core: Add boot-module.
[mes.git] / scaffold / mini-mes.c
1 /* -*-comment-start: "//";comment-end:""-*-
2  * GNU Mes --- Maxwell Equations of Software
3  * Copyright © 2016,2017,2018 Jan (janneke) Nieuwenhuizen <janneke@gnu.org>
4  *
5  * This file is part of GNU Mes.
6  *
7  * GNU 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  * GNU 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 GNU Mes.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
19  */
20
21 #define MES_MINI 1
22 //#define HAVE_UNION 1
23 #if POSIX
24 #error "POSIX not supported"
25 #endif
26
27 #include <libmes.h>
28
29 #include <stdio.h>
30 #include <assert.h>
31 #include <fcntl.h>
32 #include <stdlib.h>
33 #include <string.h>
34
35 int ARENA_SIZE = 200000; // 32b: 2MiB, 64b: 4 MiB
36 int MAX_ARENA_SIZE = 300000000;
37 int JAM_SIZE = 20000;
38 int GC_SAFETY = 2000;
39
40 char *g_arena = 0;
41 typedef long SCM;
42
43 int g_debug = 0;
44 int g_free = 0;
45
46 SCM g_continuations = 0;
47 SCM g_symbols = 0;
48 SCM g_macros = 0;
49 SCM g_ports = 0;
50 SCM g_stack = 0;
51 // a/env
52 SCM r0 = 0;
53 // param 1
54 SCM r1 = 0;
55 // save 2+load/dump
56 SCM r2 = 0;
57 // continuation
58 SCM r3 = 0;
59
60 enum type_t {TCHAR, TCLOSURE, TCONTINUATION, TFUNCTION, TKEYWORD, TMACRO, TNUMBER, TPAIR, TPORT, TREF, TSPECIAL, TSTRING, TSTRUCT, TSYMBOL, TVALUES, TVARIABLE, TVECTOR, TBROKEN_HEART};
61
62 struct scm {
63   enum type_t type;
64   SCM car;
65   SCM cdr;
66 };
67 struct function {
68   int (*function) (void);
69   int arity;
70   char *name;
71 };
72
73 #if __MESC__
74 //FIXME
75 char *foobar = 0;
76 struct scm *g_cells = foobar;
77 struct scm *g_news = foobar;
78 #else
79 struct scm *g_cells = 0;
80 struct scm *g_news = 0;
81 #endif
82
83 struct scm scm_nil = {TSPECIAL, "()",0};
84 struct scm scm_f = {TSPECIAL, "#f",0};
85 struct scm scm_t = {TSPECIAL, "#t",0};
86 struct scm scm_dot = {TSPECIAL, ".",0};
87 struct scm scm_arrow = {TSPECIAL, "=>",0};
88 struct scm scm_undefined = {TSPECIAL, "*undefined*",0};
89 struct scm scm_unspecified = {TSPECIAL, "*unspecified*",0};
90 struct scm scm_closure = {TSPECIAL, "*closure*",0};
91 struct scm scm_circular = {TSPECIAL, "*circular*",0};
92 struct scm scm_begin = {TSPECIAL, "*begin*",0};
93
94 struct scm scm_symbol_dot = {TSYMBOL, "*dot*",0};
95 struct scm scm_symbol_lambda = {TSYMBOL, "lambda",0};
96 struct scm scm_symbol_begin = {TSYMBOL, "begin",0};
97 struct scm scm_symbol_if = {TSYMBOL, "if",0};
98 struct scm scm_symbol_quote = {TSYMBOL, "quote",0};
99 struct scm scm_symbol_define = {TSYMBOL, "define",0};
100 struct scm scm_symbol_define_macro = {TSYMBOL, "define-macro",0};
101
102 struct scm scm_symbol_quasiquote = {TSYMBOL, "quasiquote", 0};
103 struct scm scm_symbol_unquote = {TSYMBOL, "unquote", 0};
104 struct scm scm_symbol_unquote_splicing = {TSYMBOL, "unquote-splicing", 0};
105 struct scm scm_symbol_syntax = {TSYMBOL, "syntax",0};
106 struct scm scm_symbol_quasisyntax = {TSYMBOL, "quasisyntax", 0};
107 struct scm scm_symbol_unsyntax = {TSYMBOL, "unsyntax", 0};
108 struct scm scm_symbol_unsyntax_splicing = {TSYMBOL, "unsyntax-splicing", 0};
109
110 struct scm scm_symbol_set_x = {TSYMBOL, "set!",0};
111
112 struct scm scm_symbol_sc_expand = {TSYMBOL, "sc-expand",0};
113 struct scm scm_symbol_macro_expand = {TSYMBOL, "macro-expand",0};
114 struct scm scm_symbol_portable_macro_expand = {TSYMBOL, "portable-macro-expand",0};
115 struct scm scm_symbol_sc_expander_alist = {TSYMBOL, "*sc-expander-alist*",0};
116
117 struct scm scm_symbol_call_with_values = {TSYMBOL, "call-with-values",0};
118 struct scm scm_call_with_current_continuation = {TSPECIAL, "*call/cc*",0};
119 struct scm scm_symbol_call_with_current_continuation = {TSYMBOL, "call-with-current-continuation",0};
120 struct scm scm_symbol_boot_module = {TSYMBOL, "boot-module",0};
121 struct scm scm_symbol_current_module = {TSYMBOL, "current-module",0};
122 struct scm scm_symbol_primitive_load = {TSYMBOL, "primitive-load",0};
123 struct scm scm_symbol_read_input_file = {TSYMBOL, "read-input-file",0};
124 struct scm scm_symbol_write = {TSYMBOL, "write",0};
125 struct scm scm_symbol_display = {TSYMBOL, "display",0};
126
127 struct scm scm_symbol_throw = {TSYMBOL, "throw",0};
128 struct scm scm_symbol_not_a_number = {TSYMBOL, "not-a-number",0};
129 struct scm scm_symbol_not_a_pair = {TSYMBOL, "not-a-pair",0};
130 struct scm scm_symbol_system_error = {TSYMBOL, "system-error",0};
131 struct scm scm_symbol_wrong_number_of_args = {TSYMBOL, "wrong-number-of-args",0};
132 struct scm scm_symbol_wrong_type_arg = {TSYMBOL, "wrong-type-arg",0};
133 struct scm scm_symbol_unbound_variable = {TSYMBOL, "unbound-variable",0};
134
135 struct scm scm_symbol_argv = {TSYMBOL, "%argv",0};
136 struct scm scm_symbol_mes_prefix = {TSYMBOL, "%prefix",0};
137 struct scm scm_symbol_mes_version = {TSYMBOL, "%version",0};
138
139 struct scm scm_symbol_car = {TSYMBOL, "car",0};
140 struct scm scm_symbol_cdr = {TSYMBOL, "cdr",0};
141 struct scm scm_symbol_pmatch_car = {TSYMBOL, "pmatch-car",0};
142 struct scm scm_symbol_pmatch_cdr = {TSYMBOL, "pmatch-cdr",0};
143
144 struct scm scm_vm_evlis = {TSPECIAL, "*vm-evlis*",0};
145 struct scm scm_vm_evlis2 = {TSPECIAL, "*vm-evlis2*",0};
146 struct scm scm_vm_evlis3 = {TSPECIAL, "*vm-evlis3*",0};
147 struct scm scm_vm_apply = {TSPECIAL, "core:apply",0};
148 struct scm scm_vm_apply2 = {TSPECIAL, "*vm-apply2*",0};
149 struct scm scm_vm_eval = {TSPECIAL, "core:eval-sexp",0};
150
151 struct scm scm_vm_eval_pmatch_car = {TSPECIAL, "*vm-eval-pmatch-car*",0};
152 struct scm scm_vm_eval_pmatch_cdr = {TSPECIAL, "*vm-eval-pmatch-cdr*",0};
153 struct scm scm_vm_eval_define = {TSPECIAL, "*vm-eval-define*",0};
154
155 struct scm scm_vm_eval_set_x = {TSPECIAL, "*vm-eval-set!*",0};
156 struct scm scm_vm_eval_macro_expand_eval = {TSPECIAL, "*vm:eval-macro-expand-eval*",0};
157 struct scm scm_vm_eval_macro_expand_expand = {TSPECIAL, "*vm:eval-macro-expand-expand*",0};
158 struct scm scm_vm_eval_check_func = {TSPECIAL, "*vm-eval-check-func*",0};
159 struct scm scm_vm_eval2 = {TSPECIAL, "*vm-eval2*",0};
160 struct scm scm_vm_macro_expand = {TSPECIAL, "core:macro-expand",0};
161 struct scm scm_vm_macro_expand_define = {TSPECIAL, "*vm:core:macro-expand-define*",0};
162 struct scm scm_vm_macro_expand_define_macro = {TSPECIAL, "*vm:core:macro-expand-define-macro*",0};
163 struct scm scm_vm_macro_expand_lambda = {TSPECIAL, "*vm:core:macro-expand-lambda*",0};
164 struct scm scm_vm_macro_expand_set_x = {TSPECIAL, "*vm:core:macro-expand-set!*",0};
165 struct scm scm_vm_begin_expand_primitive_load = {TSPECIAL, "*vm:core:begin-expand-primitive-load*",0};
166 struct scm scm_vm_begin_primitive_load = {TSPECIAL, "*vm:core:begin-primitive-load*",0};
167 struct scm scm_vm_macro_expand_car = {TSPECIAL, "*vm:core:macro-expand-car*",0};
168 struct scm scm_vm_macro_expand_cdr = {TSPECIAL, "*vm:macro-expand-cdr*",0};
169 struct scm scm_vm_begin_expand = {TSPECIAL, "core:eval",0};
170 struct scm scm_vm_begin_expand_eval = {TSPECIAL, "*vm:begin-expand-eval*",0};
171 struct scm scm_vm_begin_expand_macro = {TSPECIAL, "*vm:begin-expand-macro*",0};
172 struct scm scm_vm_begin = {TSPECIAL, "*vm-begin*",0};
173 struct scm scm_vm_begin_read_input_file = {TSPECIAL, "*vm-begin-read-input-file*",0};
174 struct scm scm_vm_begin_eval = {TSPECIAL, "*vm:begin-eval*",0};
175 struct scm scm_vm_if = {TSPECIAL, "*vm-if*",0};
176 struct scm scm_vm_if_expr = {TSPECIAL, "*vm-if-expr*",0};
177 struct scm scm_vm_call_with_values2 = {TSPECIAL, "*vm-call-with-values2*",0};
178 struct scm scm_vm_call_with_current_continuation2 = {TSPECIAL, "*vm-call-with-current-continuation2*",0};
179 struct scm scm_vm_return = {TSPECIAL, "*vm-return*",0};
180
181 struct scm scm_type_char = {TSYMBOL, "<cell:char>",0};
182 struct scm scm_type_closure = {TSYMBOL, "<cell:closure>",0};
183 struct scm scm_type_continuation = {TSYMBOL, "<cell:continuation>",0};
184 struct scm scm_type_function = {TSYMBOL, "<cell:function>",0};
185 struct scm scm_type_keyword = {TSYMBOL, "<cell:keyword>",0};
186 struct scm scm_type_macro = {TSYMBOL, "<cell:macro>",0};
187 struct scm scm_type_number = {TSYMBOL, "<cell:number>",0};
188 struct scm scm_type_pair = {TSYMBOL, "<cell:pair>",0};
189 struct scm scm_type_port = {TSYMBOL, "<cell:port>",0};
190 struct scm scm_type_ref = {TSYMBOL, "<cell:ref>",0};
191 struct scm scm_type_special = {TSYMBOL, "<cell:special>",0};
192 struct scm scm_type_string = {TSYMBOL, "<cell:string>",0};
193 struct scm scm_type_struct = {TSYMBOL, "<cell:struct>",0};
194 struct scm scm_type_symbol = {TSYMBOL, "<cell:symbol>",0};
195 struct scm scm_type_values = {TSYMBOL, "<cell:values>",0};
196 struct scm scm_type_variable = {TSYMBOL, "<cell:variable>",0};
197 struct scm scm_type_vector = {TSYMBOL, "<cell:vector>",0};
198 struct scm scm_type_broken_heart = {TSYMBOL, "<cell:broken-heart>",0};
199
200 struct scm scm_symbol_compiler = {TSYMBOL, "%compiler",0};
201 struct scm scm_symbol_arch = {TSYMBOL, "%arch",0};
202
203 struct scm scm_test = {TSYMBOL, "test",0};
204
205 #include "mes.mes.symbols.h"
206
207 SCM tmp;
208 SCM tmp_num;
209 SCM tmp_num2;
210
211 struct function g_functions[200];
212 int g_function = 0;
213
214 #include "gc.mes.h"
215 #include "lib.mes.h"
216 #if !MES_MINI
217 #include "math.mes.h"
218 #endif
219 #include "mes.mes.h"
220
221 SCM gc_init_news ();
222
223 // #if !MES_MINI
224 // #include "posix.mes.h"
225 // #ndif
226 //#include "vector.mes.h"
227
228 #define TYPE(x) g_cells[x].type
229 #define CAR(x) g_cells[x].car
230 #define CDR(x) g_cells[x].cdr
231
232 #define NTYPE(x) g_news[x].type
233 #define NCAR(x) g_news[x].car
234 #define NCDR(x) g_news[x].cdr
235
236 #define LENGTH(x) g_cells[x].car
237 #define REF(x) g_cells[x].car
238 #define STRING(x) g_cells[x].car
239 #define STRUCT(x) g_cells[x].cdr
240 #define VARIABLE(x) g_cells[x].car
241
242 #define CLOSURE(x) g_cells[x].cdr
243 #define CONTINUATION(x) g_cells[x].cdr
244
245 #define FUNCTION(x) g_functions[g_cells[x].cdr]
246 #define MACRO(x) g_cells[x].cdr
247 #define PORT(x) g_cells[x].cdr
248 #define VALUE(x) g_cells[x].cdr
249 #define VECTOR(x) g_cells[x].cdr
250
251 #define NLENGTH(x) g_news[x].car
252
253 #define NVALUE(x) g_news[x].cdr
254 #define NVECTOR(x) g_news[x].cdr
255
256 #define MAKE_CHAR(n) make_cell_ (tmp_num_ (TCHAR), 0, tmp_num2_ (n))
257 #define MAKE_CONTINUATION(n) make_cell_ (tmp_num_ (TCONTINUATION), n, g_stack)
258 #define MAKE_NUMBER(n) make_cell_ (tmp_num_ (TNUMBER), 0, tmp_num2_ (n))
259 #define MAKE_REF(n) make_cell_ (tmp_num_ (TREF), n, 0)
260 #define MAKE_STRING(x) make_cell_ (tmp_num_ (TSTRING), x, 0)
261
262 #define CAAR(x) CAR (CAR (x))
263 #define CADR(x) CAR (CDR (x))
264 #define CDAR(x) CDR (CAR (x))
265 #define CDDR(x) CDR (CDR (x))
266 #define CADAR(x) CAR (CDR (CAR (x)))
267 #define CADDR(x) CAR (CDR (CDR (x)))
268 #define CDADAR(x) CAR (CDR (CAR (CDR (x))))
269
270 SCM
271 alloc (int n)
272 {
273   assert (g_free + n < ARENA_SIZE);
274   SCM x = g_free;
275   g_free += n;
276   return x;
277 }
278
279 SCM
280 tmp_num_ (int x)
281 {
282   VALUE (tmp_num) = x;
283   return tmp_num;
284 }
285
286 SCM
287 tmp_num2_ (int x)
288 {
289   VALUE (tmp_num2) = x;
290   return tmp_num2;
291 }
292
293 SCM
294 make_cell_ (SCM type, SCM car, SCM cdr)
295 {
296   SCM x = alloc (1);
297   assert (TYPE (type) == TNUMBER);
298   TYPE (x) = VALUE (type);
299   if (VALUE (type) == TCHAR || VALUE (type) == TNUMBER) {
300     if (car) CAR (x) = CAR (car);
301     if (cdr) CDR(x) = CDR(cdr);
302   }
303   else if (VALUE (type) == TFUNCTION) {
304     if (car) CAR (x) = car;
305     if (cdr) CDR(x) = CDR(cdr);
306   }
307   else {
308     CAR (x) = car;
309     CDR(x) = cdr;
310   }
311   return x;
312 }
313
314 SCM
315 make_symbol_ (SCM s) ///((internal))
316 {
317   VALUE (tmp_num) = TSYMBOL;
318   SCM x = make_cell_ (tmp_num, s, 0);
319   g_symbols = cons (x, g_symbols);
320   return x;
321 }
322
323 SCM
324 list_of_char_equal_p (SCM a, SCM b) ///((internal))
325 {
326   while (a != cell_nil && b != cell_nil && VALUE (CAR (a)) == VALUE (CAR (b))) {
327     assert (TYPE (CAR (a)) == TCHAR);
328     assert (TYPE (CAR (b)) == TCHAR);
329     a = CDR (a);
330     b = CDR (b);
331   }
332   return (a == cell_nil && b == cell_nil) ? cell_t : cell_f;
333 }
334
335 SCM
336 list_to_symbol (SCM s)
337 {
338   SCM x = g_symbols;
339   while (x) {
340     if (list_of_char_equal_p (STRING (CAR (x)), s) == cell_t) break;
341     x = CDR (x);
342   }
343   if (x) x = CAR (x);
344   if (!x) x = make_symbol_ (s);
345   return x;
346 }
347
348 SCM
349 type_ (SCM x)
350 {
351   return MAKE_NUMBER (TYPE (x));
352 }
353
354 SCM
355 car_ (SCM x)
356 {
357   return (TYPE (x) != TCONTINUATION
358           && (TYPE (CAR (x)) == TPAIR // FIXME: this is weird
359               || TYPE (CAR (x)) == TREF
360               || TYPE (CAR (x)) == TSPECIAL
361               || TYPE (CAR (x)) == TSYMBOL
362               || TYPE (CAR (x)) == TSTRING)) ? CAR (x) : MAKE_NUMBER (CAR (x));
363 }
364
365 SCM
366 cdr_ (SCM x)
367 {
368   return (TYPE (CDR (x)) == TPAIR
369           || TYPE (CDR (x)) == TREF
370           || TYPE (CAR (x)) == TSPECIAL
371           || TYPE (CDR (x)) == TSYMBOL
372           || TYPE (CDR (x)) == TSTRING) ? CDR (x) : MAKE_NUMBER (CDR (x));
373 }
374
375 SCM
376 arity_ (SCM x)
377 {
378   assert (TYPE (x) == TFUNCTION);
379   return MAKE_NUMBER (FUNCTION (x).arity);
380 }
381
382 SCM
383 cons (SCM x, SCM y)
384 {
385   VALUE (tmp_num) = TPAIR;
386   return make_cell_ (tmp_num, x, y);
387 }
388
389 SCM
390 car (SCM x)
391 {
392   if (TYPE (x) != TPAIR) error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_symbol_car));
393   return CAR (x);
394 }
395
396 SCM
397 cdr (SCM x)
398 {
399   if (TYPE (x) != TPAIR) error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_symbol_cdr));
400   return CDR (x);
401 }
402
403 SCM
404 list (SCM x) ///((arity . n))
405 {
406   return x;
407 }
408
409 SCM
410 null_p (SCM x)
411 {
412   return x == cell_nil ? cell_t : cell_f;
413 }
414
415 SCM
416 eq_p (SCM x, SCM y)
417 {
418   return (x == y
419           || ((TYPE (x) == TKEYWORD && TYPE (y) == TKEYWORD
420                && STRING (x) == STRING (y)))
421           || (TYPE (x) == TCHAR && TYPE (y) == TCHAR
422               && VALUE (x) == VALUE (y))
423           || (TYPE (x) == TNUMBER && TYPE (y) == TNUMBER
424               && VALUE (x) == VALUE (y)))
425     ? cell_t : cell_f;
426 }
427
428 SCM
429 values (SCM x) ///((arity . n))
430 {
431   SCM v = cons (0, x);
432   TYPE (v) = TVALUES;
433   return v;
434 }
435
436 SCM
437 acons (SCM key, SCM value, SCM alist)
438 {
439   return cons (cons (key, value), alist);
440 }
441
442 SCM
443 length (SCM x)
444 {
445   int n = 0;
446   while (x != cell_nil)
447     {
448       n++;
449       if (TYPE (x) != TPAIR) return MAKE_NUMBER (-1);
450       x = CDR (x);
451     }
452   return MAKE_NUMBER (n);
453 }
454
455 SCM apply (SCM, SCM, SCM);
456
457 SCM
458 error (SCM key, SCM x)
459 {
460   SCM throw;
461   if ((throw = assq_ref_env (cell_symbol_throw, r0)) != cell_undefined)
462     return apply (throw, cons (key, cons (x, cell_nil)), r0);
463   display_error_ (key);
464   eputs (": ");
465   display_error_ (x);
466   eputs ("\n");
467   exit (1);
468 }
469
470 SCM
471 cstring_to_list (char const* s)
472 {
473   SCM p = cell_nil;
474   int i = strlen (s);
475   while (i--)
476     p = cons (MAKE_CHAR (s[i]), p);
477   return p;
478 }
479
480 // \f extra lib
481 SCM
482 assert_defined (SCM x, SCM e) ///((internal))
483 {
484   if (e == cell_undefined) return error (cell_symbol_unbound_variable, x);
485   return e;
486 }
487
488 SCM
489 check_formals (SCM f, SCM formals, SCM args) ///((internal))
490 {
491   int flen = (TYPE (formals) == TNUMBER) ? VALUE (formals) : VALUE (length (formals));
492   int alen = VALUE (length (args));
493   if (alen != flen && alen != -1 && flen != -1)
494     {
495       char *s = "apply: wrong number of arguments; expected: ";
496       eputs (s);
497       eputs (itoa (flen));
498       eputs (", got: ");
499       eputs (itoa (alen));
500       eputs ("\n");
501       display_error_ (f);
502       SCM e = MAKE_STRING (cstring_to_list (s));
503       return error (cell_symbol_wrong_number_of_args, cons (e, f));
504     }
505   return cell_unspecified;
506 }
507
508 SCM
509 check_apply (SCM f, SCM e) ///((internal))
510 {
511   char* type = 0;
512   if (f == cell_f || f == cell_t) type = "bool";
513   if (f == cell_nil) type = "nil";
514   if (f == cell_unspecified) type = "*unspecified*";
515   if (f == cell_undefined) type = "*undefined*";
516   if (TYPE (f) == TCHAR) type = "char";
517   if (TYPE (f) == TNUMBER) type = "number";
518   if (TYPE (f) == TSTRING) type = "string";
519
520   if (type)
521     {
522       char *s = "cannot apply: ";
523       eputs (s);
524       eputs (type);
525       eputs ("[");
526       display_error_ (e);
527       eputs ("]\n");
528       SCM e = MAKE_STRING (cstring_to_list (s));
529       return error (cell_symbol_wrong_type_arg, cons (e, f));
530     }
531   return cell_unspecified;
532 }
533
534 SCM
535 gc_push_frame () ///((internal))
536 {
537   SCM frame = cons (r1, cons (r2, cons (r3, cons (r0, cell_nil))));
538   g_stack = cons (frame, g_stack);
539   return g_stack;
540 }
541
542 SCM
543 append2 (SCM x, SCM y)
544 {
545   if (x == cell_nil)
546     return y;
547   if (TYPE (x) != TPAIR)
548     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_append2));
549   SCM r = cell_nil;
550   while (x != cell_nil)
551     {
552       r = cons (CAR (x), r);
553       x = CDR (x);
554     }
555   return reverse_x_ (r, y);
556 }
557
558 SCM
559 append_reverse (SCM x, SCM y)
560 {
561   if (x == cell_nil)
562     return y;
563   if (TYPE (x) != TPAIR)
564     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_append_reverse));
565   while (x != cell_nil)
566     {
567       y = cons (CAR (x), y);
568       x = CDR (x);
569     }
570   return y;
571 }
572
573 SCM
574 reverse_x_ (SCM x, SCM t)
575 {
576   if (TYPE (x) != TPAIR)
577     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_reverse_x_));
578   SCM r = t;
579   while (x != cell_nil)
580     {
581       t = CDR (x);
582       CDR (x) = r;
583       r = x;
584       x = t;
585     }
586   return r;
587 }
588
589 SCM
590 pairlis (SCM x, SCM y, SCM a)
591 {
592   if (x == cell_nil)
593     return a;
594   if (TYPE (x) != TPAIR)
595     return cons (cons (x, y), a);
596   return cons (cons (car (x), car (y)),
597                pairlis (cdr (x), cdr (y), a));
598 }
599
600 SCM
601 call (SCM fn, SCM x)
602 {
603   if ((FUNCTION (fn).arity > 0 || FUNCTION (fn).arity == -1)
604       && x != cell_nil && TYPE (CAR (x)) == TVALUES)
605     x = cons (CADAR (x), CDR (x));
606   if ((FUNCTION (fn).arity > 1 || FUNCTION (fn).arity == -1)
607       && x != cell_nil && TYPE (CDR (x)) == TPAIR && TYPE (CADR (x)) == TVALUES)
608     x = cons (CAR (x), cons (CDADAR (x), CDR (x)));
609   switch (FUNCTION (fn).arity)
610     {
611 #if __MESC__ || !_POSIX_SOURCE
612     case 0: return (FUNCTION (fn).function) ();
613     case 1: return ((SCM(*)(SCM))(FUNCTION (fn).function)) (CAR (x));
614     case 2: return ((SCM(*)(SCM,SCM))(FUNCTION (fn).function)) (CAR (x), CADR (x));
615     case 3: return ((SCM(*)(SCM,SCM,SCM))(FUNCTION (fn).function)) (CAR (x), CADR (x), CAR (CDDR (x)));
616     case -1: return ((SCM(*)(SCM))(FUNCTION (fn).function)) (x);
617     default: return ((SCM(*)(SCM))(FUNCTION (fn).function)) (x);
618 #else
619     case 0: return FUNCTION (fn).function0 ();
620     case 1: return FUNCTION (fn).function1 (CAR (x));
621     case 2: return FUNCTION (fn).function2 (CAR (x), CADR (x));
622     case 3: return FUNCTION (fn).function3 (CAR (x), CADR (x), CAR (CDDR (x)));
623     case -1: return FUNCTION (fn).functionn (x);
624 #endif
625     }
626
627   return cell_unspecified;
628 }
629
630 SCM
631 assq (SCM x, SCM a)
632 {
633   //FIXME: move into fast-non eq_p-ing assq core:assq?
634   //while (a != cell_nil && x != CAAR (a)) a = CDR (a);
635   while (a != cell_nil && eq_p (x, CAAR (a)) == cell_f) a = CDR (a);
636   return a != cell_nil ? CAR (a) : cell_f;
637 }
638
639 SCM
640 assq_ref_env (SCM x, SCM a)
641 {
642   x = assq (x, a);
643   if (x == cell_f) return cell_undefined;
644   return CDR (x);
645 }
646
647 SCM
648 set_car_x (SCM x, SCM e)
649 {
650   assert (TYPE (x) == TPAIR);
651   CAR (x) = e;
652   return cell_unspecified;
653 }
654
655 SCM
656 set_cdr_x (SCM x, SCM e)
657 {
658   if (TYPE (x) != TPAIR) error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_set_cdr_x));
659   CDR (x) = e;
660   return cell_unspecified;
661 }
662
663 SCM
664 set_env_x (SCM x, SCM e, SCM a)
665 {
666   SCM p = assert_defined (x, assq (x, a));
667   if (TYPE (p) != TPAIR) error (cell_symbol_not_a_pair, cons (p, x));
668   return set_cdr_x (p, e);
669 }
670
671 SCM
672 call_lambda (SCM e, SCM x, SCM aa, SCM a) ///((internal))
673 {
674   SCM cl = cons (cons (cell_closure, x), x);
675   r1 = e;
676   r0 = cl;
677   return cell_unspecified;
678 }
679
680 SCM
681 make_closure_ (SCM args, SCM body, SCM a) ///((internal))
682 {
683   return make_cell_ (tmp_num_ (TCLOSURE), cell_f, cons (cons (cell_circular, a), cons (args, body)));
684 }
685
686 SCM
687 lookup_macro_ (SCM x, SCM a) ///((internal))
688 {
689   if (TYPE (x) != TSYMBOL) return cell_f;
690   SCM m = assq_ref_env (x, a);
691   if (TYPE (m) == TMACRO) return MACRO (m);
692   return cell_f;
693 }
694
695 SCM
696 push_cc (SCM p1, SCM p2, SCM a, SCM c) ///((internal))
697 {
698   SCM x = r3;
699   r3 = c;
700   r2 = p2;
701   gc_push_frame ();
702   r1 = p1;
703   r0 = a;
704   r3 = x;
705   return cell_unspecified;
706 }
707
708 SCM
709 gc_peek_frame () ///((internal))
710 {
711   SCM frame = CAR (g_stack);
712   r1 = CAR (frame);
713   r2 = CADR (frame);
714   r3 = CAR (CDDR (frame));
715   r0 = CADR (CDDR (frame));
716   return frame;
717 }
718
719 SCM
720 gc_pop_frame () ///((internal))
721 {
722   SCM frame = gc_peek_frame (g_stack);
723   g_stack = CDR (g_stack);
724   return frame;
725 }
726
727 char const* string_to_cstring (SCM s);
728
729 SCM
730 add_formals (SCM formals, SCM x)
731 {
732   while (TYPE (x) == TPAIR)
733     {
734       formals = cons (CAR (x), formals);
735       x = CDR (x);
736     }
737   if (TYPE (x) == TSYMBOL)
738     formals = cons (x, formals);
739   return formals;
740 }
741
742 SCM
743 eval_apply ()
744 {
745   return cell_unspecified;
746 }
747
748 SCM
749 apply (SCM f, SCM x, SCM a) ///((internal))
750 {
751   push_cc (cons (f, x), cell_unspecified, r0, cell_unspecified);
752   r3 = cell_vm_apply;
753   return eval_apply ();
754 }
755
756 SCM
757 mes_g_stack (SCM a) ///((internal))
758 {
759   r0 = a;
760   r1 = MAKE_CHAR (0);
761   r2 = MAKE_CHAR (0);
762   r3 = MAKE_CHAR (0);
763   g_stack = cons (cell_nil, cell_nil);
764   return r0;
765 }
766
767 //\f Environment setup
768
769 SCM
770 make_tmps (struct scm* cells)
771 {
772   tmp = g_free++;
773   cells[tmp].type = TCHAR;
774   tmp_num = g_free++;
775   cells[tmp_num].type = TNUMBER;
776   tmp_num2 = g_free++;
777   cells[tmp_num2].type = TNUMBER;
778   return 0;
779 }
780
781 #if !MES_MINI
782 #include "posix.c"
783 #include "math.c"
784 #endif
785 #include "lib.c"
786
787 //\f Jam Collector
788 SCM g_symbol_max;
789
790 SCM
791 gc_init_cells () ///((internal))
792 {
793   int size = ARENA_SIZE * 12;
794   size = size * 2;
795 #if __GNUC__
796   g_arena = (char*)malloc (size);
797 #else
798   char *p = 0;
799   p = malloc (size);
800   g_arena = p;
801 #endif
802   g_cells = g_arena;
803   return 0;
804   //g_cells = (scm *)malloc (2*ARENA_SIZE*sizeof(scm));
805
806   TYPE (0) = TVECTOR;
807   LENGTH (0) = 1000;
808   VECTOR (0) = 0;
809   g_cells++;
810   TYPE (0) = TCHAR;
811   VALUE (0) = 'c';
812   return 0;
813 }
814
815 SCM
816 mes_symbols () ///((internal))
817 {
818   gc_init_cells ();
819   gc_init_news ();
820
821 #include "mes.mes.symbols.i"
822
823   g_symbol_max = g_free;
824   make_tmps (g_cells);
825
826   g_symbols = 0;
827   for (int i=1; i<g_symbol_max; i++)
828     g_symbols = cons (i, g_symbols);
829
830   SCM a = cell_nil;
831
832 #include "mes.mes.symbol-names.i"
833
834   a = acons (cell_symbol_mes_version, MAKE_STRING (cstring_to_list (VERSION)), a);
835   a = acons (cell_symbol_mes_prefix, MAKE_STRING (cstring_to_list (PREFIX)), a);
836
837   a = acons (cell_symbol_dot, cell_dot, a);
838   a = acons (cell_symbol_begin, cell_begin, a);
839   a = acons (cell_symbol_call_with_values, cell_symbol_call_with_values, a);
840   a = acons (cell_symbol_current_module, cell_symbol_current_module, a);
841   a = acons (cell_symbol_call_with_current_continuation, cell_call_with_current_continuation, a);
842   a = acons (cell_symbol_sc_expand, cell_f, a);
843
844   char *compiler = "gcc";
845 #if __MESC__
846   compiler = "mescc";
847 #elif __TINYC__
848   compiler = "tcc";
849 #endif
850   a = acons (cell_symbol_compiler, MAKE_STRING (cstring_to_list (compiler)), a);
851
852   char *arch = "x86";
853 #if __x86_64__
854   arch = "x86_64";
855 #endif
856   a = acons (cell_symbol_arch, MAKE_STRING (cstring_to_list (arch)), a);
857
858   a = acons (cell_closure, a, a);
859
860   return a;
861 }
862
863 SCM
864 mes_environment () ///((internal))
865 {
866   SCM a = mes_symbols ();
867   return mes_g_stack (a);
868 }
869
870 SCM
871 mes_builtins (SCM a) ///((internal))
872 {
873 #include "mes.mes.i"
874
875 // Do not sort: Order of these includes define builtins
876 #if !MES_MINI
877 #include "posix.mes.i"
878 #include "math.mes.i"
879 #endif
880 #include "lib.mes.i"
881 #if !MES_MINI
882 #include "vector.mes.i"
883 #endif
884 #include "gc.mes.i"
885 #if !MES_MINI
886   //#include "reader.mes.i"
887 #endif
888
889 #include "gc.mes.environment.i"
890 #include "lib.mes.environment.i"
891 #if !MES_MINI
892 #include "math.mes.environment.i"
893 #endif
894 #include "mes.mes.environment.i"
895 #if !MES_MINI
896 #include "posix.mes.environment.i"
897   //#include "reader.mes.environment.i"
898 #include "vector.mes.environment.i"
899 #endif
900
901   return a;
902 }
903
904 SCM
905 bload_env (SCM a) ///((internal))
906 {
907   char *mo = "module/mes/read-0-32.mo";
908   g_stdin = open (mo, 0);
909   if (g_stdin < 0) {eputs ("no such file: ");eputs (mo);eputs ("\n");return 1;}
910   assert (getchar () == 'M');
911   assert (getchar () == 'E');
912   assert (getchar () == 'S');
913   eputs ("*GOT MES*\n");
914   g_stack = getchar () << 8;
915   g_stack += getchar ();
916
917   char *p = (char*)g_cells;
918   int c = getchar ();
919   while (c != EOF)
920     {
921       *p++ = c;
922       c = getchar ();
923     }
924   g_free = (p-(char*)g_cells) /
925   gc_peek_frame ();
926   g_symbols = r1;
927   g_stdin = STDIN;
928   r0 = mes_builtins (r0);
929
930   char *compiler = "gcc";
931 #if __MESC__
932   compiler = "mescc";
933 #elif __TINYC__
934   compiler = "tcc";
935 #endif
936   set_env_x (cell_symbol_compiler, MAKE_STRING (cstring_to_list (compiler)), r0);
937
938   char *arch = "x86";
939 #if __x86_64__
940   arch = "x86_64";
941 #endif
942   set_env_x (cell_symbol_arch, MAKE_STRING (cstring_to_list (arch)), r0);
943
944   if (g_debug)
945     {
946       eputs ("symbols: ");
947       SCM s = g_symbols;
948       while (s && s != cell_nil) {
949         display_error_ (CAR (s));
950         eputs (" ");
951         s = CDR (s);
952       }
953       eputs ("\n");
954       eputs ("functions: ");
955       eputs (itoa (g_function));
956       eputs ("\n");
957       for (int i = 0; i < g_function; i++)
958         {
959           eputs ("[");
960           eputs (itoa (i));
961           eputs ("]: ");
962           eputs (g_functions[i].name);
963           eputs ("\n");
964         }
965       //display_error_ (r0);
966       //puts ("\n");
967     }
968   return r2;
969 }
970
971 #if !MES_MINI
972 #include "vector.c"
973 #endif
974 #include "gc.c"
975
976 int
977 main (int argc, char *argv[])
978 {
979   char *p;
980   if (p = getenv ("MES_DEBUG")) g_debug = atoi (p);
981   if (g_debug) {eputs (";;; MODULEDIR=");eputs (MODULEDIR);eputs ("\n");}
982   if (p = getenv ("MES_MAX_ARENA")) MAX_ARENA_SIZE = atoi (p);
983   if (p = getenv ("MES_ARENA")) ARENA_SIZE = atoi (p);
984   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--help")) return puts ("Usage: mes [--dump|--load] < FILE\n");
985   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--version")) {puts ("Mes ");puts (VERSION);puts ("\n");return 0;};
986   g_stdout = STDOUT;
987   r0 = mes_environment ();
988
989   SCM program = bload_env (r0);
990   SCM lst = cell_nil;
991   for (int i=argc-1; i>=0; i--) lst = cons (MAKE_STRING (cstring_to_list (argv[i])), lst);
992   r0 = acons (cell_symbol_argv, lst, r0);
993   push_cc (r2, cell_unspecified, r0, cell_unspecified);
994   if (g_debug)
995     {
996       eputs ("program: ");
997       display_error_ (r1);
998       eputs ("\n");
999     }
1000   r3 = cell_vm_begin;
1001   r1 = eval_apply ();
1002   display_error_ (r1);
1003   eputs ("\n");
1004   gc (g_stack);
1005   if (g_debug)
1006     {
1007       eputs ("\nstats: [");
1008       eputs (itoa (g_free));
1009       eputs ("]\n");
1010     }
1011   return 0;
1012 }