-inspired created my own system.
+Fifth is a combination of:
+- [[id:da7fff9b-0b67-4843-828a-52a404d7f401][Programming language]] (inspired by Forth).
+- Operating system.
+- [[id:9b251eb9-aff6-4025-94bf-25e89e26d54a][Virtual machine]] with custom instruction set.
+
+** Screenshots
+
+[[file:screenshots/start.png]]
+
+Startup screen diplaying Fifth logo and full file list.
+
+[[file:screenshots/dictionary.png]]
+
+Sample words defined. Most of the words are commands that can be
+executed interactively from the command line or from a file. When
+executed, they can be selectively compiled or interpreted.
 
 
+[[file:screenshots/text editor.png]]
 
-[[shots/index.html][Screenshots]]
+Built in text editor.
 
-Read more about:
-- [[file:emulator.html][Virtual CPU]]
-- [[file:commands/index.html][Built-in commands]]
-- [[file:modules/index.html][Additional commands, realized as loadable modules]]
-- [[file:5TH_ET.txt][Example Fifth source file - text editor]]
 * Installation
 Just unpack all files, witout altering original directory structure,
-somewhere in your hard disk. For example: C:\MISC\FIFTH\....  To run
-fifth you need minimally just 2 files.  emulator itself ( EMULATOR.EXE
-or EMULATOR.COM ), and virtual disk file ( DISK.RAW ).
-
-Read more about [[files.txt][distribution directory layout]]
-* Software/Hardware/Human requirements
-** Software:
-- MS-DOS 6.22, with HIMEM.SYS loaded.
-- Mouse driver if you have a mouse.
-- Does work only when CPU is in real mode.
-- To recompile ASM sources I used FASM (Flat Assembler).
-- I ran QBasic utilities on QB 4.5 .
-- VESA support by BIOS, or external driver (UNIVBE).
-** Hardware:
-- Minimum CPU 386.
-- 64 KB free RAM below 640KB,
-- 2 MB of free XMS.
-- VESA compatible video card.
-** Human:
-- Beginner level Forth knowledge is recommended.
-- Lots of enthusiasm.
-* Numbers representation
+somewhere in your hard disk. For example:
+
+: C:\MISC\FIFTH\
+
+To run fifth you need minimally just 2 files:
+- EMULATOR.COM :: Virtual CPU emulator
+- DISK.RAW :: Virtual disk file
+
+For more information, please refer to [[id:0759f3e0-28bb-4901-9e4f-09ef41732173][Fifth distribution directory
+tree description]].
+
+* Fifth distribution directory tree description
+:PROPERTIES:
+:ID:       0759f3e0-28bb-4901-9e4f-09ef41732173
+:END:
+After downloading and unpacking the ZIP file you shoud get directory
+tree similar to this:
+
+#+BEGIN_VERSE
+*DOC*                   - Fifth documentation
+  *commands*            - documentation on Fifth built-in commands
+  *modules*             - documentation on additional commands, realized as loadable modules
+  *shots*               - Fifth screenshots
+
+*imageFile*             - files contained within 'disk.raw', just an extracted form.
+
+*source*                - source files
+  *emulator*            - emulator source
+  *util*                - utilites
+
+*disk.raw*                - Virtual disk file, has filesystem inside.
+*emulator.com*            - main executable.
+#+END_VERSE
+
+* Requirements
+** Software
+- MS-DOS 6.22 with HIMEM.SYS loaded.
+- Mouse driver (optional, if you have a mouse).
+- CPU is initialized into [[https://en.wikipedia.org/wiki/Unreal_mode][Unreal Mode]] during operation.
+- To recompile ASM sources, you can use FASM (Flat Assembler).
+- To run Quick Basic utilities, use Microsoft Quick Basic 4.5.
+- VESA support through BIOS or external driver (UNIVBE).
+
+** Hardware
+- A minimum of a i386 CPU.
+- 64 KB of free RAM below 640KB.
+- 2 MB of free [[https://en.wikipedia.org/wiki/Extended_memory][extended memory]].
+- A VESA-compatible video card.
+
+* Numbers representation within Fifth
+
+Because we are in full experimentation mode here (no regard for
+compatibility whatsoever), why not to try also alternative number
+representation ?
+
+Here alternative hexadecimal number representation format is devised:
 
 [[file:numbers.png][file:numbers.png]]
 
-Because I can define everything, starting from CPU, why not try also
-alternative and unique number representation ?
+Essentially square is split into 4 triangles. Each triangle represents
+one bit.
 
-Fifth uses its hexdecimal number representation as primary. Numbers
-shape is formed by dividing a square into four parts. And manipulating
-their color (black or white).
-* Disk file map, and it's data structures
+Fifth uses this hexadecimal format as primary throughout entire
+system.
 
+See also: [[https://en.wikipedia.org/wiki/Bibi-binary][Bibi-binary]].
 
+* Disk file map, and it's data structures
 Core and high-level boot code is stored outside of the filesystem to
 allow easy access to it, at early booting time, when filesystem is not
 yet initialized.
-** disk allocation
+** Disk allocation
 | offset | length | description          |
 |--------+--------+----------------------|
 | 0      | ~4 Kb  | Fifth core           |
-| 4 Kb   | ~32Kb  | high-level boot code |
-| 37 Kb  | ~65Kb  | FAT                  |
-| 101Kb  | ~16MB  | filesystem data area |
+| 4 Kb   | ~32 Kb | high-level boot code |
+| 37 Kb  | ~65 Kb | FAT                  |
+| 101 Kb | ~16 MB | filesystem data area |
 ** FAT entry format:
 | code | meaning                  |
 |------+--------------------------|
 |   -2 | last sector              |
 |   -1 | empty sector             |
 | 0 -- | .. pointer to next block |
-** file entry format
+** File entry format
 | offset | length | description            |
 |--------+--------+------------------------|
 |      0 |      4 | extension              |
@@ -118,7 +155,7 @@ dictionary, this is special list that contain names of compiled
 modules, variables etc. and they locations in core. Constants use
 dictionary space only. Random word can be removed from dictionary at
 any time. Currently dictionary can contain at most 1000 entries.
-** dictionary entry format
+** Dictionary entry format
 | offset | length | description           |
 |--------+--------+-----------------------|
 |      0 |      4 | 0 &lt; previous entry |
@@ -144,27 +181,98 @@ run through headers backwards and find needed entry.
 |      |                | with address to module     |
 |------+----------------+----------------------------|
 |    2 | imm. submodule | immediately call to module |
-** Memory map: (average)
-|   <loc> | <size> | <desc>                      |
-|---------+--------+-----------------------------|
-|       0 | ~4096  | core                        |
-| 1500000 | ~32000 | highlevel Fifth boot code   |
-| 200000h |        | core startup messages area  |
-| 5200000 |        | end of dynamic memory space |
-* Fifth source format
-Fifth uses a different character table and codes than ASCII (still
-almost similar). I call it FSCII (Fifth Standard Code for Information
-Interchange) for example space character is not 32 but 255 instead.  I
-plan to use mainly HEX numbers, and create new characters to represent
-numeric values. So typical nemric characters "0123..."  is treated
-like ordinary letters.
-** FSCII:
-
-|    DEC | HEX   | function                               |
-|--------+-------+----------------------------------------|
-| 0 - 15 | 0 - F | HEX numbers                            |
-|    252 | FC    | backspace                              |
-|    253 | FD    | tabulator (TAB)                        |
-|    254 | FE    | carriage return (CR)                   |
-|    255 | FF    | space                                  |
-|   else |       | ordinary characters, same as in ASCII. |
+** Memory map
+| location | size   | description                 |
+|----------+--------+-----------------------------|
+|        0 | ~4096  | core                        |
+|  1500000 | ~32000 | highlevel Fifth boot code   |
+|  200000h |        | core startup messages area  |
+|  5200000 |        | end of dynamic memory space |
+* Dynamically loadable modules
+** Keyboard driver
+#+BEGIN_VERSE
+
+KBD_@           ( -- code ) get scancodes for pressed keys from keyboard.
+KBD_down?       ( key -- result ) check is key with specified scancode
+                currently pressed down.
+KBD_SC2FSCII    ( code -- FSCII ) convert key scancode into FSCII code,
+                or in FSK (Fifth standard keycode).
+KBD_F@          ( -- FSCII ) read pressed key FSCII or FSK, returns -1 if no
+                keys are pressed.
+KBD_FW@         ( -- FSCII ) read pressed key FSCII or FSK, if no keys is
+                are pressed then waits until there is.
+
+                FSK
+                ---
+In HEX.
+
+FC      backspace
+FD      TAB
+FE      enter
+FF      space
+
+400     ESC
+401 ... F1 ...
+410     up
+411     right
+412     down
+413     left
+414     INS
+415     DEL
+416     home
+417     end
+418     PG/UP
+419     PG/DN
+#+END_VERSE
+** Mouse driver
+#+BEGIN_VERSE
+mousex  var     Mouse x coordinate.
+mousey  var     Mouse y coordinate.
+mousekeyl var   Mouse left key.
+mousekeym var   Mouse middle key.
+mousekeyr var   Mouse right key.
+mousec  var     Display current mouse coordinates in top left part of screen,
+                if true. (good for debugging)
+mousepointer var  Image buffer, holding current mouse pointer.
+mouseadd        ( ModuleAddr x1 x2 y1 y2 -- ) Add specified area on screen,
+                into mause click buffer. If any mouse button is clicked on
+                that area, module at "ModuleAddr" will be executed.
+mousebe var     Amount of buffer elements.
+mousedo         ( -- ) Updates mouse coordinates and keys. Parse mouse
+                click buffer, and draw mouse cursor to "screen".
+#+END_VERSE
+** 2D graphic library
+
++ lineh ( color len x y imgbuf -- ) :: draws horisontal line from X,Y
+  coordinates to right, with specified length.
+
++ linev ( color len x y imgbuf -- ) :: draws vertical line down, from
+  coordinates X,Y, with specified length.
+
++ box ( color x2 x1 y2 y1 imgbuf -- ) :: draws rectangular box. x2
+  bust be >= x1, y2 must be >= y1.
+
+  #+begin_example
+    x1,y1-----------+
+      |             |
+      |             |
+      +-----------x2,y2
+  #+end_example
+
++ flipv ( imgbuf -- ) :: flip image vertically.
+
++ imgcoltrans ( ImgBuf Color ToColor -- ) :: Translate all pixels in
+  specified image with "Color" into "ToColor".
+
++ imgfill ( color x y imgbuf -- ) :: Fill image region starting at
+  location X & Y with specified color.
+
+** Trigonometry functions
+*** sin ( a -- result )
+:PROPERTIES:
+:ID:       9a66ca9c-eb5f-45aa-8116-71763081f2fb
+:END:
+Return sinus from given angle "a", 360ø is 2000. So 1000 represents
+180ø angle.  Result will be in range -10'000 to 10'000, instead of ñ1.
+*** cos ( a -- result )
+Return cosinus from given angle.  Parameters are like in [[id:9a66ca9c-eb5f-45aa-8116-71763081f2fb][sin]] function.