core: display_helper: Display escaped characters.
[mes.git] / scaffold / mini-mes.c
1 /* -*-comment-start: "//";comment-end:""-*-
2  * Mes --- Maxwell Equations of Software
3  * Copyright © 2016,2017,2018 Jan (janneke) 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 #define MES_MINI 1
22 #if POSIX
23 #error "POSIX not supported"
24 #endif
25
26 #include <stdio.h>
27 #include <assert.h>
28 #include <stdlib.h>
29 #include <string.h>
30 #include <mlibc.h>
31
32 int ARENA_SIZE = 100000;
33 int MAX_ARENA_SIZE = 40000000;
34 int GC_SAFETY = 10000;
35
36 char *g_arena = 0;
37 typedef int SCM;
38
39 int g_debug = 0;
40 int g_free = 0;
41
42 SCM g_continuations = 0;
43 SCM g_symbols = 0;
44 SCM g_macros = 0;
45 SCM g_stack = 0;
46 // a/env
47 SCM r0 = 0;
48 // param 1
49 SCM r1 = 0;
50 // save 2+load/dump
51 SCM r2 = 0;
52 // continuation
53 SCM r3 = 0;
54
55 enum type_t {TCHAR, TCLOSURE, TCONTINUATION, TFUNCTION, TKEYWORD, TMACRO, TNUMBER, TPAIR, TREF, TSPECIAL, TSTRING, TSYMBOL, TVALUES, TVARIABLE, TVECTOR, TBROKEN_HEART};
56
57 struct scm {
58   enum type_t type;
59   SCM car;
60   SCM cdr;
61 };
62 struct function {
63   int (*function) (void);
64   int arity;
65   char *name;
66 };
67
68 #if __MESC__
69 //FIXME
70 char *foobar = 0;
71 struct scm *g_cells = foobar;
72 struct scm *g_news = foobar;
73 #else
74 struct scm *g_cells = 0;
75 struct scm *g_news = 0;
76 #endif
77
78 struct scm scm_nil = {TSPECIAL, "()",0};
79 struct scm scm_f = {TSPECIAL, "#f",0};
80 struct scm scm_t = {TSPECIAL, "#t",0};
81 struct scm scm_dot = {TSPECIAL, ".",0};
82 struct scm scm_arrow = {TSPECIAL, "=>",0};
83 struct scm scm_undefined = {TSPECIAL, "*undefined*",0};
84 struct scm scm_unspecified = {TSPECIAL, "*unspecified*",0};
85 struct scm scm_closure = {TSPECIAL, "*closure*",0};
86 struct scm scm_circular = {TSPECIAL, "*circular*",0};
87 struct scm scm_begin = {TSPECIAL, "*begin*",0};
88
89 struct scm scm_symbol_dot = {TSYMBOL, "*dot*",0};
90 struct scm scm_symbol_lambda = {TSYMBOL, "lambda",0};
91 struct scm scm_symbol_begin = {TSYMBOL, "begin",0};
92 struct scm scm_symbol_if = {TSYMBOL, "if",0};
93 struct scm scm_symbol_quote = {TSYMBOL, "quote",0};
94 struct scm scm_symbol_define = {TSYMBOL, "define",0};
95 struct scm scm_symbol_define_macro = {TSYMBOL, "define-macro",0};
96
97 struct scm scm_symbol_quasiquote = {TSYMBOL, "quasiquote", 0};
98 struct scm scm_symbol_unquote = {TSYMBOL, "unquote", 0};
99 struct scm scm_symbol_unquote_splicing = {TSYMBOL, "unquote-splicing", 0};
100 struct scm scm_symbol_syntax = {TSYMBOL, "syntax",0};
101 struct scm scm_symbol_quasisyntax = {TSYMBOL, "quasisyntax", 0};
102 struct scm scm_symbol_unsyntax = {TSYMBOL, "unsyntax", 0};
103 struct scm scm_symbol_unsyntax_splicing = {TSYMBOL, "unsyntax-splicing", 0};
104
105 struct scm scm_symbol_set_x = {TSYMBOL, "set!",0};
106
107 struct scm scm_symbol_sc_expand = {TSYMBOL, "sc-expand",0};
108 struct scm scm_symbol_macro_expand = {TSYMBOL, "macro-expand",0};
109 struct scm scm_symbol_portable_macro_expand = {TSYMBOL, "portable-macro-expand",0};
110 struct scm scm_symbol_sc_expander_alist = {TSYMBOL, "*sc-expander-alist*",0};
111
112 struct scm scm_symbol_call_with_values = {TSYMBOL, "call-with-values",0};
113 struct scm scm_call_with_current_continuation = {TSPECIAL, "*call/cc*",0};
114 struct scm scm_symbol_call_with_current_continuation = {TSYMBOL, "call-with-current-continuation",0};
115 struct scm scm_symbol_current_module = {TSYMBOL, "current-module",0};
116 struct scm scm_symbol_primitive_load = {TSYMBOL, "primitive-load",0};
117 struct scm scm_symbol_read_input_file = {TSYMBOL, "read-input-file",0};
118 struct scm scm_symbol_write = {TSYMBOL, "write",0};
119 struct scm scm_symbol_display = {TSYMBOL, "display",0};
120
121 struct scm scm_symbol_throw = {TSYMBOL, "throw",0};
122 struct scm scm_symbol_not_a_number = {TSYMBOL, "not-a-number",0};
123 struct scm scm_symbol_not_a_pair = {TSYMBOL, "not-a-pair",0};
124 struct scm scm_symbol_system_error = {TSYMBOL, "system-error",0};
125 struct scm scm_symbol_wrong_number_of_args = {TSYMBOL, "wrong-number-of-args",0};
126 struct scm scm_symbol_wrong_type_arg = {TSYMBOL, "wrong-type-arg",0};
127 struct scm scm_symbol_unbound_variable = {TSYMBOL, "unbound-variable",0};
128
129 struct scm scm_symbol_argv = {TSYMBOL, "%argv",0};
130 struct scm scm_symbol_mes_prefix = {TSYMBOL, "%prefix",0};
131 struct scm scm_symbol_mes_version = {TSYMBOL, "%version",0};
132
133 struct scm scm_symbol_car = {TSYMBOL, "car",0};
134 struct scm scm_symbol_cdr = {TSYMBOL, "cdr",0};
135 struct scm scm_symbol_pmatch_car = {TSYMBOL, "pmatch-car",0};
136 struct scm scm_symbol_pmatch_cdr = {TSYMBOL, "pmatch-cdr",0};
137
138 struct scm scm_vm_evlis = {TSPECIAL, "*vm-evlis*",0};
139 struct scm scm_vm_evlis2 = {TSPECIAL, "*vm-evlis2*",0};
140 struct scm scm_vm_evlis3 = {TSPECIAL, "*vm-evlis3*",0};
141 struct scm scm_vm_apply = {TSPECIAL, "core:apply",0};
142 struct scm scm_vm_apply2 = {TSPECIAL, "*vm-apply2*",0};
143 struct scm scm_vm_eval = {TSPECIAL, "core:eval",0};
144
145 struct scm scm_vm_eval_pmatch_car = {TSPECIAL, "*vm-eval-pmatch-car*",0};
146 struct scm scm_vm_eval_pmatch_cdr = {TSPECIAL, "*vm-eval-pmatch-cdr*",0};
147 struct scm scm_vm_eval_define = {TSPECIAL, "*vm-eval-define*",0};
148
149 struct scm scm_vm_eval_set_x = {TSPECIAL, "*vm-eval-set!*",0};
150 struct scm scm_vm_eval_macro_expand_eval = {TSPECIAL, "*vm:eval-macro-expand-eval*",0};
151 struct scm scm_vm_eval_macro_expand_expand = {TSPECIAL, "*vm:eval-macro-expand-expand*",0};
152 struct scm scm_vm_eval_check_func = {TSPECIAL, "*vm-eval-check-func*",0};
153 struct scm scm_vm_eval2 = {TSPECIAL, "*vm-eval2*",0};
154 struct scm scm_vm_macro_expand = {TSPECIAL, "core:macro-expand",0};
155 struct scm scm_vm_macro_expand_define = {TSPECIAL, "*vm:core:macro-expand-define*",0};
156 struct scm scm_vm_macro_expand_define_macro = {TSPECIAL, "*vm:core:macro-expand-define-macro*",0};
157 struct scm scm_vm_macro_expand_lambda = {TSPECIAL, "*vm:core:macro-expand-lambda*",0};
158 struct scm scm_vm_macro_expand_set_x = {TSPECIAL, "*vm:core:macro-expand-set!*",0};
159 struct scm scm_vm_begin_expand_primitive_load = {TSPECIAL, "*vm:core:begin-expand-primitive-load*",0};
160 struct scm scm_vm_begin_primitive_load = {TSPECIAL, "*vm:core:begin-primitive-load*",0};
161 struct scm scm_vm_macro_expand_car = {TSPECIAL, "*vm:core:macro-expand-car*",0};
162 struct scm scm_vm_macro_expand_cdr = {TSPECIAL, "*vm:macro-expand-cdr*",0};
163 struct scm scm_vm_begin_expand = {TSPECIAL, "core:eval-expand",0};
164 struct scm scm_vm_begin_expand_eval = {TSPECIAL, "*vm:begin-expand-eval*",0};
165 struct scm scm_vm_begin_expand_macro = {TSPECIAL, "*vm:begin-expand-macro*",0};
166 struct scm scm_vm_begin = {TSPECIAL, "*vm-begin*",0};
167 struct scm scm_vm_begin_read_input_file = {TSPECIAL, "*vm-begin-read-input-file*",0};
168 struct scm scm_vm_begin_eval = {TSPECIAL, "*vm:begin-eval*",0};
169 struct scm scm_vm_if = {TSPECIAL, "*vm-if*",0};
170 struct scm scm_vm_if_expr = {TSPECIAL, "*vm-if-expr*",0};
171 struct scm scm_vm_call_with_values2 = {TSPECIAL, "*vm-call-with-values2*",0};
172 struct scm scm_vm_call_with_current_continuation2 = {TSPECIAL, "*vm-call-with-current-continuation2*",0};
173 struct scm scm_vm_return = {TSPECIAL, "*vm-return*",0};
174
175 struct scm scm_symbol_gnuc = {TSYMBOL, "%gnuc",0};
176 struct scm scm_symbol_mesc = {TSYMBOL, "%mesc",0};
177
178 struct scm scm_test = {TSYMBOL, "test",0};
179
180 #include "mes.mes.symbols.h"
181
182 SCM tmp;
183 SCM tmp_num;
184 SCM tmp_num2;
185
186 struct function g_functions[200];
187 int g_function = 0;
188
189 #include "gc.mes.h"
190 #include "lib.mes.h"
191 #if !MES_MINI
192 #include "math.mes.h"
193 #endif
194 #include "mes.mes.h"
195 #if !MES_MINI
196 #include "posix.mes.h"
197 //#include "reader.mes.h"
198 #include "vector.mes.h"
199 #ndif
200
201 #define TYPE(x) g_cells[x].type
202 #define CAR(x) g_cells[x].car
203 #define CDR(x) g_cells[x].cdr
204
205 #define NTYPE(x) g_news[x].type
206 #define NCAR(x) g_news[x].car
207 #define NCDR(x) g_news[x].cdr
208
209 #define LENGTH(x) g_cells[x].car
210 #define REF(x) g_cells[x].car
211 #define STRING(x) g_cells[x].car
212 #define VARIABLE(x) g_cells[x].car
213
214 #define CLOSURE(x) g_cells[x].cdr
215 #define CONTINUATION(x) g_cells[x].cdr
216
217 #define FUNCTION(x) g_functions[g_cells[x].cdr]
218 #define MACRO(x) g_cells[x].cdr
219 #define VALUE(x) g_cells[x].cdr
220 #define VECTOR(x) g_cells[x].cdr
221
222 #define NLENGTH(x) g_news[x].car
223
224 #define NVALUE(x) g_news[x].cdr
225 #define NVECTOR(x) g_news[x].cdr
226
227 #define MAKE_CHAR(n) make_cell_ (tmp_num_ (TCHAR), 0, tmp_num2_ (n))
228 #define MAKE_CONTINUATION(n) make_cell_ (tmp_num_ (TCONTINUATION), n, g_stack)
229 #define MAKE_NUMBER(n) make_cell_ (tmp_num_ (TNUMBER), 0, tmp_num2_ (n))
230 #define MAKE_REF(n) make_cell_ (tmp_num_ (TREF), n, 0)
231 #define MAKE_STRING(x) make_cell_ (tmp_num_ (TSTRING), x, 0)
232
233 #define CAAR(x) CAR (CAR (x))
234 #define CADR(x) CAR (CDR (x))
235 #define CDAR(x) CDR (CAR (x))
236 #define CDDR(x) CDR (CDR (x))
237 #define CADAR(x) CAR (CDR (CAR (x)))
238 #define CADDR(x) CAR (CDR (CDR (x)))
239 #define CDADAR(x) CAR (CDR (CAR (CDR (x))))
240
241 SCM
242 alloc (int n)
243 {
244   assert (g_free + n < ARENA_SIZE);
245   SCM x = g_free;
246   g_free += n;
247   return x;
248 }
249
250 SCM
251 tmp_num_ (int x)
252 {
253   VALUE (tmp_num) = x;
254   return tmp_num;
255 }
256
257 SCM
258 tmp_num2_ (int x)
259 {
260   VALUE (tmp_num2) = x;
261   return tmp_num2;
262 }
263
264 SCM
265 make_cell_ (SCM type, SCM car, SCM cdr)
266 {
267   SCM x = alloc (1);
268   assert (TYPE (type) == TNUMBER);
269   TYPE (x) = VALUE (type);
270   if (VALUE (type) == TCHAR || VALUE (type) == TNUMBER) {
271     if (car) CAR (x) = CAR (car);
272     if (cdr) CDR(x) = CDR(cdr);
273   }
274   else if (VALUE (type) == TFUNCTION) {
275     if (car) CAR (x) = car;
276     if (cdr) CDR(x) = CDR(cdr);
277   }
278   else {
279     CAR (x) = car;
280     CDR(x) = cdr;
281   }
282   return x;
283 }
284
285 SCM
286 make_symbol_ (SCM s) ///((internal))
287 {
288   VALUE (tmp_num) = TSYMBOL;
289   SCM x = make_cell_ (tmp_num, s, 0);
290   g_symbols = cons (x, g_symbols);
291   return x;
292 }
293
294 SCM
295 list_of_char_equal_p (SCM a, SCM b) ///((internal))
296 {
297   while (a != cell_nil && b != cell_nil && VALUE (CAR (a)) == VALUE (CAR (b))) {
298     assert (TYPE (CAR (a)) == TCHAR);
299     assert (TYPE (CAR (b)) == TCHAR);
300     a = CDR (a);
301     b = CDR (b);
302   }
303   return (a == cell_nil && b == cell_nil) ? cell_t : cell_f;
304 }
305
306 SCM
307 lookup_symbol_ (SCM s)
308 {
309   SCM x = g_symbols;
310   while (x) {
311     if (list_of_char_equal_p (STRING (CAR (x)), s) == cell_t) break;
312     x = CDR (x);
313   }
314   if (x) x = CAR (x);
315   if (!x) x = make_symbol_ (s);
316   return x;
317 }
318
319 SCM
320 type_ (SCM x)
321 {
322   return MAKE_NUMBER (TYPE (x));
323 }
324
325 SCM
326 car_ (SCM x)
327 {
328   return (TYPE (x) != TCONTINUATION
329           && (TYPE (CAR (x)) == TPAIR // FIXME: this is weird
330               || TYPE (CAR (x)) == TREF
331               || TYPE (CAR (x)) == TSPECIAL
332               || TYPE (CAR (x)) == TSYMBOL
333               || TYPE (CAR (x)) == TSTRING)) ? CAR (x) : MAKE_NUMBER (CAR (x));
334 }
335
336 SCM
337 cdr_ (SCM x)
338 {
339   return (TYPE (CDR (x)) == TPAIR
340           || TYPE (CDR (x)) == TREF
341           || TYPE (CAR (x)) == TSPECIAL
342           || TYPE (CDR (x)) == TSYMBOL
343           || TYPE (CDR (x)) == TSTRING) ? CDR (x) : MAKE_NUMBER (CDR (x));
344 }
345
346 SCM
347 arity_ (SCM x)
348 {
349   assert (TYPE (x) == TFUNCTION);
350   return MAKE_NUMBER (FUNCTION (x).arity);
351 }
352
353 SCM
354 cons (SCM x, SCM y)
355 {
356   VALUE (tmp_num) = TPAIR;
357   return make_cell_ (tmp_num, x, y);
358 }
359
360 SCM
361 car (SCM x)
362 {
363   if (TYPE (x) != TPAIR) error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_symbol_car));
364   return CAR (x);
365 }
366
367 SCM
368 cdr (SCM x)
369 {
370   if (TYPE (x) != TPAIR) error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_symbol_cdr));
371   return CDR (x);
372 }
373
374 SCM
375 list (SCM x) ///((arity . n))
376 {
377   return x;
378 }
379
380 SCM
381 null_p (SCM x)
382 {
383   return x == cell_nil ? cell_t : cell_f;
384 }
385
386 SCM
387 eq_p (SCM x, SCM y)
388 {
389   return (x == y
390           || ((TYPE (x) == TKEYWORD && TYPE (y) == TKEYWORD
391                && STRING (x) == STRING (y)))
392           || (TYPE (x) == TCHAR && TYPE (y) == TCHAR
393               && VALUE (x) == VALUE (y))
394           || (TYPE (x) == TNUMBER && TYPE (y) == TNUMBER
395               && VALUE (x) == VALUE (y)))
396     ? cell_t : cell_f;
397 }
398
399 SCM
400 values (SCM x) ///((arity . n))
401 {
402   SCM v = cons (0, x);
403   TYPE (v) = TVALUES;
404   return v;
405 }
406
407 SCM
408 acons (SCM key, SCM value, SCM alist)
409 {
410   return cons (cons (key, value), alist);
411 }
412
413 SCM
414 length (SCM x)
415 {
416   int n = 0;
417   while (x != cell_nil)
418     {
419       n++;
420       if (TYPE (x) != TPAIR) return MAKE_NUMBER (-1);
421       x = CDR (x);
422     }
423   return MAKE_NUMBER (n);
424 }
425
426 SCM apply (SCM, SCM, SCM);
427
428 SCM
429 error (SCM key, SCM x)
430 {
431   SCM throw;
432   if ((throw = assq_ref_env (cell_symbol_throw, r0)) != cell_undefined)
433     return apply (throw, cons (key, cons (x, cell_nil)), r0);
434   display_error_ (key);
435   eputs (": ");
436   display_error_ (x);
437   eputs ("\n");
438   exit (1);
439 }
440
441 SCM
442 cstring_to_list (char const* s)
443 {
444   SCM p = cell_nil;
445   int i = strlen (s);
446   while (i--)
447     p = cons (MAKE_CHAR (s[i]), p);
448   return p;
449 }
450
451 // \f extra lib
452 SCM
453 assert_defined (SCM x, SCM e) ///((internal))
454 {
455   if (e == cell_undefined) return error (cell_symbol_unbound_variable, x);
456   return e;
457 }
458
459 SCM
460 check_formals (SCM f, SCM formals, SCM args) ///((internal))
461 {
462   int flen = (TYPE (formals) == TNUMBER) ? VALUE (formals) : VALUE (length (formals));
463   int alen = VALUE (length (args));
464   if (alen != flen && alen != -1 && flen != -1)
465     {
466       char *s = "apply: wrong number of arguments; expected: ";
467       eputs (s);
468       eputs (itoa (flen));
469       eputs (", got: ");
470       eputs (itoa (alen));
471       eputs ("\n");
472       display_error_ (f);
473       SCM e = MAKE_STRING (cstring_to_list (s));
474       return error (cell_symbol_wrong_number_of_args, cons (e, f));
475     }
476   return cell_unspecified;
477 }
478
479 SCM
480 check_apply (SCM f, SCM e) ///((internal))
481 {
482   char* type = 0;
483   if (f == cell_f || f == cell_t) type = "bool";
484   if (f == cell_nil) type = "nil";
485   if (f == cell_unspecified) type = "*unspecified*";
486   if (f == cell_undefined) type = "*undefined*";
487   if (TYPE (f) == TCHAR) type = "char";
488   if (TYPE (f) == TNUMBER) type = "number";
489   if (TYPE (f) == TSTRING) type = "string";
490
491   if (type)
492     {
493       char *s = "cannot apply: ";
494       eputs (s);
495       eputs (type);
496       eputs ("[");
497       display_error_ (e);
498       eputs ("]\n");
499       SCM e = MAKE_STRING (cstring_to_list (s));
500       return error (cell_symbol_wrong_type_arg, cons (e, f));
501     }
502   return cell_unspecified;
503 }
504
505 SCM
506 gc_push_frame () ///((internal))
507 {
508   SCM frame = cons (r1, cons (r2, cons (r3, cons (r0, cell_nil))));
509   g_stack = cons (frame, g_stack);
510   return g_stack;
511 }
512
513 SCM
514 append2 (SCM x, SCM y)
515 {
516   if (x == cell_nil) return y;
517   assert (TYPE (x) == TPAIR);
518   return cons (car (x), append2 (cdr (x), y));
519 }
520
521 SCM
522 pairlis (SCM x, SCM y, SCM a)
523 {
524   if (x == cell_nil)
525     return a;
526   if (TYPE (x) != TPAIR)
527     return cons (cons (x, y), a);
528   return cons (cons (car (x), car (y)),
529                pairlis (cdr (x), cdr (y), a));
530 }
531
532 SCM
533 call (SCM fn, SCM x)
534 {
535   if ((FUNCTION (fn).arity > 0 || FUNCTION (fn).arity == -1)
536       && x != cell_nil && TYPE (CAR (x)) == TVALUES)
537     x = cons (CADAR (x), CDR (x));
538   if ((FUNCTION (fn).arity > 1 || FUNCTION (fn).arity == -1)
539       && x != cell_nil && TYPE (CDR (x)) == TPAIR && TYPE (CADR (x)) == TVALUES)
540     x = cons (CAR (x), cons (CDADAR (x), CDR (x)));
541   switch (FUNCTION (fn).arity)
542     {
543 #if __MESC__ || !_POSIX_SOURCE
544     case 0: return (FUNCTION (fn).function) ();
545     case 1: return ((SCM(*)(SCM))(FUNCTION (fn).function)) (CAR (x));
546     case 2: return ((SCM(*)(SCM,SCM))(FUNCTION (fn).function)) (CAR (x), CADR (x));
547     case 3: return ((SCM(*)(SCM,SCM,SCM))(FUNCTION (fn).function)) (CAR (x), CADR (x), CAR (CDDR (x)));
548     case -1: return ((SCM(*)(SCM))(FUNCTION (fn).function)) (x);
549     default: return ((SCM(*)(SCM))(FUNCTION (fn).function)) (x);
550 #else
551     case 0: return FUNCTION (fn).function0 ();
552     case 1: return FUNCTION (fn).function1 (CAR (x));
553     case 2: return FUNCTION (fn).function2 (CAR (x), CADR (x));
554     case 3: return FUNCTION (fn).function3 (CAR (x), CADR (x), CAR (CDDR (x)));
555     case -1: return FUNCTION (fn).functionn (x);
556 #endif
557     }
558
559   return cell_unspecified;
560 }
561
562 SCM
563 assq (SCM x, SCM a)
564 {
565   //FIXME: move into fast-non eq_p-ing assq core:assq?
566   //while (a != cell_nil && x != CAAR (a)) a = CDR (a);
567   while (a != cell_nil && eq_p (x, CAAR (a)) == cell_f) a = CDR (a);
568   return a != cell_nil ? CAR (a) : cell_f;
569 }
570
571 SCM
572 assq_ref_env (SCM x, SCM a)
573 {
574   x = assq (x, a);
575   if (x == cell_f) return cell_undefined;
576   return CDR (x);
577 }
578
579 SCM
580 set_car_x (SCM x, SCM e)
581 {
582   assert (TYPE (x) == TPAIR);
583   CAR (x) = e;
584   return cell_unspecified;
585 }
586
587 SCM
588 set_cdr_x (SCM x, SCM e)
589 {
590   if (TYPE (x) != TPAIR) error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_set_cdr_x));
591   CDR (x) = e;
592   return cell_unspecified;
593 }
594
595 SCM
596 set_env_x (SCM x, SCM e, SCM a)
597 {
598   SCM p = assert_defined (x, assq (x, a));
599   if (TYPE (p) != TPAIR) error (cell_symbol_not_a_pair, cons (p, x));
600   return set_cdr_x (p, e);
601 }
602
603 SCM
604 call_lambda (SCM e, SCM x, SCM aa, SCM a) ///((internal))
605 {
606   SCM cl = cons (cons (cell_closure, x), x);
607   r1 = e;
608   r0 = cl;
609   return cell_unspecified;
610 }
611
612 SCM
613 make_closure_ (SCM args, SCM body, SCM a) ///((internal))
614 {
615   return make_cell_ (tmp_num_ (TCLOSURE), cell_f, cons (cons (cell_circular, a), cons (args, body)));
616 }
617
618 SCM
619 lookup_macro_ (SCM x, SCM a) ///((internal))
620 {
621   if (TYPE (x) != TSYMBOL) return cell_f;
622   SCM m = assq_ref_env (x, a);
623   if (TYPE (m) == TMACRO) return MACRO (m);
624   return cell_f;
625 }
626
627 SCM
628 push_cc (SCM p1, SCM p2, SCM a, SCM c) ///((internal))
629 {
630   SCM x = r3;
631   r3 = c;
632   r2 = p2;
633   gc_push_frame ();
634   r1 = p1;
635   r0 = a;
636   r3 = x;
637   return cell_unspecified;
638 }
639
640 SCM
641 gc_peek_frame () ///((internal))
642 {
643   SCM frame = CAR (g_stack);
644   r1 = CAR (frame);
645   r2 = CADR (frame);
646   r3 = CAR (CDDR (frame));
647   r0 = CADR (CDDR (frame));
648   return frame;
649 }
650
651 SCM
652 gc_pop_frame () ///((internal))
653 {
654   SCM frame = gc_peek_frame (g_stack);
655   g_stack = CDR (g_stack);
656   return frame;
657 }
658
659 SCM
660 eval_apply ()
661 {
662 #if 0
663  eval_apply:
664   gc_check ();
665   switch (r3)
666     {
667     case cell_vm_evlis: goto evlis;
668     case cell_vm_evlis2: goto evlis2;
669     case cell_vm_evlis3: goto evlis3;
670     case cell_vm_apply: goto apply;
671     case cell_vm_apply2: goto apply2;
672     case cell_vm_eval: goto eval;
673 #if MES_FIXED_PRIMITIVES
674     case cell_vm_eval_car: goto eval_car;
675     case cell_vm_eval_cdr: goto eval_cdr;
676     case cell_vm_eval_cons: goto eval_cons;
677     case cell_vm_eval_null_p: goto eval_null_p;
678 #endif
679     case cell_vm_eval_set_x: goto eval_set_x;
680     case cell_vm_eval_macro: goto eval_macro;
681     case cell_vm_eval_check_func: goto eval_check_func;
682     case cell_vm_eval2: goto eval2;
683     case cell_vm_macro_expand: goto macro_expand;
684     case cell_vm_begin: goto begin;
685     case cell_vm_begin_read_input_file: goto begin_read_input_file;
686     case cell_vm_begin2: goto begin2;
687     case cell_vm_if: goto vm_if;
688     case cell_vm_if_expr: goto if_expr;
689     case cell_vm_call_with_current_continuation2: goto call_with_current_continuation2;
690     case cell_vm_call_with_values2: goto call_with_values2;
691     case cell_vm_return: goto vm_return;
692     case cell_unspecified: return r1;
693     default:
694       assert (0);
695     }
696
697   SCM x = cell_nil;
698  evlis:
699   gc_check ();
700   if (r1 == cell_nil) goto vm_return;
701   if (TYPE (r1) != TPAIR) goto eval;
702   push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_evlis2);
703   goto eval;
704  evlis2:
705   push_cc (CDR (r2), r1, r0, cell_vm_evlis3);
706   goto evlis;
707  evlis3:
708   r1 = cons (r2, r1);
709   goto vm_return;
710
711  apply:
712   gc_check ();
713   switch (TYPE (CAR (r1)))
714     {
715     case TFUNCTION: {
716       check_formals (CAR (r1), MAKE_NUMBER (FUNCTION (CAR (r1)).arity), CDR (r1));
717       r1 = call (CAR (r1), CDR (r1)); /// FIXME: move into eval_apply
718       goto vm_return;
719     }
720     case TCLOSURE:
721       {
722         SCM cl = CLOSURE (CAR (r1));
723         SCM formals = CADR (cl);
724         SCM body = CDDR (cl);
725         SCM aa = CDAR (cl);
726         aa = CDR (aa);
727         check_formals (CAR (r1), formals, CDR (r1));
728         SCM p = pairlis (formals, CDR (r1), aa);
729         call_lambda (body, p, aa, r0);
730         goto begin;
731       }
732       case TCONTINUATION:
733         {
734           x = r1;
735           g_stack = CONTINUATION (CAR (r1));
736           gc_pop_frame ();
737           r1 = CADR (x);
738           goto eval_apply;
739         }
740     case TSPECIAL:
741       {
742         switch (CAR (r1))
743           {
744           case cell_vm_apply:
745             {
746               push_cc (cons (CADR (r1), CADDR (r1)), r1, r0, cell_vm_return);
747               goto apply;
748             }
749           case cell_vm_eval:
750             {
751               push_cc (CADR (r1), r1, CADDR (r1), cell_vm_return);
752               goto eval;
753             }
754           case cell_call_with_current_continuation:
755             {
756               r1 = CDR (r1);
757               goto call_with_current_continuation;
758             }
759           default: check_apply (cell_f, CAR (r1));
760           }
761       }
762     case TSYMBOL:
763       {
764         if (CAR (r1) == cell_symbol_call_with_values)
765           {
766             r1 = CDR (r1);
767             goto call_with_values;
768           }
769         if (CAR (r1) == cell_symbol_current_module)
770           {
771             r1 = r0;
772             goto vm_return;
773           }
774         break;
775       }
776     case TPAIR:
777       {
778         switch (CAAR (r1))
779           {
780           case cell_symbol_lambda:
781             {
782               SCM formals = CADR (CAR (r1));
783               SCM body = CDDR (CAR (r1));
784               SCM p = pairlis (formals, CDR (r1), r0);
785               check_formals (r1, formals, CDR (r1));
786               call_lambda (body, p, p, r0);
787               goto begin;
788             }
789           }
790       }
791     }
792   push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_apply2);
793   goto eval;
794  apply2:
795   check_apply (r1, CAR (r2));
796   r1 = cons (r1, CDR (r2));
797   goto apply;
798
799  eval:
800   gc_check ();
801   switch (TYPE (r1))
802     {
803     case TPAIR:
804       {
805         switch (CAR (r1))
806           {
807 #if MES_FIXED_PRIMITIVES
808           case cell_symbol_car:
809             {
810               push_cc (CADR (r1), r1, r0, cell_vm_eval_car); goto eval;
811             eval_car:
812               x = r1; gc_pop_frame (); r1 = CAR (x); goto eval_apply;
813             }
814           case cell_symbol_cdr:
815             {
816               push_cc (CADR (r1), r1, r0, cell_vm_eval_cdr); goto eval;
817             eval_cdr:
818               x = r1; gc_pop_frame (); r1 = CDR (x); goto eval_apply;
819             }
820           case cell_symbol_cons: {
821             push_cc (CDR (r1), r1, r0, cell_vm_eval_cons); goto evlis;
822             eval_cons:
823             x = r1;
824             gc_pop_frame ();
825             r1 = cons (CAR (x), CADR (x));
826             goto eval_apply;
827           }
828           case cell_symbol_null_p:
829             {
830               push_cc (CADR (r1), r1, r0, cell_vm_eval_null_p);
831               goto eval;
832             eval_null_p:
833               x = r1; gc_pop_frame (); r1 = null_p (x); goto eval_apply;
834             }
835 #endif // MES_FIXED_PRIMITIVES
836           case cell_symbol_quote:
837             {
838               x = r1; gc_pop_frame (); r1 = CADR (x); goto eval_apply;
839             }
840           case cell_symbol_begin: goto begin;
841           case cell_symbol_lambda:
842             {
843               r1 = make_closure_ (CADR (r1), CDDR (r1), assq (cell_closure, r0));
844               goto vm_return;
845             }
846           case cell_symbol_if: {r1=CDR (r1); goto vm_if;}
847           case cell_symbol_set_x:
848             {
849               push_cc (CAR (CDDR (r1)), r1, r0, cell_vm_eval_set_x);
850               goto eval;
851             eval_set_x:
852               x = r2;
853               r1 = set_env_x (CADR (x), r1, r0);
854               goto vm_return;
855             }
856           case cell_vm_macro_expand:
857             {
858               push_cc (CADR (r1), r1, r0, cell_vm_return);
859               goto macro_expand;
860             }
861           default: {
862             push_cc (r1, r1, r0, cell_vm_eval_macro);
863             goto macro_expand;
864             eval_macro:
865             if (r1 != r2)
866               {
867                 if (TYPE (r1) == TPAIR)
868                   {
869                     set_cdr_x (r2, CDR (r1));
870                     set_car_x (r2, CAR (r1));
871                   }
872                 goto eval;
873               }
874             push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_eval_check_func); goto eval;
875             eval_check_func:
876             push_cc (CDR (r2), r2, r0, cell_vm_eval2); goto evlis;
877             eval2:
878             r1 = cons (CAR (r2), r1);
879             goto apply;
880           }
881           }
882       }
883     case TSYMBOL:
884       {
885         r1 = assert_defined (r1, assq_ref_env (r1, r0));
886         goto vm_return;
887       }
888     default: goto vm_return;
889     }
890
891   SCM macro;
892   SCM expanders;
893  macro_expand:
894   if (TYPE (r1) == TPAIR
895       && (macro = lookup_macro_ (CAR (r1), r0)) != cell_f)
896     {
897       r1 = cons (macro, CDR (r1));
898       goto apply;
899     }
900   else if (TYPE (r1) == TPAIR
901            && TYPE (CAR (r1)) == TSYMBOL
902            && ((expanders = assq_ref_env (cell_symbol_sc_expander_alist, r0)) != cell_undefined)
903            && ((macro = assq (CAR (r1), expanders)) != cell_f))
904     {
905       SCM sc_expand = assq_ref_env (cell_symbol_macro_expand, r0);
906       if (sc_expand != cell_undefined && sc_expand != cell_f)
907         {
908           r1 = cons (sc_expand, cons (r1, cell_nil));
909           goto apply;
910         }
911     }
912   goto vm_return;
913
914  begin:
915   x = cell_unspecified;
916   while (r1 != cell_nil) {
917     gc_check ();
918     if (TYPE (r1) == TPAIR && TYPE (CAR (r1)) == TPAIR)
919       {
920         if (CAAR (r1) == cell_symbol_begin)
921           r1 = append2 (CDAR (r1), CDR (r1));
922         else if (CAAR (r1) == cell_symbol_primitive_load)
923           {
924             push_cc (cons (cell_symbol_read_input_file, cell_nil), r1, r0, cell_vm_begin_read_input_file);
925             goto apply;
926           begin_read_input_file:
927             r1 = append2 (r1, CDR (r2));
928           }
929       }
930     if (CDR (r1) == cell_nil)
931       {
932         r1 = CAR (r1);
933         goto eval;
934       }
935     push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_begin2);
936     goto eval;
937   begin2:
938     x = r1;
939     r1 = CDR (r2);
940   }
941   r1 = x;
942   goto vm_return;
943
944  vm_if:
945   push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_if_expr);
946   goto eval;
947  if_expr:
948   x = r1;
949   r1 = r2;
950   if (x != cell_f)
951     {
952       r1 = CADR (r1);
953       goto eval;
954     }
955   if (CDDR (r1) != cell_nil)
956     {
957       r1 = CAR (CDDR (r1));
958       goto eval;
959     }
960   r1 = cell_unspecified;
961   goto vm_return;
962
963  call_with_current_continuation:
964   gc_push_frame ();
965   x = MAKE_CONTINUATION (g_continuations++);
966   gc_pop_frame ();
967   push_cc (cons (CAR (r1), cons (x, cell_nil)), x, r0, cell_vm_call_with_current_continuation2);
968   goto apply;
969  call_with_current_continuation2:
970   CONTINUATION (r2) = g_stack;
971   goto vm_return;
972
973  call_with_values:
974   push_cc (cons (CAR (r1), cell_nil), r1, r0, cell_vm_call_with_values2);
975   goto apply;
976  call_with_values2:
977   if (TYPE (r1) == TVALUES)
978     r1 = CDR (r1);
979   r1 = cons (CADR (r2), r1);
980   goto apply;
981
982  vm_return:
983   x = r1;
984   gc_pop_frame ();
985   r1 = x;
986   goto eval_apply;
987 #endif
988 }
989
990 SCM
991 apply (SCM f, SCM x, SCM a) ///((internal))
992 {
993   push_cc (cons (f, x), cell_unspecified, r0, cell_unspecified);
994   r3 = cell_vm_apply;
995   return eval_apply ();
996 }
997
998 SCM
999 mes_g_stack (SCM a) ///((internal))
1000 {
1001   r0 = a;
1002   r1 = MAKE_CHAR (0);
1003   r2 = MAKE_CHAR (0);
1004   r3 = MAKE_CHAR (0);
1005   g_stack = cons (cell_nil, cell_nil);
1006   return r0;
1007 }
1008
1009 //\f Environment setup
1010
1011 SCM
1012 make_tmps (struct scm* cells)
1013 {
1014   tmp = g_free++;
1015   cells[tmp].type = TCHAR;
1016   tmp_num = g_free++;
1017   cells[tmp_num].type = TNUMBER;
1018   tmp_num2 = g_free++;
1019   cells[tmp_num2].type = TNUMBER;
1020   return 0;
1021 }
1022
1023 // #include "posix.c"
1024 // #include "math.c"
1025 #include "lib.c"
1026
1027 //\f Jam Collector
1028 SCM g_symbol_max;
1029
1030 SCM
1031 gc_init_cells () ///((internal))
1032 {
1033   int size = ARENA_SIZE * 12;
1034   size = size * 2;
1035 #if __GNUC__
1036   g_arena = (char*)malloc (size);
1037 #else
1038   char *p = 0;
1039   p = malloc (size);
1040   g_arena = p;
1041 #endif
1042   g_cells = g_arena;
1043   return 0;
1044   //g_cells = (scm *)malloc (2*ARENA_SIZE*sizeof(scm));
1045
1046   TYPE (0) = TVECTOR;
1047   LENGTH (0) = 1000;
1048   VECTOR (0) = 0;
1049   g_cells++;
1050   TYPE (0) = TCHAR;
1051   VALUE (0) = 'c';
1052   return 0;
1053 }
1054
1055 SCM
1056 gc_init_news () ///((internal))
1057 {
1058   eputs ("gc_init_news\n");
1059   ///g_news = g_cells-1 + ARENA_SIZE;
1060   //g_news = g_cells + ARENA_SIZE * 12 + GC_SAFETY * 6;
1061   char *p = g_cells;
1062   // g_news = g_cells;
1063   int halfway = ARENA_SIZE * 12;
1064   int safety = GC_SAFETY * 12;
1065   safety = safety / 2;
1066   halfway = halfway + safety;
1067   // g_news = g_news + halfway;
1068   p = p + halfway;
1069   g_news = p;
1070   eputs ("g_cells=");
1071   eputs (itoa (g_cells));
1072   eputs (" size=");
1073   eputs (itoa (halfway));
1074   eputs (" news=");
1075   eputs (itoa (g_news));
1076   eputs (" news - cells=");
1077   char * c = g_cells;
1078   eputs (itoa (p - c));
1079   eputs ("\n");
1080
1081
1082   NTYPE (0) = TVECTOR;
1083   NLENGTH (0) = 1000;
1084   NVECTOR (0) = 0;
1085   g_news++;
1086   NTYPE (0) = TCHAR;
1087   NVALUE (0) = 'n';
1088   return 0;
1089 }
1090
1091 SCM
1092 mes_symbols () ///((internal))
1093 {
1094   gc_init_cells ();
1095   gc_init_news ();
1096
1097 #include "mes.mes.symbols.i"
1098
1099   g_symbol_max = g_free;
1100   make_tmps (g_cells);
1101
1102   g_symbols = 0;
1103   for (int i=1; i<g_symbol_max; i++)
1104     g_symbols = cons (i, g_symbols);
1105
1106   SCM a = cell_nil;
1107
1108 #include "mes.mes.symbol-names.i"
1109
1110   a = acons (cell_symbol_mes_version, MAKE_STRING (cstring_to_list (VERSION)), a);
1111   a = acons (cell_symbol_mes_prefix, MAKE_STRING (cstring_to_list (PREFIX)), a);
1112
1113   a = acons (cell_symbol_dot, cell_dot, a);
1114   a = acons (cell_symbol_begin, cell_begin, a);
1115   a = acons (cell_symbol_call_with_values, cell_symbol_call_with_values, a);
1116   a = acons (cell_symbol_current_module, cell_symbol_current_module, a);
1117   a = acons (cell_symbol_call_with_current_continuation, cell_call_with_current_continuation, a);
1118   a = acons (cell_symbol_sc_expand, cell_f, a);
1119
1120 #if __GNUC__
1121   a = acons (cell_symbol_gnuc, cell_t, a);
1122   a = acons (cell_symbol_mesc, cell_f, a);
1123 #else
1124   a = acons (cell_symbol_gnuc, cell_f, a);
1125   a = acons (cell_symbol_mesc, cell_t, a);
1126 #endif
1127
1128   a = acons (cell_closure, a, a);
1129
1130   return a;
1131 }
1132
1133 SCM
1134 mes_environment () ///((internal))
1135 {
1136   SCM a = mes_symbols ();
1137   return mes_g_stack (a);
1138 }
1139
1140 SCM
1141 mes_builtins (SCM a) ///((internal))
1142 {
1143 #include "mes.mes.i"
1144
1145 // Do not sort: Order of these includes define builtins
1146 #if !MES_MINI
1147 #include "posix.mes.i"
1148 #include "math.mes.i"
1149 #endif
1150 #include "lib.mes.i"
1151 #if !MES_MINI
1152 #include "vector.mes.i"
1153 #endif
1154 #include "gc.mes.i"
1155 #if !MES_MINI
1156   //#include "reader.mes.i"
1157 #endif
1158
1159 #include "gc.mes.environment.i"
1160 #include "lib.mes.environment.i"
1161 #if !MES_MINI
1162 #include "math.mes.environment.i"
1163 #endif
1164 #include "mes.mes.environment.i"
1165 #if !MES_MINI
1166 #include "posix.mes.environment.i"
1167   //#include "reader.mes.environment.i"
1168 #include "vector.mes.environment.i"
1169 #endif
1170
1171   return a;
1172 }
1173
1174 SCM
1175 bload_env (SCM a) ///((internal))
1176 {
1177   char *mo = "module/mes/read-0-32.mo";
1178   g_stdin = open (mo, 0);
1179   if (g_stdin < 0) {eputs ("no such file: ");eputs (mo);eputs ("\n");return 1;} 
1180   assert (getchar () == 'M');
1181   assert (getchar () == 'E');
1182   assert (getchar () == 'S');
1183   eputs ("*GOT MES*\n");
1184   g_stack = getchar () << 8;
1185   g_stack += getchar ();
1186
1187   char *p = (char*)g_cells;
1188   int c = getchar ();
1189   while (c != EOF)
1190     {
1191       *p++ = c;
1192       c = getchar ();
1193     }
1194   g_free = (p-(char*)g_cells) /
1195   gc_peek_frame ();
1196   g_symbols = r1;
1197   g_stdin = STDIN;
1198   r0 = mes_builtins (r0);
1199
1200 #if __GNUC__
1201   set_env_x (cell_symbol_gnuc, cell_t, r0);
1202   set_env_x (cell_symbol_mesc, cell_f, r0);
1203 #else
1204   set_env_x (cell_symbol_gnuc, cell_f, r0);
1205   set_env_x (cell_symbol_mesc, cell_t, r0);
1206 #endif
1207
1208   if (g_debug)
1209     {
1210       eputs ("symbols: ");
1211       SCM s = g_symbols;
1212       while (s && s != cell_nil) {
1213         display_error_ (CAR (s));
1214         eputs (" ");
1215         s = CDR (s);
1216       }
1217       eputs ("\n");
1218       eputs ("functions: ");
1219       eputs (itoa (g_function));
1220       eputs ("\n");
1221       for (int i = 0; i < g_function; i++)
1222         {
1223           eputs ("[");
1224           eputs (itoa (i));
1225           eputs ("]: ");
1226           eputs (g_functions[i].name);
1227           eputs ("\n");
1228         }
1229       //display_error_ (r0);
1230       //puts ("\n");
1231     }
1232   return r2;
1233 }
1234
1235 #if !MES_MINI
1236 #include "vector.c"
1237 #endif
1238 #include "gc.c"
1239
1240 int
1241 main (int argc, char *argv[])
1242 {
1243   char *p;
1244   if (p = getenv ("MES_DEBUG")) g_debug = atoi (p);
1245   if (g_debug) {eputs (";;; MODULEDIR=");eputs (MODULEDIR);eputs ("\n");}
1246   if (p = getenv ("MES_MAX_ARENA")) MAX_ARENA_SIZE = atoi (p);
1247   if (p = getenv ("MES_ARENA")) ARENA_SIZE = atoi (p);
1248   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--help")) return puts ("Usage: mes [--dump|--load] < FILE\n");
1249   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--version")) {puts ("Mes ");puts (VERSION);puts ("\n");return 0;};
1250   g_stdout = STDOUT;
1251   r0 = mes_environment ();
1252
1253   SCM program = bload_env (r0);
1254   SCM lst = cell_nil;
1255   for (int i=argc-1; i>=0; i--) lst = cons (MAKE_STRING (cstring_to_list (argv[i])), lst);
1256   r0 = acons (cell_symbol_argv, lst, r0);
1257   push_cc (r2, cell_unspecified, r0, cell_unspecified);
1258   if (g_debug)
1259     {
1260       eputs ("program: ");
1261       display_error_ (r1);
1262       eputs ("\n");
1263     }
1264   r3 = cell_vm_begin;
1265   r1 = eval_apply ();
1266   display_error_ (r1);
1267   eputs ("\n");
1268   gc (g_stack);
1269   if (g_debug)
1270     {
1271       eputs ("\nstats: [");
1272       eputs (itoa (g_free));
1273       eputs ("]\n");
1274     }
1275   return 0;
1276 }