Scheme

Lisp 方言，括号就是一切。

在手机上怎么跑

vml run examples/scheme/test/sysinfo.scm

编译要等一会儿（C 那种要一两分钟，脚本类语言几秒）。程序跑起来后屏幕底部就是手柄，方向键 + 四个动作键都在；点右上角返回可以回到命令行。

写法要点

• 一切皆表达式：(函数 参数…)
• 游戏请写成扁平顶层程序（见下面那条坑）

示例

同目录还有：demo/demo_std.scm、math/main.scm、sicp/1.2.5-greatest_common_divisors_gcd.scm、test/libs.scm、tty/demo_tty.scm、ui/demo_ui.scm

实测踩过的坑

• ⚠ 用户函数看不见顶层变量（两边的帧指针会互相踩）。正解：游戏逻辑全写在顶层，只把「参数全部传进去、不碰全局」的纯函数抽出去。

下面的内容是从 VML 源码里直接带的（third_party/vml/VMLPrepares/SchemeCompiler/）： README 讲这个前端支持什么、怎么编；语言规范 讲语法本身。上游一改，这里重新生成就是最新的。

语言规范

Scheme 语言编译器规范说明

版本：v1.0 | 日期：2026-07-06 | 修订者：深圳市探索智能科技有限公司

规范标准

关键字

define lambda let let* if cond else begin and or not set! display newline print peek poke asm chipasm eq? equal? null?

概述

支持 Scheme (R5RS) 语言子集，编译为 VML 汇编代码。采用 S-表达式解析架构，支持函数式编程核心特性。

支持的语言特性

1. 数据类型

• 整数: 42, -1, 0
• 字符串: "hello" (表达式级暂不支持)
• 布尔: #t, #f (由 Parser 支持)
• 符号: x, +, foo-bar
• 列表: S-表达式嵌套结构

2. 表达式

• 算术运算: +, -, *, /
• 比较运算: <, >, <=, >=, =, eq?, equal?
• 逻辑运算: and, or, not
• 条件: if, cond
• 顺序: begin

3. 函数

• 函数定义: (define (name args) body)
• 匿名函数: (lambda (args) body)
• 函数调用: (func arg1 arg2 ...)
• 变量定义: (define name value)
• 变量赋值: (set! var value)

4. 绑定结构

• 局部绑定: (let ((var val) ...) body) — 并行绑定
• 顺序绑定: (let* ((var val) ...) body) — 串行绑定

5. 输入输出

• 打印整数: (print val) — 输出整数并换行
• 显示: (display val) — 输出整数不换行
• 换行: (newline) — 输出换行符

6. 内存操作

• 内存读取: (peek addr) — 读取地址 addr 处的 32 位值
• 内存写入: (poke addr val) — 写入值 val 到地址 addr

7. 内联汇编

• VML 汇编: (asm "instruction") — 直接嵌入 VML 指令
• 芯片汇编: (chipasm "arch" "code") — 芯片特定汇编

编译模式

MCU 模式（默认 --mode mcu）

针对单片机环境优化。

• 保留: 全部已实现特性
• 跳过: call/cc（未实现）

OS 模式（--mode os，预留）

全部语言特性可用。

使用示例

;; 阶乘
(define (fact n)
  (if (<= n 1)
      1
      (* n (fact (- n 1)))))

;; 匿名函数
(define f (lambda (x) (+ x 1)))
(print (f 5))

;; let 绑定
(let ((x 10) (y 20))
  (print (+ x y)))

;; let* 顺序绑定
(let* ((x 1) (y (+ x 1)))
  (print y))

;; cond 多分支
(define (sign x)
  (cond ((< x 0) (print -1))
        ((> x 0) (print 1))
        (else (print 0))))

;; 内存操作
(asm "nop")
(peek 0x4000)
(poke 16384 65)

浮点与64位编译模式

VML 工具链通过三个编译参数控制浮点和 64 位整数的处理策略：

32位浮点 (float32)

Scheme 中的 flonum（不精确浮点数）在 VML 编译时按以下模式处理：

• hard 模式（默认）: 使用 VML 原生浮点指令 MOVEF/ADDF/SUBF/MULF/DIVF/CMPF/NEGF，通过 F0-F15 十六个浮点寄存器直接运算。性能最佳，适合支持浮点硬件的目标平台。
• soft 模式: 使用 Q15.16 定点数软件模拟库 softfloat.c，通过 __vml_float_add/sub/mul/div/neg/abs/cmp 等函数模拟浮点运算。适合无浮点硬件的 MCU 平台。
• none 模式: 禁用所有 32 位浮点运算。

64位浮点 (double)

Scheme 中的双精度浮点运算按以下模式编译：

• soft 模式（默认）: 使用 IEEE 754 双精度软件模拟库 softdouble.c，通过 __vml_double_add/sub/mul/div/neg/abs/cmp、__vml_int2double/double2int、__vml_float2double/double2float 等函数模拟。兼容所有平台（含 MCU）。
• hard 模式: 使用 VML 双精度指令 MOVED/ADDD/SUBD/MULD/DIVD/CMPD/NEGD，通过 D0-D7 八个双精度寄存器运算。
• none 模式: 禁用双精度浮点运算。

64位整数 (int64)

Scheme 中的大整数（bignum）超出 32 位范围时按以下模式处理：

• soft 模式（默认）: 使用双寄存器软件模拟库 softint64.c，通过 __vml_i64_add/sub/neg/and/or/xor/not/shl/shr 等函数模拟 64 位整数运算。
• hard 模式: 预留，未来 VML 版本将支持原生 64 位整数指令。
• none 模式: 降级为 32 位整数。

软件模拟库

以上软件模拟库均位于 Lib/shared/ 目录，使用 C 语言编写并由 C 编译器编译为 VML，所有语言共享：

编译

# 编译 Scheme 到 VML
dotnet run --project VMLPrepares/SchemeCompiler input.scm -o output.vml

# 运行
dotnet run --project VMLEmulators/ConsoleEmulator -- -r output.vml

测试

# 运行 Scheme 测试
dotnet test VMLTests/VMLTests.csproj --filter "SchemeTests"

🆕 字符串编码 (v1.65.19)

该语言编译器通过共享库 (Lib/shared/) 间接使用 VML 字符串体系。

MCU 模式 (默认): 字符串输出为 UTF-8 (.string) OS 模式: 可通过 VML_WSTRING 宏判断编码

共享库已提供宽字符串转换函数 (wchar.h/uchar.h)，各语言编译器可按需使用。

编译器 README

Scheme (R5RS 子集) 编译器

路径: VMLPrepares/SchemeCompiler/ 完成度: ~93% | 🟢 生产可用 标准库: Lib/scheme/（待创建）

功能

• ✅ 语法分析 + 代码生成（Lexer/Parser/CodeGen ~1800行）
• ✅ S-表达式解析
• ✅ define / lambda / 函数定义和调用
• ✅ if / cond / and / or 条件
• ✅ 基本类型: 整数/浮点/布尔/字符串/符号
• ✅ 算术: + - * / quotient remainder
• ✅ 比较: = < > <= >=
• ✅ 列表: cons/car/cdr/list/null?/pair?
• ✅ 高阶函数: apply/map
• ✅ GC 标记 (预留接口)
• ✅ POKE/PEEK 内存操作 (MMIO)
• ✅ 共享内置函数库 (builtins.vml)

缺失功能

• ✅ 尾递归优化 (TCO)
• ❌ call/cc (call-with-current-continuation)
• ❌ 宏系统 (define-syntax/syntax-rules)
• ❌ 向量 (vector)
• ❌ 字符/字符串完整操作
• ❌ 完整数值塔 (complex/rational)
• ❌ 标准库 (Lib/scheme/)

编译模式

MCU 模式（默认 --mode mcu）

MCU 模式针对单片机/裸机环境（Arduino/STM32/8051 等）优化，自动跳过不兼容操作系统的特性。

跳过（遇到这些语法不生成代码）:

• call/cc (需栈捕获)、动态eval

保留（由 BIOS 实现底层）:

• cons(堆分配)、GC标记
• POKE/PEEK 内存映射 I/O (MMIO)
• 基本类型运算、控制流、函数调用
• display/write 映射到 SYSCALL

OS 模式（--mode os，预留）

OS 模式针对带操作系统环境（如 Linux 嵌入式、RTOS 等），届时支持全部语言特性（文件系统、多线程、异步、异常、反射等）。

使用

dotnet run --project VMLTool -- input.scm -o output.vml

测试

测试内嵌在编译器源代码验证中