core: Implement stack and frame.
[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 long STACK_SIZE = 20000;
38 int JAM_SIZE = 20000;
39 int GC_SAFETY = 2000;
40
41 char *g_arena = 0;
42 typedef long SCM;
43
44 int g_debug = 0;
45 int g_free = 0;
46
47 SCM g_continuations = 0;
48 SCM g_symbols = 0;
49 SCM g_macros = 0;
50 SCM g_ports = 0;
51 SCM g_stack = 0;
52 SCM *g_stack_array = 0;
53 #define FRAME_SIZE 5
54 #define FRAME_PROCEDURE 4
55 // a/env
56 SCM r0 = 0;
57 // param 1
58 SCM r1 = 0;
59 // save 2+load/dump
60 SCM r2 = 0;
61 // continuation
62 SCM r3 = 0;
63 // current-module
64 SCM m0 = 0;
65
66 enum type_t {TCHAR, TCLOSURE, TCONTINUATION, TFUNCTION, TKEYWORD, TMACRO, TNUMBER, TPAIR, TPORT, TREF, TSPECIAL, TSTRING, TSTRUCT, TSYMBOL, TVALUES, TVARIABLE, TVECTOR, TBROKEN_HEART};
67
68 struct scm {
69   enum type_t type;
70   SCM car;
71   SCM cdr;
72 };
73 struct function {
74   int (*function) (void);
75   int arity;
76   char *name;
77 };
78
79 #if __MESC__
80 //FIXME
81 char *foobar = 0;
82 struct scm *g_cells = foobar;
83 struct scm *g_news = foobar;
84 #else
85 struct scm *g_cells = 0;
86 struct scm *g_news = 0;
87 #endif
88
89 struct scm scm_nil = {TSPECIAL, "()",0};
90 struct scm scm_f = {TSPECIAL, "#f",0};
91 struct scm scm_t = {TSPECIAL, "#t",0};
92 struct scm scm_dot = {TSPECIAL, ".",0};
93 struct scm scm_arrow = {TSPECIAL, "=>",0};
94 struct scm scm_undefined = {TSPECIAL, "*undefined*",0};
95 struct scm scm_unspecified = {TSPECIAL, "*unspecified*",0};
96 struct scm scm_closure = {TSPECIAL, "*closure*",0};
97 struct scm scm_circular = {TSPECIAL, "*circular*",0};
98 struct scm scm_begin = {TSPECIAL, "*begin*",0};
99
100 struct scm scm_symbol_dot = {TSYMBOL, "*dot*",0};
101 struct scm scm_symbol_lambda = {TSYMBOL, "lambda",0};
102 struct scm scm_symbol_begin = {TSYMBOL, "begin",0};
103 struct scm scm_symbol_if = {TSYMBOL, "if",0};
104 struct scm scm_symbol_quote = {TSYMBOL, "quote",0};
105 struct scm scm_symbol_define = {TSYMBOL, "define",0};
106 struct scm scm_symbol_define_macro = {TSYMBOL, "define-macro",0};
107
108 struct scm scm_symbol_quasiquote = {TSYMBOL, "quasiquote", 0};
109 struct scm scm_symbol_unquote = {TSYMBOL, "unquote", 0};
110 struct scm scm_symbol_unquote_splicing = {TSYMBOL, "unquote-splicing", 0};
111 struct scm scm_symbol_syntax = {TSYMBOL, "syntax",0};
112 struct scm scm_symbol_quasisyntax = {TSYMBOL, "quasisyntax", 0};
113 struct scm scm_symbol_unsyntax = {TSYMBOL, "unsyntax", 0};
114 struct scm scm_symbol_unsyntax_splicing = {TSYMBOL, "unsyntax-splicing", 0};
115
116 struct scm scm_symbol_set_x = {TSYMBOL, "set!",0};
117
118 struct scm scm_symbol_sc_expand = {TSYMBOL, "sc-expand",0};
119 struct scm scm_symbol_macro_expand = {TSYMBOL, "macro-expand",0};
120 struct scm scm_symbol_portable_macro_expand = {TSYMBOL, "portable-macro-expand",0};
121 struct scm scm_symbol_sc_expander_alist = {TSYMBOL, "*sc-expander-alist*",0};
122
123 struct scm scm_symbol_call_with_values = {TSYMBOL, "call-with-values",0};
124 struct scm scm_call_with_current_continuation = {TSPECIAL, "*call/cc*",0};
125 struct scm scm_symbol_call_with_current_continuation = {TSYMBOL, "call-with-current-continuation",0};
126 struct scm scm_symbol_boot_module = {TSYMBOL, "boot-module",0};
127 struct scm scm_symbol_current_module = {TSYMBOL, "current-module",0};
128 struct scm scm_symbol_primitive_load = {TSYMBOL, "primitive-load",0};
129 struct scm scm_symbol_read_input_file = {TSYMBOL, "read-input-file",0};
130 struct scm scm_symbol_write = {TSYMBOL, "write",0};
131 struct scm scm_symbol_display = {TSYMBOL, "display",0};
132
133 struct scm scm_symbol_throw = {TSYMBOL, "throw",0};
134 struct scm scm_symbol_not_a_number = {TSYMBOL, "not-a-number",0};
135 struct scm scm_symbol_not_a_pair = {TSYMBOL, "not-a-pair",0};
136 struct scm scm_symbol_system_error = {TSYMBOL, "system-error",0};
137 struct scm scm_symbol_wrong_number_of_args = {TSYMBOL, "wrong-number-of-args",0};
138 struct scm scm_symbol_wrong_type_arg = {TSYMBOL, "wrong-type-arg",0};
139 struct scm scm_symbol_unbound_variable = {TSYMBOL, "unbound-variable",0};
140
141 struct scm scm_symbol_hashq_table = {TSYMBOL, "<hashq-table>",0};
142 struct scm scm_symbol_record_type = {TSYMBOL, "<record-type>",0};
143 struct scm scm_symbol_frame = {TSYMBOL, "<frame>",0};
144 struct scm scm_symbol_module = {TSYMBOL, "<module>",0};
145 struct scm scm_symbol_stack = {TSYMBOL, "<stack>",0};
146 struct scm scm_symbol_buckets = {TSYMBOL, "buckets",0};
147 struct scm scm_symbol_procedure = {TSYMBOL, "procedure",0};
148 struct scm scm_symbol_size = {TSYMBOL, "size",0};
149
150 struct scm scm_symbol_argv = {TSYMBOL, "%argv",0};
151 struct scm scm_symbol_mes_prefix = {TSYMBOL, "%prefix",0};
152 struct scm scm_symbol_mes_version = {TSYMBOL, "%version",0};
153
154 struct scm scm_symbol_car = {TSYMBOL, "car",0};
155 struct scm scm_symbol_cdr = {TSYMBOL, "cdr",0};
156 struct scm scm_symbol_pmatch_car = {TSYMBOL, "pmatch-car",0};
157 struct scm scm_symbol_pmatch_cdr = {TSYMBOL, "pmatch-cdr",0};
158
159 struct scm scm_vm_evlis = {TSPECIAL, "*vm-evlis*",0};
160 struct scm scm_vm_evlis2 = {TSPECIAL, "*vm-evlis2*",0};
161 struct scm scm_vm_evlis3 = {TSPECIAL, "*vm-evlis3*",0};
162 struct scm scm_vm_apply = {TSPECIAL, "core:apply",0};
163 struct scm scm_vm_apply2 = {TSPECIAL, "*vm-apply2*",0};
164 struct scm scm_vm_eval = {TSPECIAL, "core:eval-sexp",0};
165
166 struct scm scm_vm_eval_pmatch_car = {TSPECIAL, "*vm-eval-pmatch-car*",0};
167 struct scm scm_vm_eval_pmatch_cdr = {TSPECIAL, "*vm-eval-pmatch-cdr*",0};
168 struct scm scm_vm_eval_define = {TSPECIAL, "*vm-eval-define*",0};
169
170 struct scm scm_vm_eval_set_x = {TSPECIAL, "*vm-eval-set!*",0};
171 struct scm scm_vm_eval_macro_expand_eval = {TSPECIAL, "*vm:eval-macro-expand-eval*",0};
172 struct scm scm_vm_eval_macro_expand_expand = {TSPECIAL, "*vm:eval-macro-expand-expand*",0};
173 struct scm scm_vm_eval_check_func = {TSPECIAL, "*vm-eval-check-func*",0};
174 struct scm scm_vm_eval2 = {TSPECIAL, "*vm-eval2*",0};
175 struct scm scm_vm_macro_expand = {TSPECIAL, "core:macro-expand",0};
176 struct scm scm_vm_macro_expand_define = {TSPECIAL, "*vm:core:macro-expand-define*",0};
177 struct scm scm_vm_macro_expand_define_macro = {TSPECIAL, "*vm:core:macro-expand-define-macro*",0};
178 struct scm scm_vm_macro_expand_lambda = {TSPECIAL, "*vm:core:macro-expand-lambda*",0};
179 struct scm scm_vm_macro_expand_set_x = {TSPECIAL, "*vm:core:macro-expand-set!*",0};
180 struct scm scm_vm_begin_expand_primitive_load = {TSPECIAL, "*vm:core:begin-expand-primitive-load*",0};
181 struct scm scm_vm_begin_primitive_load = {TSPECIAL, "*vm:core:begin-primitive-load*",0};
182 struct scm scm_vm_macro_expand_car = {TSPECIAL, "*vm:core:macro-expand-car*",0};
183 struct scm scm_vm_macro_expand_cdr = {TSPECIAL, "*vm:macro-expand-cdr*",0};
184 struct scm scm_vm_begin_expand = {TSPECIAL, "core:eval",0};
185 struct scm scm_vm_begin_expand_eval = {TSPECIAL, "*vm:begin-expand-eval*",0};
186 struct scm scm_vm_begin_expand_macro = {TSPECIAL, "*vm:begin-expand-macro*",0};
187 struct scm scm_vm_begin = {TSPECIAL, "*vm-begin*",0};
188 struct scm scm_vm_begin_read_input_file = {TSPECIAL, "*vm-begin-read-input-file*",0};
189 struct scm scm_vm_begin_eval = {TSPECIAL, "*vm:begin-eval*",0};
190 struct scm scm_vm_if = {TSPECIAL, "*vm-if*",0};
191 struct scm scm_vm_if_expr = {TSPECIAL, "*vm-if-expr*",0};
192 struct scm scm_vm_call_with_values2 = {TSPECIAL, "*vm-call-with-values2*",0};
193 struct scm scm_vm_call_with_current_continuation2 = {TSPECIAL, "*vm-call-with-current-continuation2*",0};
194 struct scm scm_vm_return = {TSPECIAL, "*vm-return*",0};
195
196 struct scm scm_type_char = {TSYMBOL, "<cell:char>",0};
197 struct scm scm_type_closure = {TSYMBOL, "<cell:closure>",0};
198 struct scm scm_type_continuation = {TSYMBOL, "<cell:continuation>",0};
199 struct scm scm_type_function = {TSYMBOL, "<cell:function>",0};
200 struct scm scm_type_keyword = {TSYMBOL, "<cell:keyword>",0};
201 struct scm scm_type_macro = {TSYMBOL, "<cell:macro>",0};
202 struct scm scm_type_number = {TSYMBOL, "<cell:number>",0};
203 struct scm scm_type_pair = {TSYMBOL, "<cell:pair>",0};
204 struct scm scm_type_port = {TSYMBOL, "<cell:port>",0};
205 struct scm scm_type_ref = {TSYMBOL, "<cell:ref>",0};
206 struct scm scm_type_special = {TSYMBOL, "<cell:special>",0};
207 struct scm scm_type_string = {TSYMBOL, "<cell:string>",0};
208 struct scm scm_type_struct = {TSYMBOL, "<cell:struct>",0};
209 struct scm scm_type_symbol = {TSYMBOL, "<cell:symbol>",0};
210 struct scm scm_type_values = {TSYMBOL, "<cell:values>",0};
211 struct scm scm_type_variable = {TSYMBOL, "<cell:variable>",0};
212 struct scm scm_type_vector = {TSYMBOL, "<cell:vector>",0};
213 struct scm scm_type_broken_heart = {TSYMBOL, "<cell:broken-heart>",0};
214
215 struct scm scm_symbol_internal_time_units_per_second = {TSYMBOL, "internal-time-units-per-second",0};
216 struct scm scm_symbol_compiler = {TSYMBOL, "%compiler",0};
217 struct scm scm_symbol_arch = {TSYMBOL, "%arch",0};
218
219 struct scm scm_test = {TSYMBOL, "test",0};
220
221 #include "mes.mes.symbols.h"
222
223 SCM tmp;
224 SCM tmp_num;
225 SCM tmp_num2;
226
227 struct function g_functions[200];
228 int g_function = 0;
229
230 #include "gc.mes.h"
231 #include "lib.mes.h"
232 #if !MES_MINI
233 #include "math.mes.h"
234 #endif
235 #include "mes.mes.h"
236
237 SCM gc_init_news ();
238
239 // #if !MES_MINI
240 // #include "posix.mes.h"
241 // #ndif
242 //#include "vector.mes.h"
243
244 #define TYPE(x) g_cells[x].type
245 #define CAR(x) g_cells[x].car
246 #define CDR(x) g_cells[x].cdr
247
248 #define NTYPE(x) g_news[x].type
249 #define NCAR(x) g_news[x].car
250 #define NCDR(x) g_news[x].cdr
251
252 #define LENGTH(x) g_cells[x].car
253 #define REF(x) g_cells[x].car
254 #define STRING(x) g_cells[x].car
255 #define STRUCT(x) g_cells[x].cdr
256 #define VARIABLE(x) g_cells[x].car
257
258 #define CLOSURE(x) g_cells[x].cdr
259 #define CONTINUATION(x) g_cells[x].cdr
260
261 #define FUNCTION(x) g_functions[g_cells[x].cdr]
262 #define MACRO(x) g_cells[x].cdr
263 #define PORT(x) g_cells[x].cdr
264 #define VALUE(x) g_cells[x].cdr
265 #define VECTOR(x) g_cells[x].cdr
266
267 #define NLENGTH(x) g_news[x].car
268
269 #define NVALUE(x) g_news[x].cdr
270 #define NVECTOR(x) g_news[x].cdr
271
272 #define MAKE_CHAR(n) make_cell_ (tmp_num_ (TCHAR), 0, tmp_num2_ (n))
273 #define MAKE_CONTINUATION(n) make_cell_ (tmp_num_ (TCONTINUATION), n, g_stack)
274 #define MAKE_NUMBER(n) make_cell_ (tmp_num_ (TNUMBER), 0, tmp_num2_ (n))
275 #define MAKE_REF(n) make_cell_ (tmp_num_ (TREF), n, 0)
276 #define MAKE_STRING(x) make_cell_ (tmp_num_ (TSTRING), x, 0)
277
278 #define CAAR(x) CAR (CAR (x))
279 #define CADR(x) CAR (CDR (x))
280 #define CDAR(x) CDR (CAR (x))
281 #define CDDR(x) CDR (CDR (x))
282 #define CADAR(x) CAR (CDR (CAR (x)))
283 #define CADDR(x) CAR (CDR (CDR (x)))
284 #define CDADAR(x) CAR (CDR (CAR (CDR (x))))
285
286 SCM
287 alloc (int n)
288 {
289   assert (g_free + n < ARENA_SIZE);
290   SCM x = g_free;
291   g_free += n;
292   return x;
293 }
294
295 SCM
296 tmp_num_ (int x)
297 {
298   VALUE (tmp_num) = x;
299   return tmp_num;
300 }
301
302 SCM
303 tmp_num2_ (int x)
304 {
305   VALUE (tmp_num2) = x;
306   return tmp_num2;
307 }
308
309 SCM
310 make_cell_ (SCM type, SCM car, SCM cdr)
311 {
312   SCM x = alloc (1);
313   assert (TYPE (type) == TNUMBER);
314   TYPE (x) = VALUE (type);
315   if (VALUE (type) == TCHAR || VALUE (type) == TNUMBER) {
316     if (car) CAR (x) = CAR (car);
317     if (cdr) CDR(x) = CDR(cdr);
318   }
319   else if (VALUE (type) == TFUNCTION) {
320     if (car) CAR (x) = car;
321     if (cdr) CDR(x) = CDR(cdr);
322   }
323   else {
324     CAR (x) = car;
325     CDR(x) = cdr;
326   }
327   return x;
328 }
329
330 SCM
331 make_symbol_ (SCM s) ///((internal))
332 {
333   VALUE (tmp_num) = TSYMBOL;
334   SCM x = make_cell_ (tmp_num, s, 0);
335   g_symbols = cons (x, g_symbols);
336   return x;
337 }
338
339 SCM
340 list_of_char_equal_p (SCM a, SCM b) ///((internal))
341 {
342   while (a != cell_nil && b != cell_nil && VALUE (CAR (a)) == VALUE (CAR (b))) {
343     assert (TYPE (CAR (a)) == TCHAR);
344     assert (TYPE (CAR (b)) == TCHAR);
345     a = CDR (a);
346     b = CDR (b);
347   }
348   return (a == cell_nil && b == cell_nil) ? cell_t : cell_f;
349 }
350
351 SCM
352 list_to_symbol (SCM lst)
353 {
354   SCM x = g_symbols;
355   while (x) {
356     if (list_of_char_equal_p (STRING (CAR (x)), lst) == cell_t) break;
357     x = CDR (x);
358   }
359   if (x) x = CAR (x);
360   if (!x) x = make_symbol_ (lst);
361   return x;
362 }
363
364 SCM
365 type_ (SCM x)
366 {
367   return MAKE_NUMBER (TYPE (x));
368 }
369
370 SCM
371 car_ (SCM x)
372 {
373   return (TYPE (x) != TCONTINUATION
374           && (TYPE (CAR (x)) == TPAIR // FIXME: this is weird
375               || TYPE (CAR (x)) == TREF
376               || TYPE (CAR (x)) == TSPECIAL
377               || TYPE (CAR (x)) == TSYMBOL
378               || TYPE (CAR (x)) == TSTRING)) ? CAR (x) : MAKE_NUMBER (CAR (x));
379 }
380
381 SCM
382 cdr_ (SCM x)
383 {
384   return (TYPE (CDR (x)) == TPAIR
385           || TYPE (CDR (x)) == TREF
386           || TYPE (CAR (x)) == TSPECIAL
387           || TYPE (CDR (x)) == TSYMBOL
388           || TYPE (CDR (x)) == TSTRING) ? CDR (x) : MAKE_NUMBER (CDR (x));
389 }
390
391 SCM
392 arity_ (SCM x)
393 {
394   assert (TYPE (x) == TFUNCTION);
395   return MAKE_NUMBER (FUNCTION (x).arity);
396 }
397
398 SCM
399 cons (SCM x, SCM y)
400 {
401   VALUE (tmp_num) = TPAIR;
402   return make_cell_ (tmp_num, x, y);
403 }
404
405 SCM
406 car (SCM x)
407 {
408   if (TYPE (x) != TPAIR) error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_symbol_car));
409   return CAR (x);
410 }
411
412 SCM
413 cdr (SCM x)
414 {
415   if (TYPE (x) != TPAIR) error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_symbol_cdr));
416   return CDR (x);
417 }
418
419 SCM
420 list (SCM x) ///((arity . n))
421 {
422   return x;
423 }
424
425 SCM
426 null_p (SCM x)
427 {
428   return x == cell_nil ? cell_t : cell_f;
429 }
430
431 SCM
432 eq_p (SCM x, SCM y)
433 {
434   return (x == y
435           || ((TYPE (x) == TKEYWORD && TYPE (y) == TKEYWORD
436                && STRING (x) == STRING (y)))
437           || (TYPE (x) == TCHAR && TYPE (y) == TCHAR
438               && VALUE (x) == VALUE (y))
439           || (TYPE (x) == TNUMBER && TYPE (y) == TNUMBER
440               && VALUE (x) == VALUE (y)))
441     ? cell_t : cell_f;
442 }
443
444 SCM
445 values (SCM x) ///((arity . n))
446 {
447   SCM v = cons (0, x);
448   TYPE (v) = TVALUES;
449   return v;
450 }
451
452 SCM
453 acons (SCM key, SCM value, SCM alist)
454 {
455   return cons (cons (key, value), alist);
456 }
457
458 SCM
459 length (SCM x)
460 {
461   int n = 0;
462   while (x != cell_nil)
463     {
464       n++;
465       if (TYPE (x) != TPAIR) return MAKE_NUMBER (-1);
466       x = CDR (x);
467     }
468   return MAKE_NUMBER (n);
469 }
470
471 SCM apply (SCM, SCM, SCM);
472
473 SCM
474 assq_ref_env (SCM x, SCM a)
475 {
476   x = assq (x, a);
477   if (x == cell_f) return cell_undefined;
478   return CDR (x);
479 }
480
481 SCM
482 error (SCM key, SCM x)
483 {
484   SCM throw;
485   if ((throw = assq_ref_env (cell_symbol_throw, r0)) != cell_undefined)
486     return apply (throw, cons (key, cons (x, cell_nil)), r0);
487   display_error_ (key);
488   eputs (": ");
489   display_error_ (x);
490   eputs ("\n");
491   exit (1);
492 }
493
494 SCM
495 cstring_to_list (char const* s)
496 {
497   SCM p = cell_nil;
498   int i = strlen (s);
499   while (i--)
500     p = cons (MAKE_CHAR (s[i]), p);
501   return p;
502 }
503
504 // \f extra lib
505 SCM
506 assert_defined (SCM x, SCM e) ///((internal))
507 {
508   if (e == cell_undefined) return error (cell_symbol_unbound_variable, x);
509   return e;
510 }
511
512 SCM
513 check_formals (SCM f, SCM formals, SCM args) ///((internal))
514 {
515   int flen = (TYPE (formals) == TNUMBER) ? VALUE (formals) : VALUE (length (formals));
516   int alen = VALUE (length (args));
517   if (alen != flen && alen != -1 && flen != -1)
518     {
519       char *s = "apply: wrong number of arguments; expected: ";
520       eputs (s);
521       eputs (itoa (flen));
522       eputs (", got: ");
523       eputs (itoa (alen));
524       eputs ("\n");
525       display_error_ (f);
526       SCM e = MAKE_STRING (cstring_to_list (s));
527       return error (cell_symbol_wrong_number_of_args, cons (e, f));
528     }
529   return cell_unspecified;
530 }
531
532 SCM
533 check_apply (SCM f, SCM e) ///((internal))
534 {
535   char* type = 0;
536   if (f == cell_f || f == cell_t) type = "bool";
537   if (f == cell_nil) type = "nil";
538   if (f == cell_unspecified) type = "*unspecified*";
539   if (f == cell_undefined) type = "*undefined*";
540   if (TYPE (f) == TCHAR) type = "char";
541   if (TYPE (f) == TNUMBER) type = "number";
542   if (TYPE (f) == TSTRING) type = "string";
543
544   if (type)
545     {
546       char *s = "cannot apply: ";
547       eputs (s);
548       eputs (type);
549       eputs ("[");
550       display_error_ (e);
551       eputs ("]\n");
552       SCM e = MAKE_STRING (cstring_to_list (s));
553       return error (cell_symbol_wrong_type_arg, cons (e, f));
554     }
555   return cell_unspecified;
556 }
557
558 SCM
559 gc_push_frame () ///((internal))
560 {
561   SCM frame = cons (r1, cons (r2, cons (r3, cons (r0, cell_nil))));
562   g_stack = cons (frame, g_stack);
563   return g_stack;
564 }
565
566 SCM
567 append2 (SCM x, SCM y)
568 {
569   if (x == cell_nil)
570     return y;
571   if (TYPE (x) != TPAIR)
572     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_append2));
573   SCM r = cell_nil;
574   while (x != cell_nil)
575     {
576       r = cons (CAR (x), r);
577       x = CDR (x);
578     }
579   return reverse_x_ (r, y);
580 }
581
582 SCM
583 append_reverse (SCM x, SCM y)
584 {
585   if (x == cell_nil)
586     return y;
587   if (TYPE (x) != TPAIR)
588     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_append_reverse));
589   while (x != cell_nil)
590     {
591       y = cons (CAR (x), y);
592       x = CDR (x);
593     }
594   return y;
595 }
596
597 SCM
598 reverse_x_ (SCM x, SCM t)
599 {
600   if (TYPE (x) != TPAIR)
601     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_reverse_x_));
602   SCM r = t;
603   while (x != cell_nil)
604     {
605       t = CDR (x);
606       CDR (x) = r;
607       r = x;
608       x = t;
609     }
610   return r;
611 }
612
613 SCM
614 pairlis (SCM x, SCM y, SCM a)
615 {
616   if (x == cell_nil)
617     return a;
618   if (TYPE (x) != TPAIR)
619     return cons (cons (x, y), a);
620   return cons (cons (car (x), car (y)),
621                pairlis (cdr (x), cdr (y), a));
622 }
623
624 SCM
625 call (SCM fn, SCM x)
626 {
627   if ((FUNCTION (fn).arity > 0 || FUNCTION (fn).arity == -1)
628       && x != cell_nil && TYPE (CAR (x)) == TVALUES)
629     x = cons (CADAR (x), CDR (x));
630   if ((FUNCTION (fn).arity > 1 || FUNCTION (fn).arity == -1)
631       && x != cell_nil && TYPE (CDR (x)) == TPAIR && TYPE (CADR (x)) == TVALUES)
632     x = cons (CAR (x), cons (CDADAR (x), CDR (x)));
633   switch (FUNCTION (fn).arity)
634     {
635 #if __MESC__ || !_POSIX_SOURCE
636     case 0: return (FUNCTION (fn).function) ();
637     case 1: return ((SCM(*)(SCM))(FUNCTION (fn).function)) (CAR (x));
638     case 2: return ((SCM(*)(SCM,SCM))(FUNCTION (fn).function)) (CAR (x), CADR (x));
639     case 3: return ((SCM(*)(SCM,SCM,SCM))(FUNCTION (fn).function)) (CAR (x), CADR (x), CAR (CDDR (x)));
640     case -1: return ((SCM(*)(SCM))(FUNCTION (fn).function)) (x);
641     default: return ((SCM(*)(SCM))(FUNCTION (fn).function)) (x);
642 #else
643     case 0: return FUNCTION (fn).function0 ();
644     case 1: return FUNCTION (fn).function1 (CAR (x));
645     case 2: return FUNCTION (fn).function2 (CAR (x), CADR (x));
646     case 3: return FUNCTION (fn).function3 (CAR (x), CADR (x), CAR (CDDR (x)));
647     case -1: return FUNCTION (fn).functionn (x);
648 #endif
649     }
650
651   return cell_unspecified;
652 }
653
654 SCM
655 assq (SCM x, SCM a)
656 {
657   while (a != cell_nil && eq_p (x, CAAR (a)) == cell_f)
658     a = CDR (a);
659   return a != cell_nil ? CAR (a) : cell_f;
660 }
661
662 SCM
663 assoc_string (SCM x, SCM a) ///(internal))
664 {
665   while (a != cell_nil && list_of_char_equal_p (STRING (x), STRING (CAAR (a))) == cell_f)
666     a = CDR (a);
667   return a != cell_nil ? CAR (a) : cell_f;
668 }
669
670 SCM
671 assoc (SCM x, SCM a)
672 {
673   if (TYPE (x) == TSTRING)
674     return assoc_string (x, a);
675   while (a != cell_nil && equal2_p (x, CAAR (a)) == cell_f)
676     a = CDR (a);
677   return a != cell_nil ? CAR (a) : cell_f;
678 }
679
680 SCM
681 set_car_x (SCM x, SCM e)
682 {
683   assert (TYPE (x) == TPAIR);
684   CAR (x) = e;
685   return cell_unspecified;
686 }
687
688 SCM
689 set_cdr_x (SCM x, SCM e)
690 {
691   if (TYPE (x) != TPAIR) error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_set_cdr_x));
692   CDR (x) = e;
693   return cell_unspecified;
694 }
695
696 SCM
697 set_env_x (SCM x, SCM e, SCM a)
698 {
699   SCM p = assert_defined (x, assq (x, a));
700   if (TYPE (p) != TPAIR) error (cell_symbol_not_a_pair, cons (p, x));
701   return set_cdr_x (p, e);
702 }
703
704 SCM
705 call_lambda (SCM e, SCM x, SCM aa, SCM a) ///((internal))
706 {
707   SCM cl = cons (cons (cell_closure, x), x);
708   r1 = e;
709   r0 = cl;
710   return cell_unspecified;
711 }
712
713 SCM
714 make_closure_ (SCM args, SCM body, SCM a) ///((internal))
715 {
716   return make_cell_ (tmp_num_ (TCLOSURE), cell_f, cons (cons (cell_circular, a), cons (args, body)));
717 }
718
719 SCM
720 macro_get_handle (SCM name)
721 {
722   return cell_f;
723 }
724
725 SCM
726 push_cc (SCM p1, SCM p2, SCM a, SCM c) ///((internal))
727 {
728   SCM x = r3;
729   r3 = c;
730   r2 = p2;
731   gc_push_frame ();
732   r1 = p1;
733   r0 = a;
734   r3 = x;
735   return cell_unspecified;
736 }
737
738 SCM
739 gc_peek_frame () ///((internal))
740 {
741   SCM frame = CAR (g_stack);
742   r1 = CAR (frame);
743   r2 = CADR (frame);
744   r3 = CAR (CDDR (frame));
745   r0 = CADR (CDDR (frame));
746   return frame;
747 }
748
749 SCM
750 gc_pop_frame () ///((internal))
751 {
752   SCM frame = gc_peek_frame (g_stack);
753   g_stack = CDR (g_stack);
754   return frame;
755 }
756
757 char const* string_to_cstring (SCM s);
758
759 SCM
760 add_formals (SCM formals, SCM x)
761 {
762   while (TYPE (x) == TPAIR)
763     {
764       formals = cons (CAR (x), formals);
765       x = CDR (x);
766     }
767   if (TYPE (x) == TSYMBOL)
768     formals = cons (x, formals);
769   return formals;
770 }
771
772 SCM
773 eval_apply ()
774 {
775   return cell_unspecified;
776 }
777
778 SCM
779 apply (SCM f, SCM x, SCM a) ///((internal))
780 {
781   push_cc (cons (f, x), cell_unspecified, r0, cell_unspecified);
782   r3 = cell_vm_apply;
783   return eval_apply ();
784 }
785
786 SCM
787 mes_g_stack (SCM a) ///((internal))
788 {
789   r0 = a;
790   r1 = MAKE_CHAR (0);
791   r2 = MAKE_CHAR (0);
792   r3 = MAKE_CHAR (0);
793   g_stack = cons (cell_nil, cell_nil);
794   return r0;
795 }
796
797 //\f Environment setup
798
799 SCM
800 make_tmps (struct scm* cells)
801 {
802   tmp = g_free++;
803   cells[tmp].type = TCHAR;
804   tmp_num = g_free++;
805   cells[tmp_num].type = TNUMBER;
806   tmp_num2 = g_free++;
807   cells[tmp_num2].type = TNUMBER;
808   return 0;
809 }
810
811 #if !MES_MINI
812 #include "posix.c"
813 #include "math.c"
814 #endif
815 #include "lib.c"
816
817 SCM frame_printer (SCM frame)
818 {
819 }
820 SCM make_stack (SCM stack)
821 {
822 }
823 SCM stack_length (SCM stack)
824 {
825 }
826 SCM stack_ref (SCM stack, SCM index)
827 {
828 }
829
830 //\f Jam Collector
831 SCM g_symbol_max;
832
833 SCM
834 gc_init_cells () ///((internal))
835 {
836   int size = ARENA_SIZE * 12;
837   size = size * 2;
838 #if __GNUC__
839   g_arena = (char*)malloc (size);
840 #else
841   char *p = 0;
842   p = malloc (size);
843   g_arena = p;
844 #endif
845   g_cells = g_arena;
846   return 0;
847   //g_cells = (scm *)malloc (2*ARENA_SIZE*sizeof(scm));
848
849   TYPE (0) = TVECTOR;
850   LENGTH (0) = 1000;
851   VECTOR (0) = 0;
852   g_cells++;
853   TYPE (0) = TCHAR;
854   VALUE (0) = 'c';
855   return 0;
856 }
857
858 SCM
859 mes_symbols () ///((internal))
860 {
861   gc_init_cells ();
862   gc_init_news ();
863
864 #include "mes.mes.symbols.i"
865
866   g_symbol_max = g_free;
867   make_tmps (g_cells);
868
869   g_symbols = 0;
870   for (int i=1; i<g_symbol_max; i++)
871     g_symbols = cons (i, g_symbols);
872
873   SCM a = cell_nil;
874
875 #include "mes.mes.symbol-names.i"
876
877   a = acons (cell_symbol_mes_version, MAKE_STRING (cstring_to_list (VERSION)), a);
878   a = acons (cell_symbol_mes_prefix, MAKE_STRING (cstring_to_list (PREFIX)), a);
879
880   a = acons (cell_symbol_dot, cell_dot, a);
881   a = acons (cell_symbol_begin, cell_begin, a);
882   a = acons (cell_symbol_call_with_values, cell_symbol_call_with_values, a);
883   a = acons (cell_symbol_current_module, cell_symbol_current_module, a);
884   a = acons (cell_symbol_call_with_current_continuation, cell_call_with_current_continuation, a);
885   a = acons (cell_symbol_sc_expand, cell_f, a);
886
887   char *compiler = "gcc";
888 #if __MESC__
889   compiler = "mescc";
890 #elif __TINYC__
891   compiler = "tcc";
892 #endif
893   a = acons (cell_symbol_compiler, MAKE_STRING (cstring_to_list (compiler)), a);
894
895   char *arch = "x86";
896 #if __x86_64__
897   arch = "x86_64";
898 #endif
899   a = acons (cell_symbol_arch, MAKE_STRING (cstring_to_list (arch)), a);
900
901   a = acons (cell_closure, a, a);
902
903   return a;
904 }
905
906 SCM
907 mes_environment () ///((internal))
908 {
909   SCM a = mes_symbols ();
910   return mes_g_stack (a);
911 }
912
913 SCM
914 mes_builtins (SCM a) ///((internal))
915 {
916 #include "mes.mes.i"
917
918 // Do not sort: Order of these includes define builtins
919 #if !MES_MINI
920 #include "posix.mes.i"
921 #include "math.mes.i"
922 #endif
923 #include "lib.mes.i"
924 #if !MES_MINI
925 #include "vector.mes.i"
926 #endif
927 #include "gc.mes.i"
928 #if !MES_MINI
929   //#include "reader.mes.i"
930 #endif
931
932 #include "gc.mes.environment.i"
933 #include "lib.mes.environment.i"
934 #if !MES_MINI
935 #include "math.mes.environment.i"
936 #endif
937 #include "mes.mes.environment.i"
938 #if !MES_MINI
939 #include "posix.mes.environment.i"
940   //#include "reader.mes.environment.i"
941 #include "vector.mes.environment.i"
942 #endif
943
944   return a;
945 }
946
947 SCM
948 bload_env (SCM a) ///((internal))
949 {
950   char *mo = "module/mes/read-0-32.mo";
951   g_stdin = open (mo, 0);
952   if (g_stdin < 0) {eputs ("no such file: ");eputs (mo);eputs ("\n");return 1;}
953   assert (getchar () == 'M');
954   assert (getchar () == 'E');
955   assert (getchar () == 'S');
956   eputs ("*GOT MES*\n");
957   g_stack = getchar () << 8;
958   g_stack += getchar ();
959
960   char *p = (char*)g_cells;
961   int c = getchar ();
962   while (c != EOF)
963     {
964       *p++ = c;
965       c = getchar ();
966     }
967   g_free = (p-(char*)g_cells) /
968   gc_peek_frame ();
969   g_symbols = r1;
970   g_stdin = STDIN;
971   r0 = mes_builtins (r0);
972
973   char *compiler = "gcc";
974 #if __MESC__
975   compiler = "mescc";
976 #elif __TINYC__
977   compiler = "tcc";
978 #endif
979   set_env_x (cell_symbol_compiler, MAKE_STRING (cstring_to_list (compiler)), r0);
980
981   char *arch = "x86";
982 #if __x86_64__
983   arch = "x86_64";
984 #endif
985   set_env_x (cell_symbol_arch, MAKE_STRING (cstring_to_list (arch)), r0);
986
987   if (g_debug)
988     {
989       eputs ("symbols: ");
990       SCM s = g_symbols;
991       while (s && s != cell_nil) {
992         display_error_ (CAR (s));
993         eputs (" ");
994         s = CDR (s);
995       }
996       eputs ("\n");
997       eputs ("functions: ");
998       eputs (itoa (g_function));
999       eputs ("\n");
1000       for (int i = 0; i < g_function; i++)
1001         {
1002           eputs ("[");
1003           eputs (itoa (i));
1004           eputs ("]: ");
1005           eputs (g_functions[i].name);
1006           eputs ("\n");
1007         }
1008       //display_error_ (r0);
1009       //puts ("\n");
1010     }
1011   return r2;
1012 }
1013
1014 #if !MES_MINI
1015 #include "vector.c"
1016 #endif
1017 #include "gc.c"
1018
1019 int
1020 main (int argc, char *argv[])
1021 {
1022   char *p;
1023   if (p = getenv ("MES_DEBUG")) g_debug = atoi (p);
1024   if (g_debug) {eputs (";;; MODULEDIR=");eputs (MODULEDIR);eputs ("\n");}
1025   if (p = getenv ("MES_MAX_ARENA")) MAX_ARENA_SIZE = atoi (p);
1026   if (p = getenv ("MES_ARENA")) ARENA_SIZE = atoi (p);
1027   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--help")) return puts ("Usage: mes [--dump|--load] < FILE\n");
1028   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--version")) {puts ("Mes ");puts (VERSION);puts ("\n");return 0;};
1029   g_stdout = STDOUT;
1030   r0 = mes_environment ();
1031
1032   SCM program = bload_env (r0);
1033   SCM lst = cell_nil;
1034   for (int i=argc-1; i>=0; i--) lst = cons (MAKE_STRING (cstring_to_list (argv[i])), lst);
1035   r0 = acons (cell_symbol_argv, lst, r0);
1036   push_cc (r2, cell_unspecified, r0, cell_unspecified);
1037   if (g_debug)
1038     {
1039       eputs ("program: ");
1040       display_error_ (r1);
1041       eputs ("\n");
1042     }
1043   r3 = cell_vm_begin;
1044   r1 = eval_apply ();
1045   display_error_ (r1);
1046   eputs ("\n");
1047   gc (g_stack);
1048   if (g_debug)
1049     {
1050       eputs ("\nstats: [");
1051       eputs (itoa (g_free));
1052       eputs ("]\n");
1053     }
1054   return 0;
1055 }