Red/System编译器实现分析（2）

-- job                          ; 每个文件对应一个job对象，该对象会在整个流程各个步骤间传递。

   job-class: context [
       format:                  ;-- 'PE | 'ELF | 'Mach-o
       type:                    ;-- 'exe | 'obj | 'lib | 'dll
       target:                  ;-- CPU identifier
       divs:                ;-- code/data divs
       flags:                   ;-- global flags
       sub-system:              ;-- target environment (GUI | console)
       symbols:                 ;-- symbols table
       buffer: none
   ]

-- globals                      ; 全局名字空间
-- locals                       ; 局部名字空间，比如函数内部

   locals:  none
   globals: make hash! 40       ;-- [name [type]]

-- code-buf                     ; 存放代码，对应PE文件的代码节，二进制格式存放
-- data-buf                     ; 存放全局变量，对应PE文件的数据节，二进制格式存放
-- symbols                      ; 这个就是符号表了，emitter和job引用同一个symbols table

   code-buf: make binary! 10'000
   data-buf: make binary! 10'000
   symbols:  make hash! 200     ;-- [name [type address [relocs]] ...]

comp-expression expr                              ;将expr展开，comp-expression [a: 1]

comp-expression: func [tree /local name value][   ; tree? 没错，程序的结构本质上是一棵树
    switch/default type?/word tree/1 [
        set-word! [
            name: to-word tree/1                  ; name: a
            value: either block? tree/2 [         ; value: 1
                comp-expression tree/2
                'last
            ][
                tree/2
            ]
            add-symbol name value                 ; 将变量 a 放入符号表
            ...
            emitter/target/emit-store name value  ; 生成机器码
        ]
        ...
    ][...]
]

; add-symbol 'a 1

add-symbol: func [name [word!] value /local type new ctx][
    ctx: any [locals globals]                            ; 在全局名字空间里，ctx: globals
    unless find ctx name [
        type: case [                  ; type: integer!         
            ...
            'else [type?/word value]  ; value: 1
        ]           
        append ctx new: reduce [name compose [(type)]]   ; append ctx [a [integer!]]
        if ctx = globals [emitter/set-global new value]  ; 跟进函数 
                                                           emitter/set-global
    ]
]

; set-global [a [integer!]] 1

set-global: func [spec [block!] value /local type base][
    either 'struct! = type: spec/2/1 [                   ; spec/2/1: integer!
        ...
    ][
        base: tail data-buf
        store-global value select datatypes type         ; 最后一个函数了，坚持住！
    ]

    spec: reduce [spec/1 reduce ['global (index? base) - 1 make block! 5]] ;-- zero-based

    ; spec最终的结果是什么？
    ; 因为 a 是第一个变量，所以开始于 data-buf 的第 0 个字节处
    ; spec: [a [global 0 []]
    append symbols new-line spec yes
    spec
]

datatypes: to-hash [
    int8!       1   signed
    int16!      2   signed
    int32!      4   signed
    integer!    4   signed          ; select datatypes type "type" 为 integer!
    int64!      8   signed
    ...
]

; store-global 1 4

; 这函数的职责是将数据存放到 data-buf 中。
; 比如一个整数值为：0x08040201 (十六进制表示)
; 存放在内存中有两种形式：little-endian 和 big-endian
; 存放成哪种形式是由系统架构决定的，x86使用的是little-endian
; 所以要按照如下形式存放：0x01020408

store-global: func [value size /local ptr][
   ; 算法细节就不细说了。
   ; 好吧，算我偷懒 ;-)
]

emitter/target/emit-store name value  ; emit-store 'a 1

; 目前只实现了IA32目标代码的生成
; target: do %targets/IA32.r
; 函数 emit-store 在文件 IA32.r 中

emit-store: func [name [word!] value [integer! word! string! struct!] /local spec][
    ...
    switch type?/word value [
        integer! [
            emit-variable name
                #{C705}                      ;-- gcode: MOV [name], value   ; (32-bit only!!!)
                #{C745}                      ;-- lcode: MOV [ebp+n], value  ; (32-bit only!!!)               
            emit to-bin32 value
        ]
        ...
    ]
]

emit-variable: func [
    name [word!] gcode [binary!] lcode [binary! block!] 
    /local offset
][
    ...
    
    ;-- global variable case
    emit gcode
    emit-reloc-addr emitter/symbols/:name    ; emit-reloc-addr [a [global 0 []]
]

emit-reloc-addr: func [spec [block!]][
    append spec/3 emitter/tail-ptr           ;-- 注意这里保存重定位的地址
    emit void-ptr                            ;-- emit void addr #{00000000}, reloc later
    ...
]

emit: func [bin [binary! char! block!]][
    append emitter/code-buf bin
]

; 将 1 存放到内存地址 00000000 处。
; 目前不确定数据段（data-buf）中的变量 a 相对于exe文件开头的位置
; 这个位置要到最后生成exe文件时，才能确定。
; 所以使用空指针占位
; code-buf中内容，注意值 1 按照little-endian格式存放
#{C7050000000001000000}       ;-- MOV [00000000], 1


; 符号表更新，加入了重定位的地址
; 也就是占位空指针的起始位置，zero-based
symbols: [ [a [global 0 [2]] ]   ;-- 占位空指针开始于第二个字节处

    +-------------------+
    | DOS-stub          |
    +-------------------+
    | file-header       |
    +-------------------+
    | optional header   | <- 这个结构体包含成员 AddressOfEntryPoint
    |- - - - - - - - - -|
    |                   | <- data directories是optional header的一部分
    | data directories  |    用于导出和引入函数，所以我们现在不需要它。
    |                   |
    +-------------------+
    |                   |
    | div headers   | <- 目前只有两个节 data 和 code
    |                   |
    +-------------------+ <---- AddressOfEntryPoint
    |                   |
    | div 1         | <- code div, 也就是 code-buf 里的内容
    |                   |
    +-------------------+
    |                   |
    | div 2         | <- data div, 也就是 data-buf 里的内容
    |                   |
    +-------------------+