4ddbc1af3fcd2f647f5320e12de6c71e0feef369
[mes.git] / scaffold / mini-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 #if __GNUC__
22 #include "mlibc.c"
23 #endif
24 #define assert(x) ((x) ? (void)0 : assert_fail (#x))
25
26 #define MES_MINI 1
27 #define FIXED_PRIMITIVES 1
28
29 #define MES_GC 1
30 #if MES_GC
31 int ARENA_SIZE = 100000;
32 #else
33 int ARENA_SIZE = 1000000000;
34 #endif
35 int MAX_ARENA_SIZE = 40000000;
36 int GC_SAFETY = 10000;
37
38 char *arena = 0;
39
40 typedef int SCM;
41
42 int g_debug = 0;
43 int g_free = 0;
44
45 SCM g_continuations = 0;
46 SCM g_symbols = 0;
47 SCM g_stack = 0;
48 // a/env
49 SCM r0 = 0;
50 // param 1
51 SCM r1 = 0;
52 // save 2+load/dump
53 SCM r2 = 0;
54 // continuation
55 SCM r3 = 0;
56
57 enum type_t {TCHAR, TCLOSURE, TCONTINUATION, TFUNCTION, TKEYWORD, TMACRO, TNUMBER, TPAIR, TREF, TSPECIAL, TSTRING, TSYMBOL, TVALUES, TVECTOR, TBROKEN_HEART};
58
59 struct scm {
60   enum type_t type;
61   SCM car;
62   SCM cdr;
63 };
64
65 struct function {
66   int (*function) (void);
67   int arity;
68   char *name;
69 };
70
71 //FIXME
72 char *foobar = 0;
73
74 #if __GNUC__
75 struct scm *g_cells = 0;
76 struct scm *g_news = 0;
77 #else
78 struct scm *g_cells = foobar;
79 struct scm *g_news = foobar;
80 #endif
81
82 struct scm scm_nil = {TSPECIAL, "()",0};
83 struct scm scm_f = {TSPECIAL, "#f",0};
84 struct scm scm_t = {TSPECIAL, "#t",0};
85 struct scm scm_dot = {TSPECIAL, ".",0};
86 struct scm scm_arrow = {TSPECIAL, "=>",0};
87 struct scm scm_undefined = {TSPECIAL, "*undefined*",0};
88 struct scm scm_unspecified = {TSPECIAL, "*unspecified*",0};
89 struct scm scm_closure = {TSPECIAL, "*closure*",0};
90 struct scm scm_circular = {TSPECIAL, "*circular*",0};
91 struct scm scm_begin = {TSPECIAL, "*begin*",0};
92
93 struct scm scm_symbol_dot = {TSYMBOL, "*dot*",0};
94 struct scm scm_symbol_lambda = {TSYMBOL, "lambda",0};
95 struct scm scm_symbol_begin = {TSYMBOL, "begin",0};
96 struct scm scm_symbol_if = {TSYMBOL, "if",0};
97 struct scm scm_symbol_quote = {TSYMBOL, "quote",0};
98 struct scm scm_symbol_set_x = {TSYMBOL, "set!",0};
99
100 struct scm scm_symbol_sc_expand = {TSYMBOL, "sc-expand",0};
101 struct scm scm_symbol_macro_expand = {TSYMBOL, "macro-expand",0};
102 struct scm scm_symbol_sc_expander_alist = {TSYMBOL, "*sc-expander-alist*",0};
103
104 struct scm scm_symbol_call_with_values = {TSYMBOL, "call-with-values",0};
105 struct scm scm_call_with_current_continuation = {TSPECIAL, "*call/cc*",0};
106 struct scm scm_symbol_call_with_current_continuation = {TSYMBOL, "call-with-current-continuation",0};
107 struct scm scm_symbol_current_module = {TSYMBOL, "current-module",0};
108 struct scm scm_symbol_primitive_load = {TSYMBOL, "primitive-load",0};
109 struct scm scm_symbol_read_input_file = {TSYMBOL, "read-input-file",0};
110 struct scm scm_symbol_write = {TSYMBOL, "write",0};
111 struct scm scm_symbol_display = {TSYMBOL, "display",0};
112
113 struct scm scm_symbol_throw = {TSYMBOL, "throw",0};
114 struct scm scm_symbol_not_a_pair = {TSYMBOL, "not-a-pair",0};
115 struct scm scm_symbol_system_error = {TSYMBOL, "system-error",0};
116 struct scm scm_symbol_wrong_number_of_args = {TSYMBOL, "wrong-number-of-args",0};
117 struct scm scm_symbol_wrong_type_arg = {TSYMBOL, "wrong-type-arg",0};
118 struct scm scm_symbol_unbound_variable = {TSYMBOL, "unbound-variable",0};
119
120 struct scm scm_symbol_argv = {TSYMBOL, "%argv",0};
121 struct scm scm_symbol_mes_prefix = {TSYMBOL, "%prefix",0};
122 struct scm scm_symbol_mes_version = {TSYMBOL, "%version",0};
123
124 struct scm scm_symbol_car = {TSYMBOL, "car",0};
125 struct scm scm_symbol_cdr = {TSYMBOL, "cdr",0};
126 struct scm scm_symbol_null_p = {TSYMBOL, "null?",0};
127 struct scm scm_symbol_eq_p = {TSYMBOL, "eq?",0};
128 struct scm scm_symbol_cons = {TSYMBOL, "cons",0};
129
130 struct scm scm_vm_evlis = {TSPECIAL, "*vm-evlis*",0};
131 struct scm scm_vm_evlis2 = {TSPECIAL, "*vm-evlis2*",0};
132 struct scm scm_vm_evlis3 = {TSPECIAL, "*vm-evlis3*",0};
133 struct scm scm_vm_apply = {TSPECIAL, "core:apply",0};
134 struct scm scm_vm_apply2 = {TSPECIAL, "*vm-apply2*",0};
135 struct scm scm_vm_eval = {TSPECIAL, "core:eval",0};
136
137 //FIXED_PRIMITIVES
138 struct scm scm_vm_eval_car = {TSPECIAL, "*vm-eval-car*",0};
139 struct scm scm_vm_eval_cdr = {TSPECIAL, "*vm-eval-cdr*",0};
140 struct scm scm_vm_eval_cons = {TSPECIAL, "*vm-eval-cons*",0};
141 struct scm scm_vm_eval_null_p = {TSPECIAL, "*vm-eval-null-p*",0};
142
143 struct scm scm_vm_eval_set_x = {TSPECIAL, "*vm-eval-set!*",0};
144 struct scm scm_vm_eval_macro = {TSPECIAL, "*vm-eval-macro*",0};
145 struct scm scm_vm_eval_check_func = {TSPECIAL, "*vm-eval-check-func*",0};
146 struct scm scm_vm_eval2 = {TSPECIAL, "*vm-eval2*",0};
147 struct scm scm_vm_macro_expand = {TSPECIAL, "core:macro-expand",0};
148 struct scm scm_vm_begin = {TSPECIAL, "*vm-begin*",0};
149 struct scm scm_vm_begin_read_input_file = {TSPECIAL, "*vm-begin-read-input-file*",0};
150 struct scm scm_vm_begin2 = {TSPECIAL, "*vm-begin2*",0};
151 struct scm scm_vm_if = {TSPECIAL, "*vm-if*",0};
152 struct scm scm_vm_if_expr = {TSPECIAL, "*vm-if-expr*",0};
153 struct scm scm_vm_call_with_values2 = {TSPECIAL, "*vm-call-with-values2*",0};
154 struct scm scm_vm_call_with_current_continuation2 = {TSPECIAL, "*vm-call-with-current-continuation2*",0};
155 struct scm scm_vm_return = {TSPECIAL, "*vm-return*",0};
156
157 struct scm scm_symbol_gnuc = {TSYMBOL, "%gnuc",0};
158 struct scm scm_symbol_mesc = {TSYMBOL, "%mesc",0};
159
160 struct scm scm_test = {TSYMBOL, "test",0};
161
162 #include "mini-mes.symbols.h"
163
164 SCM tmp;
165 SCM tmp_num;
166 SCM tmp_num2;
167
168 struct function g_functions[200];
169 int g_function = 0;
170
171 #include "mini-gc.h"
172 #include "mini-lib.h"
173 #include "mini-math.h"
174 #include "mini-mes.h"
175 #include "mini-posix.h"
176 // #include "mini-reader.h"
177 #include "mini-vector.h"
178
179
180 #define TYPE(x) (g_cells[x].type)
181
182 #define CAR(x) g_cells[x].car
183 #define LENGTH(x) g_cells[x].car
184 #define REF(x) g_cells[x].car
185 #define STRING(x) g_cells[x].car
186
187 #define CDR(x) g_cells[x].cdr
188 #define CLOSURE(x) g_cells[x].cdr
189 #define CONTINUATION(x) g_cells[x].cdr
190
191 #define FUNCTION(x) g_functions[g_cells[x].cdr]
192 #define MACRO(x) g_cells[x].cdr
193 #define VALUE(x) g_cells[x].cdr
194 #define VECTOR(x) g_cells[x].cdr
195
196 #define NTYPE(x) g_news[x].type
197
198 #define NCAR(x) g_news[x].car
199 #define NLENGTH(x) g_news[x].car
200
201 #define NCDR(x) g_news[x].cdr
202 #define NVALUE(x) g_news[x].cdr
203 #define NVECTOR(x) g_news[x].cdr
204
205 #define MAKE_CHAR(n) make_cell_ (tmp_num_ (TCHAR), 0, tmp_num2_ (n))
206 #define MAKE_CONTINUATION(n) make_cell_ (tmp_num_ (TCONTINUATION), n, g_stack)
207 #define MAKE_NUMBER(n) make_cell_ (tmp_num_ (TNUMBER), 0, tmp_num2_ (n))
208 #define MAKE_REF(n) make_cell_ (tmp_num_ (TREF), n, 0)
209
210 #define CAAR(x) CAR (CAR (x))
211 #define CADR(x) CAR (CDR (x))
212 #define CDAR(x) CDR (CAR (x))
213 #define CDDR(x) CDR (CDR (x))
214 #define CADAR(x) CAR (CDR (CAR (x)))
215 #define CADDR(x) CAR (CDR (CDR (x)))
216 #define CDADAR(x) CAR (CDR (CAR (CDR (x))))
217
218 #define MAKE_STRING(x) make_cell_ (tmp_num_ (TSTRING), x, 0)
219
220 SCM
221 alloc (int n)
222 {
223   assert (g_free + n < ARENA_SIZE);
224   SCM x = g_free;
225   g_free += n;
226   return x;
227 }
228
229 #define DEBUG 0
230
231 SCM
232 tmp_num_ (int x)
233 {
234   VALUE (tmp_num) = x;
235   return tmp_num;
236 }
237
238 SCM
239 tmp_num2_ (int x)
240 {
241   VALUE (tmp_num2) = x;
242   return tmp_num2;
243 }
244
245 SCM
246 make_cell_ (SCM type, SCM car, SCM cdr)
247 {
248   SCM x = alloc (1);
249   assert (TYPE (type) == TNUMBER);
250   TYPE (x) = VALUE (type);
251   if (VALUE (type) == TCHAR || VALUE (type) == TNUMBER) {
252     if (car) CAR (x) = CAR (car);
253     if (cdr) CDR(x) = CDR(cdr);
254   }
255   else if (VALUE (type) == TFUNCTION) {
256     if (car) CAR (x) = car;
257     if (cdr) CDR(x) = CDR(cdr);
258   }
259   else {
260     CAR (x) = car;
261     CDR(x) = cdr;
262   }
263   return x;
264 }
265
266
267 SCM
268 make_symbol_ (SCM s) ///((internal))
269 {
270   VALUE (tmp_num) = TSYMBOL;
271   SCM x = make_cell_ (tmp_num, s, 0);
272   g_symbols = cons (x, g_symbols);
273   return x;
274 }
275
276 SCM
277 lookup_symbol_ (SCM s)
278 {
279   SCM x = g_symbols;
280   while (x) {
281     if (list_of_char_equal_p (STRING (car (x)), s) == cell_t) break;
282     x = cdr (x);
283   }
284   if (x) x = car (x);
285   if (!x) x = make_symbol_ (s);
286   return x;
287 }
288
289 SCM
290 list_of_char_equal_p (SCM a, SCM b) ///((internal))
291 {
292   while (a != cell_nil && b != cell_nil && VALUE (car (a)) == VALUE (car (b))) {
293     assert (TYPE (car (a)) == TCHAR);
294     assert (TYPE (car (b)) == TCHAR);
295     a = cdr (a);
296     b = cdr (b);
297   }
298   return (a == cell_nil && b == cell_nil) ? cell_t : cell_f;
299 }
300
301 SCM
302 type_ (SCM x)
303 {
304   return MAKE_NUMBER (TYPE (x));
305 }
306
307 SCM
308 car_ (SCM x)
309 {
310   return (TYPE (x) != TCONTINUATION
311           && (TYPE (CAR (x)) == TPAIR // FIXME: this is weird
312               || TYPE (CAR (x)) == TREF
313               || TYPE (CAR (x)) == TSPECIAL
314               || TYPE (CAR (x)) == TSYMBOL
315               || TYPE (CAR (x)) == TSTRING)) ? CAR (x) : MAKE_NUMBER (CAR (x));
316 }
317
318 SCM
319 cdr_ (SCM x)
320 {
321   return (TYPE (CDR (x)) == TPAIR
322           || TYPE (CDR (x)) == TREF
323           || TYPE (CAR (x)) == TSPECIAL
324           || TYPE (CDR (x)) == TSYMBOL
325           || TYPE (CDR (x)) == TSTRING) ? CDR (x) : MAKE_NUMBER (CDR (x));
326 }
327
328 SCM
329 arity_ (SCM x)
330 {
331   assert (TYPE (x) == TFUNCTION);
332   return MAKE_NUMBER (FUNCTION (x).arity);
333 }
334
335 SCM
336 cons (SCM x, SCM y)
337 {
338   VALUE (tmp_num) = TPAIR;
339   return make_cell_ (tmp_num, x, y);
340 }
341
342 SCM
343 car (SCM x)
344 {
345 #if MES_MINI
346   //Nyacc
347   //assert ("!car");
348 #else
349   if (TYPE (x) != TPAIR) error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_symbol_car));
350 #endif
351   return CAR (x);
352 }
353
354 SCM
355 cdr (SCM x)
356 {
357 #if MES_MINI
358   //Nyacc
359   //assert ("!cdr");
360 #else
361   if (TYPE (x) != TPAIR) error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_symbol_cdr));
362 #endif
363   return CDR(x);
364 }
365
366 SCM
367 list (SCM x) ///((arity . n))
368 {
369   return x;
370 }
371
372 SCM
373 null_p (SCM x)
374 {
375   return x == cell_nil ? cell_t : cell_f;
376 }
377
378 SCM
379 eq_p (SCM x, SCM y)
380 {
381   return (x == y
382           || ((TYPE (x) == TKEYWORD && TYPE (y) == TKEYWORD
383                && STRING (x) == STRING (y)))
384           || (TYPE (x) == TCHAR && TYPE (y) == TCHAR
385               && VALUE (x) == VALUE (y))
386           || (TYPE (x) == TNUMBER && TYPE (y) == TNUMBER
387               && VALUE (x) == VALUE (y)))
388     ? cell_t : cell_f;
389 }
390
391 SCM
392 values (SCM x) ///((arity . n))
393 {
394   SCM v = cons (0, x);
395   TYPE (v) = TVALUES;
396   return v;
397 }
398
399 SCM
400 acons (SCM key, SCM value, SCM alist)
401 {
402   return cons (cons (key, value), alist);
403 }
404
405 SCM
406 length (SCM x)
407 {
408   int n = 0;
409   while (x != cell_nil)
410     {
411       n++;
412       if (TYPE (x) != TPAIR) return MAKE_NUMBER (-1);
413       x = cdr (x);
414     }
415   return MAKE_NUMBER (n);
416 }
417
418 SCM
419 error (SCM key, SCM x)
420 {
421   SCM throw;
422   if ((throw = assq_ref_env (cell_symbol_throw, r0)) != cell_undefined)
423     return apply (throw, cons (key, cons (x, cell_nil)), r0);
424   display_error_ (key);
425   eputs (": ");
426   display_ (x);
427   eputs ("\n");
428   assert (0);
429 }
430
431 SCM
432 assert_defined (SCM x, SCM e) ///((internal))
433 {
434   if (e != cell_undefined) return e;
435   // error (cell_symbol_unbound_variable, x);
436   eputs ("unbound variable: ");
437   display_error_ (x);
438   eputs ("\n");
439   exit (33);
440   return e;
441 }
442
443 SCM
444 cstring_to_list (char const* s)
445 {
446   char *x = s;
447   SCM p = cell_nil;
448   int i = strlen (s);
449   while (i--)
450     {
451       p = cons (MAKE_CHAR (s[i]), p);
452       x++;
453     }
454   return p;
455 }
456
457 SCM
458 check_formals (SCM f, SCM formals, SCM args) ///((internal))
459 {
460   int flen = (TYPE (formals) == TNUMBER) ? VALUE (formals) : VALUE (length (formals));
461   int alen = VALUE (length (args));
462   if (alen != flen && alen != -1 && flen != -1)
463     {
464       // FIXME
465       //char buf[1024];
466       char buf = "TODO:check_formals";
467       // sprintf (buf, "apply: wrong number of arguments; expected: %d, got: %d: ", flen, alen);
468       eputs ("apply: wrong number of arguments; expected: ");
469       eputs (itoa (flen));
470       eputs (", got: ");
471       eputs (itoa (alen));
472       eputs ("\n");
473       display_error_ (f);
474       SCM e = MAKE_STRING (cstring_to_list (buf));
475       return error (cell_symbol_wrong_number_of_args, cons (e, f));
476     }
477   return cell_unspecified;
478 }
479
480 SCM
481 check_apply (SCM f, SCM e) ///((internal))
482 {
483   //char const* type = 0;
484   char* type = 0;
485   if (f == cell_f || f == cell_t) type = "bool";
486   if (f == cell_nil) type = "nil";
487   if (f == cell_unspecified) type = "*unspecified*";
488   if (f == cell_undefined) type = "*undefined*";
489   if (TYPE (f) == TCHAR) type = "char";
490   if (TYPE (f) == TNUMBER) type = "number";
491   if (TYPE (f) == TSTRING) type = "string";
492
493   if (type)
494     {
495       //FIXME
496       //char buf[1024];
497       char buf = "TODO:check_apply";
498       // sprintf (buf, "cannot apply: %s:", type);
499       // fprintf (stderr, " [");
500       // display_error_ (e);
501       // fprintf (stderr, "]\n");
502       eputs ("cannot apply: ");
503       eputs (type);
504       eputs ("[");
505       display_error_ (e);
506       eputs ("]\n");
507       SCM e = MAKE_STRING (cstring_to_list (buf));
508       return error (cell_symbol_wrong_type_arg, cons (e, f));
509     }
510   return cell_unspecified;
511 }
512
513 SCM
514 gc_push_frame () ///((internal))
515 {
516   SCM frame = cons (r1, cons (r2, cons (r3, cons (r0, cell_nil))));
517   g_stack = cons (frame, g_stack);
518   return g_stack;
519 }
520
521 SCM
522 apply (SCM f, SCM x, SCM a) ///((internal))
523 {
524   push_cc (cons (f, x), cell_unspecified, r0, cell_unspecified);
525   r3 = cell_vm_apply;
526   return eval_apply ();
527 }
528
529 SCM
530 append2 (SCM x, SCM y)
531 {
532   if (x == cell_nil) return y;
533   assert (TYPE (x) == TPAIR);
534   return cons (car (x), append2 (cdr (x), y));
535 }
536
537 SCM
538 pairlis (SCM x, SCM y, SCM a)
539 {
540   if (x == cell_nil)
541     return a;
542   if (TYPE (x) != TPAIR)
543     return cons (cons (x, y), a);
544   return cons (cons (car (x), car (y)),
545                pairlis (cdr (x), cdr (y), a));
546 }
547
548 SCM display_ (SCM);
549
550 SCM
551 call (SCM fn, SCM x)
552 {
553   if ((FUNCTION (fn).arity > 0 || FUNCTION (fn).arity == -1)
554       && x != cell_nil && TYPE (CAR (x)) == TVALUES)
555     x = cons (CADAR (x), CDR (x));
556   if ((FUNCTION (fn).arity > 1 || FUNCTION (fn).arity == -1)
557       && x != cell_nil && TYPE (CDR (x)) == TPAIR && TYPE (CADR (x)) == TVALUES)
558     x = cons (CAR (x), cons (CDADAR (x), CDR (x)));
559   switch (FUNCTION (fn).arity)
560     {
561     case 0: {return (FUNCTION (fn).function) ();}
562     case 1: {return ((SCM(*)(SCM))(FUNCTION (fn).function)) (CAR (x));}
563     case 2: {return ((SCM(*)(SCM,SCM))(FUNCTION (fn).function)) (CAR (x), CADR (x));}
564     case 3: {return ((SCM(*)(SCM,SCM,SCM))(FUNCTION (fn).function)) (CAR (x), CADR (x), car (CDDR (x)));}
565     case -1: {return ((SCM(*)(SCM))(FUNCTION (fn).function)) (x);}
566     default: {return ((SCM(*)(SCM))(FUNCTION (fn).function)) (x);}
567     }
568
569   return cell_unspecified;
570 }
571
572 SCM
573 assq (SCM x, SCM a)
574 {
575   //FIXME: move into fast-non eq_p-ing assq core:assq?
576   //while (a != cell_nil && x != CAAR (a)) a = CDR (a);
577   while (a != cell_nil && eq_p (x, CAAR (a)) == cell_f) a = CDR (a);
578   return a != cell_nil ? car (a) : cell_f;
579 }
580
581 SCM
582 assq_ref_env (SCM x, SCM a)
583 {
584   x = assq (x, a);
585   if (x == cell_f) return cell_undefined;
586   return cdr (x);
587 }
588
589 SCM
590 set_car_x (SCM x, SCM e)
591 {
592   assert (TYPE (x) == TPAIR);
593   CAR (x) = e;
594   return cell_unspecified;
595 }
596
597 SCM
598 set_cdr_x (SCM x, SCM e)
599 {
600   //if (TYPE (x) != TPAIR) error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_set_cdr_x));
601   CDR (x) = e;
602   return cell_unspecified;
603 }
604
605 SCM
606 set_env_x (SCM x, SCM e, SCM a)
607 {
608   SCM p = assert_defined (x, assq (x, a));
609   //if (TYPE (p) != TPAIR)  error (cell_symbol_not_a_pair, cons (p, x));
610   return set_cdr_x (p, e);
611 }
612
613 SCM
614 call_lambda (SCM e, SCM x, SCM aa, SCM a) ///((internal))
615 {
616   SCM cl = cons (cons (cell_closure, x), x);
617   cl = cons (cons (cell_closure, x), x);
618   r1 = e;
619   r0 = cl;
620   return cell_unspecified;
621 }
622
623 SCM
624 make_closure_ (SCM args, SCM body, SCM a) ///((internal))
625 {
626   return make_cell_ (tmp_num_ (TCLOSURE), cell_f, cons (cons (cell_circular, a), cons (args, body)));
627 }
628
629 SCM
630 lookup_macro_ (SCM x, SCM a) ///((internal))
631 {
632   if (TYPE (x) != TSYMBOL) return cell_f;
633   SCM m = assq_ref_env (x, a);
634  if (TYPE (m) == TMACRO) return MACRO (m);
635   return cell_f;
636 }
637
638 SCM
639 push_cc (SCM p1, SCM p2, SCM a, SCM c) ///((internal))
640 {
641   SCM x = r3;
642   r3 = c;
643   r2 = p2;
644   gc_push_frame ();
645   r1 = p1;
646   r0 = a;
647   r3 = x;
648   return cell_unspecified;
649 }
650
651 SCM gc_pop_frame (); //((internal))
652
653 SCM
654 eval_apply ()
655 {
656  eval_apply:
657 #if MES_GC
658   if (g_free + GC_SAFETY > ARENA_SIZE)
659     gc_pop_frame (gc (gc_push_frame ()));
660 #endif
661   switch (r3)
662     {
663     case cell_vm_evlis: goto evlis;
664     case cell_vm_evlis2: goto evlis2;
665     case cell_vm_evlis3: goto evlis3;
666     case cell_vm_apply: goto apply;
667     case cell_vm_apply2: goto apply2;
668     case cell_vm_eval: goto eval;
669 #if FIXED_PRIMITIVES
670     case cell_vm_eval_car: goto eval_car;
671     case cell_vm_eval_cdr: goto eval_cdr;
672     case cell_vm_eval_cons: goto eval_cons;
673     case cell_vm_eval_null_p: goto eval_null_p;
674 #endif
675     case cell_vm_eval_set_x: goto eval_set_x;
676     case cell_vm_eval_macro: goto eval_macro;
677     case cell_vm_eval_check_func: goto eval_check_func;
678     case cell_vm_eval2: goto eval2;
679     case cell_vm_macro_expand: goto macro_expand;
680     case cell_vm_begin: goto begin;
681     case cell_vm_begin_read_input_file: goto begin_read_input_file;
682     case cell_vm_begin2: goto begin2;
683     case cell_vm_if: goto vm_if;
684     case cell_vm_if_expr: goto if_expr;
685     case cell_vm_call_with_current_continuation2: goto call_with_current_continuation2;
686     case cell_vm_call_with_values2: goto call_with_values2;
687     case cell_vm_return: goto vm_return;
688     case cell_unspecified: return r1;
689     default: assert (0);
690     }
691
692   SCM x = cell_nil;
693   SCM y = cell_nil;
694  evlis:
695   if (r1 == cell_nil) goto vm_return;
696   if (TYPE (r1) != TPAIR) goto eval;
697   push_cc (car (r1), r1, r0, cell_vm_evlis2);
698   goto eval;
699  evlis2:
700   push_cc (cdr (r2), r1, r0, cell_vm_evlis3);
701   goto evlis;
702  evlis3:
703   r1 = cons (r2, r1);
704   goto vm_return;
705
706  apply:
707   switch (TYPE (car (r1)))
708     {
709     case TFUNCTION: {
710       check_formals (car (r1), MAKE_NUMBER (FUNCTION (car (r1)).arity), cdr (r1));
711       r1 = call (car (r1), cdr (r1)); /// FIXME: move into eval_apply
712       goto vm_return;
713     }
714     case TCLOSURE:
715       {
716         SCM cl = CLOSURE (CAR (r1));
717         SCM formals = CADR (cl);
718         SCM body = CDDR (cl);
719         SCM aa = CDAR (cl);
720         aa = CDR (aa);
721         check_formals (CAR (r1), formals, CDR (r1));
722         SCM p = pairlis (formals, CDR (r1), aa);
723         call_lambda (body, p, aa, r0);
724         goto begin;
725       }
726       case TCONTINUATION:
727         {
728           x = r1;
729           g_stack = CONTINUATION (CAR (r1));
730           gc_pop_frame ();
731           r1 = CADR (x);
732           goto eval_apply;
733         }
734     case TSPECIAL:
735       {
736         switch (car (r1))
737           {
738           case cell_vm_apply:
739             {
740               push_cc (cons (CADR (r1), CADDR (r1)), r1, r0, cell_vm_return);
741               goto apply;
742             }
743           case cell_vm_eval:
744             {
745               push_cc (CADR (r1), r1, CADDR (r1), cell_vm_return);
746               goto eval;
747             }
748           case cell_call_with_current_continuation:
749             {
750               r1 = cdr (r1);
751               goto call_with_current_continuation;
752             }
753           default: check_apply (cell_f, car (r1));
754           }
755       }
756     case TSYMBOL:
757       {
758         if (car (r1) == cell_symbol_call_with_values)
759           {
760             r1 = cdr (r1);
761             goto call_with_values;
762           }
763         if (car (r1) == cell_symbol_current_module)
764           {
765             r1 = r0;
766             goto vm_return;
767           }
768         break;
769       }
770     case TPAIR:
771       {
772         switch (CAAR (r1))
773           {
774           case cell_symbol_lambda:
775             {
776               SCM formals = CADR (car (r1));
777               SCM body = CDDR (car (r1));
778               SCM p = pairlis (formals, cdr (r1), r0);
779               check_formals (r1, formals, cdr (r1));
780               call_lambda (body, p, p, r0);
781               goto begin;
782             }
783           }
784       }
785     }
786   push_cc (car (r1), r1, r0, cell_vm_apply2);
787   goto eval;
788  apply2:
789   check_apply (r1, car (r2));
790   r1 = cons (r1, cdr (r2));
791   goto apply;
792
793  eval:
794   switch (TYPE (r1))
795     {
796     case TPAIR:
797       {
798         switch (car (r1))
799           {
800 #if FIXED_PRIMITIVES
801           case cell_symbol_car:
802             {
803               push_cc (CADR (r1), r1, r0, cell_vm_eval_car); goto eval;
804             eval_car:
805               x = r1; gc_pop_frame (); r1 = car (x); goto eval_apply;
806             }
807           case cell_symbol_cdr:
808             {
809               push_cc (CADR (r1), r1, r0, cell_vm_eval_cdr); goto eval;
810             eval_cdr:
811               x = r1; gc_pop_frame (); r1 = cdr (x); goto eval_apply;
812             }
813           case cell_symbol_cons: {
814             push_cc (CDR (r1), r1, r0, cell_vm_eval_cons); goto evlis;
815             eval_cons:
816             x = r1;
817             gc_pop_frame ();
818             r1 = cons (CAR (x), CADR (x));
819             goto eval_apply;
820           }
821           case cell_symbol_null_p:
822             {
823               push_cc (CADR (r1), r1, r0, cell_vm_eval_null_p);
824               goto eval;
825             eval_null_p:
826               x = r1; gc_pop_frame (); r1 = null_p (x); goto eval_apply;
827             }
828 #endif // FIXED_PRIMITIVES
829           case cell_symbol_quote:
830             {
831               x = r1; gc_pop_frame (); r1 = CADR (x); goto eval_apply;
832             }
833           case cell_symbol_begin: goto begin;
834           case cell_symbol_lambda:
835             {
836               r1 = make_closure_ (CADR (r1), CDDR (r1), assq (cell_closure, r0));
837               goto vm_return;
838             }
839           case cell_symbol_if: {r1=cdr (r1); goto vm_if;}
840           case cell_symbol_set_x:
841             {
842               push_cc (car (CDDR (r1)), r1, r0, cell_vm_eval_set_x);
843               goto eval;
844             eval_set_x:
845               x = r2;
846               r1 = set_env_x (CADR (x), r1, r0);
847               goto vm_return;
848             }
849           case cell_vm_macro_expand:
850             {
851               push_cc (CADR (r1), r1, r0, cell_vm_return);
852               goto macro_expand;
853             }
854           default: {
855             push_cc (r1, r1, r0, cell_vm_eval_macro);
856             goto macro_expand;
857             eval_macro:
858             x = r2;
859             if (r1 != r2)
860               {
861                 if (TYPE (r1) == TPAIR)
862                   {
863                     set_cdr_x (r2, cdr (r1));
864                     set_car_x (r2, car (r1));
865                   }
866                 goto eval;
867               }
868             push_cc (car (r1), r1, r0, cell_vm_eval_check_func); goto eval;
869             eval_check_func:
870             push_cc (CDR (r2), r2, r0, cell_vm_eval2); goto evlis;
871             eval2:
872             r1 = cons (car (r2), r1);
873             goto apply;
874           }
875           }
876       }
877     case TSYMBOL:
878       {
879         r1 = assert_defined (r1, assq_ref_env (r1, r0));
880         goto vm_return;
881       }
882     default: {goto vm_return;}
883     }
884
885   SCM macro;
886   SCM expanders;
887  macro_expand:
888   if (TYPE (r1) == TPAIR
889       && (macro = lookup_macro_ (car (r1), r0)) != cell_f)
890     {
891       r1 = cons (macro, CDR (r1));
892       goto apply;
893     }
894   else if (TYPE (r1) == TPAIR
895            && TYPE (CAR (r1)) == TSYMBOL
896            && ((expanders = assq_ref_env (cell_symbol_sc_expander_alist, r0)) != cell_undefined)
897            && ((macro = assq (CAR (r1), expanders)) != cell_f))
898     {
899       SCM sc_expand = assq_ref_env (cell_symbol_macro_expand, r0);
900       if (sc_expand != cell_undefined && sc_expand != cell_f)
901         {
902           r1 = cons (sc_expand, cons (r1, cell_nil));
903           goto apply;
904         }
905     }
906   goto vm_return;
907  begin:
908   x = cell_unspecified;
909   while (r1 != cell_nil) {
910     if (TYPE (r1) == TPAIR && TYPE (CAR (r1)) == TPAIR)
911       {
912         if (CAAR (r1) == cell_symbol_begin)
913           r1 = append2 (CDAR (r1), cdr (r1));
914         else if (CAAR (r1) == cell_symbol_primitive_load)
915           {
916             push_cc (cons (cell_symbol_read_input_file, cell_nil), r1, r0, cell_vm_begin_read_input_file);
917             goto apply;
918           begin_read_input_file:
919             r1 = append2 (r1, cdr (r2));
920           }
921       }
922     if (CDR (r1) == cell_nil)
923       {
924         r1 = car (r1);
925         goto eval;
926       }
927     push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_begin2);
928     goto eval;
929   begin2:
930     x = r1;
931     r1 = CDR (r2);
932   }
933   r1 = x;
934   goto vm_return;
935
936  vm_if:
937   push_cc (car (r1), r1, r0, cell_vm_if_expr);
938   goto eval;
939  if_expr:
940   x = r1;
941   r1 = r2;
942   if (x != cell_f)
943     {
944       r1 = CADR (r1);
945       goto eval;
946     }
947   if (CDDR (r1) != cell_nil)
948     {
949       r1 = car (CDDR (r1));
950       goto eval;
951     }
952   r1 = cell_unspecified;
953   goto vm_return;
954
955  call_with_current_continuation:
956   gc_push_frame ();
957   x = MAKE_CONTINUATION (g_continuations++);
958   gc_pop_frame ();
959   push_cc (cons (car (r1), cons (x, cell_nil)), x, r0, cell_vm_call_with_current_continuation2);
960   goto apply;
961  call_with_current_continuation2:
962   CONTINUATION (r2) = g_stack;
963   goto vm_return;
964
965  call_with_values:
966   push_cc (cons (car (r1), cell_nil), r1, r0, cell_vm_call_with_values2);
967   goto apply;
968  call_with_values2:
969   if (TYPE (r1) == TVALUES)
970     r1 = CDR (r1);
971   r1 = cons (CADR (r2), r1);
972   goto apply;
973
974  vm_return:
975   x = r1;
976   gc_pop_frame ();
977   r1 = x;
978   goto eval_apply;
979 }
980
981 SCM
982 gc_peek_frame () ///((internal))
983 {
984   SCM frame = CAR (g_stack);
985   r1 = CAR (frame);
986   r2 = CADR (frame);
987   r3 = CAR (CDDR (frame));
988   r0 = CADR (CDDR (frame));
989   return frame;
990 }
991
992 SCM
993 gc_pop_frame () ///((internal))
994 {
995   SCM frame = gc_peek_frame (g_stack);
996   g_stack = cdr (g_stack);
997   return frame;
998 }
999
1000 SCM
1001 mes_g_stack (SCM a) ///((internal))
1002 {
1003   r0 = a;
1004   r1 = MAKE_CHAR (0);
1005   r2 = MAKE_CHAR (0);
1006   r3 = MAKE_CHAR (0);
1007   g_stack = cons (cell_nil, cell_nil);
1008   return r0;
1009 }
1010
1011 //\f Environment setup
1012 SCM
1013 make_tmps (struct scm* cells)
1014 {
1015   tmp = g_free++;
1016   cells[tmp].type = TCHAR;
1017   tmp_num = g_free++;
1018   cells[tmp_num].type = TNUMBER;
1019   tmp_num2 = g_free++;
1020   cells[tmp_num2].type = TNUMBER;
1021   return 0;
1022 }
1023
1024 #include "posix.c"
1025 #include "math.c"
1026 #include "lib.c"
1027
1028 //\f Jam Collector
1029 SCM g_symbol_max;
1030
1031 SCM
1032 gc_init_cells () ///((internal))
1033 {
1034   //return 0;
1035   //g_cells = (scm *)malloc (ARENA_SIZE);
1036   //int size = ARENA_SIZE * sizeof (struct scm);
1037   int size = ARENA_SIZE * 12;
1038 #if MES_GC
1039   size = size * 2;
1040 #endif
1041 #if __GNUC__
1042   arena = (char*)malloc (size);
1043 #else
1044   char *p = 0;
1045   p = malloc (size);
1046   arena = p;
1047 #endif
1048   g_cells = arena;
1049   return 0;
1050   //g_cells = (scm *)malloc (2*ARENA_SIZE*sizeof(scm));
1051
1052   TYPE (0) = TVECTOR;
1053   LENGTH (0) = 1000;
1054   VECTOR (0) = 0;
1055   g_cells++;
1056   TYPE (0) = TCHAR;
1057   VALUE (0) = 'c';
1058   return 0;
1059 }
1060
1061 SCM
1062 gc_init_news () ///((internal))
1063 {
1064   eputs ("gc_init_news\n");
1065   ///g_news = g_cells-1 + ARENA_SIZE;
1066   //g_news = g_cells + ARENA_SIZE * 12 + GC_SAFETY * 6;
1067   char *p = g_cells;
1068   // g_news = g_cells;
1069   int halfway = ARENA_SIZE * 12;
1070   int safety = GC_SAFETY * 12;
1071   safety = safety / 2;
1072   halfway = halfway + safety;
1073   // g_news = g_news + halfway;
1074   p = p + halfway;
1075   g_news = p;
1076   eputs ("g_cells=");
1077   eputs (itoa (g_cells));
1078   eputs (" size=");
1079   eputs (itoa (halfway));
1080   eputs (" news=");
1081   eputs (itoa (g_news));
1082   eputs (" news - cells=");
1083   char * c = g_cells;
1084   eputs (itoa (p - c));
1085   eputs ("\n");
1086
1087
1088   NTYPE (0) = TVECTOR;
1089   NLENGTH (0) = 1000;
1090   NVECTOR (0) = 0;
1091   g_news++;
1092   NTYPE (0) = TCHAR;
1093   NVALUE (0) = 'n';
1094   return 0;
1095 }
1096
1097 // INIT NEWS
1098
1099 SCM
1100 mes_symbols () ///((internal))
1101 {
1102   gc_init_cells ();
1103 #if MES_GC
1104   gc_init_news ();
1105 #endif
1106
1107   #include "mini-mes.symbols.i"
1108
1109   g_symbol_max = g_free;
1110   make_tmps (g_cells);
1111
1112   g_symbols = 0;
1113   for (int i=1; i<g_symbol_max; i++)
1114     g_symbols = cons (i, g_symbols);
1115
1116   SCM a = cell_nil;
1117
1118   #include "mini-mes.symbol-names.i"
1119
1120   a = acons (cell_symbol_mes_version, MAKE_STRING (cstring_to_list (VERSION)), a);
1121   a = acons (cell_symbol_mes_prefix, MAKE_STRING (cstring_to_list (PREFIX)), a);
1122
1123   a = acons (cell_symbol_dot, cell_dot, a);
1124   a = acons (cell_symbol_begin, cell_begin, a);
1125   a = acons (cell_symbol_call_with_values, cell_symbol_call_with_values, a);
1126   a = acons (cell_symbol_current_module, cell_symbol_current_module, a);
1127   a = acons (cell_symbol_call_with_current_continuation, cell_call_with_current_continuation, a);
1128   a = acons (cell_symbol_sc_expand, cell_f, a);
1129
1130 #if __GNUC__
1131   a = acons (cell_symbol_gnuc, cell_t, a);
1132   a = acons (cell_symbol_mesc, cell_f, a);
1133 #else
1134   a = acons (cell_symbol_gnuc, cell_f, a);
1135   a = acons (cell_symbol_mesc, cell_t, a);
1136 #endif
1137
1138   a = acons (cell_closure, a, a);
1139
1140   return a;
1141 }
1142
1143 SCM
1144 mes_environment () ///((internal))
1145 {
1146   SCM a = 0;
1147   a = mes_symbols ();
1148   a = mes_g_stack (a);
1149   return a;
1150 }
1151
1152 SCM
1153 mes_builtins (SCM a) ///((internal))
1154 {
1155   #include "mini-mes.i"
1156
1157 // Do not sort: Order of these includes define builtins
1158 #include "mini-posix.i"
1159 #include "mini-math.i"
1160 #include "mini-lib.i"
1161 #include "mini-vector.i"
1162 #include "mini-gc.i"
1163 // #include "mini-reader.i"
1164
1165 #include "mini-gc.environment.i"
1166 #include "mini-lib.environment.i"
1167 #include "mini-math.environment.i"
1168 #include "mini-mes.environment.i"
1169 #include "mini-posix.environment.i"
1170 // #include "mini-reader.environment.i"
1171 #include "mini-vector.environment.i"
1172
1173   return a;
1174 }
1175
1176 SCM
1177 bload_env (SCM a) ///((internal))
1178 {
1179   char *mo = "module/mes/read-0-32.mo";
1180   g_stdin = open (mo, 0);
1181   if (g_stdin < 0) {eputs ("no such file: ");eputs (mo);eputs ("\n");return 1;} 
1182   assert (getchar () == 'M');
1183   assert (getchar () == 'E');
1184   assert (getchar () == 'S');
1185   eputs ("*GOT MES*\n");
1186   g_stack = getchar () << 8;
1187   g_stack += getchar ();
1188
1189   char *p = (char*)g_cells;
1190   int c = getchar ();
1191   while (c != -1)
1192     {
1193       *p++ = c;
1194       c = getchar ();
1195     }
1196   g_free = (p-(char*)g_cells) / sizeof (struct scm);
1197   gc_peek_frame ();
1198   g_symbols = r1;
1199   g_stdin = STDIN;
1200   r0 = mes_builtins (r0);
1201
1202 #if __GNUC__
1203   set_env_x (cell_symbol_gnuc, cell_t, r0);
1204   set_env_x (cell_symbol_mesc, cell_f, r0);
1205 #else
1206   set_env_x (cell_symbol_gnuc, cell_f, r0);
1207   set_env_x (cell_symbol_mesc, cell_t, r0);
1208 #endif
1209
1210   if (g_debug)
1211     {
1212       eputs ("symbols: ");
1213       SCM s = g_symbols;
1214       while (s && s != cell_nil) {
1215         display_error_ (CAR (s));
1216         eputs (" ");
1217         s = CDR (s);
1218       }
1219       eputs ("\n");
1220       eputs ("functions: ");
1221       eputs (itoa (g_function));
1222       eputs ("\n");
1223       for (int i = 0; i < g_function; i++)
1224         {
1225           eputs ("[");
1226           eputs (itoa (i));
1227           eputs ("]: ");
1228           eputs (g_functions[i].name);
1229           eputs ("\n");
1230         }
1231       //display_error_ (r0);
1232       //puts ("\n");
1233     }
1234   return r2;
1235 }
1236
1237 #include "vector.c"
1238 #include "gc.c"
1239
1240 int
1241 main (int argc, char *argv[])
1242 {
1243   eputs ("Hello mini-mes!\n");
1244 #if _POSIX_SOURCE
1245   g_debug = getenv ("MES_DEBUG");
1246   eputs ("g_debug=");
1247   eputs (itoa (g_debug));
1248   eputs ("\n");
1249   if (getenv ("MES_ARENA")) ARENA_SIZE = atoi (getenv ("MES_ARENA"));
1250 #endif
1251   g_debug = 1;
1252   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--help")) return eputs ("Usage: mes [--dump|--load] < FILE");
1253 #if __GNUC__
1254   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--version")) {eputs ("Mes ");return eputs (VERSION);};
1255 #else
1256   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--version")) {eputs ("Mes ");return eputs ("0.4");};
1257 #endif
1258   g_stdin = STDIN;
1259
1260   r0 = mes_environment ();
1261   
1262 #if MES_MINI
1263   SCM program = bload_env (r0);
1264 #else  
1265   SCM program = (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--load"))
1266     ? bload_env (r0) : load_env (r0);
1267   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--dump")) return dump ();
1268 #endif
1269
1270   SCM lst = cell_nil;
1271   for (int i=argc-1; i>=0; i--) lst = cons (MAKE_STRING (cstring_to_list (argv[i])), lst);
1272   r0 = acons (cell_symbol_argv, lst, r0);
1273   push_cc (r2, cell_unspecified, r0, cell_unspecified);
1274   if (g_debug)
1275     {
1276       eputs ("program: ");
1277       display_error_ (r1);
1278       eputs ("\n");
1279     }
1280   r3 = cell_vm_begin;
1281   r1 = eval_apply ();
1282   display_error_ (r1);
1283   eputs ("\n");
1284
1285 #if !MES_MINI
1286   gc (g_stack);
1287 #endif
1288   if (g_debug)
1289     {
1290       eputs ("\nstats: [");
1291       eputs (itoa (g_free));
1292       eputs ("]\n");
1293     }
1294   return 0;
1295 }
1296
1297 #if __GNUC__
1298 #include "mstart.c"
1299 #endif