mes.c

   1 /* -*-comment-start: "//";comment-end:""-*-
   2  * Mes --- Maxwell Equations of Software
   3  * Copyright © 2016,2017 Jan Nieuwenhuizen <janneke@gnu.org>
   4  *
   5  * This file is part of Mes.
   6  *
   7  * Mes is free software; you can redistribute it and/or modify it
   8  * under the terms of the GNU General Public License as published by
   9  * the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or (at
  10  * your option) any later version.
  11  *
  12  * Mes is distributed in the hope that it will be useful, but
  13  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  15  * GNU General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  18  * along with Mes.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  19  */
  20
  21 #define _GNU_SOURCE
  22 #if __GNUC__
  23 #define  __NYACC__ 0
  24 #define NYACC
  25 #define NYACC2
  26 #include <assert.h>
  27 #include <ctype.h>
  28 #include <errno.h>
  29 #include <limits.h>
  30 #include <stdio.h>
  31 #include <string.h>
  32 #include <stdlib.h>
  33 #include <stdbool.h>
  34 #else
  35 typedef int bool;
  36 #define  __NYACC__ 1
  37 #define NYACC nyacc
  38 #define NYACC2 nyacc2
  39 #endif
  40
  41 #define DEBUG 0
  42 #define FIXED_PRIMITIVES 1
  43
  44 int ARENA_SIZE = 100000;
  45 int MAX_ARENA_SIZE = 20000000;
  46 int GC_SAFETY = 100;
  47
  48 typedef int SCM;
  49 enum type_t {TCHAR, TCLOSURE, TCONTINUATION, TFUNCTION, TKEYWORD, TMACRO, TNUMBER, TPAIR, TREF, TSPECIAL, TSTRING, TSYMBOL, TVALUES, TVECTOR, TBROKEN_HEART};
  50 typedef SCM (*function0_t) (void);
  51 typedef SCM (*function1_t) (SCM);
  52 typedef SCM (*function2_t) (SCM, SCM);
  53 typedef SCM (*function3_t) (SCM, SCM, SCM);
  54 typedef SCM (*functionn_t) (SCM);
  55 struct function {
  56   union {
  57     function0_t function0;
  58     function1_t function1;
  59     function2_t function2;
  60     function3_t function3;
  61     functionn_t functionn;
  62   } NYACC;
  63   int arity;
  64   char const *name;
  65 };
  66 struct scm {
  67   enum type_t type;
  68   union {
  69     char const* name;
  70     SCM string;
  71     SCM car;
  72     SCM ref;
  73     int length;
  74   } NYACC;
  75   union {
  76     int value;
  77     int function;
  78     SCM cdr;
  79     SCM closure;
  80     SCM continuation;
  81     SCM macro;
  82     SCM vector;
  83     int hits;
  84   } NYACC2;
  85 };
  86
  87 struct scm scm_nil = {TSPECIAL, "()",0};
  88 struct scm scm_f = {TSPECIAL, "#f",0};
  89 struct scm scm_t = {TSPECIAL, "#t",0};
  90 struct scm scm_dot = {TSPECIAL, ".",0};
  91 struct scm scm_arrow = {TSPECIAL, "=>",0};
  92 struct scm scm_undefined = {TSPECIAL, "*undefined*",0};
  93 struct scm scm_unspecified = {TSPECIAL, "*unspecified*",0};
  94 struct scm scm_closure = {TSPECIAL, "*closure*",0};
  95 struct scm scm_circular = {TSPECIAL, "*circular*",0};
  96 struct scm scm_begin = {TSPECIAL, "*begin*",0};
  97
  98 struct scm scm_symbol_dot = {TSYMBOL, "*dot*",0};
  99 struct scm scm_symbol_lambda = {TSYMBOL, "lambda",0};
 100 struct scm scm_symbol_begin = {TSYMBOL, "begin",0};
 101 struct scm scm_symbol_if = {TSYMBOL, "if",0};
 102 struct scm scm_symbol_quote = {TSYMBOL, "quote",0};
 103 struct scm scm_symbol_set_x = {TSYMBOL, "set!",0};
 104
 105 struct scm scm_symbol_sc_expand = {TSYMBOL, "sc-expand",0};
 106 struct scm scm_symbol_macro_expand = {TSYMBOL, "macro-expand",0};
 107 struct scm scm_symbol_sc_expander_alist = {TSYMBOL, "*sc-expander-alist*",0};
 108
 109 struct scm scm_symbol_call_with_values = {TSYMBOL, "call-with-values",0};
 110 struct scm scm_call_with_current_continuation = {TSPECIAL, "*call/cc*",0};
 111 struct scm scm_symbol_call_with_current_continuation = {TSYMBOL, "call-with-current-continuation",0};
 112 struct scm scm_symbol_current_module = {TSYMBOL, "current-module",0};
 113 struct scm scm_symbol_primitive_load = {TSYMBOL, "primitive-load",0};
 114 struct scm scm_symbol_read_input_file = {TSYMBOL, "read-input-file",0};
 115 struct scm scm_symbol_write = {TSYMBOL, "write",0};
 116 struct scm scm_symbol_display = {TSYMBOL, "display",0};
 117
 118 struct scm scm_symbol_throw = {TSYMBOL, "throw",0};
 119 struct scm scm_symbol_not_a_pair = {TSYMBOL, "not-a-pair",0};
 120 struct scm scm_symbol_system_error = {TSYMBOL, "system-error",0};
 121 struct scm scm_symbol_wrong_number_of_args = {TSYMBOL, "wrong-number-of-args",0};
 122 struct scm scm_symbol_wrong_type_arg = {TSYMBOL, "wrong-type-arg",0};
 123 struct scm scm_symbol_unbound_variable = {TSYMBOL, "unbound-variable",0};
 124
 125 struct scm scm_symbol_argv = {TSYMBOL, "%argv",0};
 126 struct scm scm_symbol_mes_prefix = {TSYMBOL, "%prefix",0};
 127 struct scm scm_symbol_mes_version = {TSYMBOL, "%version",0};
 128
 129 struct scm scm_symbol_car = {TSYMBOL, "car",0};
 130 struct scm scm_symbol_cdr = {TSYMBOL, "cdr",0};
 131 struct scm scm_symbol_null_p = {TSYMBOL, "null?",0};
 132 struct scm scm_symbol_eq_p = {TSYMBOL, "eq?",0};
 133 struct scm scm_symbol_cons = {TSYMBOL, "cons",0};
 134
 135 struct scm scm_vm_evlis = {TSPECIAL, "*vm-evlis*",0};
 136 struct scm scm_vm_evlis2 = {TSPECIAL, "*vm-evlis2*",0};
 137 struct scm scm_vm_evlis3 = {TSPECIAL, "*vm-evlis3*",0};
 138 struct scm scm_vm_apply = {TSPECIAL, "core:apply",0};
 139 struct scm scm_vm_apply2 = {TSPECIAL, "*vm-apply2*",0};
 140 struct scm scm_vm_eval = {TSPECIAL, "core:eval",0};
 141
 142 //FIXED_PRIMITIVES
 143 struct scm scm_vm_eval_car = {TSPECIAL, "*vm-eval-car*",0};
 144 struct scm scm_vm_eval_cdr = {TSPECIAL, "*vm-eval-cdr*",0};
 145 struct scm scm_vm_eval_cons = {TSPECIAL, "*vm-eval-cons*",0};
 146 struct scm scm_vm_eval_null_p = {TSPECIAL, "*vm-eval-null-p*",0};
 147
 148 struct scm scm_vm_eval_set_x = {TSPECIAL, "*vm-eval-set!*",0};
 149 struct scm scm_vm_eval_macro = {TSPECIAL, "*vm-eval-macro*",0};
 150 struct scm scm_vm_eval2 = {TSPECIAL, "*vm-eval2*",0};
 151 struct scm scm_vm_macro_expand = {TSPECIAL, "core:macro-expand",0};
 152 struct scm scm_vm_begin = {TSPECIAL, "*vm-begin*",0};
 153 struct scm scm_vm_begin_read_input_file = {TSPECIAL, "*vm-begin-read-input-file*",0};
 154 struct scm scm_vm_begin2 = {TSPECIAL, "*vm-begin2*",0};
 155 struct scm scm_vm_if = {TSPECIAL, "*vm-if*",0};
 156 struct scm scm_vm_if_expr = {TSPECIAL, "*vm-if-expr*",0};
 157 struct scm scm_vm_call_with_values2 = {TSPECIAL, "*vm-call-with-values2*",0};
 158 struct scm scm_vm_call_with_current_continuation2 = {TSPECIAL, "*vm-call-with-current-continuation2*",0};
 159 struct scm scm_vm_return = {TSPECIAL, "*vm-return*",0};
 160
 161 struct scm scm_symbol_gnuc = {TSYMBOL, "%gnuc",0};
 162 struct scm scm_symbol_mesc = {TSYMBOL, "%mesc",0};
 163
 164 struct scm scm_test = {TSYMBOL, "test",0};
 165
 166
 167 int g_free = 0;
 168 struct scm *g_cells;
 169 struct scm *g_news = 0;
 170 SCM g_symbol_max;
 171 bool g_debug = false;
 172
 173 #include "mes.symbols.h"
 174
 175 SCM tmp;
 176 SCM tmp_num;
 177 SCM tmp_num2;
 178
 179 struct function g_functions[200];
 180 int g_function = 0;
 181
 182 SCM g_continuations = 0;
 183 SCM g_symbols = 0;
 184 SCM g_stack = 0;
 185 SCM r0 = 0; // a/env
 186 SCM r1 = 0; // param 1
 187 SCM r2 = 0; // save 2+load/dump
 188 SCM r3 = 0; // continuation
 189
 190 #include "gc.h"
 191 #include "lib.h"
 192 #include "math.h"
 193 #include "mes.h"
 194 #include "posix.h"
 195 #include "reader.h"
 196 #include "vector.h"
 197
 198 #define CAR(x) g_cells[x].car
 199 #define CDR(x) g_cells[x].cdr
 200 #define CONTINUATION(x) g_cells[x].cdr
 201 #define HITS(x) g_cells[x].hits
 202 #define LENGTH(x) g_cells[x].length
 203 #define NAME(x) g_cells[x].name
 204 #define STRING(x) g_cells[x].string
 205 #define TYPE(x) g_cells[x].type
 206 #define CLOSURE(x) g_cells[x].closure
 207 #define MACRO(x) g_cells[x].macro
 208 #define REF(x) g_cells[x].ref
 209 #define VALUE(x) g_cells[x].value
 210 #define VECTOR(x) g_cells[x].vector
 211 #define FUNCTION(x) g_functions[g_cells[x].function]
 212
 213 #define NTYPE(x) g_news[x].type
 214
 215 #define NCAR(x) g_news[x].car
 216 #define NLENGTH(x) g_news[x].length
 217
 218 #define NCDR(x) g_news[x].cdr
 219 #define NVALUE(x) g_news[x].value
 220 #define NVECTOR(x) g_news[x].vector
 221
 222
 223 #define CAAR(x) CAR (CAR (x))
 224 #define CADR(x) CAR (CDR (x))
 225 #define CDAR(x) CDR (CAR (x))
 226 #define CDDR(x) CDR (CDR (x))
 227 #define CADAR(x) CAR (CDR (CAR (x)))
 228 #define CADDR(x) CAR (CDR (CDR (x)))
 229 #define CDDDR(x) CDR (CDR (CDR (x)))
 230 #define CDADAR(x) CAR (CDR (CAR (CDR (x))))
 231
 232 #define MAKE_CHAR(n) make_cell_ (tmp_num_ (TCHAR), 0, tmp_num2_ (n))
 233 #define MAKE_CONTINUATION(n) make_cell_ (tmp_num_ (TCONTINUATION), n, g_stack)
 234 #define MAKE_NUMBER(n) make_cell_ (tmp_num_ (TNUMBER), 0, tmp_num2_ (n))
 235 #define MAKE_REF(n) make_cell_ (tmp_num_ (TREF), n, 0)
 236 #define MAKE_STRING(x) make_cell_ (tmp_num_ (TSTRING), x, 0)
 237
 238 SCM vm_call (function0_t f, SCM p1, SCM a);
 239 char const* itoa(int);
 240
 241 #define eputs(s) fputs(s, stderr)
 242
 243 SCM
 244 tmp_num_ (int x)
 245 {
 246   g_cells[tmp_num].value = x;
 247   return tmp_num;
 248 }
 249
 250 SCM
 251 tmp_num2_ (int x)
 252 {
 253   g_cells[tmp_num2].value = x;
 254   return tmp_num2;
 255 }
 256
 257 SCM
 258 alloc (int n)
 259 {
 260   assert (g_free + n < ARENA_SIZE);
 261   SCM x = g_free;
 262   g_free += n;
 263   return x;
 264 }
 265
 266 SCM
 267 make_cell_ (SCM type, SCM car, SCM cdr)
 268 {
 269   SCM x = alloc (1);
 270   assert (TYPE (type) == TNUMBER);
 271   TYPE (x) = VALUE (type);
 272   if (VALUE (type) == TCHAR || VALUE (type) == TNUMBER) {
 273     if (car) CAR (x) = CAR (car);
 274     if (cdr) CDR (x) = CDR (cdr);
 275   } else if (VALUE (type) == TFUNCTION) {
 276     if (car) CAR (x) = car;
 277     if (cdr) CDR (x) = CDR (cdr);
 278   } else {
 279     CAR (x) = car;
 280     CDR (x) = cdr;
 281   }
 282   return x;
 283 }
 284
 285 SCM
 286 make_symbol_ (SCM s)
 287 {
 288   g_cells[tmp_num].value = TSYMBOL;
 289   SCM x = make_cell_ (tmp_num, s, 0);
 290   g_symbols = cons (x, g_symbols);
 291   return x;
 292 }
 293
 294 SCM
 295 list_of_char_equal_p (SCM a, SCM b) ///((internal))
 296 {
 297   while (a != cell_nil && b != cell_nil && VALUE (car (a)) == VALUE (car (b))) {
 298     assert (TYPE (car (a)) == TCHAR);
 299     assert (TYPE (car (b)) == TCHAR);
 300     a = cdr (a);
 301     b = cdr (b);
 302   }
 303   return (a == cell_nil && b == cell_nil) ? cell_t : cell_f;
 304 }
 305
 306 SCM
 307 lookup_symbol_ (SCM s)
 308 {
 309   SCM x = g_symbols;
 310   while (x) {
 311     if (list_of_char_equal_p (STRING (car (x)), s) == cell_t) break;
 312     x = cdr (x);
 313   }
 314   if (x) x = car (x);
 315   if (!x) x = make_symbol_ (s);
 316   return x;
 317 }
 318
 319 SCM
 320 type_ (SCM x)
 321 {
 322   return MAKE_NUMBER (TYPE (x));
 323 }
 324
 325 SCM
 326 car_ (SCM x)
 327 {
 328   return (TYPE (x) != TCONTINUATION
 329           && (TYPE (CAR (x)) == TPAIR // FIXME: this is weird
 330               || TYPE (CAR (x)) == TREF
 331               || TYPE (CAR (x)) == TSPECIAL
 332               || TYPE (CAR (x)) == TSYMBOL
 333               || TYPE (CAR (x)) == TSTRING)) ? CAR (x) : MAKE_NUMBER (CAR (x));
 334 }
 335
 336 SCM
 337 cdr_ (SCM x)
 338 {
 339   return (TYPE (CDR (x)) == TPAIR
 340           || TYPE (CDR (x)) == TREF
 341           || TYPE (CAR (x)) == TSPECIAL
 342           || TYPE (CDR (x)) == TSYMBOL
 343           || TYPE (CDR (x)) == TSTRING) ? CDR (x) : MAKE_NUMBER (CDR (x));
 344 }
 345
 346 SCM
 347 arity_ (SCM x)
 348 {
 349   assert (TYPE (x) == TFUNCTION);
 350   return MAKE_NUMBER (FUNCTION (x).arity);
 351 }
 352
 353 SCM
 354 cons (SCM x, SCM y)
 355 {
 356   g_cells[tmp_num].value = TPAIR;
 357   return make_cell_ (tmp_num, x, y);
 358 }
 359
 360 SCM
 361 car (SCM x)
 362 {
 363   if (TYPE (x) != TPAIR) error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_symbol_car));
 364   return CAR (x);
 365 }
 366
 367 SCM
 368 cdr (SCM x)
 369 {
 370   if (TYPE (x) != TPAIR) error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_symbol_cdr));
 371   return CDR (x);
 372 }
 373
 374 SCM
 375 list (SCM x) ///((arity . n))
 376 {
 377   return x;
 378 }
 379
 380 SCM
 381 null_p (SCM x)
 382 {
 383   return x == cell_nil ? cell_t : cell_f;
 384 }
 385
 386 SCM
 387 eq_p (SCM x, SCM y)
 388 {
 389   return (x == y
 390           || ((TYPE (x) == TKEYWORD && TYPE (y) == TKEYWORD
 391                && STRING (x) == STRING (y)))
 392           || (TYPE (x) == TCHAR && TYPE (y) == TCHAR
 393               && VALUE (x) == VALUE (y))
 394           || (TYPE (x) == TNUMBER && TYPE (y) == TNUMBER
 395               && VALUE (x) == VALUE (y)))
 396     ? cell_t : cell_f;
 397 }
 398
 399 SCM
 400 values (SCM x) ///((arity . n))
 401 {
 402   SCM v = cons (0, x);
 403   TYPE (v) = TVALUES;
 404   return v;
 405 }
 406
 407 SCM
 408 acons (SCM key, SCM value, SCM alist)
 409 {
 410   return cons (cons (key, value), alist);
 411 }
 412
 413 // MIMI_MES lib.c?
 414 SCM
 415 length (SCM x)
 416 {
 417   int n = 0;
 418   while (x != cell_nil)
 419     {
 420       n++;
 421       if (TYPE (x) != TPAIR) return MAKE_NUMBER (-1);
 422       x = cdr (x);
 423     }
 424   return MAKE_NUMBER (n);
 425 }
 426
 427 SCM
 428 error (SCM key, SCM x)
 429 {
 430   SCM throw;
 431   if ((throw = assq_ref_env (cell_symbol_throw, r0)) != cell_undefined)
 432     return apply (throw, cons (key, cons (x, cell_nil)), r0);
 433   display_error_ (key);
 434   eputs (": ");
 435   display_error_ (x);
 436   eputs ("\n");
 437   assert (!"error");
 438 }
 439
 440 SCM
 441 cstring_to_list (char const* s)
 442 {
 443   SCM p = cell_nil;
 444   int i = strlen (s);
 445   while (i--)
 446     p = cons (MAKE_CHAR (s[i]), p);
 447   return p;
 448 }
 449
 450 SCM
 451 append2 (SCM x, SCM y)
 452 {
 453   if (x == cell_nil) return y;
 454   assert (TYPE (x) == TPAIR);
 455   return cons (car (x), append2 (cdr (x), y));
 456 }
 457
 458 SCM
 459 pairlis (SCM x, SCM y, SCM a)
 460 {
 461   if (x == cell_nil)
 462     return a;
 463   if (TYPE (x) != TPAIR)
 464     return cons (cons (x, y), a);
 465   return cons (cons (car (x), car (y)),
 466                pairlis (cdr (x), cdr (y), a));
 467 }
 468
 469 SCM
 470 call (SCM fn, SCM x)
 471 {
 472   if ((FUNCTION (fn).arity > 0 || FUNCTION (fn).arity == -1)
 473       && x != cell_nil && TYPE (CAR (x)) == TVALUES)
 474     x = cons (CADAR (x), CDR (x));
 475   if ((FUNCTION (fn).arity > 1 || FUNCTION (fn).arity == -1)
 476       && x != cell_nil && TYPE (CDR (x)) == TPAIR && TYPE (CADR (x)) == TVALUES)
 477     x = cons (CAR (x), cons (CDADAR (x), CDR (x)));
 478   switch (FUNCTION (fn).arity)
 479     {
 480     case 0: return FUNCTION (fn).function0 ();
 481     case 1: return FUNCTION (fn).function1 (car (x));
 482     case 2: return FUNCTION (fn).function2 (car (x), CADR (x));
 483     case 3: return FUNCTION (fn).function3 (car (x), CADR (x), car (CDDR (x)));
 484     case -1: return FUNCTION (fn).functionn (x);
 485     }
 486
 487   return cell_unspecified;
 488 }
 489
 490 SCM
 491 assq (SCM x, SCM a)
 492 {
 493   while (a != cell_nil && eq_p (x, CAAR (a)) == cell_f) a = CDR (a);
 494   return a != cell_nil ? CAR (a) : cell_f;
 495 }
 496
 497 SCM
 498 assq_ref_env (SCM x, SCM a)
 499 {
 500   x = assq (x, a);
 501   if (x == cell_f) return cell_undefined;
 502   return CDR (x);
 503 }
 504
 505 SCM
 506 set_car_x (SCM x, SCM e)
 507 {
 508   assert (TYPE (x) == TPAIR);
 509   CAR (x) = e;
 510   return cell_unspecified;
 511 }
 512
 513 SCM
 514 set_cdr_x (SCM x, SCM e)
 515 {
 516   if (TYPE (x) != TPAIR) error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_set_cdr_x));
 517   CDR (x) = e;
 518   return cell_unspecified;
 519 }
 520
 521 SCM
 522 set_env_x (SCM x, SCM e, SCM a)
 523 {
 524   SCM p = assert_defined (x, assq (x, a));
 525   if (TYPE (p) != TPAIR) error (cell_symbol_not_a_pair, cons (p, x));
 526   return set_cdr_x (p, e);
 527 }
 528
 529 SCM
 530 call_lambda (SCM e, SCM x, SCM aa, SCM a) ///((internal))
 531 {
 532   SCM cl = cons (cons (cell_closure, x), x);
 533   r1 = e;
 534   r0 = cl;
 535   return cell_unspecified;
 536 }
 537
 538 SCM
 539 make_closure_ (SCM args, SCM body, SCM a) ///((internal))xs
 540 {
 541   return make_cell_ (tmp_num_ (TCLOSURE), cell_f, cons (cons (cell_circular, a), cons (args, body)));
 542 }
 543
 544 SCM
 545 lookup_macro_ (SCM x, SCM a) ///((internal))
 546 {
 547   if (TYPE (x) != TSYMBOL) return cell_f;
 548   SCM m = assq_ref_env (x, a);
 549   if (TYPE (m) == TMACRO) return MACRO (m);
 550   return cell_f;
 551 }
 552
 553 SCM
 554 push_cc (SCM p1, SCM p2, SCM a, SCM c) ///((internal))
 555 {
 556   SCM x = r3;
 557   r3 = c;
 558   r2 = p2;
 559   gc_push_frame ();
 560   r1 = p1;
 561   r0 = a;
 562   r3 = x;
 563   return cell_unspecified;
 564 }
 565
 566 SCM
 567 eval_apply ()
 568 {
 569  eval_apply:
 570   if (g_free + GC_SAFETY > ARENA_SIZE)
 571     gc_pop_frame (gc (gc_push_frame ()));
 572
 573   switch (r3)
 574     {
 575     case cell_vm_evlis: goto evlis;
 576     case cell_vm_evlis2: goto evlis2;
 577     case cell_vm_evlis3: goto evlis3;
 578     case cell_vm_apply: goto apply;
 579     case cell_vm_apply2: goto apply2;
 580     case cell_vm_eval: goto eval;
 581 #if FIXED_PRIMITIVES
 582     case cell_vm_eval_car: goto eval_car;
 583     case cell_vm_eval_cdr: goto eval_cdr;
 584     case cell_vm_eval_cons: goto eval_cons;
 585     case cell_vm_eval_null_p: goto eval_null_p;
 586 #endif
 587     case cell_vm_eval_set_x: goto eval_set_x;
 588     case cell_vm_eval_macro: goto eval_macro;
 589     case cell_vm_eval2: goto eval2;
 590     case cell_vm_macro_expand: goto macro_expand;
 591     case cell_vm_begin: goto begin;
 592     case cell_vm_begin_read_input_file: goto begin_read_input_file;
 593     case cell_vm_begin2: goto begin2;
 594     case cell_vm_if: goto vm_if;
 595     case cell_vm_if_expr: goto if_expr;
 596     case cell_vm_call_with_current_continuation2: goto call_with_current_continuation2;
 597     case cell_vm_call_with_values2: goto call_with_values2;
 598     case cell_vm_return: goto vm_return;
 599     case cell_unspecified: return r1;
 600     default:
 601       assert (0);
 602     }
 603
 604   SCM x = cell_nil;
 605   SCM y = cell_nil;
 606  evlis:
 607   if (r1 == cell_nil) goto vm_return;
 608   if (TYPE (r1) != TPAIR) goto eval;
 609   push_cc (car (r1), r1, r0, cell_vm_evlis2);
 610   goto eval;
 611  evlis2:
 612   push_cc (cdr (r2), r1, r0, cell_vm_evlis3);
 613   goto evlis;
 614  evlis3:
 615   r1 = cons (r2, r1);
 616   goto vm_return;
 617
 618  apply:
 619   switch (TYPE (car (r1)))
 620     {
 621     case TFUNCTION: {
 622       check_formals (car (r1), MAKE_NUMBER (FUNCTION (car (r1)).arity), cdr (r1));
 623       r1 = call (car (r1), cdr (r1)); /// FIXME: move into eval_apply
 624       goto vm_return;
 625     }
 626     case TCLOSURE:
 627       {
 628         SCM cl = CLOSURE (car (r1));
 629         SCM formals = CADR (cl);
 630         SCM body = CDDR (cl);
 631         SCM aa = CDAR (cl);
 632         aa = cdr (aa);
 633         check_formals (car (r1), formals, cdr (r1));
 634         SCM p = pairlis (formals, cdr (r1), aa);
 635         call_lambda (body, p, aa, r0);
 636         goto begin;
 637       }
 638       case TCONTINUATION:
 639         {
 640           x = r1;
 641           g_stack = CONTINUATION (CAR (r1));
 642           gc_pop_frame ();
 643           r1 = CADR (x);
 644           goto eval_apply;
 645         }
 646     case TSPECIAL:
 647       {
 648         switch (car (r1))
 649           {
 650           case cell_vm_apply:
 651             {
 652               push_cc (cons (CADR (r1), CADDR (r1)), r1, r0, cell_vm_return);
 653               goto apply;
 654             }
 655           case cell_vm_eval:
 656             {
 657               push_cc (CADR (r1), r1, CADDR (r1), cell_vm_return);
 658               goto eval;
 659             }
 660           case cell_call_with_current_continuation:
 661             {
 662               r1 = cdr (r1);
 663               goto call_with_current_continuation;
 664             }
 665           default: check_apply (cell_f, car (r1));
 666           }
 667       }
 668     case TSYMBOL:
 669       {
 670         if (car (r1) == cell_symbol_call_with_values)
 671           {
 672             r1 = cdr (r1);
 673             goto call_with_values;
 674           }
 675         if (car (r1) == cell_symbol_current_module)
 676           {
 677             r1 = r0;
 678             goto vm_return;
 679           }
 680         break;
 681       }
 682     case TPAIR:
 683       {
 684         switch (CAAR (r1))
 685           {
 686           case cell_symbol_lambda:
 687             {
 688               SCM formals = CADR (car (r1));
 689               SCM body = CDDR (car (r1));
 690               SCM p = pairlis (formals, cdr (r1), r0);
 691               check_formals (r1, formals, cdr (r1));
 692               call_lambda (body, p, p, r0);
 693               goto begin;
 694             }
 695           }
 696       }
 697     }
 698   push_cc (car (r1), r1, r0, cell_vm_apply2);
 699   goto eval;
 700  apply2:
 701   check_apply (r1, car (r2));
 702   r1 = cons (r1, cdr (r2));
 703   goto apply;
 704
 705  eval:
 706   switch (TYPE (r1))
 707     {
 708     case TPAIR:
 709       {
 710         switch (car (r1))
 711           {
 712 #if FIXED_PRIMITIVES
 713           case cell_symbol_car:
 714             {
 715               push_cc (CADR (r1), r1, r0, cell_vm_eval_car); goto eval;
 716             eval_car:
 717               x = r1; gc_pop_frame (); r1 = car (x); goto eval_apply;
 718             }
 719           case cell_symbol_cdr:
 720             {
 721               push_cc (CADR (r1), r1, r0, cell_vm_eval_cdr); goto eval;
 722             eval_cdr:
 723               x = r1; gc_pop_frame (); r1 = cdr (x); goto eval_apply;
 724             }
 725           case cell_symbol_cons: {
 726             push_cc (CDR (r1), r1, r0, cell_vm_eval_cons); goto evlis;
 727             eval_cons:
 728             x = r1;
 729             gc_pop_frame ();
 730             r1 = cons (CAR (x), CADR (x));
 731             goto eval_apply;
 732           }
 733           case cell_symbol_null_p:
 734             {
 735               push_cc (CADR (r1), r1, r0, cell_vm_eval_null_p);
 736               goto eval;
 737             eval_null_p:
 738               x = r1; gc_pop_frame (); r1 = null_p (x); goto eval_apply;
 739             }
 740 #endif // FIXED_PRIMITIVES
 741           case cell_symbol_quote:
 742             {
 743               x = r1; gc_pop_frame (); r1 = CADR (x); goto eval_apply;
 744             }
 745           case cell_symbol_begin: goto begin;
 746           case cell_symbol_lambda:
 747             {
 748               r1 = make_closure_ (CADR (r1), CDDR (r1), assq (cell_closure, r0));
 749               goto vm_return;
 750             }
 751           case cell_symbol_if: {r1=cdr (r1); goto vm_if;}
 752           case cell_symbol_set_x:
 753             {
 754               push_cc (car (CDDR (r1)), r1, r0, cell_vm_eval_set_x);
 755               goto eval;
 756             eval_set_x:
 757               x = r2;
 758               r1 = set_env_x (CADR (x), r1, r0);
 759               goto vm_return;
 760             }
 761           case cell_vm_macro_expand:
 762             {
 763               push_cc (CADR (r1), r1, r0, cell_vm_return);
 764               goto macro_expand;
 765             }
 766           default: {
 767             push_cc (r1, r1, r0, cell_vm_eval_macro);
 768             goto macro_expand;
 769             eval_macro:
 770             x = r2;
 771             if (r1 != r2)
 772               {
 773                 if (TYPE (r1) == TPAIR)
 774                   {
 775                     set_cdr_x (r2, cdr (r1));
 776                     set_car_x (r2, car (r1));
 777                   }
 778                 goto eval;
 779               }
 780             push_cc (CDR (r1), r1, r0, cell_vm_eval2); goto evlis;
 781             eval2:
 782             r1 = cons (car (r2), r1);
 783             goto apply;
 784           }
 785           }
 786       }
 787     case TSYMBOL:
 788       {
 789         r1 = assert_defined (r1, assq_ref_env (r1, r0));
 790         goto vm_return;
 791       }
 792     default: goto vm_return;
 793     }
 794
 795   SCM macro;
 796   SCM expanders;
 797  macro_expand:
 798   if (TYPE (r1) == TPAIR
 799       && (macro = lookup_macro_ (car (r1), r0)) != cell_f)
 800     {
 801       r1 = cons (macro, CDR (r1));
 802       goto apply;
 803     }
 804   else if (TYPE (r1) == TPAIR
 805            && TYPE (CAR (r1)) == TSYMBOL
 806            && ((expanders = assq_ref_env (cell_symbol_sc_expander_alist, r0)) != cell_undefined)
 807            && ((macro = assq (CAR (r1), expanders)) != cell_f))
 808     {
 809       SCM sc_expand = assq_ref_env (cell_symbol_macro_expand, r0);
 810       if (sc_expand != cell_undefined && sc_expand != cell_f)
 811         {
 812           r1 = cons (sc_expand, cons (r1, cell_nil));
 813           goto apply;
 814         }
 815     }
 816   goto vm_return;
 817
 818  begin:
 819   x = cell_unspecified;
 820   while (r1 != cell_nil) {
 821     if (TYPE (r1) == TPAIR && TYPE (CAR (r1)) == TPAIR)
 822       {
 823         if (CAAR (r1) == cell_symbol_begin)
 824           r1 = append2 (CDAR (r1), cdr (r1));
 825         else if (CAAR (r1) == cell_symbol_primitive_load)
 826           {
 827             push_cc (cons (cell_symbol_read_input_file, cell_nil), r1, r0, cell_vm_begin_read_input_file);
 828             goto apply;
 829           begin_read_input_file:
 830             r1 = append2 (r1, cdr (r2));
 831           }
 832       }
 833     if (CDR (r1) == cell_nil)
 834       {
 835         r1 = car (r1);
 836         goto eval;
 837       }
 838     push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_begin2);
 839     goto eval;
 840   begin2:
 841     x = r1;
 842     r1 = CDR (r2);
 843   }
 844   r1 = x;
 845   goto vm_return;
 846
 847  vm_if:
 848   push_cc (car (r1), r1, r0, cell_vm_if_expr);
 849   goto eval;
 850  if_expr:
 851   x = r1;
 852   r1 = r2;
 853   if (x != cell_f)
 854     {
 855       r1 = CADR (r1);
 856       goto eval;
 857     }
 858   if (CDDR (r1) != cell_nil)
 859     {
 860       r1 = car (CDDR (r1));
 861       goto eval;
 862     }
 863   r1 = cell_unspecified;
 864   goto vm_return;
 865
 866  call_with_current_continuation:
 867   gc_push_frame ();
 868   x = MAKE_CONTINUATION (g_continuations++);
 869   gc_pop_frame ();
 870   push_cc (cons (car (r1), cons (x, cell_nil)), x, r0, cell_vm_call_with_current_continuation2);
 871   goto apply;
 872  call_with_current_continuation2:
 873   CONTINUATION (r2) = g_stack;
 874   goto vm_return;
 875
 876  call_with_values:
 877   push_cc (cons (car (r1), cell_nil), r1, r0, cell_vm_call_with_values2);
 878   goto apply;
 879  call_with_values2:
 880   if (TYPE (r1) == TVALUES)
 881     r1 = CDR (r1);
 882   r1 = cons (CADR (r2), r1);
 883   goto apply;
 884
 885  vm_return:
 886   x = r1;
 887   gc_pop_frame ();
 888   r1 = x;
 889   goto eval_apply;
 890 }
 891
 892 SCM
 893 gc_peek_frame () ///((internal))
 894 {
 895   SCM frame = car (g_stack);
 896   r1 = car (frame);
 897   r2 = CADR (frame);
 898   r3 = car (CDDR (frame));
 899   r0 = CADR (CDDR (frame));
 900   return frame;
 901 }
 902
 903 SCM
 904 gc_pop_frame () ///((internal))
 905 {
 906   SCM frame = gc_peek_frame (g_stack);
 907   g_stack = cdr (g_stack);
 908   return frame;
 909 }
 910
 911 SCM
 912 gc_push_frame () ///((internal))
 913 {
 914   SCM frame = cons (r1, cons (r2, cons (r3, cons (r0, cell_nil))));
 915   return g_stack = cons (frame, g_stack);
 916 }
 917
 918 SCM
 919 apply (SCM f, SCM x, SCM a) ///((internal))
 920 {
 921   push_cc (cons (f, x), cell_unspecified, r0, cell_unspecified);
 922   r3 = cell_vm_apply;
 923   return eval_apply ();
 924 }
 925
 926 void
 927 make_tmps (struct scm* cells)
 928 {
 929   tmp = g_free++;
 930   cells[tmp].type = TCHAR;
 931   tmp_num = g_free++;
 932   cells[tmp_num].type = TNUMBER;
 933   tmp_num2 = g_free++;
 934   cells[tmp_num2].type = TNUMBER;
 935 }
 936
 937 //\f Environment setup
 938 SCM
 939 gc_init_cells () ///((internal))
 940 {
 941   g_cells = (struct scm *)malloc (2*ARENA_SIZE*sizeof(struct scm));
 942   g_cells[0].type = TVECTOR;
 943   g_cells[0].length = 1000;
 944   g_cells[0].vector = 0;
 945   g_cells++;
 946   g_cells[0].type = TCHAR;
 947   g_cells[0].value = 'c';
 948 }
 949
 950 SCM
 951 gc_init_news () ///((internal))
 952 {
 953   g_news = g_cells-1 + ARENA_SIZE;
 954   g_news[0].type = TVECTOR;
 955   g_news[0].length = 1000;
 956   g_news[0].vector = 0;
 957   g_news++;
 958   g_news[0].type = TCHAR;
 959   g_news[0].value = 'n';
 960 }
 961
 962 SCM
 963 mes_symbols () ///((internal))
 964 {
 965   gc_init_cells ();
 966   gc_init_news ();
 967
 968 #include "mes.symbols.i"
 969
 970   g_symbol_max = g_free;
 971   make_tmps (g_cells);
 972
 973   g_symbols = 0;
 974   for (int i=1; i<g_symbol_max; i++)
 975     g_symbols = cons (i, g_symbols);
 976
 977   SCM a = cell_nil;
 978
 979 #include "mes.symbol-names.i"
 980
 981   a = acons (cell_symbol_mes_version, MAKE_STRING (cstring_to_list (VERSION)), a);
 982   a = acons (cell_symbol_mes_prefix, MAKE_STRING (cstring_to_list (PREFIX)), a);
 983
 984 #if BOOT
 985   a = acons (cell_symbol_label, cell_t, a);
 986 #endif
 987   a = acons (cell_symbol_dot, cell_dot, a);
 988   a = acons (cell_symbol_begin, cell_begin, a);
 989   a = acons (cell_symbol_call_with_current_continuation, cell_call_with_current_continuation, a);
 990   a = acons (cell_symbol_sc_expand, cell_f, a);
 991
 992 #if __GNUC__
 993   a = acons (cell_symbol_gnuc, cell_t, a);
 994   a = acons (cell_symbol_mesc, cell_f, a);
 995 #else
 996   a = acons (cell_symbol_gnuc, cell_f, a);
 997   a = acons (cell_symbol_mesc, cell_t, a);
 998 #endif
 999
1000   a = acons (cell_closure, a, a);
1001
1002   return a;
1003 }
1004
1005 SCM
1006 mes_builtins (SCM a) ///((internal))
1007 {
1008 #include "mes.i"
1009
1010 // Do not sort: Order of these includes define builtins
1011 #include "posix.i"
1012 #include "math.i"
1013 #include "lib.i"
1014 #include "vector.i"
1015 #include "gc.i"
1016 #include "reader.i"
1017
1018 #include "gc.environment.i"
1019 #include "lib.environment.i"
1020 #include "math.environment.i"
1021 #include "mes.environment.i"
1022 #include "posix.environment.i"
1023 #include "reader.environment.i"
1024 #include "vector.environment.i"
1025
1026   if (g_debug)
1027     {
1028       fputs ("functions: ", stderr);
1029       fputs (itoa (g_function), stderr);
1030       fputs ("\n", stderr);
1031       for (int i = 0; i < g_function; i++)
1032         {
1033           fputs ("[", stderr);
1034           fputs (itoa (i), stderr);
1035           fputs ("]: ", stderr);
1036           fputs (g_functions[i].name, stderr);
1037           fputs ("\n", stderr);
1038         }
1039       fputs ("\n", stderr);
1040     }
1041
1042   return a;
1043 }
1044
1045 SCM
1046 mes_g_stack (SCM a) ///((internal))
1047 {
1048   r0 = a;
1049   r1 = MAKE_CHAR (0);
1050   r2 = MAKE_CHAR (0);
1051   r3 = MAKE_CHAR (0);
1052   g_stack = cons (cell_nil, cell_nil);
1053   return r0;
1054 }
1055
1056 SCM
1057 mes_environment () ///((internal))
1058 {
1059   SCM a = mes_symbols ();
1060   return mes_g_stack (a);
1061 }
1062
1063 FILE *g_stdin;
1064 #include "math.c"
1065 #include "posix.c"
1066 #include "lib.c"
1067 #include "reader.c"
1068 #include "gc.c"
1069 #include "vector.c"
1070
1071 int
1072 main (int argc, char *argv[])
1073 {
1074 #if __GNUC__
1075   g_debug = getenv ("MES_DEBUG");
1076 #endif
1077   if (getenv ("MES_ARENA")) ARENA_SIZE = atoi (getenv ("MES_ARENA"));
1078   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--help")) return puts ("Usage: mes [--dump|--load] < FILE");
1079   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--version")) {puts ("Mes ");puts (VERSION);return 0;};
1080   g_stdin = stdin;
1081   r0 = mes_environment ();
1082
1083   SCM program = (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--load"))
1084     ? bload_env (r0) : load_env (r0);
1085   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--dump")) return dump ();
1086
1087   SCM lst = cell_nil;
1088   for (int i=argc; i; i--) lst = cons (MAKE_STRING (cstring_to_list (argv[i-1])), lst);
1089   r0 = acons (cell_symbol_argv, lst, r0);
1090
1091   if (g_debug) {eputs ("program: "); display_error_ (r2); eputs ("\n");}
1092   push_cc (r2, cell_unspecified, r0, cell_unspecified);
1093   r3 = cell_vm_begin;
1094   r1 = eval_apply ();
1095   display_error_ (r1);
1096   fputs ("", stdout);
1097   gc (g_stack);
1098 #if __GNUC__
1099   if (g_debug) fprintf (stderr, "\nstats: [%d]\n", g_free);
1100 #else
1101 #endif
1102   return 0;
1103 }