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 0
  28
  29 #if __GNUC__
  30 #define FIXME_NYACC 1
  31 #define  __NYACC__ 0
  32 #define NYACC_CAR
  33 #define NYACC_CDR
  34 #else
  35 #define  __NYACC__ 1
  36 #define NYACC_CAR nyacc_car
  37 #define NYACC_CDR nyacc_cdr
  38 #endif
  39
  40 int ARENA_SIZE = 1200000;
  41 char arena[1200000];
  42
  43 typedef int SCM;
  44
  45 int g_debug = 0;
  46 int g_free = 0;
  47
  48 SCM g_continuations = 0;
  49 SCM g_symbols = 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, TREF, TSPECIAL, TSTRING, TSYMBOL, TVALUES, TVECTOR, TBROKEN_HEART};
  61
  62 struct scm {
  63   enum type_t type;
  64   SCM car;
  65   SCM cdr;
  66 };
  67
  68 typedef int (*f_t) (void);
  69 struct function {
  70   int (*function) (void);
  71   int arity;
  72   char *name;
  73 };
  74
  75 struct scm *g_cells = arena;
  76
  77 //FIXME
  78 //struct scm *g_news = 0;
  79
  80 struct scm scm_nil = {TSPECIAL, "()",0};
  81 struct scm scm_f = {TSPECIAL, "#f",0};
  82 struct scm scm_t = {TSPECIAL, "#t",0};
  83 struct scm scm_dot = {TSPECIAL, ".",0};
  84 struct scm scm_arrow = {TSPECIAL, "=>",0};
  85 struct scm scm_undefined = {TSPECIAL, "*undefined*",0};
  86 struct scm scm_unspecified = {TSPECIAL, "*unspecified*",0};
  87 struct scm scm_closure = {TSPECIAL, "*closure*",0};
  88 struct scm scm_circular = {TSPECIAL, "*circular*",0};
  89 struct scm scm_begin = {TSPECIAL, "*begin*",0};
  90
  91 struct scm scm_symbol_dot = {TSYMBOL, "*dot*",0};
  92 struct scm scm_symbol_lambda = {TSYMBOL, "lambda",0};
  93 struct scm scm_symbol_begin = {TSYMBOL, "begin",0};
  94 struct scm scm_symbol_if = {TSYMBOL, "if",0};
  95 struct scm scm_symbol_quote = {TSYMBOL, "quote",0};
  96 struct scm scm_symbol_set_x = {TSYMBOL, "set!",0};
  97
  98 struct scm scm_symbol_sc_expand = {TSYMBOL, "sc-expand",0};
  99 struct scm scm_symbol_macro_expand = {TSYMBOL, "macro-expand",0};
 100 struct scm scm_symbol_sc_expander_alist = {TSYMBOL, "*sc-expander-alist*",0};
 101
 102 struct scm scm_symbol_call_with_values = {TSYMBOL, "call-with-values",0};
 103 struct scm scm_call_with_current_continuation = {TSPECIAL, "*call/cc*",0};
 104 struct scm scm_symbol_call_with_current_continuation = {TSYMBOL, "call-with-current-continuation",0};
 105 struct scm scm_symbol_current_module = {TSYMBOL, "current-module",0};
 106 struct scm scm_symbol_primitive_load = {TSYMBOL, "primitive-load",0};
 107 struct scm scm_symbol_read_input_file = {TSYMBOL, "read-input-file",0};
 108 struct scm scm_symbol_write = {TSYMBOL, "write",0};
 109 struct scm scm_symbol_display = {TSYMBOL, "display",0};
 110
 111 struct scm scm_symbol_throw = {TSYMBOL, "throw",0};
 112 struct scm scm_symbol_not_a_pair = {TSYMBOL, "not-a-pair",0};
 113 struct scm scm_symbol_system_error = {TSYMBOL, "system-error",0};
 114 struct scm scm_symbol_wrong_number_of_args = {TSYMBOL, "wrong-number-of-args",0};
 115 struct scm scm_symbol_wrong_type_arg = {TSYMBOL, "wrong-type-arg",0};
 116 struct scm scm_symbol_unbound_variable = {TSYMBOL, "unbound-variable",0};
 117
 118 struct scm scm_symbol_argv = {TSYMBOL, "%argv",0};
 119 struct scm scm_symbol_mes_prefix = {TSYMBOL, "%prefix",0};
 120 struct scm scm_symbol_mes_version = {TSYMBOL, "%version",0};
 121
 122 struct scm scm_symbol_car = {TSYMBOL, "car",0};
 123 struct scm scm_symbol_cdr = {TSYMBOL, "cdr",0};
 124 struct scm scm_symbol_null_p = {TSYMBOL, "null?",0};
 125 struct scm scm_symbol_eq_p = {TSYMBOL, "eq?",0};
 126 struct scm scm_symbol_cons = {TSYMBOL, "cons",0};
 127
 128 struct scm scm_vm_evlis = {TSPECIAL, "*vm-evlis*",0};
 129 struct scm scm_vm_evlis2 = {TSPECIAL, "*vm-evlis2*",0};
 130 struct scm scm_vm_evlis3 = {TSPECIAL, "*vm-evlis3*",0};
 131 struct scm scm_vm_apply = {TSPECIAL, "core:apply",0};
 132 struct scm scm_vm_apply2 = {TSPECIAL, "*vm-apply2*",0};
 133 struct scm scm_vm_eval = {TSPECIAL, "core:eval",0};
 134
 135 //FIXED_PRIMITIVES
 136 struct scm scm_vm_eval_car = {TSPECIAL, "*vm-eval-car*",0};
 137 struct scm scm_vm_eval_cdr = {TSPECIAL, "*vm-eval-cdr*",0};
 138 struct scm scm_vm_eval_cons = {TSPECIAL, "*vm-eval-cons*",0};
 139 struct scm scm_vm_eval_null_p = {TSPECIAL, "*vm-eval-null-p*",0};
 140
 141 struct scm scm_vm_eval_set_x = {TSPECIAL, "*vm-eval-set!*",0};
 142 struct scm scm_vm_eval_macro = {TSPECIAL, "*vm-eval-macro*",0};
 143 struct scm scm_vm_eval2 = {TSPECIAL, "*vm-eval2*",0};
 144 struct scm scm_vm_macro_expand = {TSPECIAL, "core:macro-expand",0};
 145 struct scm scm_vm_begin = {TSPECIAL, "*vm-begin*",0};
 146 struct scm scm_vm_begin_read_input_file = {TSPECIAL, "*vm-begin-read-input-file*",0};
 147 struct scm scm_vm_begin2 = {TSPECIAL, "*vm-begin2*",0};
 148 struct scm scm_vm_if = {TSPECIAL, "*vm-if*",0};
 149 struct scm scm_vm_if_expr = {TSPECIAL, "*vm-if-expr*",0};
 150 struct scm scm_vm_call_with_values2 = {TSPECIAL, "*vm-call-with-values2*",0};
 151 struct scm scm_vm_call_with_current_continuation2 = {TSPECIAL, "*vm-call-with-current-continuation2*",0};
 152 struct scm scm_vm_return = {TSPECIAL, "*vm-return*",0};
 153
 154 struct scm scm_test = {TSYMBOL, "test",0};
 155
 156 #include "mini-mes.symbols.h"
 157
 158 SCM tmp;
 159 SCM tmp_num;
 160 SCM tmp_num2;
 161
 162 struct function g_functions[200];
 163 int g_function = 0;
 164
 165 // #include "lib.h"
 166 // #include "math.h"
 167 #include "mini-mes.h"
 168 // #include "posix.h"
 169 // #include "reader.h"
 170
 171
 172 #define TYPE(x) (g_cells[x].type)
 173
 174 #define CAR(x) g_cells[x].car
 175 #define LENGTH(x) g_cells[x].car
 176 #define STRING(x) g_cells[x].car
 177
 178 #define CDR(x) g_cells[x].cdr
 179 #define CLOSURE(x) g_cells[x].cdr
 180 #define CONTINUATION(x) g_cells[x].cdr
 181 #if __GNUC__
 182 //#define FUNCTION(x) g_functions[g_cells[x].function]
 183 #endif
 184
 185 #define FUNCTION(x) g_functions[g_cells[x].cdr]
 186 #define MACRO(x) g_cells[x].car
 187 #define VALUE(x) g_cells[x].cdr
 188 #define VECTOR(x) g_cells[x].cdr
 189
 190 #define MAKE_CHAR(n) make_cell (tmp_num_ (TCHAR), 0, tmp_num2_ (n))
 191 #define MAKE_CONTINUATION(n) make_cell (tmp_num_ (TCONTINUATION), n, g_stack)
 192 #define MAKE_NUMBER(n) make_cell (tmp_num_ (TNUMBER), 0, tmp_num2_ (n))
 193 //#define MAKE_REF(n) make_cell (tmp_num_ (REF), n, 0)
 194
 195
 196 #define CAAR(x) CAR (CAR (x))
 197 #define CDAR(x) CDR (CAR (x))
 198 #define CADAR(x) CAR (CDR (CAR (x)))
 199 #define CADDR(x) CAR (CDR (CDR (x)))
 200 // #define CDDDR(x) CDR (CDR (CDR (x)))
 201 #define CDADAR(x) CAR (CDR (CAR (CDR (x))))
 202 #define CADR(x) CAR (CDR (x))
 203
 204 #define MAKE_STRING(x) make_cell (tmp_num_ (TSTRING), x, 0)
 205
 206 SCM
 207 alloc (int n)
 208 {
 209 #if __GNUC__
 210   assert (g_free + n < ARENA_SIZE);
 211 #endif
 212   SCM x = g_free;
 213   g_free += n;
 214   return x;
 215 }
 216
 217 #define DEBUG 0
 218
 219 SCM
 220 make_cell (SCM type, SCM car, SCM cdr)
 221 {
 222   SCM x = alloc (1);
 223 #if __GNUC__
 224   assert (TYPE (type) == TNUMBER);
 225 #endif
 226   TYPE (x) = VALUE (type);
 227   if (VALUE (type) == TCHAR || VALUE (type) == TNUMBER) {
 228     if (car) CAR (x) = CAR (car);
 229     if (cdr) CDR(x) = CDR(cdr);
 230   }
 231   else if (VALUE (type) == TFUNCTION) {
 232     if (car) CAR (x) = car;
 233     if (cdr) CDR(x) = CDR(cdr);
 234   }
 235   else {
 236     CAR (x) = car;
 237     CDR(x) = cdr;
 238   }
 239   return x;
 240 }
 241
 242 SCM
 243 tmp_num_ (int x)
 244 {
 245   VALUE (tmp_num) = x;
 246   return tmp_num;
 247 }
 248
 249 SCM
 250 tmp_num2_ (int x)
 251 {
 252   VALUE (tmp_num2) = x;
 253   return tmp_num2;
 254 }
 255
 256 SCM
 257 cons (SCM x, SCM y)
 258 {
 259   VALUE (tmp_num) = TPAIR;
 260   return make_cell (tmp_num, x, y);
 261 }
 262
 263 SCM
 264 car (SCM x)
 265 {
 266 #if MES_MINI
 267   //Nyacc
 268   //assert ("!car");
 269 #else
 270   if (TYPE (x) != TPAIR) error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_symbol_car));
 271 #endif
 272   return CAR (x);
 273 }
 274
 275 SCM
 276 cdr (SCM x)
 277 {
 278 #if MES_MINI
 279   //Nyacc
 280   //assert ("!cdr");
 281 #else
 282   if (TYPE (x) != TPAIR) error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_symbol_cdr));
 283 #endif
 284   return CDR(x);
 285 }
 286
 287 SCM
 288 null_p (SCM x)
 289 {
 290   return x == cell_nil ? cell_t : cell_f;
 291 }
 292
 293 SCM
 294 eq_p (SCM x, SCM y)
 295 {
 296   return (x == y
 297           || ((TYPE (x) == TKEYWORD && TYPE (y) == TKEYWORD
 298                && STRING (x) == STRING (y)))
 299           || (TYPE (x) == TCHAR && TYPE (y) == TCHAR
 300               && VALUE (x) == VALUE (y))
 301           || (TYPE (x) == TNUMBER && TYPE (y) == TNUMBER
 302               && VALUE (x) == VALUE (y)))
 303     ? cell_t : cell_f;
 304 }
 305
 306 SCM
 307 type_ (SCM x)
 308 {
 309   return MAKE_NUMBER (TYPE (x));
 310 }
 311
 312 SCM
 313 car_ (SCM x)
 314 {
 315   return (TYPE (x) != TCONTINUATION
 316           && (TYPE (CAR (x)) == TPAIR // FIXME: this is weird
 317               || TYPE (CAR (x)) == TREF
 318               || TYPE (CAR (x)) == TSPECIAL
 319               || TYPE (CAR (x)) == TSYMBOL
 320               || TYPE (CAR (x)) == TSTRING)) ? CAR (x) : MAKE_NUMBER (CAR (x));
 321 }
 322
 323 SCM
 324 cdr_ (SCM x)
 325 {
 326   return (TYPE (CDR (x)) == TPAIR
 327           || TYPE (CDR (x)) == TREF
 328           || TYPE (CAR (x)) == TSPECIAL
 329           || TYPE (CDR (x)) == TSYMBOL
 330           || TYPE (CDR (x)) == TSTRING) ? CDR (x) : MAKE_NUMBER (CDR (x));
 331 }
 332
 333 SCM
 334 assert_defined (SCM x, SCM e) ///((internal))
 335 {
 336   if (e != cell_undefined) return e;
 337   // error (cell_symbol_unbound_variable, x);
 338   puts ("unbound variable");
 339   exit (33);
 340   return e;
 341 }
 342
 343 SCM
 344 gc_push_frame () ///((internal))
 345 {
 346   SCM frame = cons (r1, cons (r2, cons (r3, cons (r0, cell_nil))));
 347   g_stack = cons (frame, g_stack);
 348   return g_stack;
 349 }
 350
 351 SCM
 352 append2 (SCM x, SCM y)
 353 {
 354   if (x == cell_nil) return y;
 355 #if __GNUC__
 356   assert (TYPE (x) == TPAIR);
 357 #endif
 358   return cons (car (x), append2 (cdr (x), y));
 359 }
 360
 361 SCM
 362 pairlis (SCM x, SCM y, SCM a)
 363 {
 364   if (x == cell_nil)
 365     return a;
 366   if (TYPE (x) != TPAIR)
 367     return cons (cons (x, y), a);
 368   return cons (cons (car (x), car (y)),
 369                pairlis (cdr (x), cdr (y), a));
 370 }
 371
 372 SCM display_ (SCM);
 373
 374 SCM
 375 call (SCM fn, SCM x)
 376 {
 377   if ((FUNCTION (fn).arity > 0 || FUNCTION (fn).arity == -1)
 378       && x != cell_nil && TYPE (CAR (x)) == TVALUES)
 379     x = cons (CADAR (x), CDR (x));
 380   if ((FUNCTION (fn).arity > 1 || FUNCTION (fn).arity == -1)
 381       && x != cell_nil && TYPE (CDR (x)) == TPAIR && TYPE (CADR (x)) == TVALUES)
 382     x = cons (CAR (x), cons (CDADAR (x), CDR (x)));
 383   switch (FUNCTION (fn).arity)
 384     {
 385     case 0: {return (FUNCTION (fn).function) ();}
 386     case 1: {return ((SCM(*)(SCM))(FUNCTION (fn).function)) (car (x));}
 387     case 2: {return ((SCM(*)(SCM,SCM))(FUNCTION (fn).function)) (car (x), cadr (x));}
 388     case 3: {return ((SCM(*)(SCM,SCM,SCM))(FUNCTION (fn).function)) (car (x), cadr (x), car (cddr (x)));}
 389     case -1: {return ((SCM(*)(SCM))(FUNCTION (fn).function)) (x);}
 390     default: {return ((SCM(*)(SCM))(FUNCTION (fn).function)) (x);}
 391     }
 392
 393   return cell_unspecified;
 394 }
 395
 396 SCM
 397 assq (SCM x, SCM a)
 398 {
 399   //FIXME: eq_p
 400   //while (a != cell_nil && eq_p (x, CAAR (a)) == cell_f) a = CDR (a);
 401   while (a != cell_nil && x != CAAR (a)) a = CDR (a);
 402   return a != cell_nil ? car (a) : cell_f;
 403 }
 404
 405 SCM
 406 assq_ref_env (SCM x, SCM a)
 407 {
 408   x = assq (x, a);
 409   if (x == cell_f) return cell_undefined;
 410   return cdr (x);
 411 }
 412
 413 SCM
 414 set_car_x (SCM x, SCM e)
 415 {
 416 #if __GNUC__
 417   assert (TYPE (x) == TPAIR);
 418 #endif
 419   CAR (x) = e;
 420   return cell_unspecified;
 421 }
 422
 423 SCM
 424 set_cdr_x (SCM x, SCM e)
 425 {
 426   //if (TYPE (x) != TPAIR) error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_set_cdr_x));
 427   CDR (x) = e;
 428   return cell_unspecified;
 429 }
 430
 431 SCM
 432 set_env_x (SCM x, SCM e, SCM a)
 433 {
 434   SCM p = assert_defined (x, assq (x, a));
 435   //if (TYPE (p) != TPAIR)  error (cell_symbol_not_a_pair, cons (p, x));
 436   return set_cdr_x (p, e);
 437 }
 438
 439 SCM
 440 call_lambda (SCM e, SCM x, SCM aa, SCM a) ///((internal))
 441 {
 442   SCM cl = cons (cons (cell_closure, x), x);
 443   cl = cons (cons (cell_closure, x), x);
 444   r1 = e;
 445   r0 = cl;
 446   return cell_unspecified;
 447 }
 448
 449 SCM
 450 make_closure (SCM args, SCM body, SCM a)
 451 {
 452   return make_cell (tmp_num_ (TCLOSURE), cell_f, cons (cons (cell_circular, a), cons (args, body)));
 453 }
 454
 455 SCM
 456 lookup_macro (SCM x, SCM a)
 457 {
 458   if (TYPE (x) != TSYMBOL) return cell_f;
 459   SCM m = assq_ref_env (x, a);
 460   if (TYPE (m) == TMACRO) return MACRO (m);
 461   return cell_f;
 462 }
 463
 464 SCM
 465 push_cc (SCM p1, SCM p2, SCM a, SCM c) ///((internal))
 466 {
 467   SCM x = r3;
 468   r3 = c;
 469   r2 = p2;
 470   gc_push_frame ();
 471   r1 = p1;
 472   r0 = a;
 473   r3 = x;
 474   return cell_unspecified;
 475 }
 476
 477 SCM caar (SCM x) {return car (car (x));}
 478 SCM cadr (SCM x) {return car (cdr (x));}
 479 SCM cdar (SCM x) {return cdr (car (x));}
 480 SCM cddr (SCM x) {return cdr (cdr (x));}
 481
 482 SCM gc_pop_frame (); //((internal))
 483
 484 SCM
 485 eval_apply ()
 486 {
 487  eval_apply:
 488   // if (g_free + GC_SAFETY > ARENA_SIZE)
 489   //   gc_pop_frame (gc (gc_push_frame ()));
 490
 491   switch (r3)
 492     {
 493     case cell_vm_evlis: goto evlis;
 494     case cell_vm_evlis2: goto evlis2;
 495     case cell_vm_evlis3: goto evlis3;
 496     case cell_vm_apply: goto apply;
 497     case cell_vm_apply2: goto apply2;
 498     case cell_vm_eval: goto eval;
 499 #if FIXED_PRIMITIVES
 500     case cell_vm_eval_car: goto eval_car;
 501     case cell_vm_eval_cdr: goto eval_cdr;
 502     case cell_vm_eval_cons: goto eval_cons;
 503     case cell_vm_eval_null_p: goto eval_null_p;
 504 #endif
 505     case cell_vm_eval_set_x: goto eval_set_x;
 506     case cell_vm_eval_macro: goto eval_macro;
 507     case cell_vm_eval2: goto eval2;
 508     case cell_vm_macro_expand: goto macro_expand;
 509     case cell_vm_begin: goto begin;
 510       ///case cell_vm_begin_read_input_file: goto begin_read_input_file;
 511     case cell_vm_begin2: goto begin2;
 512     case cell_vm_if: goto vm_if;
 513     case cell_vm_if_expr: goto if_expr;
 514     case cell_vm_call_with_current_continuation2: goto call_with_current_continuation2;
 515     case cell_vm_call_with_values2: goto call_with_values2;
 516     case cell_vm_return: goto vm_return;
 517     case cell_unspecified: return r1;
 518     default: assert (0);
 519     }
 520
 521   SCM x = cell_nil;
 522   SCM y = cell_nil;
 523  evlis:
 524   if (r1 == cell_nil) goto vm_return;
 525   if (TYPE (r1) != TPAIR) goto eval;
 526   push_cc (car (r1), r1, r0, cell_vm_evlis2);
 527   goto eval;
 528  evlis2:
 529   push_cc (cdr (r2), r1, r0, cell_vm_evlis3);
 530   goto evlis;
 531  evlis3:
 532   r1 = cons (r2, r1);
 533   goto vm_return;
 534
 535  apply:
 536   switch (TYPE (car (r1)))
 537     {
 538     case TFUNCTION: {
 539       //check_formals (car (r1), MAKE_NUMBER (FUNCTION (car (r1)).arity), cdr (r1));
 540       r1 = call (car (r1), cdr (r1)); /// FIXME: move into eval_apply
 541       goto vm_return;
 542     }
 543     case TCLOSURE:
 544       {
 545         SCM cl = CLOSURE (car (r1));
 546         SCM formals = cadr (cl);
 547         SCM body = cddr (cl);
 548         SCM aa = cdar (cl);
 549         aa = cdr (aa);
 550         //check_formals (car (r1), formals, cdr (r1));
 551         SCM p = pairlis (formals, cdr (r1), aa);
 552         call_lambda (body, p, aa, r0);
 553         goto begin;
 554       }
 555       case TCONTINUATION:
 556         {
 557           x = r1;
 558           g_stack = CONTINUATION (CAR (r1));
 559           gc_pop_frame ();
 560           r1 = cadr (x);
 561           goto eval_apply;
 562         }
 563     case TSPECIAL:
 564       {
 565         switch (car (r1))
 566           {
 567           case cell_vm_apply:
 568             {
 569               push_cc (cons (CADR (r1), CADDR (r1)), r1, r0, cell_vm_return);
 570               goto apply;
 571             }
 572           case cell_vm_eval:
 573             {
 574               push_cc (CADR (r1), r1, CADDR (r1), cell_vm_return);
 575               goto eval;
 576             }
 577           case cell_call_with_current_continuation:
 578             {
 579               r1 = cdr (r1);
 580               goto call_with_current_continuation;
 581             }
 582             //default: check_apply (cell_f, car (r1));
 583           }
 584       }
 585     case TSYMBOL:
 586       {
 587         if (car (r1) == cell_symbol_call_with_values)
 588           {
 589             r1 = cdr (r1);
 590             goto call_with_values;
 591           }
 592         if (car (r1) == cell_symbol_current_module)
 593           {
 594             r1 = r0;
 595             goto vm_return;
 596           }
 597         break;
 598       }
 599     case TPAIR:
 600       {
 601         switch (caar (r1))
 602           {
 603           case cell_symbol_lambda:
 604             {
 605               SCM formals = cadr (car (r1));
 606               SCM body = cddr (car (r1));
 607               SCM p = pairlis (formals, cdr (r1), r0);
 608               //check_formals (r1, formals, cdr (r1));
 609               call_lambda (body, p, p, r0);
 610               goto begin;
 611             }
 612           }
 613       }
 614     }
 615   push_cc (car (r1), r1, r0, cell_vm_apply2);
 616   goto eval;
 617  apply2:
 618   //check_apply (r1, car (r2));
 619   r1 = cons (r1, cdr (r2));
 620   goto apply;
 621
 622  eval:
 623   switch (TYPE (r1))
 624     {
 625     case TPAIR:
 626       {
 627         switch (car (r1))
 628           {
 629 #if FIXED_PRIMITIVES
 630           case cell_symbol_car:
 631             {
 632               push_cc (CADR (r1), r1, r0, cell_vm_eval_car); goto eval;
 633             eval_car:
 634               x = r1; gc_pop_frame (); r1 = car (x); goto eval_apply;
 635             }
 636           case cell_symbol_cdr:
 637             {
 638               push_cc (CADR (r1), r1, r0, cell_vm_eval_cdr); goto eval;
 639             eval_cdr:
 640               x = r1; gc_pop_frame (); r1 = cdr (x); goto eval_apply;
 641             }
 642           case cell_symbol_cons: {
 643             push_cc (CDR (r1), r1, r0, cell_vm_eval_cons); goto evlis;
 644             eval_cons:
 645             x = r1;
 646             gc_pop_frame ();
 647             r1 = cons (CAR (x), CADR (x));
 648             goto eval_apply;
 649           }
 650           case cell_symbol_null_p:
 651             {
 652               push_cc (CADR (r1), r1, r0, cell_vm_eval_null_p);
 653               goto eval;
 654             eval_null_p:
 655               x = r1; gc_pop_frame (); r1 = null_p (x); goto eval_apply;
 656             }
 657 #endif // FIXED_PRIMITIVES
 658           case cell_symbol_quote:
 659             {
 660               x = r1; gc_pop_frame (); r1 = cadr (x); goto eval_apply;
 661             }
 662           case cell_symbol_begin: goto begin;
 663           case cell_symbol_lambda:
 664             {
 665               r1 = make_closure (cadr (r1), cddr (r1), assq (cell_closure, r0));
 666               goto vm_return;
 667             }
 668           case cell_symbol_if: {r1=cdr (r1); goto vm_if;}
 669           case cell_symbol_set_x:
 670             {
 671               push_cc (car (cddr (r1)), r1, r0, cell_vm_eval_set_x);
 672               goto eval;
 673             eval_set_x:
 674               x = r2;
 675               r1 = set_env_x (cadr (x), r1, r0);
 676               goto vm_return;
 677             }
 678           case cell_vm_macro_expand:
 679             {
 680               push_cc (cadr (r1), r1, r0, cell_vm_return);
 681               goto macro_expand;
 682             }
 683           default: {
 684             push_cc (r1, r1, r0, cell_vm_eval_macro);
 685             goto macro_expand;
 686             eval_macro:
 687             x = r2;
 688             if (r1 != r2)
 689               {
 690                 if (TYPE (r1) == TPAIR)
 691                   {
 692                     set_cdr_x (r2, cdr (r1));
 693                     set_car_x (r2, car (r1));
 694                   }
 695                 goto eval;
 696               }
 697             push_cc (CDR (r1), r1, r0, cell_vm_eval2); goto evlis;
 698             eval2:
 699             r1 = cons (car (r2), r1);
 700             goto apply;
 701           }
 702           }
 703       }
 704     case TSYMBOL:
 705       {
 706         r1 = assert_defined (r1, assq_ref_env (r1, r0));
 707         goto vm_return;
 708       }
 709     default: {goto vm_return;}
 710     }
 711
 712   SCM macro;
 713   SCM expanders;
 714  macro_expand:
 715   if (TYPE (r1) == TPAIR
 716       && (macro = lookup_macro (car (r1), r0)) != cell_f)
 717     {
 718       r1 = cons (macro, CDR (r1));
 719       goto apply;
 720     }
 721   else if (TYPE (r1) == TPAIR
 722            && TYPE (CAR (r1)) == TSYMBOL
 723            && ((expanders = assq_ref_env (cell_symbol_sc_expander_alist, r0)) != cell_undefined)
 724            && ((macro = assq (CAR (r1), expanders)) != cell_f))
 725     {
 726       SCM sc_expand = assq_ref_env (cell_symbol_macro_expand, r0);
 727       if (sc_expand != cell_undefined && sc_expand != cell_f)
 728         {
 729           r1 = cons (sc_expand, cons (r1, cell_nil));
 730           goto apply;
 731         }
 732     }
 733   goto vm_return;
 734  begin:
 735   x = cell_unspecified;
 736   while (r1 != cell_nil) {
 737     if (TYPE (r1) == TPAIR && TYPE (CAR (r1)) == TPAIR)
 738       {
 739         if (caar (r1) == cell_symbol_begin)
 740           r1 = append2 (cdar (r1), cdr (r1));
 741         else if (caar (r1) == cell_symbol_primitive_load)
 742           {
 743             push_cc (cons (cell_symbol_read_input_file, cell_nil), r1, r0, cell_vm_begin_read_input_file);
 744             goto apply;
 745           begin_read_input_file:
 746             r1 = append2 (r1, cdr (r2));
 747           }
 748       }
 749     if (CDR (r1) == cell_nil)
 750       {
 751         r1 = car (r1);
 752         goto eval;
 753       }
 754     push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_begin2);
 755     goto eval;
 756   begin2:
 757     x = r1;
 758     r1 = CDR (r2);
 759   }
 760   r1 = x;
 761   goto vm_return;
 762
 763  vm_if:
 764   push_cc (car (r1), r1, r0, cell_vm_if_expr);
 765   goto eval;
 766  if_expr:
 767   x = r1;
 768   r1 = r2;
 769   if (x != cell_f)
 770     {
 771       r1 = cadr (r1);
 772       goto eval;
 773     }
 774   if (cddr (r1) != cell_nil)
 775     {
 776       r1 = car (cddr (r1));
 777       goto eval;
 778     }
 779   r1 = cell_unspecified;
 780   goto vm_return;
 781
 782  call_with_current_continuation:
 783   gc_push_frame ();
 784 #if __GNUC__
 785   // FIXME GCC
 786   x = MAKE_CONTINUATION (g_continuations++);
 787 #else
 788   x = MAKE_CONTINUATION (g_continuations);
 789   g_continuations++;
 790 #endif
 791   gc_pop_frame ();
 792   push_cc (cons (car (r1), cons (x, cell_nil)), x, r0, cell_vm_call_with_current_continuation2);
 793   goto apply;
 794  call_with_current_continuation2:
 795   CONTINUATION (r2) = g_stack;
 796   goto vm_return;
 797
 798  call_with_values:
 799   push_cc (cons (car (r1), cell_nil), r1, r0, cell_vm_call_with_values2);
 800   goto apply;
 801  call_with_values2:
 802   if (TYPE (r1) == TVALUES)
 803     r1 = CDR (r1);
 804   r1 = cons (cadr (r2), r1);
 805   goto apply;
 806
 807  vm_return:
 808   x = r1;
 809   gc_pop_frame ();
 810   r1 = x;
 811   goto eval_apply;
 812 }
 813
 814 SCM
 815 gc_peek_frame () ///((internal))
 816 {
 817   SCM frame = car (g_stack);
 818   r1 = car (frame);
 819   r2 = cadr (frame);
 820   r3 = car (cddr (frame));
 821   r0 = cadr (cddr (frame));
 822   return frame;
 823 }
 824
 825 SCM
 826 gc_pop_frame () ///((internal))
 827 {
 828   SCM frame = gc_peek_frame (g_stack);
 829   g_stack = cdr (g_stack);
 830   return frame;
 831 }
 832
 833 SCM
 834 mes_g_stack (SCM a) ///((internal))
 835 {
 836   r0 = a;
 837   r1 = MAKE_CHAR (0);
 838   r2 = MAKE_CHAR (0);
 839   r3 = MAKE_CHAR (0);
 840   g_stack = cons (cell_nil, cell_nil);
 841   return r0;
 842 }
 843
 844 //\f Environment setup
 845 SCM
 846 make_tmps (struct scm* cells)
 847 {
 848   tmp = g_free++;
 849   cells[tmp].type = TCHAR;
 850   tmp_num = g_free++;
 851   cells[tmp_num].type = TNUMBER;
 852   tmp_num2 = g_free++;
 853   cells[tmp_num2].type = TNUMBER;
 854   return 0;
 855 }
 856
 857 SCM
 858 make_symbol_ (SCM s)
 859 {
 860   VALUE (tmp_num) = TSYMBOL;
 861   SCM x = make_cell (tmp_num, s, 0);
 862   g_symbols = cons (x, g_symbols);
 863   return x;
 864 }
 865
 866 SCM
 867 list_of_char_equal_p (SCM a, SCM b)
 868 {
 869   while (a != cell_nil && b != cell_nil && VALUE (car (a)) == VALUE (car (b))) {
 870 #if __GNUC__
 871     assert (TYPE (car (a)) == TCHAR);
 872     assert (TYPE (car (b)) == TCHAR);
 873 #endif
 874     a = cdr (a);
 875     b = cdr (b);
 876   }
 877   return (a == cell_nil && b == cell_nil) ? cell_t : cell_f;
 878 }
 879
 880 SCM
 881 lookup_symbol_ (SCM s)
 882 {
 883   SCM x = g_symbols;
 884 #if !MES_MINI
 885   while (x) {
 886     if (list_of_char_equal_p (STRING (car (x)), s) == cell_t) break;
 887     x = cdr (x);
 888   }
 889   if (x) x = car (x);
 890 #endif;
 891   return x;
 892 }
 893
 894 SCM
 895 make_symbol (SCM s)
 896 {
 897 #if MES_MINI
 898   return make_symbol_ (s);
 899 #else
 900   SCM x = lookup_symbol_ (s);
 901   return x ? x : make_symbol_ (s);
 902 #endif
 903 }
 904
 905 SCM
 906 cstring_to_list (char const* s)
 907 {
 908   char *x = s;
 909   SCM p = cell_nil;
 910   int i = strlen (s);
 911   while (i--)
 912     {
 913       p = cons (MAKE_CHAR (s[i]), p);
 914       x++;
 915     }
 916   return p;
 917 }
 918
 919 SCM
 920 acons (SCM key, SCM value, SCM alist)
 921 {
 922   return cons (cons (key, value), alist);
 923 }
 924
 925
 926 //\f MINI_MES: temp-lib
 927
 928 SCM
 929 write_byte (SCM x) ///((arity . n))
 930 {
 931   SCM c = car (x);
 932   SCM p = cdr (x);
 933   int fd = 1;
 934   if (TYPE (p) == TPAIR && TYPE (car (p)) == TNUMBER) fd = VALUE (car (p));
 935   //FILE *f = fd == 1 ? stdout : stderr;
 936 #if __GNUC__
 937   assert (TYPE (c) == TNUMBER || TYPE (c) == TCHAR);
 938 #endif
 939   //  fputc (VALUE (c), f);
 940   char cc = VALUE (c);
 941   write (1, (char*)&cc, fd);
 942   return c;
 943 }
 944
 945 SCM
 946 display_ (SCM x)
 947 {
 948   // eputs ("<display>\n");
 949   switch (TYPE (x))
 950     {
 951     case TCHAR:
 952       {
 953         //puts ("<char>\n");
 954         puts ("#\\");
 955         putchar (VALUE (x));
 956         break;
 957       }
 958     case TFUNCTION:
 959       {
 960         puts ("#<procedure ");
 961         ///puts (FUNCTION (x).name ? FUNCTION (x).name : "?");
 962         char *p = "?";
 963         if (FUNCTION (x).name != 0)
 964           p = FUNCTION (x).name;
 965         puts (p);
 966         puts ("[");
 967         puts (itoa (CDR (x)));
 968         puts ("]>");
 969         break;
 970       }
 971     case TNUMBER:
 972       {
 973         //puts ("<number>\n");
 974         puts (itoa (VALUE (x)));
 975         break;
 976       }
 977     case TPAIR:
 978       {
 979         //puts ("<pair>\n");
 980         //if (cont != cell_f) puts "(");
 981         puts ("(");
 982         if (x && x != cell_nil) display_ (CAR (x));
 983         if (CDR (x) && CDR (x) != cell_nil)
 984           {
 985             if (TYPE (CDR (x)) != TPAIR)
 986               puts (" . ");
 987             display_ (CDR (x));
 988           }
 989         //if (cont != cell_f) puts (")");
 990         puts (")");
 991         break;
 992       }
 993     case TSPECIAL:
 994       {
 995         switch (x)
 996           {
 997           case 1: {puts ("()"); break;}
 998           case 2: {puts ("#f"); break;}
 999           case 3: {puts ("#t"); break;}
1000           default:
1001             {
1002         puts ("<x:");
1003         puts (itoa (x));
1004         puts (">");
1005             }
1006           }
1007         break;
1008       }
1009     case TSYMBOL:
1010       {
1011         SCM t = CAR (x);
1012         while (t != cell_nil)
1013           {
1014             putchar (VALUE (CAR (t)));
1015             t = CDR (t);
1016           }
1017         break;
1018       }
1019     default:
1020       {
1021         //puts ("<default>\n");
1022         puts ("<");
1023         puts (itoa (TYPE (x)));
1024         puts (":");
1025         puts (itoa (x));
1026         puts (">");
1027         break;
1028       }
1029     }
1030   return 0;
1031 }
1032
1033
1034 //\f Jam Collector
1035 SCM g_symbol_max;
1036
1037 SCM
1038 gc_init_cells () ///((internal))
1039 {
1040   return 0;
1041 //   g_cells = (scm *)malloc (2*ARENA_SIZE*sizeof(scm));
1042
1043 // #if __NYACC__ || FIXME_NYACC
1044 //   TYPE (0) = TVECTOR;
1045 // // #else
1046 // //   TYPE (0) = VECTOR;
1047 // #endif
1048 //   LENGTH (0) = 1000;
1049 //   VECTOR (0) = 0;
1050 //   g_cells++;
1051 //   TYPE (0) = CHAR;
1052 //   VALUE (0) = 'c';
1053 }
1054
1055 // INIT NEWS
1056
1057 SCM
1058 mes_symbols () ///((internal))
1059 {
1060   gc_init_cells ();
1061   //  gc_init_news ();
1062
1063   #include "mini-mes.symbols.i"
1064
1065   g_symbol_max = g_free;
1066   make_tmps (g_cells);
1067
1068   g_symbols = 0;
1069   for (int i=1; i<g_symbol_max; i++)
1070     g_symbols = cons (i, g_symbols);
1071
1072   SCM a = cell_nil;
1073
1074   #include "mini-mes.symbol-names.i"
1075
1076   // a = acons (cell_symbol_mes_version, MAKE_STRING (cstring_to_list (VERSION)), a);
1077   // a = acons (cell_symbol_mes_prefix, MAKE_STRING (cstring_to_list (PREFIX)), a);
1078
1079   a = acons (cell_symbol_dot, cell_dot, a);
1080   a = acons (cell_symbol_begin, cell_begin, a);
1081   a = acons (cell_closure, a, a);
1082
1083   // a = acons (cell_symbol_call_with_current_continuation, cell_call_with_current_continuation, a);
1084   // a = acons (cell_symbol_sc_expand, cell_f, a);
1085
1086   return a;
1087 }
1088
1089 SCM
1090 mes_environment () ///((internal))
1091 {
1092   SCM a = 0;
1093   a = mes_symbols ();
1094   a = mes_g_stack (a);
1095   return a;
1096 }
1097
1098 SCM
1099 mes_builtins (SCM a) ///((internal))
1100 {
1101   #include "mini-mes.i"
1102
1103 // #include "lib.i"
1104 // #include "math.i"
1105 // #include "posix.i"
1106 // #include "reader.i"
1107
1108 // #include "lib.environment.i"
1109 // #include "math.environment.i"
1110   #include "mini-mes.environment.i"
1111 // #include "posix.environment.i"
1112 // #include "reader.environment.i"
1113
1114   return a;
1115 }
1116
1117 SCM
1118 bload_env (SCM a) ///((internal))
1119 {
1120   char *mo = "module/mes/read-0-32.mo";
1121   g_stdin = open (mo, 0);
1122   if (g_stdin < 0) {eputs ("no such file: ");eputs (mo);eputs ("\n");return 1;}
1123   assert (getchar () == 'M');
1124   assert (getchar () == 'E');
1125   assert (getchar () == 'S');
1126   eputs ("*GOT MES*\n");
1127   g_stack = getchar () << 8;
1128   g_stack += getchar ();
1129
1130   char *p = (char*)g_cells;
1131   int c = getchar ();
1132   while (c != -1)
1133     {
1134       *p++ = c;
1135       c = getchar ();
1136     }
1137   g_free = (p-(char*)g_cells) / sizeof (struct scm);
1138   gc_peek_frame ();
1139   g_symbols = r1;
1140   g_stdin = STDIN;
1141   r0 = mes_builtins (r0);
1142 #if 1
1143   puts ("symbols: ");
1144   SCM s = g_symbols;
1145   while (s && s != cell_nil) {
1146     display_ (CAR (s));
1147     puts (" ");
1148     s = CDR (s);
1149   }
1150   puts ("\n");
1151   puts ("functions: ");
1152   puts (itoa (g_function));
1153   puts ("\n");
1154   for (int i = 0; i < g_function; i++)
1155     {
1156       puts ("[");
1157       puts (itoa (i));
1158       puts ("]: ");
1159       puts (g_functions[i].name);
1160       puts ("\n");
1161     }
1162   display_ (r0);
1163   puts ("\n");
1164 #endif
1165   return r2;
1166 }
1167
1168 char string_to_cstring_buf[1024];
1169 char const*
1170 string_to_cstring (SCM s)
1171 {
1172   //static char buf[1024];
1173   //char *p = buf;
1174   char *p = string_to_cstring_buf;
1175   s = STRING(s);
1176   while (s != cell_nil)
1177     {
1178       *p++ = VALUE (car (s));
1179       s = cdr (s);
1180     }
1181   *p = 0;
1182   //return buf;
1183   return string_to_cstring_buf;
1184 }
1185
1186 SCM
1187 stderr_ (SCM x)
1188 {
1189   //SCM write;
1190 #if __NYACC__ || FIXME_NYACC
1191   if (TYPE (x) == TSTRING)
1192 // #else
1193 //   if (TYPE (x) == STRING)
1194 #endif
1195     eputs (string_to_cstring (x));
1196   // else if ((write = assq_ref_env (cell_symbol_write, r0)) != cell_undefined)
1197   //   apply (assq_ref_env (cell_symbol_display, r0), cons (x, cons (MAKE_NUMBER (2), cell_nil)), r0);
1198 #if __NYACC__ || FIXME_NYACC
1199   else if (TYPE (x) == TSPECIAL || TYPE (x) == TSTRING || TYPE (x) == TSYMBOL)
1200 // #else
1201 //   else if (TYPE (x) == SPECIAL || TYPE (x) == STRING || TYPE (x) == SYMBOL)
1202 #endif
1203     eputs (string_to_cstring (x));
1204   else if (TYPE (x) == TNUMBER)
1205     eputs (itoa (VALUE (x)));
1206   else
1207     eputs ("core:stderr: display undefined\n");
1208   return cell_unspecified;
1209 }
1210
1211 int
1212 main (int argc, char *argv[])
1213 {
1214   eputs ("Hello mini-mes!\n");
1215 #if __GNUC__
1216   //g_debug = getenv ("MES_DEBUG");
1217 #endif
1218   //if (getenv ("MES_ARENA")) ARENA_SIZE = atoi (getenv ("MES_ARENA"));
1219   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--help")) return eputs ("Usage: mes [--dump|--load] < FILE");
1220 #if __GNUC__
1221   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--version")) {eputs ("Mes ");return eputs (VERSION);};
1222 #else
1223   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--version")) {eputs ("Mes ");return eputs ("0.4");};
1224 #endif
1225   g_stdin = STDIN;
1226
1227   r0 = mes_environment ();
1228
1229 #if MES_MINI
1230   SCM program = bload_env (r0);
1231 #else
1232   SCM program = (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--load"))
1233     ? bload_env (r0) : load_env (r0);
1234   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--dump")) return dump ();
1235 #endif
1236
1237   push_cc (r2, cell_unspecified, r0, cell_unspecified);
1238   eputs ("program: ");
1239   display_ (r1);
1240   eputs ("\n");
1241   r3 = cell_vm_begin;
1242   r1 = eval_apply ();
1243   display_ (r1);
1244   eputs ("\n");
1245
1246 #if !MES_MINI
1247   gc (g_stack);
1248 #endif
1249   if (g_debug)
1250     {
1251       eputs ("\nstats: [");
1252       eputs (itoa (g_free));
1253       eputs ("]\n");
1254     }
1255   return 0;
1256 }
1257
1258 #if __GNUC__
1259 #include "mstart.c"
1260 #endif