d44c382877851e9e07c4c3b4edc1e02527864156
[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 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 = "mini-0-32.mo";
1121   //char *mo = "module/mes/read-0-32.mo";
1122   g_stdin = open (mo, 0);
1123   if (g_stdin < 0) {eputs ("no such file: ");eputs (mo);eputs ("\n");return 1;} 
1124   assert (getchar () == 'M');
1125   assert (getchar () == 'E');
1126   assert (getchar () == 'S');
1127   eputs ("*GOT MES*\n");
1128   g_stack = getchar () << 8;
1129   g_stack += getchar ();
1130
1131   char *p = (char*)g_cells;
1132   int c = getchar ();
1133   while (c != -1)
1134     {
1135       *p++ = c;
1136       c = getchar ();
1137     }
1138   g_free = (p-(char*)g_cells) / sizeof (struct scm);
1139   gc_peek_frame ();
1140   g_symbols = r1;
1141   g_stdin = STDIN;
1142   r0 = mes_builtins (r0);
1143 #if 1
1144   puts ("symbols: ");
1145   SCM s = g_symbols;
1146   while (s && s != cell_nil) {
1147     display_ (CAR (s));
1148     puts (" ");
1149     s = CDR (s);
1150   }
1151   puts ("\n");
1152   puts ("functions: ");
1153   puts (itoa (g_function));
1154   puts ("\n");
1155   for (int i = 0; i < g_function; i++)
1156     {
1157       puts ("[");
1158       puts (itoa (i));
1159       puts ("]: ");
1160       puts (g_functions[i].name);
1161       puts ("\n");
1162     }
1163   display_ (r0);
1164   puts ("\n");
1165 #endif
1166   return r2;
1167 }
1168
1169 char string_to_cstring_buf[1024];
1170 char const*
1171 string_to_cstring (SCM s)
1172 {
1173   //static char buf[1024];
1174   //char *p = buf;
1175   char *p = string_to_cstring_buf;
1176   s = STRING(s);
1177   while (s != cell_nil)
1178     {
1179       *p++ = VALUE (car (s));
1180       s = cdr (s);
1181     }
1182   *p = 0;
1183   //return buf;
1184   return string_to_cstring_buf;
1185 }
1186
1187 SCM
1188 stderr_ (SCM x)
1189 {
1190   //SCM write;
1191 #if __NYACC__ || FIXME_NYACC
1192   if (TYPE (x) == TSTRING)
1193 // #else
1194 //   if (TYPE (x) == STRING)
1195 #endif
1196     eputs (string_to_cstring (x));
1197   // else if ((write = assq_ref_env (cell_symbol_write, r0)) != cell_undefined)
1198   //   apply (assq_ref_env (cell_symbol_display, r0), cons (x, cons (MAKE_NUMBER (2), cell_nil)), r0);
1199 #if __NYACC__ || FIXME_NYACC
1200   else if (TYPE (x) == TSPECIAL || TYPE (x) == TSTRING || TYPE (x) == TSYMBOL)
1201 // #else
1202 //   else if (TYPE (x) == SPECIAL || TYPE (x) == STRING || TYPE (x) == SYMBOL)
1203 #endif
1204     eputs (string_to_cstring (x));
1205   else if (TYPE (x) == TNUMBER)
1206     eputs (itoa (VALUE (x)));
1207   else
1208     eputs ("core:stderr: display undefined\n");
1209   return cell_unspecified;
1210 }
1211
1212 int
1213 main (int argc, char *argv[])
1214 {
1215   eputs ("Hello mini-mes!\n");
1216 #if __GNUC__
1217   //g_debug = getenv ("MES_DEBUG");
1218 #endif
1219   //if (getenv ("MES_ARENA")) ARENA_SIZE = atoi (getenv ("MES_ARENA"));
1220   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--help")) return eputs ("Usage: mes [--dump|--load] < FILE");
1221 #if __GNUC__
1222   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--version")) {eputs ("Mes ");return eputs (VERSION);};
1223 #else
1224   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--version")) {eputs ("Mes ");return eputs ("0.4");};
1225 #endif
1226   g_stdin = STDIN;
1227
1228   r0 = mes_environment ();
1229   
1230 #if MES_MINI
1231   SCM program = bload_env (r0);
1232 #else  
1233   SCM program = (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--load"))
1234     ? bload_env (r0) : load_env (r0);
1235   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--dump")) return dump ();
1236 #endif
1237
1238   push_cc (r2, cell_unspecified, r0, cell_unspecified);
1239   eputs ("program: ");
1240   display_ (r1);
1241   eputs ("\n");
1242   r3 = cell_vm_begin;
1243   r1 = eval_apply ();
1244   display_ (r1);
1245   eputs ("\n");
1246
1247 #if !MES_MINI
1248   gc (g_stack);
1249 #endif
1250   if (g_debug)
1251     {
1252       eputs ("\nstats: [");
1253       eputs (itoa (g_free));
1254       eputs ("]\n");
1255     }
1256   return 0;
1257 }
1258
1259 #if __GNUC__
1260 #include "mstart.c"
1261 #endif