汇编

说明

在本练习中，你要为一门受 x86-64 汇编语言启发的小型语言定义语法和执行模型。

目标是形式化地定义代码在受限环境中如何书写、解析和执行。

执行模型

你的汇编代码要写在下面这个特殊结构里：

let program := assemble!(
    -- assembly code here
)

这个结构必须产出一个程序，它模拟一个函数：执行汇编代码并返回一个值。 然后用下面的语法调用这个程序，其中 a、b、c 等是实参：

let result := program(a, b, c, ...)

所有实参和返回值都是64 位有符号整数。 最多允许6 个实参。

寄存器

返回值和所有实参都通过寄存器传递。 你的语言必须支持以下寄存器：

寄存器的初始值默认为 0，除非它们被用来向函数传递实参。

例如，在下面的程序中，所有寄存器的值都是 0，只有 rdi 和 rsi 例外，前者初始化为 10，后者初始化为 -20：

program(10, -20)

程序的返回值始终存放在 rax 中。

汇编代码

汇编代码中的每一行都可以是下面两种形式之一：

• 标签用于标记程序中某些指令会用到的地方。
• 指令代表程序执行的操作。

除非被某条指令改变，程序的执行流程都是线性推进的。 也就是说，上一行会在下一行之前完整执行。

标签

标签的语法如下：

<label>:

除了标记代码中的特定位置以供指令使用之外，标签不会改变任何寄存器的值，也不会对程序产生其他影响。

双操作数指令

大多数指令的语法如下：

<opcode> <destination>, <source>

opcode 表示要执行的操作，它会用到 destination 和 source 两个操作数的值。 操作的结果存放在 destination 操作数中。

例如，add 指令把 destination 和 source 两个操作数中的值相加，并把结果存放在 destination 操作数中。

destination 操作数始终是寄存器，而 source 操作数可以是寄存器，也可以是字面量数字。

你的程序必须支持以下指令：

除此之外，你的程序还必须支持双操作数的 cmp 指令。

这条指令不会修改任何寄存器，而是比较 destination 和 source 两个操作数，并把程序的某个内部状态设为以下三种之一：

• 大于，如果 destination > source
• 等于，如果 destination == source
• 小于，如果 destination < source

内部如何记录这个状态由你决定。

单操作数指令

有些指令会改变程序的流程，把执行转移到代码的另一个位置。 这类指令叫做跳转指令。

它们都只接受一个操作数，即一个标签，用来指出跳转的目标，也就是执行将继续进行的那段代码位置：

<opcode> <label>

jmp 指令总是跳转到目标标签。

其他跳转指令只有在程序的内部状态被设为特定值时才跳转。 因此它们前面通常会有一条 cmp 指令。

你的程序必须支持以下跳转指令：