动机

很快就要实现代码生成了， 和设计 basic-lisp 的初衷一样， 我也需要专门为代码生成设计一个更接近汇编语言的 lisp， 也就是 machine-lisp。

范围

由于现在 x-lisp 还没完全独立， 所以先不考虑用 x-lisp 扩展 machine-lisp。

machine-lisp 因此没有 macro 功能， 所有的语法扩展都暂时用 JS/TS 实现。

这与 basic-lisp 的情况相同。

语法

汇编语言的本质是 layout bytes， 同时要支持用 label 给某段代码命名。

但是还是要有函数的概念， 函数内的 label 以函数为 scope， 通过自动以函数 name 为前缀来实现 scope。

(define-function <name>
  (block <label>
    <directive>
    ...)
  ...)

另外还要能在函数之外定义数据：

(define-data <label>
  <directive>
  ...)

但是也许 data 也需要 scope，因为可以考虑统一的：

(define-code <name>
  (block <label>
    <directive>
    ...)
  ...)

machine-lisp 应该可以成为一个一般的工具，可以用于反汇编。

比如：

• 从只有 define-block 的代码， 通过计算图的联通分支， 解析出来 control flow graph。

data directive

directive 首先要考虑最基本的 bytes layout：

directive	meaning
db	define byte
dw	define word
dd	define double word
dq	define quad word

注意，具体有 opcode 的东西才叫做 instruction， 因此 db dw dd dq 这些东西称作 directive。

每个 data directive 都有带有进位制后缀的版本， 当然，默认是 dec：

(db-hex 41 42 43)
(db-dec 65 66 67)
(db-oct 101 102 103)
(db-bin 101010 101011)

进制 vs 类型 vs 格式

进制：

在 x-lisp 中考虑过 @hex 语法， 是说内部的 symbol 要被解释为 hex 数字。

最好能像 uxn 一样，每次出现 4f 之类的 symbol， 就假设是 hex 而不是 dec，不用写 0x4f 或者 4fh。 这相当于是为了最常用的场景优化语法。

uxn 就因为如此，导致整个生态系统的所有的计数方式都是 16 进制的。 这也不一定对，因为人类习惯十进制是大自然进化的结果。

类型：

类似 C 的数据类型：

(int8 -42)
(uint8 200)
(int16 -1000)
(uint16 50000)
(float32 3.14)
(float64 2.718)

或者 rust 的数据类型：

(i8 -42)
(u8 200)
(i16 -1000)
(u16 50000)
(f32 3.14)
(f64 2.718)

描述的是单个值的类型：

• 与进制不同，不考虑值的表示方式；
• 与下面要讨论的格式也不同。

格式：

或者说 layout 格式，

比如 dq，不限制 symbol 的格式的， 也不描述数据的类型。

• 毕竟，汇编语言是没有类型的， 用同样的方式对 int64 和 uint64 进行计算， 想要把结果解释为不同类型， 需要看计算之后的 flag。

layout 格式所描述的是一个 sequence 的数据， 都要以某种方式 format。

• 这对于 little endian 来说很重要。

• 对于 big endian 来说也是需要的， 因为这相当于是对 sequence 的 format， 需要 padding。

在设计汇编语言时，我们最关心的是 layout format 这个维度的语义。

编码和解码

想要编码和解码 instruction， 需要语言能够描述 bit pattern。

想要编码和解码 elf 格式， 需要语言能够描述 byte pattern。

一般的，任何二进制格式的编码和解码都需要这两个功能。

好像这个功能就是 C 的 struct 语法。

但是这与现在 x-lisp 已有的谓词系统不同， 因为谓词的职责是单一的，没法用来描述格式。

这也与未来想要实现的 meta-lisp 中的类型不同， 因为类型系统假设了每个 object 类型都是指针。

指针类型的定义可以递归， byte pattern 好像也需要指针， 比如可以描述整个 heap 的 dump。

我可以先尝试在 JS/TS 中实现 DLS 来解析二进制文件。 以 ELF 为主要例子，目的是让汇编器能够生成 ELF object file。

行动

第一个阶段，可以使用系统汇编器， 就是直接把 gas 的语法 lisp 化。

但是在这个 lisp 化的过程中要保持 machine-lisp 的语言设计， 只不过这个阶段 instruction 都是写死的，而不扩展的。