HACKING

   1 -*-mode:org-*-
   2
   3 * Fully source-based bootstrapping
   4
   5 ** R6RS-like scheme interpreter
   6 This first part is prototyped in C by the mes.c core and Scheme
   7 bootstrap code in module/.  Of course, while mes.c is pretty small it
   8 cannot serve as a fully source-based solution.
   9
  10 The initial idea was to have the minimal core support LISP-1.5 (or
  11 something very close to that as a tribute to John McCarthy) and extend
  12 eval/apply from LISP-1.5 source with define, define-macro etc. and
  13 metamorphose into R6RS.  It seemed to work but performance of the
  14 LISP-intepreted RRS was so bad (~1000x slower than initial LISP-1.5)
  15 that this track was abandoned after the initial ANNOUNCE.
  16
  17 The route changed, trying to strike a balance between core size and
  18 performance: still writing as much as possible in Scheme but having a
  19 mescc compiler that takes not more than some seconds to run.
  20
  21 Now that portable R6RS syntax-case runs and mes.c has grown to
  22 ~1200LOC with another ~300LOC of optional C code, some effort must
  23 probably be directed into making that smaller.
  24
  25 ** Move mes.c into hex?
  26 One idea is to use OrianJ's amazing self-hosting [[https://github.com/oriansj/stage0][stage0]] hex assembler
  27 and minimal bootstrap binaries and rewrite the mes.c core to directly
  28 bootstrap into Scheme.
  29
  30 ** Rewrite mes.c and generate hex?
  31 Another idea (thanks Rutger!) is to rewrite the mes.c core in a
  32 C/Assembly variant and thave mescc produce the simple, annotated
  33 bootstrap binary.
  34
  35 * Bugs
  36 ** Core is too fat
  37 mes.c is ~1500 lines (~10,000LOC Assembly) which seems much too big to
  38 start translating it to assembly/hex.
  39
  40 ** Actually do something useful, build: [[https://en.wikipedia.org/wiki/Tiny_C_Compiler][Tiny C Compiler]]
  41 * OLD: Booting from LISP-1.5 into Mes
  42
  43 Mes started out experimenting with booting from a hex-coded minimal
  44 LISP-1.5 (prototype in mes.c), into an almost-RRS Scheme.
  45
  46 When EOF is read, the LISP-1.5 machine calls loop2 from loop2.mes,
  47 which reads the rest of stdin and takes over control.  The functions
  48 readenv, eval and apply-env in mes.mes introduced define, define-macro
  49 quasiquote and macro expansion.
  50
  51 While this works, it's amazingly slow.  We implemented a full reader
  52 in mes.c, which makes running mes:apply-env mes:eval somewhat
  53 bearable, still over 1000x slower than running mes.c.
  54
  55 Bootstrapping has been removed and mes.c implements enough of RRS to
  56 run a macro-based define-syntax and syntax-rules.
  57
  58 loop.mes and mes.mes are unused and lagging behind.  Probably it's not
  59 worth considering this route without a VM.  GNU Epsilon is taking the
  60 more usual VM-route to provide multiple personas.  While that sounds
  61 neat, Lisp/Scheme, bootstrapping and trusted binaries are probably not
  62 in scope as there is no mention of such things; only ML is mentioned
  63 while Guile is used for bootstrapping.
  64
  65 * Assorted ideas and info
  66 ** C parser/compiler
  67 *** [[https://savannah.gnu.org/projects/nyacc][nyacc]]
  68 *** PEG: [[http://piumarta.com/software/peg/][parse C using PEG]]
  69 *** [[https://en.wikipedia.org/wiki/Tiny_C_Compiler][Tiny C Compiler]]
  70 *** [[http://www.t3x.org/subc/index.html][Sub C]]
  71 *** [[https://groups.google.com/forum/#!topic/comp.lang.lisp/VPuX0VsjTTE][C intepreter in LISP/Scheme/Python]]
  72
  73 ** C assembler/linker
  74 *** [[http://www.tldp.org/HOWTO/Assembly-HOWTO/linux.html][Assembly HOWTO]]
  75 *** System call clue bat
  76 Basically, you issue an int 0x80, with the __NR_syscallname number
  77 (from asm/unistd.h) in eax, and parameters (up to six) in ebx, ecx,
  78 edx, esi, edi, ebp respectively.
  79 *** ELF
  80 7f 45 4c 46
  81 *** [[http://www.muppetlabs.com/~breadbox/software/tiny/][Small ELF programs]]
  82 *** [[http://www.cirosantilli.com/elf-hello-world/][Elf hello world]]
  83
  84 ** SC - c as s-expressions
  85 sc: http://sph.mn/content/3d3
  86 ** RNRS
  87 *** [[http://www.scheme-reports.org/][Scheme Reports]]
  88 *** [[ftp://publications.ai.mit.edu/ai-publications/pdf/AIM-349.pdf][Scheme - Report on Scheme]]
  89 *** [[ftp://publications.ai.mit.edu/ai-publications/pdf/AIM-452.pdf][RRS - Revised Report on Scheme]]
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