Revert "core: Display me debuggor."
[mes.git] / mes.c
1 /* -*-comment-start: "//";comment-end:""-*-
2  * Mes --- Maxwell Equations of Software
3  * Copyright © 2016 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 #include <assert.h>
23 #include <ctype.h>
24 #include <errno.h>
25 #include <limits.h>
26 #include <stdio.h>
27 #include <string.h>
28 #include <stdlib.h>
29 #include <stdbool.h>
30
31 #define DEBUG 0
32 #define FIXED_PRIMITIVES 1
33
34 int ARENA_SIZE = 100000;
35 int MAX_ARENA_SIZE = 20000000;
36 int GC_SAFETY = 100;
37
38 typedef int SCM;
39 enum type_t {CHAR, CLOSURE, FUNCTION, KEYWORD, MACRO, NUMBER, PAIR, REF, SPECIAL, STRING, SYMBOL, VALUES, VECTOR, BROKEN_HEART};
40 typedef SCM (*function0_t) (void);
41 typedef SCM (*function1_t) (SCM);
42 typedef SCM (*function2_t) (SCM, SCM);
43 typedef SCM (*function3_t) (SCM, SCM, SCM);
44 typedef SCM (*functionn_t) (SCM);
45 typedef struct function_t {
46   union {
47     function0_t function0;
48     function1_t function1;
49     function2_t function2;
50     function3_t function3;
51     functionn_t functionn;
52   };
53   int arity;
54 } function;
55 struct scm_t;
56 typedef struct scm_t {
57   enum type_t type;
58   union {
59     char const *name;
60     SCM string;
61     SCM car;
62     SCM ref;
63     int length;
64   };
65   union {
66     int value;
67     int function;
68     SCM cdr;
69     SCM closure;
70     SCM macro;
71     SCM vector;
72     int hits;
73   };
74 } scm;
75
76 scm scm_nil = {SPECIAL, "()"};
77 scm scm_f = {SPECIAL, "#f"};
78 scm scm_t = {SPECIAL, "#t"};
79 scm scm_dot = {SPECIAL, "."};
80 scm scm_arrow = {SPECIAL, "=>"};
81 scm scm_undefined = {SPECIAL, "*undefined*"};
82 scm scm_unspecified = {SPECIAL, "*unspecified*"};
83 scm scm_closure = {SPECIAL, "*closure*"};
84 scm scm_circular = {SPECIAL, "*circular*"};
85 scm scm_label = {SPECIAL, "label"};
86 scm scm_begin = {SPECIAL, "*begin*"};
87
88 scm scm_symbol_dot = {SYMBOL, "*dot*"};
89 scm scm_symbol_lambda = {SYMBOL, "lambda"};
90 scm scm_symbol_begin = {SYMBOL, "begin"};
91 scm scm_symbol_if = {SYMBOL, "if"};
92 scm scm_symbol_set_x = {SYMBOL, "set!"};
93
94 scm scm_symbol_quote = {SYMBOL, "quote"};
95
96 scm scm_symbol_sc_expand = {SYMBOL, "sc-expand"};
97 scm scm_symbol_macro_expand = {SYMBOL, "macro-expand"};
98 scm scm_symbol_sc_expander_alist = {SYMBOL, "*sc-expander-alist*"};
99
100 scm scm_symbol_call_with_values = {SYMBOL, "call-with-values"};
101 scm scm_symbol_current_module = {SYMBOL, "current-module"};
102 scm scm_symbol_primitive_load = {SYMBOL, "primitive-load"};
103 scm scm_symbol_read_input_file = {SYMBOL, "read-input-file"};
104 scm scm_symbol_write = {SYMBOL, "write"};
105 scm scm_symbol_display = {SYMBOL, "display"};
106
107 scm scm_symbol_car = {SYMBOL, "car"};
108 scm scm_symbol_cdr = {SYMBOL, "cdr"};
109 scm scm_symbol_null_p = {SYMBOL, "null?"};
110 scm scm_symbol_eq_p = {SYMBOL, "eq?"};
111 scm scm_symbol_cons = {SYMBOL, "cons"};
112
113 scm g_free = {NUMBER, .value=0};
114 scm *g_cells;
115 scm *g_news = 0;
116
117 #include "mes.symbols.h"
118
119 SCM tmp;
120 SCM tmp_num;
121 SCM tmp_num2;
122 SCM tmp_num3;
123 SCM tmp_num4;
124
125 function functions[200];
126 int g_function = 0;
127
128 SCM g_symbols = 0;
129 SCM stack = 0;
130 SCM r0 = 0; // a/env
131 SCM r1 = 0; // param 1
132 SCM r2 = 0; // param 2
133 SCM r3 = 0; // param 3
134
135 #include "lib.h"
136 #include "math.h"
137 #include "mes.h"
138 #include "posix.h"
139 #include "reader.h"
140
141 #define CAR(x) g_cells[x].car
142 #define CDR(x) g_cells[x].cdr
143 #define HITS(x) g_cells[x].hits
144 #define LENGTH(x) g_cells[x].length
145 #define NAME(x) g_cells[x].name
146 #define STRING(x) g_cells[x].string
147 #define TYPE(x) g_cells[x].type
148 #define CLOSURE(x) g_cells[x].closure
149 #define MACRO(x) g_cells[x].macro
150 #define REF(x) g_cells[x].ref
151 #define VALUE(x) g_cells[x].value
152 #define VECTOR(x) g_cells[x].vector
153 #define FUNCTION(x) functions[g_cells[x].function]
154 #define NCAR(x) g_news[x].car
155 #define NTYPE(x) g_news[x].type
156
157 #define CAAR(x) CAR (CAR (x))
158 #define CDAR(x) CDR (CAR (x))
159 #define CAAR(x) CAR (CAR (x))
160 #define CADAR(x) CAR (CDR (CAR (x)))
161 #define CADDR(x) CAR (CDR (CDR (x)))
162 #define CDADAR(x) CAR (CDR (CAR (CDR (x))))
163 #define CADR(x) CAR (CDR (x))
164
165 #define MAKE_CHAR(n) make_cell (tmp_num_ (CHAR), 0, tmp_num2_ (n))
166 #define MAKE_NUMBER(n) make_cell (tmp_num_ (NUMBER), 0, tmp_num2_ (n))
167 #define MAKE_REF(n) make_cell (tmp_num_ (REF), n, 0)
168 #define MAKE_STRING(x) make_cell (tmp_num_ (STRING), x, 0)
169
170 int error (char const* msg, SCM x);
171 SCM vm_call (function0_t f, SCM p1, SCM p2, SCM a);
172
173 SCM
174 tmp_num_ (int x)
175 {
176   g_cells[tmp_num].value = x;
177   return tmp_num;
178 }
179
180 SCM
181 tmp_num2_ (int x)
182 {
183   g_cells[tmp_num2].value = x;
184   return tmp_num2;
185 }
186
187 SCM
188 alloc (int n)
189 {
190   assert (g_free.value + n < ARENA_SIZE);
191   SCM x = g_free.value;
192   g_free.value += n;
193   return x;
194 }
195
196 SCM
197 make_cell (SCM type, SCM car, SCM cdr)
198 {
199   SCM x = alloc (1);
200   assert (TYPE (type) == NUMBER);
201   TYPE (x) = VALUE (type);
202   if (VALUE (type) == CHAR || VALUE (type) == NUMBER) {
203     if (car) CAR (x) = CAR (car);
204     if (cdr) CDR (x) = CDR (cdr);
205   } else if (VALUE (type) == FUNCTION) {
206     if (car) CAR (x) = car;
207     if (cdr) CDR (x) = CDR (cdr);
208   } else {
209     CAR (x) = car;
210     CDR (x) = cdr;
211   }
212   return x;
213 }
214
215 SCM
216 cons (SCM x, SCM y)
217 {
218   g_cells[tmp_num].value = PAIR;
219   return make_cell (tmp_num, x, y);
220 }
221
222 SCM
223 car (SCM x)
224 {
225   if (TYPE (x) != PAIR) error ("car: not pair: ", x);
226   return CAR (x);
227 }
228
229 SCM
230 cdr (SCM x)
231 {
232   if (TYPE (x) != PAIR) error ("cdr: not pair: ", x);
233   return CDR (x);
234 }
235
236 SCM
237 type_ (SCM x)
238 {
239   return MAKE_NUMBER (TYPE (x));
240 }
241
242 SCM
243 car_ (SCM x)
244 {
245   return (TYPE (CAR (x)) == PAIR
246           || TYPE (CAR (x)) == REF
247           || TYPE (CAR (x)) == SYMBOL
248           || TYPE (CAR (x)) == STRING) ? CAR (x) : MAKE_NUMBER (CAR (x));
249 }
250
251 SCM
252 cdr_ (SCM x)
253 {
254   return (TYPE (CDR (x)) == PAIR
255           || TYPE (CDR (x)) == REF
256           || TYPE (CDR (x)) == SYMBOL
257           || TYPE (CDR (x)) == STRING) ? CDR (x) : MAKE_NUMBER (CDR (x));
258 }
259
260 SCM
261 eq_p (SCM x, SCM y)
262 {
263   return (x == y
264           || ((TYPE (x) == KEYWORD && TYPE (y) == KEYWORD
265                && STRING (x) == STRING (y)))
266           || (TYPE (x) == CHAR && TYPE (y) == CHAR
267               && VALUE (x) == VALUE (y))
268           || (TYPE (x) == NUMBER && TYPE (y) == NUMBER
269               && VALUE (x) == VALUE (y)))
270     ? cell_t : cell_f;
271 }
272
273 SCM
274 set_car_x (SCM x, SCM e)
275 {
276   assert (TYPE (x) == PAIR);
277   CAR (x) = e;
278   return cell_unspecified;
279 }
280
281 SCM
282 set_cdr_x (SCM x, SCM e)
283 {
284   if (TYPE (x) != PAIR) error ("set-cdr!: not pair: ", x);
285   CDR (x) = e;
286   return cell_unspecified;
287 }
288
289 SCM
290 set_env_x (SCM x, SCM e, SCM a)
291 {
292   SCM p = assert_defined (x, assq (x, a));
293   if (TYPE (p) != PAIR) error ("set-env!: not pair: ", x);
294   return set_cdr_x (p, e);
295 }
296
297 SCM
298 pairlis (SCM x, SCM y, SCM a)
299 {
300   if (x == cell_nil)
301     return a;
302   if (TYPE (x) != PAIR)
303     return cons (cons (x, y), a);
304   return cons (cons (car (x), car (y)),
305                pairlis (cdr (x), cdr (y), a));
306 }
307
308 SCM
309 assq (SCM x, SCM a)
310 {
311   while (a != cell_nil && eq_p (x, CAAR (a)) == cell_f)
312     {
313       if (TYPE (a) == BROKEN_HEART || TYPE (CAR (a)) == BROKEN_HEART)
314         fprintf (stderr, "oops, broken heart\n");
315       a = CDR (a);
316     }
317   return a != cell_nil ? car (a) : cell_f;
318 }
319
320 SCM
321 assq_ref_cache (SCM x, SCM a)
322 {
323   x = assq (x, a);
324   if (x == cell_f) return cell_undefined;
325   return cdr (x);
326 }
327
328 enum eval_apply_t {EVLIS, APPLY, EVAL, MACRO_EXPAND, BEGIN, IF, CALL_WITH_VALUES};
329 enum eval_apply_t g_target;
330
331 SCM
332 call_lambda (SCM e, SCM x, SCM aa, SCM a) ///((internal))
333 {
334   SCM cl = cons (cons (cell_closure, x), x);
335   r1 = e;
336   r0 = cl;
337   r2 = a;
338   r3 = aa;
339   return cell_unspecified;
340 }
341
342 SCM
343 eval_apply ()
344 {
345   switch (g_target)
346     {
347     case EVLIS: goto evlis;
348     case APPLY: goto apply;
349     case EVAL: goto eval;
350     case MACRO_EXPAND: goto macro_expand;
351     case BEGIN: goto begin;
352     case IF: goto label_if;
353     case CALL_WITH_VALUES: goto call_with_values;
354     }
355
356  evlis:
357   if (r1 == cell_nil) return cell_nil;
358   if (TYPE (r1) != PAIR) goto eval;
359   r2 = eval_env (car (r1), r0);
360   r1 = evlis_env (cdr (r1), r0);
361   return cons (r2, r1);
362
363  apply:
364   switch (TYPE (r1))
365     {
366     case FUNCTION: {
367       check_formals (r1, MAKE_NUMBER (FUNCTION (r1).arity), r2);
368       return call (r1, r2);
369     }
370     case CLOSURE:
371       {
372         SCM cl = CLOSURE (r1);
373         SCM formals = cadr (cl);
374         SCM body = cddr (cl);
375         SCM aa = cdar (cl);
376         aa = cdr (aa);
377         check_formals (r1, formals, r2);
378         SCM p = pairlis (formals, r2, aa);
379         call_lambda (body, p, aa, r0);
380         goto begin;
381       }
382     case SYMBOL:
383       {
384         if (r1 == cell_symbol_call_with_values)
385           {
386             r1 = car (r2);
387             r2 = cadr (r2);
388             goto call_with_values;
389           }
390         if (r1 == cell_symbol_current_module) return r0;
391         break;
392       }
393     case PAIR:
394       {
395         switch (car (r1))
396           {
397           case cell_symbol_lambda:
398             {
399               SCM formals = cadr (r1);
400               SCM body = cddr (r1);
401               SCM p = pairlis (formals, r2, r0);
402               check_formals (r1, formals, r2);
403               call_lambda (body, p, p, r0);
404               goto begin;
405             }
406 #if BOOT
407           case cell_symbol_label:
408             {
409               r0 = cons (cons (cadr (r1), caddr (r1)), r0);
410               r1 = caddr (r1);
411               goto apply;
412             }
413 #endif
414           }
415       }
416     }
417   SCM e = eval_env (r1, r0);
418   check_apply (e, r1);
419   r1 = e;
420   goto apply;
421
422  eval:
423   switch (TYPE (r1))
424     {
425     case PAIR:
426       {
427         switch (car (r1))
428           {
429 #if FIXED_PRIMITIVES
430           case cell_symbol_car: return car (eval_env (CADR (r1), r0));
431           case cell_symbol_cdr: return cdr (eval_env (CADR (r1), r0));
432           case cell_symbol_cons: {SCM m = evlis_env (CDR (r1), r0);
433               return cons (CAR (m), CADR (m));}
434           case cell_symbol_null_p: return null_p (eval_env (CADR (r1), r0));
435 #endif // FIXED_PRIMITIVES
436           case cell_symbol_quote: return cadr (r1);
437           case cell_symbol_begin: goto begin;
438           case cell_symbol_lambda:
439             return make_closure (cadr (r1), cddr (r1), assq (cell_closure, r0));
440           case cell_symbol_if: {r1=cdr (r1); goto label_if;}
441           case cell_symbol_set_x: {
442             SCM x = eval_env (car (cddr (r1)), r0); return set_env_x (cadr (r1), x, r0);
443           }
444           default: {
445             SCM x = macro_expand_env (r1, r0);
446             if (x != r1)
447               {
448                 if (TYPE (x) == PAIR)
449                   {
450                     set_cdr_x (r1, cdr (x));
451                     set_car_x (r1, car (x));
452                   }
453                 r1 = x;
454                 goto eval;
455               }
456             SCM m = evlis_env (CDR (r1), r0);
457             r1 = car (r1);
458             r2 = m;
459             goto apply;
460           }
461           }
462       }
463     case SYMBOL: return assert_defined (r1, assq_ref_cache (r1, r0));
464     default: return r1;
465     }
466
467   SCM macro;
468   SCM expanders;
469  macro_expand:
470   if (TYPE (r1) == PAIR
471       && (macro = lookup_macro (car (r1), r0)) != cell_f)
472     {
473       r2 = CDR (r1);
474       r1 = macro;
475       goto apply;
476     }
477   else if (TYPE (r1) == PAIR
478            && TYPE (CAR (r1)) == SYMBOL
479            && ((expanders = assq_ref_cache (cell_symbol_sc_expander_alist, r0)) != cell_undefined)
480            && ((macro = assq (CAR (r1), expanders)) != cell_f))
481     {
482       SCM sc_expand = assq_ref_cache (cell_symbol_macro_expand, r0);
483       if (sc_expand != cell_undefined && sc_expand != cell_f)
484         {
485           r2 = cons (r1, cell_nil);
486           r1 = sc_expand;
487           goto apply;
488         }
489     }
490   return r1;
491
492   SCM r;
493  begin:
494   r = cell_unspecified;
495   while (r1 != cell_nil) {
496     if (TYPE (r1) == PAIR && TYPE (CAR (r1)) == PAIR)
497       {
498         if (caar (r1) == cell_symbol_begin)
499           r1 = append2 (cdar (r1), cdr (r1));
500         else if (caar (r1) == cell_symbol_primitive_load)
501           {
502             SCM f = read_input_file_env (r0);
503             r1 = append2 (f, cdr (r1));
504           }
505       }
506     if (CDR (r1) == cell_nil)
507       {
508         r1 = car (r1);
509         goto eval;
510       }
511     r = eval_env (car (r1), r0);
512     r1 = CDR (r1);
513   }
514   return r;
515
516   SCM x;
517  label_if:
518   x = eval_env (car (r1), r0);
519   if (x != cell_f)
520     {
521       r1 = cadr (r1);
522       goto eval;
523     }
524   if (cddr (r1) != cell_nil)
525     {
526       r1 = car (cddr (r1));
527       goto eval;
528     }
529   return cell_unspecified;
530
531   SCM v;
532  call_with_values:
533   v = apply_env (r1, cell_nil, r0);
534   if (TYPE (v) == VALUES)
535     v = CDR (v);
536   r1 = r2;
537   r2 = v;
538   goto apply;
539 }
540
541 SCM
542 call (SCM fn, SCM x)
543 {
544   if ((FUNCTION (fn).arity > 0 || FUNCTION (fn).arity == -1)
545       && x != cell_nil && TYPE (CAR (x)) == VALUES)
546     x = cons (CADAR (x), CDR (x));
547   if ((FUNCTION (fn).arity > 1 || FUNCTION (fn).arity == -1)
548       && x != cell_nil && TYPE (CDR (x)) == PAIR && TYPE (CADR (x)) == VALUES)
549     x = cons (CAR (x), cons (CDADAR (x), CDR (x)));
550   switch (FUNCTION (fn).arity)
551     {
552     case 0: return FUNCTION (fn).function0 ();
553     case 1: return FUNCTION (fn).function1 (car (x));
554     case 2: return FUNCTION (fn).function2 (car (x), cadr (x));
555     case 3: return FUNCTION (fn).function3 (car (x), cadr (x), car (cddr (x)));
556     case -1: return FUNCTION (fn).functionn (x);
557     }
558
559   return cell_unspecified;
560 }
561
562 SCM
563 gc_frame (SCM stack)
564 {
565   SCM frame = car (stack);
566   r1 = car (frame);
567   r2 = cadr (frame);
568   r3 = car (cddr (frame));
569   r0 = cadr (cddr (frame));
570   return frame;
571 }
572
573 SCM
574 gc_stack (SCM a)
575 {
576   SCM frame = cons (r1, cons (r2, cons (r3, cons (r0, cell_nil))));
577   stack = cons (frame, stack);
578   stack = gc (stack);
579   gc_frame (stack);
580   stack = cdr (stack);
581   return stack;
582 }
583
584 SCM
585 vm_call (function0_t f, SCM p1, SCM p2, SCM a)
586 {
587   SCM frame = cons (r1, cons (r2, cons (r3, cons (r0, cell_nil))));
588   stack = cons (frame, stack);
589   r1 = p1;
590   r2 = p2;
591   r0 = a;
592   if (g_free.value + GC_SAFETY > ARENA_SIZE)
593     gc_stack (stack);
594
595   SCM r = f ();
596   frame = gc_frame (stack);
597   stack = cdr (stack);
598   return r;
599 }
600
601 SCM
602 evlis_env (SCM m, SCM a)
603 {
604   g_target = EVLIS;
605   return vm_call (eval_apply, m, cell_undefined, a);
606 }
607
608 SCM
609 apply_env (SCM fn, SCM x, SCM a)
610 {
611   g_target = APPLY;
612   return vm_call (eval_apply, fn, x, a);
613 }
614
615 SCM
616 eval_env (SCM e, SCM a)
617 {
618   g_target = EVAL;
619   return vm_call (eval_apply, e, cell_undefined, a);
620 }
621
622 SCM
623 macro_expand_env (SCM e, SCM a)
624 {
625   g_target = MACRO_EXPAND;
626   return vm_call (eval_apply, e, cell_undefined, a);
627 }
628
629 SCM
630 begin_env (SCM e, SCM a)
631 {
632   g_target = BEGIN;
633   return vm_call (eval_apply, e, cell_undefined, a);
634 }
635
636 SCM
637 if_env (SCM e, SCM a)
638 {
639   g_target = IF;
640   return vm_call (eval_apply, e, cell_undefined, a);
641 }
642
643 SCM
644 call_with_values_env (SCM producer, SCM consumer, SCM a)
645 {
646   g_target = CALL_WITH_VALUES;
647   return vm_call (eval_apply, producer, consumer, a);
648 }
649
650 SCM
651 append2 (SCM x, SCM y)
652 {
653   if (x == cell_nil) return y;
654   assert (TYPE (x) == PAIR);
655   return cons (car (x), append2 (cdr (x), y));
656 }
657
658 SCM
659 append (SCM x) ///((arity . n))
660  {
661   if (x == cell_nil) return cell_nil;
662   if (cdr (x) == cell_nil) return car (x);
663   return append2 (car (x), append (cdr (x)));
664  }
665
666 SCM
667 cstring_to_list (char const* s)
668 {
669   SCM p = cell_nil;
670   int i = strlen (s);
671   while (i--)
672     p = cons (MAKE_CHAR (s[i]), p);
673   return p;
674 }
675
676 SCM
677 null_p (SCM x)
678 {
679   return x == cell_nil ? cell_t : cell_f;
680 }
681
682 SCM
683 make_symbol_ (SCM s)
684 {
685   g_cells[tmp_num].value = SYMBOL;
686   SCM x = make_cell (tmp_num, s, 0);
687   g_symbols = cons (x, g_symbols);
688   return x;
689 }
690
691 SCM
692 make_symbol (SCM s)
693 {
694   SCM x = lookup_symbol_ (s);
695   return x ? x : make_symbol_ (s);
696 }
697
698 SCM
699 make_vector (SCM n)
700 {
701   int k = VALUE (n);
702   g_cells[tmp_num].value = VECTOR;
703   SCM v = alloc (k);
704   SCM x = make_cell (tmp_num, k, v);
705   for (int i=0; i<k; i++) g_cells[v+i] = g_cells[vector_entry (cell_unspecified)];
706   return x;
707 }
708
709 SCM
710 arity_ (SCM x)
711 {
712   assert (TYPE (x) == FUNCTION);
713   return MAKE_NUMBER (FUNCTION (x).arity);
714 }
715
716 SCM
717 values (SCM x) ///((arity . n))
718 {
719   SCM v = cons (0, x);
720   TYPE (v) = VALUES;
721   return v;
722 }
723
724 SCM
725 vector_length (SCM x)
726 {
727   assert (TYPE (x) == VECTOR);
728   return MAKE_NUMBER (LENGTH (x));
729 }
730
731 SCM
732 vector_ref (SCM x, SCM i)
733 {
734   assert (TYPE (x) == VECTOR);
735   assert (VALUE (i) < LENGTH (x));
736   SCM e = VECTOR (x) + VALUE (i);
737   if (TYPE (e) == REF) e = g_cells[e].ref;
738   if (TYPE (e) == CHAR) e = MAKE_CHAR (VALUE (e));
739   if (TYPE (e) == NUMBER) e = MAKE_NUMBER (VALUE (e));
740   return e;
741 }
742
743 SCM
744 vector_entry (SCM x) {
745   if (TYPE (x) == PAIR || TYPE (x) == SPECIAL || TYPE (x) == STRING || TYPE (x) == SYMBOL || TYPE (x) == VECTOR) x = MAKE_REF (x);
746   return x;
747 }
748
749 SCM
750 vector_set_x (SCM x, SCM i, SCM e)
751 {
752   assert (TYPE (x) == VECTOR);
753   assert (VALUE (i) < LENGTH (x));
754   g_cells[VECTOR (x)+g_cells[i].value] = g_cells[vector_entry (e)];
755   return cell_unspecified;
756 }
757
758 SCM
759 list_to_vector (SCM x)
760 {
761   VALUE (tmp_num) = VALUE (length (x));
762   SCM v = make_vector (tmp_num);
763   SCM p = VECTOR (v);
764   while (x != cell_nil)
765     {
766       g_cells[p++] = g_cells[vector_entry (car (x))];
767       x = cdr (x);
768     }
769   return v;
770 }
771
772 SCM
773 vector_to_list (SCM v)
774 {
775   SCM x = cell_nil;
776   for (int i = 0; i < LENGTH (v); i++) {
777     SCM e = VECTOR (v)+i;
778     if (TYPE (e) == REF) e = g_cells[e].ref;
779     x = append2 (x, cons (e, cell_nil));
780   }
781   return x;
782 }
783
784 void
785 make_tmps (scm* cells)
786 {
787   tmp = g_free.value++;
788   cells[tmp].type = CHAR;
789   tmp_num = g_free.value++;
790   cells[tmp_num].type = NUMBER;
791   tmp_num2 = g_free.value++;
792   cells[tmp_num2].type = NUMBER;
793   tmp_num3 = g_free.value++;
794   cells[tmp_num3].type = NUMBER;
795   tmp_num4 = g_free.value++;
796   cells[tmp_num4].type = NUMBER;
797 }
798
799 //\f Jam Collector
800 SCM g_symbol_max;
801 bool g_debug = false;
802
803 SCM
804 gc_up_arena ()
805 {
806   ARENA_SIZE *= 2;
807   void *p = realloc (g_cells-1, 2*ARENA_SIZE*sizeof(scm));
808   if (!p) error (strerror (errno), MAKE_NUMBER (g_free.value));
809   g_cells = (scm*)p;
810   g_cells++;
811   gc_init_news ();
812 }
813
814 SCM
815 gc ()
816 {
817   if (g_debug) fprintf (stderr, "***gc[%d]...", g_free.value);
818   g_free.value = 1;
819   if (g_cells < g_news && ARENA_SIZE < MAX_ARENA_SIZE) gc_up_arena ();
820   for (int i=g_free.value; i<g_symbol_max; i++)
821     gc_copy (i);
822   make_tmps (g_news);
823   g_symbols = gc_copy (g_symbols);
824   SCM new = gc_copy (stack);
825   if (g_debug) fprintf (stderr, "new=%d\n", new, stack);
826   stack = new;
827   return gc_loop (1);
828 }
829
830 SCM
831 gc_loop (SCM scan)
832 {
833   while (scan < g_free.value)
834     {
835       if (NTYPE (scan) == CLOSURE
836           || NTYPE (scan) == FUNCTION
837           || NTYPE (scan) == KEYWORD
838           || NTYPE (scan) == MACRO
839           || NTYPE (scan) == PAIR
840           || NTYPE (scan) == REF
841           || scan == 1 // null
842           || NTYPE (scan) == SPECIAL
843           || NTYPE (scan) == STRING
844           || NTYPE (scan) == SYMBOL)
845         {
846           SCM car = gc_copy (g_news[scan].car);
847           gc_relocate_car (scan, car);
848         }
849       if ((NTYPE (scan) == CLOSURE
850            || NTYPE (scan) == MACRO
851            || NTYPE (scan) == PAIR
852            || NTYPE (scan) == VALUES)
853           && g_news[scan].cdr) // allow for 0 terminated list of symbols
854         {
855           SCM cdr = gc_copy (g_news[scan].cdr);
856           gc_relocate_cdr (scan, cdr);
857         }
858       scan++;
859     }
860   return gc_flip ();
861 }
862
863 SCM
864 gc_copy (SCM old)
865 {
866   if (TYPE (old) == BROKEN_HEART) return g_cells[old].car;
867   SCM new = g_free.value++;
868   g_news[new] = g_cells[old];
869   if (NTYPE (new) == VECTOR)
870     {
871       g_news[new].vector = g_free.value;
872       for (int i=0; i<LENGTH (old); i++)
873         g_news[g_free.value++] = g_cells[VECTOR (old)+i];
874     }
875   g_cells[old].type = BROKEN_HEART;
876   g_cells[old].car = new;
877   return new;
878 }
879
880 SCM
881 gc_relocate_car (SCM new, SCM car)
882 {
883   g_news[new].car = car;
884   return cell_unspecified;
885 }
886
887 SCM
888 gc_relocate_cdr (SCM new, SCM cdr)
889 {
890   g_news[new].cdr = cdr;
891   return cell_unspecified;
892 }
893
894 SCM
895 gc_flip ()
896 {
897   scm *cells = g_cells;
898   g_cells = g_news;
899   g_news = cells;
900   if (g_debug) fprintf (stderr, " => jam[%d]\n", g_free.value);
901   return stack;
902 }
903
904 //\f Environment setup
905 SCM
906 acons (SCM key, SCM value, SCM alist)
907 {
908   return cons (cons (key, value), alist);
909 }
910
911 SCM
912 gc_init_cells ()
913 {
914   g_cells = (scm *)malloc (2*ARENA_SIZE*sizeof(scm));
915   g_cells[0].type = VECTOR;
916   g_cells[0].length = 1000;
917   g_cells[0].vector = 0;
918   g_cells++;
919   g_cells[0].type = CHAR;
920   g_cells[0].value = 'c';
921 }
922
923 SCM
924 gc_init_news ()
925 {
926   g_news = g_cells-1 + ARENA_SIZE;
927   g_news[0].type = VECTOR;
928   g_news[0].length = 1000;
929   g_news[0].vector = 0;
930   g_news++;
931   g_news[0].type = CHAR;
932   g_news[0].value = 'n';
933 }
934
935 SCM
936 mes_symbols () ///((internal))
937 {
938   gc_init_cells ();
939   gc_init_news ();
940
941 #include "mes.symbols.i"
942
943   g_symbol_max = g_free.value;
944   make_tmps (g_cells);
945
946   g_symbols = 0;
947   for (int i=1; i<g_symbol_max; i++)
948     g_symbols = cons (i, g_symbols);
949
950   SCM a = cell_nil;
951
952 #include "mes.symbol-names.i"
953
954 #if BOOT
955   a = acons (cell_symbol_label, cell_t, a);
956 #endif
957   a = acons (cell_symbol_dot, cell_dot, a);
958   a = acons (cell_symbol_begin, cell_begin, a);
959   a = acons (cell_symbol_sc_expand, cell_f, a);
960   a = acons (cell_closure, a, a);
961
962   return a;
963 }
964
965 SCM
966 mes_builtins (SCM a)
967 {
968 #include "mes.i"
969
970 #include "lib.i"
971 #include "math.i"
972 #include "posix.i"
973 #include "reader.i"
974
975 #include "lib.environment.i"
976 #include "math.environment.i"
977 #include "mes.environment.i"
978 #include "posix.environment.i"
979 #include "reader.environment.i"
980
981   return a;
982 }
983
984 SCM
985 mes_stack (SCM a) ///((internal))
986 {
987   r0 = a;
988   r1 = MAKE_CHAR (0);
989   r2 = MAKE_CHAR (0);
990   r3 = MAKE_CHAR (0);
991   stack = cons (cell_nil, cell_nil);
992   return r0;
993 }
994
995 SCM
996 mes_environment () ///((internal))
997 {
998   SCM a = mes_symbols ();
999   return mes_stack (a);
1000 }
1001
1002 SCM
1003 make_closure (SCM args, SCM body, SCM a)
1004 {
1005   return make_cell (tmp_num_ (CLOSURE), cell_f, cons (cons (cell_circular, a), cons (args, body)));
1006 }
1007
1008 SCM
1009 lookup_macro (SCM x, SCM a)
1010 {
1011   if (TYPE (x) != SYMBOL) return cell_f;
1012   SCM m = assq_ref_cache (x, a);
1013   if (TYPE (m) == MACRO) return MACRO (m);
1014   return cell_f;
1015 }
1016
1017 FILE *g_stdin;
1018 #include "lib.c"
1019 #include "math.c"
1020 #include "posix.c"
1021 #include "reader.c"
1022
1023 int
1024 main (int argc, char *argv[])
1025 {
1026   g_debug = getenv ("MES_DEBUG");
1027   if (getenv ("MES_ARENA")) ARENA_SIZE = atoi (getenv ("MES_ARENA"));
1028   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--help")) return puts ("Usage: mes < FILE\n");
1029   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--version")) return puts ("Mes 0.3\n");
1030   g_stdin = stdin;
1031   r0 = mes_environment ();
1032   SCM program = (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--load"))
1033     ? bload_env (r0) : load_env (r0);
1034   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--dump")) return dump ();
1035   stderr_ (begin_env (program, r0));
1036   fputs ("", stderr);
1037   gc (stack);
1038   if (g_debug) fprintf (stderr, "\nstats: [%d]\n", g_free.value);
1039   return 0;
1040 }