Fixnums now go from 0 to 255 instead of -5 to 40. Nothings seems to
[picobit/chj.git] / picobit.scm
blob8d91bdacfda7c35a9bad6f4d5bc617f17e1d99a9
1 ; File: "picobit.scm", Time-stamp: <2006-05-08 16:04:37 feeley>
3 ; Copyright (C) 2006 by Marc Feeley, All Rights Reserved.
5 (define-macro (dummy)
6   (proper-tail-calls-set! #f)
7   #f)
8 ;(dummy)
10 ;-----------------------------------------------------------------------------
12 (define compiler-error
13   (lambda (msg . others)
14     (display "*** ERROR -- ")
15     (display msg)
16     (for-each (lambda (x) (display " ") (write x)) others)
17     (newline)
18     (exit 1)))
20 ;-----------------------------------------------------------------------------
22 (define keep
23   (lambda (keep? lst)
24     (cond ((null? lst)       '())
25           ((keep? (car lst)) (cons (car lst) (keep keep? (cdr lst))))
26           (else              (keep keep? (cdr lst))))))
28 (define take
29   (lambda (n lst)
30     (if (> n 0)
31         (cons (car lst) (take (- n 1) (cdr lst)))
32         '())))
34 (define drop
35   (lambda (n lst)
36     (if (> n 0)
37         (drop (- n 1) (cdr lst))
38         lst)))
40 (define repeat
41   (lambda (n x)
42     (if (> n 0)
43         (cons x (repeat (- n 1) x))
44         '())))
46 (define pos-in-list
47   (lambda (x lst)
48     (let loop ((lst lst) (i 0))
49       (cond ((not (pair? lst)) #f)
50             ((eq? (car lst) x) i)
51             (else              (loop (cdr lst) (+ i 1)))))))
53 (define every
54   (lambda (pred? lst)
55     (or (null? lst)
56         (and (pred? (car lst))
57              (every pred? (cdr lst))))))
59 ;-----------------------------------------------------------------------------
61 ;; Syntax-tree node representation.
63 (define-type node
64   extender: define-type-of-node
65   parent
66   children
69 (define-type-of-node cst
70   val
73 (define-type-of-node ref
74   var
77 (define-type-of-node def
78   var
81 (define-type-of-node set
82   var
85 (define-type-of-node if
88 (define-type-of-node prc
89   params
90   rest?
91   entry-label
94 (define-type-of-node call
97 (define-type-of-node seq
100 (define-type-of-node fix
101   vars
104 (define node->expr
105   (lambda (node)
106     (cond ((cst? node)
107            (let ((val (cst-val node)))
108              (if (self-eval? val)
109                  val
110                  (list 'quote val))))
111           ((ref? node)
112            (var-id (ref-var node)))
113           ((def? node)
114            (list 'define
115                  (var-id (def-var node))
116                  (node->expr (child1 node))))
117           ((set? node)
118            (list 'set!
119                  (var-id (set-var node))
120                  (node->expr (child1 node))))
121           ((if? node)
122            (list 'if
123                  (node->expr (child1 node))
124                  (node->expr (child2 node))
125                  (node->expr (child3 node))))
126           ((prc? node)
127            (if (seq? (child1 node))
128                (cons 'lambda
129                      (cons (build-pattern (prc-params node) (prc-rest? node))
130                            (nodes->exprs (node-children (child1 node)))))
131                (list 'lambda
132                      (build-pattern (prc-params node) (prc-rest? node))
133                      (node->expr (child1 node)))))
134           ((call? node)
135            (map node->expr (node-children node)))
136           ((seq? node)
137            (let ((children (node-children node)))
138              (cond ((null? children)
139                     '(void))
140                    ((null? (cdr children))
141                     (node->expr (car children)))
142                    (else
143                     (cons 'begin
144                           (nodes->exprs children))))))
145           ((fix? node)
146            (let ((children (node-children node)))
147              (list 'letrec
148                    (map (lambda (var val)
149                           (list (var-id var)
150                                 (node->expr val)))
151                         (fix-vars node)
152                         (take (- (length children) 1) children))
153                    (node->expr (list-ref children (- (length children) 1))))))
154           (else
155            (compiler-error "unknown expression type" node)))))
157 (define nodes->exprs
158   (lambda (nodes)
159     (if (null? nodes)
160         '()
161         (if (seq? (car nodes))
162             (append (nodes->exprs (node-children (car nodes)))
163                     (nodes->exprs (cdr nodes)))
164             (cons (node->expr (car nodes))
165                   (nodes->exprs (cdr nodes)))))))
166             
167 (define build-pattern
168   (lambda (params rest?)
169     (cond ((null? params)
170            '())
171           ((null? (cdr params))
172            (if rest?
173                (var-id (car params))
174                (list (var-id (car params)))))
175           (else
176            (cons (var-id (car params))
177                  (build-pattern (cdr params) rest?))))))
179 ;-----------------------------------------------------------------------------
181 ;; Environment representation.
183 (define-type var
184   id
185   global?
186   refs
187   sets
188   defs
189   needed?
190   primitive
193 (define-type primitive
194   nargs
195   inliner
196   unspecified-result?
199 (define-type renaming
200   renamings
203 (define make-global-env
204   (lambda ()
205     (list (make-var '#%number? #t '() '() '() #f (make-primitive 1 #f #f))
206           (make-var '#%+ #t '() '() '() #f (make-primitive 2 #f #f))
207           (make-var '#%- #t '() '() '() #f (make-primitive 2 #f #f))
208           (make-var '#%* #t '() '() '() #f (make-primitive 2 #f #f))
209           (make-var '#%quotient #t '() '() '() #f (make-primitive 2 #f #f))
210           (make-var '#%remainder #t '() '() '() #f (make-primitive 2 #f #f))
211           (make-var '#%neg #t '() '() '() #f (make-primitive 1 #f #f))
212           (make-var '#%= #t '() '() '() #f (make-primitive 2 #f #f))
213           (make-var '#%< #t '() '() '() #f (make-primitive 2 #f #f))
214           (make-var '#%ior #t '() '() '() #f (make-primitive 2 #f #f)) ;; ADDED
215           (make-var '#%> #t '() '() '() #f (make-primitive 2 #f #f))
216           (make-var '#%xor #t '() '() '() #f (make-primitive 2 #f #f)) ;; ADDED
217           (make-var '#%pair? #t '() '() '() #f (make-primitive 1 #f #f))
218           (make-var '#%cons #t '() '() '() #f (make-primitive 2 #f #f))
219           (make-var '#%car #t '() '() '() #f (make-primitive 1 #f #f))
220           (make-var '#%cdr #t '() '() '() #f (make-primitive 1 #f #f))
221           (make-var '#%set-car! #t '() '() '() #f (make-primitive 2 #f #t))
222           (make-var '#%set-cdr! #t '() '() '() #f (make-primitive 2 #f #t))
223           (make-var '#%null? #t '() '() '() #f (make-primitive 1 #f #f))
224           (make-var '#%eq? #t '() '() '() #f (make-primitive 2 #f #f))
225           (make-var '#%not #t '() '() '() #f (make-primitive 1 #f #f))
226           (make-var '#%get-cont #t '() '() '() #f (make-primitive 0 #f #f))
227           (make-var '#%graft-to-cont #t '() '() '() #f (make-primitive 2 #f #f))
228           (make-var '#%return-to-cont #t '() '() '() #f (make-primitive 2 #f #f))
229           (make-var '#%halt #t '() '() '() #f (make-primitive 0 #f #t))
230           (make-var '#%symbol? #t '() '() '() #f (make-primitive 1 #f #f))
231           (make-var '#%string? #t '() '() '() #f (make-primitive 1 #f #f))
232           (make-var '#%string->list #t '() '() '() #f (make-primitive 1 #f #f))
233           (make-var '#%list->string #t '() '() '() #f (make-primitive 1 #f #f))
235           (make-var '#%set-fst! #t '() '() '() #f (make-primitive 2 #f #f)) ;; ADDED
236           (make-var '#%set-snd! #t '() '() '() #f (make-primitive 2 #f #f)) ;; ADDED
237           (make-var '#%set-trd! #t '() '() '() #f (make-primitive 2 #f #f)) ;; ADDED
239           (make-var '#%print #t '() '() '() #f (make-primitive 1 #f #t))
240           (make-var '#%clock #t '() '() '() #f (make-primitive 0 #f #f))
241           (make-var '#%motor #t '() '() '() #f (make-primitive 2 #f #t))
242           (make-var '#%led #t '() '() '() #f (make-primitive 3 #f #t))
243           (make-var '#%led2-color #t '() '() '() #f (make-primitive 1 #f #t))
244           (make-var '#%getchar-wait #t '() '() '() #f (make-primitive 2 #f #f))
245           (make-var '#%putchar #t '() '() '() #f (make-primitive 2 #f #t))
246           (make-var '#%beep #t '() '() '() #f (make-primitive 2 #f #f))
247           (make-var '#%adc #t '() '() '() #f (make-primitive 1 #f #f))
248           (make-var '#%dac #t '() '() '() #f (make-primitive 1 #f #f))
249           (make-var '#%sernum #t '() '() '() #f (make-primitive 0 #f #f))
250           
251           (make-var '#%readyq #t '() '() '() #f #f)
252           
253           )))
255 (define env-lookup
256   (lambda (env id)
257     (let loop ((lst env) (id id))
258       (let ((b (car lst)))
259         (cond ((and (renaming? b)
260                     (assq id (renaming-renamings b)))
261                =>
262                (lambda (x)
263                  (loop (cdr lst) (cadr x))))
264               ((and (var? b)
265                     (eq? (var-id b) id))
266                b)
267               ((null? (cdr lst))
268                (let ((x (make-var id #t '() '() '() #f #f)))
269                  (set-cdr! lst (cons x '()))
270                  x))
271               (else
272                (loop (cdr lst) id)))))))
274 (define env-extend
275   (lambda (env ids def)
276     (append (map (lambda (id)
277                    (make-var id #f '() '() (list def) #f #f))
278                  ids)
279             env)))
281 (define env-extend-renamings
282   (lambda (env renamings)
283     (cons (make-renaming renamings) env)))
285 ;-----------------------------------------------------------------------------
287 ;; Parsing.
289 (define parse-program
290   (lambda (expr env)
291     (let ((x (parse-top expr env)))
292       (cond ((null? x)
293              (parse 'value #f env))
294             ((null? (cdr x))
295              (car x))
296             (else
297              (let ((r (make-seq #f x)))
298                (for-each (lambda (y) (node-parent-set! y r)) x)
299                r))))))
301 (define parse-top
302   (lambda (expr env)
303     (cond ((and (pair? expr)
304                 (eq? (car expr) 'begin))
305            (parse-top-list (cdr expr) env))
306           ((and (pair? expr)
307                 (eq? (car expr) 'hide))
308            (parse-top-hide (cadr expr)  (cddr expr) env))
309           ((and (pair? expr)
310                 (eq? (car expr) 'rename))
311            (parse-top-rename (cadr expr)  (cddr expr) env))
312           ((and (pair? expr)
313                 (eq? (car expr) 'define))
314            (let ((var
315                   (if (pair? (cadr expr))
316                       (car (cadr expr))
317                       (cadr expr)))
318                  (val
319                   (if (pair? (cadr expr))
320                       (cons 'lambda (cons (cdr (cadr expr)) (cddr expr)))
321                       (caddr expr))))
322              (let* ((var2 (env-lookup env var))
323                     (val2 (parse 'value val env))
324                     (r (make-def #f (list val2) var2)))
325                (node-parent-set! val2 r)
326                (var-defs-set! var2 (cons r (var-defs var2)))
327                (list r))))
328           (else
329            (list (parse 'value expr env))))))
331 (define parse-top-list
332   (lambda (lst env)
333     (if (pair? lst)
334         (append (parse-top (car lst) env)
335                 (parse-top-list (cdr lst) env))
336         '())))
338 (define parse-top-hide
339   (lambda (renamings body env)
340     (append
341      (parse-top-list body
342                      (env-extend-renamings env renamings))
344      (parse-top-list
345       (map (lambda (x) (list 'define (car x) (cadr x))) renamings)
346       env)
350 (define parse-top-rename
351   (lambda (renamings body env)
352     (parse-top-list body
353                     (env-extend-renamings env renamings))))
355 (define parse
356   (lambda (use expr env)
357     (cond ((self-eval? expr)
358            (make-cst #f '() expr))
359           ((symbol? expr)
360            (let* ((var (env-lookup env expr))
361                   (r (make-ref #f '() var)))
362              (var-refs-set! var (cons r (var-refs var)))
363              r))
364           ((and (pair? expr) ;; ADDED, when we have a true macroexpander, get rid
365                 (eq? (car expr) 'cond))
366            (parse use
367                   `(if ,(caadr expr)
368                        (begin ,@(cdadr expr))
369                        ,(if (null? (cddr expr))
370                             #f
371                             `(cond ,@(cddr expr))))
372                   env))
373           ((and (pair? expr)
374                 (eq? (car expr) 'set!))
375            (let ((var (env-lookup env (cadr expr))))
376              (if (var-global? var)
377                  (let* ((val (parse 'value (caddr expr) env))
378                         (r (make-set #f (list val) var)))
379                    (node-parent-set! val r)
380                    (var-sets-set! var (cons r (var-sets var)))
381                    r)
382                  (compiler-error "set! is only permitted on global variables"))))
383           ((and (pair? expr)
384                 (eq? (car expr) 'quote))
385            (make-cst #f '() (cadr expr)))
386           ((and (pair? expr)
387                 (eq? (car expr) 'if))
388            (let* ((a (parse 'test (cadr expr) env))
389                   (b (parse use (caddr expr) env))
390                   (c (if (null? (cdddr expr))
391                          (make-cst #f '() #f)
392                          (parse use (cadddr expr) env)))
393                   (r (make-if #f (list a b c))))
394              (node-parent-set! a r)
395              (node-parent-set! b r)
396              (node-parent-set! c r)
397              r))
398           ((and (pair? expr)
399                 (eq? (car expr) 'lambda))
400            (let* ((pattern (cadr expr))
401                   (ids (extract-ids pattern))
402                   (r (make-prc #f '() #f (has-rest-param? pattern) #f))
403                   (new-env (env-extend env ids r))
404                   (body (parse-body (cddr expr) new-env)))
405              (prc-params-set! r (map (lambda (id) (env-lookup new-env id)) ids))
406              (node-children-set! r (list body))
407              (node-parent-set! body r)
408              r))
409           ((and (pair? expr)
410                 (eq? (car expr) 'begin))
411            (let* ((exprs (map (lambda (x) (parse 'value x env)) (cdr expr)))
412                   (r (make-seq #f exprs)))
413              (for-each (lambda (x) (node-parent-set! x r)) exprs)
414              r))
415           ((and (pair? expr)
416                 (eq? (car expr) 'let))
417            (if (symbol? (cadr expr))
418                (compiler-error "named let is not implemented")
419                (parse use
420                       (cons (cons 'lambda
421                                   (cons (map car (cadr expr))
422                                         (cddr expr)))
423                             (map cadr (cadr expr)))
424                       env)))
425           ((and (pair? expr)
426                 (eq? (car expr) 'let*))
427            (if (null? (cadr expr))
428                (parse use
429                       (cons 'let (cdr expr))
430                       env)
431                (parse use
432                       (list 'let
433                             (list (list (caar (cadr expr))
434                                         (cadar (cadr expr))))
435                             (cons 'let*
436                                   (cons (cdr (cadr expr))
437                                         (cddr expr))))
438                       env)))
439           ((and (pair? expr)
440                 (eq? (car expr) 'and))
441            (cond ((null? (cdr expr))
442                   (parse use
443                          #t
444                          env))
445                  ((null? (cddr expr))
446                   (parse use
447                          (cadr expr)
448                          env))
449                  (else
450                   (parse use
451                          (list 'if
452                                (cadr expr)
453                                (cons 'and (cddr expr))
454                                #f)
455                          env))))
456           ((and (pair? expr)
457                 (eq? (car expr) 'or))
458            (cond ((null? (cdr expr))
459                   (parse use
460                          #f
461                          env))
462                  ((null? (cddr expr))
463                   (parse use
464                          (cadr expr)
465                          env))
466                  ((eq? use 'test)
467                   (parse use
468                          (list 'if
469                                (cadr expr)
470                                #t
471                                (cons 'or (cddr expr)))
472                          env))
473                  (else
474                   (parse use
475                          (let ((v (gensym)))
476                            (list 'let
477                                  (list (list v (cadr expr)))
478                                  (list 'if
479                                        v
480                                        v
481                                        (cons 'or (cddr expr)))))
482                          env))))
483           ((and (pair? expr)
484                 (memq (car expr)
485                       '(quote quasiquote unquote unquote-splicing lambda if
486                         set! cond and or case let let* letrec begin do define
487                         delay)))
488            (compiler-error "the compiler does not implement the special form" (car expr)))
489           ((pair? expr)
490            (let* ((exprs (map (lambda (x) (parse 'value x env)) expr))
491                   (r (make-call #f exprs)))
492              (for-each (lambda (x) (node-parent-set! x r)) exprs)
493              r))
494           (else
495            (compiler-error "unknown expression" expr)))))
497 (define parse-body
498   (lambda (exprs env)
499     (parse 'value (cons 'begin exprs) env)))
501 (define self-eval?
502   (lambda (expr)
503     (or (number? expr)
504         (char? expr)
505         (boolean? expr)
506         (string? expr))))
508 (define extract-ids
509   (lambda (pattern)
510     (if (pair? pattern)
511         (cons (car pattern) (extract-ids (cdr pattern)))
512         (if (symbol? pattern)
513             (cons pattern '())
514             '()))))
516 (define has-rest-param?
517   (lambda (pattern)
518     (if (pair? pattern)
519         (has-rest-param? (cdr pattern))
520         (symbol? pattern))))
522 ;-----------------------------------------------------------------------------
524 ;; Compilation context representation.
526 (define-type context
527   code
528   env
529   env2
532 (define context-change-code
533   (lambda (ctx code)
534     (make-context code
535                   (context-env ctx)
536                   (context-env2 ctx))))
538 (define context-change-env
539   (lambda (ctx env)
540     (make-context (context-code ctx)
541                   env
542                   (context-env2 ctx))))
544 (define context-change-env2
545   (lambda (ctx env2)
546     (make-context (context-code ctx)
547                   (context-env ctx)
548                   env2)))
550 (define make-init-context
551   (lambda ()
552     (make-context (make-init-code)
553                   (make-init-env)
554                   #f)))
556 (define context-make-label
557   (lambda (ctx)
558     (context-change-code ctx (code-make-label (context-code ctx)))))
560 (define context-last-label
561   (lambda (ctx)
562     (code-last-label (context-code ctx))))
564 (define context-add-bb
565   (lambda (ctx label)
566     (context-change-code ctx (code-add-bb (context-code ctx) label))))
568 (define context-add-instr
569   (lambda (ctx instr)
570     (context-change-code ctx (code-add-instr (context-code ctx) instr))))
572 ;; Representation of code.
574 (define-type code
575   last-label
576   rev-bbs
579 (define-type bb
580   label
581   rev-instrs
584 (define make-init-code
585   (lambda ()
586     (make-code 0
587                (list (make-bb 0 (list))))))
589 (define code-make-label
590   (lambda (code)
591     (let ((label (+ (code-last-label code) 1)))
592       (make-code label
593                  (code-rev-bbs code)))))
595 (define code-add-bb
596   (lambda (code label)
597     (make-code
598      (code-last-label code)
599      (cons (make-bb label '())
600            (code-rev-bbs code)))))
602 (define code-add-instr
603   (lambda (code instr)
604     (let* ((rev-bbs (code-rev-bbs code))
605            (bb (car rev-bbs))
606            (rev-instrs (bb-rev-instrs bb)))
607       (make-code
608        (code-last-label code)
609        (cons (make-bb (bb-label bb)
610                       (cons instr rev-instrs))
611              (cdr rev-bbs))))))
613 ;; Representation of compile-time stack.
615 (define-type stack
616   size  ; number of slots
617   slots ; for each slot, the variable (or #f) contained in the slot
620 (define make-init-stack
621   (lambda ()
622     (make-stack 0 '())))
624 (define stack-extend
625   (lambda (x nb-slots stk)
626     (let ((size (stack-size stk)))
627       (make-stack
628        (+ size nb-slots)
629        (append (repeat nb-slots x) (stack-slots stk))))))
631 (define stack-discard
632   (lambda (nb-slots stk)
633     (let ((size (stack-size stk)))
634       (make-stack
635        (- size nb-slots)
636        (list-tail (stack-slots stk) nb-slots)))))
638 ;; Representation of compile-time environment.
640 (define-type env
641   local
642   closed
645 (define make-init-env
646   (lambda ()
647     (make-env (make-init-stack)
648               '())))
650 (define env-change-local
651   (lambda (env local)
652     (make-env local
653               (env-closed env))))
655 (define env-change-closed
656   (lambda (env closed)
657     (make-env (env-local env)
658               closed)))
660 (define find-local-var
661   (lambda (var env)
662     (let ((i (pos-in-list var (stack-slots (env-local env)))))
663       (or i
664           (- (+ (pos-in-list var (env-closed env)) 1))))))
666 (define prc->env
667   (lambda (prc)
668     (make-env
669      (let ((params (prc-params prc)))
670        (make-stack (length params)
671                    (append (map var-id params) '())))
672      (let ((vars (varset->list (non-global-fv prc))))
673 ;       (pp (map var-id vars))
674        (map var-id vars)))))
676 ;-----------------------------------------------------------------------------
678 (define gen-instruction
679   (lambda (instr nb-pop nb-push ctx)
680     (let* ((env
681             (context-env ctx))
682            (stk
683             (stack-extend #f
684                           nb-push
685                           (stack-discard nb-pop
686                                          (env-local env)))))
687       (context-add-instr (context-change-env ctx (env-change-local env stk))
688                          instr))))
690 (define gen-entry
691   (lambda (nparams rest? ctx)
692     (gen-instruction (list 'entry nparams rest?) 0 0 ctx)))
694 (define gen-push-constant
695   (lambda (val ctx)
696     (gen-instruction (list 'push-constant val) 0 1 ctx)))
698 (define gen-push-unspecified
699   (lambda (ctx)
700     (gen-push-constant #f ctx)))
702 (define gen-push-local-var
703   (lambda (var ctx)
704 ;    (pp (list var: var local: (stack-slots (env-local (context-env ctx))) (env-closed (context-env ctx))))
705     (let ((i (find-local-var var (context-env ctx))))
706       (if (>= i 0)
707           (gen-push-stack i ctx)
708           (gen-push-stack
709            (+ 1 ;; TODO the +1 was added because closures are not really pairs anymore, they only have a cdr
710               (- -1 i)
711               (length (stack-slots (env-local (context-env ctx))))) ctx)))))
713 (define gen-push-stack
714   (lambda (pos ctx)
715     (gen-instruction (list 'push-stack pos) 0 1 ctx)))
717 (define gen-push-global
718   (lambda (var ctx)
719     (gen-instruction (list 'push-global var) 0 1 ctx)))
721 (define gen-set-global
722   (lambda (var ctx)
723     (gen-instruction (list 'set-global var) 1 0 ctx)))
725 (define gen-call
726   (lambda (nargs ctx)
727     (gen-instruction (list 'call nargs) (+ nargs 1) 1 ctx)))
729 (define gen-jump
730   (lambda (nargs ctx)
731     (gen-instruction (list 'jump nargs) (+ nargs 1) 1 ctx)))
733 (define gen-call-toplevel
734   (lambda (nargs id ctx)
735     (gen-instruction (list 'call-toplevel id) nargs 1 ctx)))
737 (define gen-jump-toplevel
738   (lambda (nargs id ctx)
739     (gen-instruction (list 'jump-toplevel id) nargs 1 ctx)))
741 (define gen-goto
742   (lambda (label ctx)
743     (gen-instruction (list 'goto label) 0 0 ctx)))
745 (define gen-goto-if-false
746   (lambda (label-false label-true ctx)
747     (gen-instruction (list 'goto-if-false label-false label-true) 1 0 ctx)))
749 (define gen-closure
750   (lambda (label-entry ctx)
751     (gen-instruction (list 'closure label-entry) 1 1 ctx)))
753 (define gen-prim
754   (lambda (id nargs unspec-result? ctx)
755     (gen-instruction
756      (list 'prim id)
757      nargs
758      (if unspec-result? 0 1)
759      ctx)))
761 (define gen-shift
762   (lambda (n ctx)
763     (if (> n 0)
764         (gen-instruction (list 'shift) 1 0 (gen-shift (- n 1) ctx))
765         ctx)))
767 (define gen-pop
768   (lambda (ctx)
769     (gen-instruction (list 'pop) 1 0 ctx)))
771 (define gen-return
772   (lambda (ctx)
773     (let ((ss (stack-size (env-local (context-env ctx)))))
774       (gen-instruction (list 'return) ss 0 ctx))))
776 ;-----------------------------------------------------------------------------
778 (define child1
779   (lambda (node)
780     (car (node-children node))))
782 (define child2
783   (lambda (node)
784     (cadr (node-children node))))
786 (define child3
787   (lambda (node)
788     (caddr (node-children node))))
790 (define comp-none
791   (lambda (node ctx)
793     (cond ((or (cst? node)
794                (ref? node)
795                (prc? node))
796            ctx)
798           ((def? node)
799            (let ((var (def-var node)))
800              (if (toplevel-prc-with-non-rest-correct-calls? var)
801                  (comp-prc (child1 node) #f ctx)
802                  (if (var-needed? var)
803                      (let ((ctx2 (comp-push (child1 node) ctx)))
804                        (gen-set-global (var-id var) ctx2))
805                      (comp-none (child1 node) ctx)))))
807           ((set? node)
808            (let ((var (set-var node)))
809              (if (var-needed? var)
810                  (let ((ctx2 (comp-push (child1 node) ctx)))
811                    (gen-set-global (var-id var) ctx2))
812                  (comp-none (child1 node) ctx))))
814           ((if? node)
815            (let* ((ctx2
816                    (context-make-label ctx))
817                   (label-then
818                    (context-last-label ctx2))
819                   (ctx3
820                    (context-make-label ctx2))
821                   (label-else
822                    (context-last-label ctx3))
823                   (ctx4
824                    (context-make-label ctx3))
825                   (label-then-join
826                    (context-last-label ctx4))
827                   (ctx5
828                    (context-make-label ctx4))
829                   (label-else-join
830                    (context-last-label ctx5))
831                   (ctx6
832                    (context-make-label ctx5))
833                   (label-join
834                    (context-last-label ctx6))
835                   (ctx7
836                    (comp-test (child1 node) label-then label-else ctx6))
837                   (ctx8
838                    (gen-goto
839                     label-else-join
840                     (comp-none (child3 node)
841                                (context-change-env2
842                                 (context-add-bb ctx7 label-else)
843                                 #f))))
844                   (ctx9
845                    (gen-goto
846                     label-then-join
847                     (comp-none (child2 node)
848                                (context-change-env
849                                 (context-add-bb ctx8 label-then)
850                                 (context-env2 ctx7)))))
851                   (ctx10
852                    (gen-goto
853                     label-join
854                     (context-add-bb ctx9 label-else-join)))
855                   (ctx11
856                    (gen-goto
857                     label-join
858                     (context-add-bb ctx10 label-then-join)))
859                   (ctx12
860                    (context-add-bb ctx11 label-join)))
861              ctx12))
863           ((call? node)
864            (comp-call node 'none ctx))
866           ((seq? node)
867            (let ((children (node-children node)))
868              (if (null? children)
869                  ctx
870                  (let loop ((lst children)
871                             (ctx ctx))
872                    (if (null? (cdr lst))
873                        (comp-none (car lst) ctx)
874                        (loop (cdr lst)
875                              (comp-none (car lst) ctx)))))))
877           (else
878            (compiler-error "unknown expression type" node)))))
880 (define comp-tail
881   (lambda (node ctx)
883     (cond ((or (cst? node)
884                (ref? node)
885                (def? node)
886                (set? node)
887                (prc? node)
888 ;               (call? node)
889                )
890            (gen-return (comp-push node ctx)))
892           ((if? node)
893            (let* ((ctx2
894                    (context-make-label ctx))
895                   (label-then
896                    (context-last-label ctx2))
897                   (ctx3
898                    (context-make-label ctx2))
899                   (label-else
900                    (context-last-label ctx3))
901                   (ctx4
902                    (comp-test (child1 node) label-then label-else ctx3))
903                   (ctx5
904                    (comp-tail (child3 node)
905                               (context-change-env2
906                                (context-add-bb ctx4 label-else)
907                                #f)))
908                   (ctx6
909                    (comp-tail (child2 node)
910                               (context-change-env
911                                (context-add-bb ctx5 label-then)
912                                (context-env2 ctx4)))))
913              ctx6))
915           ((call? node)
916            (comp-call node 'tail ctx))
918           ((seq? node)
919            (let ((children (node-children node)))
920              (if (null? children)
921                  (gen-return (gen-push-unspecified ctx))
922                  (let loop ((lst children)
923                             (ctx ctx))
924                    (if (null? (cdr lst))
925                        (comp-tail (car lst) ctx)
926                        (loop (cdr lst)
927                              (comp-none (car lst) ctx)))))))
929           (else
930            (compiler-error "unknown expression type" node)))))
932 (define comp-push
933   (lambda (node ctx)
935     '(
936     (display "--------------\n")
937     (pp (node->expr node))
938     (pp env)
939     (pp stk)
940      )
942     (cond ((cst? node)
943            (let ((val (cst-val node)))
944              (gen-push-constant val ctx)))
946           ((ref? node)
947            (let ((var (ref-var node)))
948              (if (var-global? var)
949                  (if (null? (var-defs var))
950                      (compiler-error "undefined variable:" (var-id var))
951                      (let ((val (child1 (car (var-defs var)))))
952                        (if (and (not (mutable-var? var))
953                                 (cst? val)) ;; immutable global, counted as cst
954                            (gen-push-constant (cst-val val) ctx)
955                            (gen-push-global (var-id var) ctx))))
956                  (gen-push-local-var (var-id var) ctx)))) ;; TODO globals as csts seem to work (but only for constant-values ones, like it probably should)
958           ((or (def? node)
959                (set? node))
960            (gen-push-unspecified (comp-none node ctx)))
962           ((if? node)
963            (let* ((ctx2
964                    (context-make-label ctx))
965                   (label-then
966                    (context-last-label ctx2))
967                   (ctx3
968                    (context-make-label ctx2))
969                   (label-else
970                    (context-last-label ctx3))
971                   (ctx4
972                    (context-make-label ctx3))
973                   (label-then-join
974                    (context-last-label ctx4))
975                   (ctx5
976                    (context-make-label ctx4))
977                   (label-else-join
978                    (context-last-label ctx5))
979                   (ctx6
980                    (context-make-label ctx5))
981                   (label-join
982                    (context-last-label ctx6))
983                   (ctx7
984                    (comp-test (child1 node) label-then label-else ctx6))
985                   (ctx8
986                    (gen-goto
987                     label-else-join
988                     (comp-push (child3 node)
989                                (context-change-env2
990                                 (context-add-bb ctx7 label-else)
991                                 #f))))
992                   (ctx9
993                    (gen-goto
994                     label-then-join
995                     (comp-push (child2 node)
996                                (context-change-env
997                                 (context-add-bb ctx8 label-then)
998                                 (context-env2 ctx7)))))
999                   (ctx10
1000                    (gen-goto
1001                     label-join
1002                     (context-add-bb ctx9 label-else-join)))
1003                   (ctx11
1004                    (gen-goto
1005                     label-join
1006                     (context-add-bb ctx10 label-then-join)))
1007                   (ctx12
1008                    (context-add-bb ctx11 label-join)))
1009              ctx12))
1011           ((prc? node)
1012            (comp-prc node #t ctx))
1014           ((call? node)
1015            (comp-call node 'push ctx))
1017           ((seq? node)
1018            (let ((children (node-children node)))
1019              (if (null? children)
1020                  (gen-push-unspecified ctx)
1021                  (let loop ((lst children)
1022                             (ctx ctx))
1023                    (if (null? (cdr lst))
1024                        (comp-push (car lst) ctx)
1025                        (loop (cdr lst)
1026                              (comp-none (car lst) ctx)))))))
1028           (else
1029            (compiler-error "unknown expression type" node)))))
1031 (define (build-closure label-entry vars ctx)
1033   (define (build vars ctx)
1034     (if (null? vars)
1035         (gen-push-constant '() ctx)
1036         (gen-prim '#%cons
1037                   2
1038                   #f
1039                   (build (cdr vars)
1040                          (gen-push-local-var (car vars) ctx)))))
1042   (if (null? vars)
1043       (gen-closure label-entry
1044                    (gen-push-constant '() ctx))
1045       (gen-closure label-entry
1046                    (build vars ctx))))
1047 ;; TODO the last branch was changed because since pointers are now larger, there is not a pointer-sized free space in each closure, which could make it behave like a pair. now, everything is in the env, and closures only have a cdr
1049 (define comp-prc
1050   (lambda (node closure? ctx)
1051     (let* ((ctx2
1052             (context-make-label ctx))
1053            (label-entry
1054             (context-last-label ctx2))
1055            (ctx3
1056             (context-make-label ctx2))
1057            (label-continue
1058             (context-last-label ctx3))
1059            (body-env
1060             (prc->env node))
1061            (ctx4
1062             (if closure?
1063                 (build-closure label-entry (env-closed body-env) ctx3)
1064                 ctx3))
1065            (ctx5
1066             (gen-goto label-continue ctx4))
1067            (ctx6
1068             (gen-entry (length (prc-params node))
1069                        (prc-rest? node)
1070                        (context-add-bb (context-change-env ctx5
1071                                                            body-env)
1072                                        label-entry)))
1073            (ctx7
1074             (comp-tail (child1 node) ctx6)))
1075       (prc-entry-label-set! node label-entry)
1076       (context-add-bb (context-change-env ctx7 (context-env ctx5))
1077                       label-continue))))
1079 (define comp-call
1080   (lambda (node reason ctx)
1081     (let* ((op (child1 node))
1082            (args (cdr (node-children node)))
1083            (nargs (length args)))
1084       (let loop ((lst args)
1085                  (ctx ctx))
1086         (if (pair? lst)
1088             (let ((arg (car lst)))
1089               (loop (cdr lst)
1090                     (comp-push arg ctx)))
1092             (cond ((and (ref? op)
1093                         (var-primitive (ref-var op)))
1094                    (let* ((var (ref-var op))
1095                           (id (var-id var))
1096                           (primitive (var-primitive var))
1097                           (prim-nargs (primitive-nargs primitive)))
1099                      (define use-result
1100                        (lambda (ctx2)
1101                          (cond ((eq? reason 'tail)
1102                                 (gen-return
1103                                  (if (primitive-unspecified-result? primitive)
1104                                      (gen-push-unspecified ctx2)
1105                                      ctx2)))
1106                                ((eq? reason 'push)
1107                                 (if (primitive-unspecified-result? primitive)
1108                                     (gen-push-unspecified ctx2)
1109                                     ctx2))
1110                                (else
1111                                 (if (primitive-unspecified-result? primitive)
1112                                     ctx2
1113                                     (gen-pop ctx2))))))
1115                      (use-result
1116                       (if (primitive-inliner primitive)
1117                           ((primitive-inliner primitive) ctx)
1118                           (if (not (= nargs prim-nargs))
1119                               (compiler-error "primitive called with wrong number of arguments" id)
1120                               (gen-prim
1121                                id
1122                                prim-nargs
1123                                (primitive-unspecified-result? primitive)
1124                                ctx))))))
1127                   ((and (ref? op)
1128                         (toplevel-prc-with-non-rest-correct-calls? (ref-var op)))
1129                    =>
1130                    (lambda (prc)
1131                      (cond ((eq? reason 'tail)
1132                             (gen-jump-toplevel nargs prc ctx))
1133                            ((eq? reason 'push)
1134                             (gen-call-toplevel nargs prc ctx))
1135                            (else
1136                             (gen-pop (gen-call-toplevel nargs prc ctx))))))
1138                   (else
1139                    (let ((ctx2 (comp-push op ctx)))
1140                      (cond ((eq? reason 'tail)
1141                             (gen-jump nargs ctx2))
1142                            ((eq? reason 'push)
1143                             (gen-call nargs ctx2))
1144                            (else
1145                             (gen-pop (gen-call nargs ctx2))))))))))))
1147 (define comp-test
1148   (lambda (node label-true label-false ctx)
1149     (cond ((cst? node)
1150            (let ((ctx2
1151                   (gen-goto
1152                    (let ((val (cst-val node)))
1153                      (if val
1154                          label-true
1155                          label-false))
1156                    ctx)))
1157              (context-change-env2 ctx2 (context-env ctx2))))
1159           ((or (ref? node)
1160                (def? node)
1161                (set? node)
1162                (if? node)
1163                (call? node)
1164                (seq? node))
1165            (let* ((ctx2
1166                    (comp-push node ctx))
1167                   (ctx3
1168                    (gen-goto-if-false label-false label-true ctx2)))
1169              (context-change-env2 ctx3 (context-env ctx3))))
1171           ((prc? node)
1172            (let ((ctx2
1173                   (gen-goto label-true ctx)))
1174              (context-change-env2 ctx2 (context-env ctx2))))
1176           (else
1177            (compiler-error "unknown expression type" node)))))
1179 ;-----------------------------------------------------------------------------
1181 (define toplevel-prc?
1182   (lambda (var)
1183     (and (not (mutable-var? var))
1184          (let ((d (var-defs var)))
1185            (and (pair? d)
1186                 (null? (cdr d))
1187                 (let ((val (child1 (car d))))
1188                   (and (prc? val)
1189                        val)))))))
1191 (define toplevel-prc-with-non-rest-correct-calls?
1192   (lambda (var)
1193     (let ((prc (toplevel-prc? var)))
1194       (and prc
1195            (not (prc-rest? prc))
1196            (every (lambda (r)
1197                     (let ((parent (node-parent r)))
1198                       (and (call? parent)
1199                            (eq? (child1 parent) r)
1200                            (= (length (prc-params prc))
1201                               (- (length (node-children parent)) 1)))))
1202                   (var-refs var))
1203            prc))))
1205 (define mutable-var?
1206   (lambda (var)
1207     (not (null? (var-sets var)))))
1209 (define global-fv
1210   (lambda (node)
1211     (list->varset
1212      (keep var-global?
1213            (varset->list (fv node))))))
1215 (define non-global-fv
1216   (lambda (node)
1217     (list->varset
1218      (keep (lambda (x) (not (var-global? x)))
1219            (varset->list (fv node))))))
1221 (define fv
1222   (lambda (node)
1223     (cond ((cst? node)
1224            (varset-empty))
1225           ((ref? node)
1226            (let ((var (ref-var node)))
1227              (varset-singleton var)))
1228           ((def? node)
1229            (let ((var (def-var node))
1230                  (val (child1 node)))
1231              (varset-union
1232               (varset-singleton var)
1233               (fv val))))
1234           ((set? node)
1235            (let ((var (set-var node))
1236                  (val (child1 node)))
1237              (varset-union
1238               (varset-singleton var)
1239               (fv val))))
1240           ((if? node)
1241            (let ((a (list-ref (node-children node) 0))
1242                  (b (list-ref (node-children node) 1))
1243                  (c (list-ref (node-children node) 2)))
1244              (varset-union-multi (list (fv a) (fv b) (fv c)))))
1245           ((prc? node)
1246            (let ((body (list-ref (node-children node) 0)))
1247              (varset-difference
1248               (fv body)
1249               (build-params-varset (prc-params node)))))
1250           ((call? node)
1251            (varset-union-multi (map fv (node-children node))))
1252           ((seq? node)
1253            (varset-union-multi (map fv (node-children node))))
1254           (else
1255            (compiler-error "unknown expression type" node)))))
1257 (define build-params-varset
1258   (lambda (params)
1259     (list->varset params)))
1261 (define mark-needed-global-vars!
1262   (lambda (global-env node)
1264     (define readyq
1265       (env-lookup global-env '#%readyq))
1267     (define mark-var!
1268       (lambda (var)
1269         (if (and (var-global? var)
1270                  (not (var-needed? var))
1271                  ;; globals that obey the following conditions are considered
1272                  ;; to be constants
1273                  (not (and (not (mutable-var? var))
1274                            (> (length (var-defs var)) 0) ;; TODO to catch errors for primitives
1275                            (cst? (child1 (car (var-defs var)))))))
1276             (begin
1277               (var-needed?-set! var #t)
1278               (for-each
1279                (lambda (def)
1280                  (let ((val (child1 def)))
1281                    (if (side-effect-less? val)
1282                        (mark! val))))
1283                (var-defs var))
1284               (if (eq? var readyq)
1285                   (begin
1286                     (mark-var!
1287                      (env-lookup global-env '#%start-first-process))
1288                     (mark-var!
1289                      (env-lookup global-env '#%exit))))))))
1291     (define side-effect-less?
1292       (lambda (node)
1293         (or (cst? node)
1294             (ref? node)
1295             (prc? node))))
1297     (define mark!
1298       (lambda (node)
1299         (cond ((cst? node))
1300               ((ref? node)
1301                (let ((var (ref-var node)))
1302                  (mark-var! var)))
1303               ((def? node)
1304                (let ((var (def-var node))
1305                      (val (child1 node)))
1306                  (if (not (side-effect-less? val))
1307                      (mark! val))))
1308               ((set? node)
1309                (let ((var (set-var node))
1310                      (val (child1 node)))
1311                  (mark! val)))
1312               ((if? node)
1313                (let ((a (list-ref (node-children node) 0))
1314                      (b (list-ref (node-children node) 1))
1315                      (c (list-ref (node-children node) 2)))
1316                  (mark! a)
1317                  (mark! b)
1318                  (mark! c)))
1319               ((prc? node)
1320                (let ((body (list-ref (node-children node) 0)))
1321                  (mark! body)))
1322               ((call? node)
1323                (for-each mark! (node-children node)))
1324               ((seq? node)
1325                (for-each mark! (node-children node)))
1326               (else
1327                (compiler-error "unknown expression type" node)))))
1329     (mark! node)
1332 ;-----------------------------------------------------------------------------
1334 ;; Variable sets
1336 (define (varset-empty)              ; return the empty set
1337   '())
1339 (define (varset-singleton x)        ; create a set containing only 'x'
1340   (list x))
1342 (define (list->varset lst)          ; convert list to set
1343   lst)
1345 (define (varset->list set)          ; convert set to list
1346   set)
1348 (define (varset-size set)           ; return cardinality of set
1349   (list-length set))
1351 (define (varset-empty? set)         ; is 'x' the empty set?
1352   (null? set))
1354 (define (varset-member? x set)      ; is 'x' a member of the 'set'?
1355   (and (not (null? set))
1356        (or (eq? x (car set))
1357            (varset-member? x (cdr set)))))
1359 (define (varset-adjoin set x)       ; add the element 'x' to the 'set'
1360   (if (varset-member? x set) set (cons x set)))
1362 (define (varset-remove set x)       ; remove the element 'x' from 'set'
1363   (cond ((null? set)
1364          '())
1365         ((eq? (car set) x)
1366          (cdr set))
1367         (else
1368          (cons (car set) (varset-remove (cdr set) x)))))
1370 (define (varset-equal? s1 s2)       ; are 's1' and 's2' equal sets?
1371   (and (varset-subset? s1 s2)
1372        (varset-subset? s2 s1)))
1374 (define (varset-subset? s1 s2)      ; is 's1' a subset of 's2'?
1375   (cond ((null? s1)
1376          #t)
1377         ((varset-member? (car s1) s2)
1378          (varset-subset? (cdr s1) s2))
1379         (else
1380          #f)))
1382 (define (varset-difference set1 set2) ; return difference of sets
1383   (cond ((null? set1)
1384          '())
1385         ((varset-member? (car set1) set2)
1386          (varset-difference (cdr set1) set2))
1387         (else
1388          (cons (car set1) (varset-difference (cdr set1) set2)))))
1390 (define (varset-union set1 set2)    ; return union of sets
1391   (define (union s1 s2)
1392     (cond ((null? s1)
1393            s2)
1394           ((varset-member? (car s1) s2)
1395            (union (cdr s1) s2))
1396           (else
1397            (cons (car s1) (union (cdr s1) s2)))))
1398   (if (varset-smaller? set1 set2)
1399     (union set1 set2)
1400     (union set2 set1)))
1402 (define (varset-intersection set1 set2) ; return intersection of sets
1403   (define (intersection s1 s2)
1404     (cond ((null? s1)
1405            '())
1406           ((varset-member? (car s1) s2)
1407            (cons (car s1) (intersection (cdr s1) s2)))
1408           (else
1409            (intersection (cdr s1) s2))))
1410   (if (varset-smaller? set1 set2)
1411     (intersection set1 set2)
1412     (intersection set2 set1)))
1414 (define (varset-intersects? set1 set2) ; do sets 'set1' and 'set2' intersect?
1415   (not (varset-empty? (varset-intersection set1 set2))))
1417 (define (varset-smaller? set1 set2)
1418   (if (null? set1)
1419     (not (null? set2))
1420     (if (null? set2)
1421       #f
1422       (varset-smaller? (cdr set1) (cdr set2)))))
1424 (define (varset-union-multi sets)
1425   (if (null? sets)
1426     (varset-empty)
1427     (n-ary varset-union (car sets) (cdr sets))))
1429 (define (n-ary function first rest)
1430   (if (null? rest)
1431     first
1432     (n-ary function (function first (car rest)) (cdr rest))))
1434 ;------------------------------------------------------------------------------
1436 (define code->vector
1437   (lambda (code)
1438     (let ((v (make-vector (+ (code-last-label code) 1))))
1439       (for-each
1440        (lambda (bb)
1441          (vector-set! v (bb-label bb) bb))
1442        (code-rev-bbs code))
1443       v)))
1445 (define bbs->ref-counts
1446   (lambda (bbs)
1447     (let ((ref-counts (make-vector (vector-length bbs) 0)))
1449       (define visit
1450         (lambda (label)
1451           (let ((ref-count (vector-ref ref-counts label)))
1452             (vector-set! ref-counts label (+ ref-count 1))
1453             (if (= ref-count 0)
1454                 (let* ((bb (vector-ref bbs label))
1455                        (rev-instrs (bb-rev-instrs bb)))
1456                   (for-each
1457                    (lambda (instr)
1458                      (let ((opcode (car instr)))
1459                        (cond ((eq? opcode 'goto)
1460                               (visit (cadr instr)))
1461                              ((eq? opcode 'goto-if-false)
1462                               (visit (cadr instr))
1463                               (visit (caddr instr)))
1464                              ((or (eq? opcode 'closure)
1465                                   (eq? opcode 'call-toplevel)
1466                                   (eq? opcode 'jump-toplevel))
1467                               (visit (cadr instr))))))
1468                    rev-instrs))))))
1470       (visit 0)
1472       ref-counts)))
1474 (define resolve-toplevel-labels!
1475   (lambda (bbs)
1476     (let loop ((i 0))
1477       (if (< i (vector-length bbs))
1478           (let* ((bb (vector-ref bbs i))
1479                  (rev-instrs (bb-rev-instrs bb)))
1480             (bb-rev-instrs-set!
1481              bb
1482              (map (lambda (instr)
1483                     (let ((opcode (car instr)))
1484                       (cond ((eq? opcode 'call-toplevel)
1485                              (list opcode
1486                                    (prc-entry-label (cadr instr))))
1487                             ((eq? opcode 'jump-toplevel)
1488                              (list opcode
1489                                    (prc-entry-label (cadr instr))))
1490                             (else
1491                              instr))))
1492                   rev-instrs))
1493             (loop (+ i 1)))))))
1495 (define tighten-jump-cascades!
1496   (lambda (bbs)
1497     (let ((ref-counts (bbs->ref-counts bbs)))
1499       (define resolve
1500         (lambda (label)
1501           (let* ((bb (vector-ref bbs label))
1502                  (rev-instrs (bb-rev-instrs bb)))
1503             (and (or (null? (cdr rev-instrs))
1504                      (= (vector-ref ref-counts label) 1))
1505                  rev-instrs))))
1507       (let loop1 ()
1508         (let loop2 ((i 0)
1509                     (changed? #f))
1510           (if (< i (vector-length bbs))
1511               (if (> (vector-ref ref-counts i) 0)
1512                   (let* ((bb (vector-ref bbs i))
1513                          (rev-instrs (bb-rev-instrs bb))
1514                          (jump (car rev-instrs))
1515                          (opcode (car jump)))
1516                     (cond ((eq? opcode 'goto)
1517                            (let* ((label (cadr jump))
1518                                   (jump-replacement (resolve label)))
1519                              (if jump-replacement
1520                                  (begin
1521                                    (vector-set!
1522                                     bbs
1523                                     i
1524                                     (make-bb (bb-label bb)
1525                                              (append jump-replacement
1526                                                      (cdr rev-instrs))))
1527                                    (loop2 (+ i 1)
1528                                           #t))
1529                                  (loop2 (+ i 1)
1530                                         changed?))))
1531                           ((eq? opcode 'goto-if-false)
1532                            (let* ((label-then (cadr jump))
1533                                   (label-else (caddr jump))
1534                                   (jump-then-replacement (resolve label-then))
1535                                   (jump-else-replacement (resolve label-else)))
1536                              (if (and jump-then-replacement
1537                                       (null? (cdr jump-then-replacement))
1538                                       jump-else-replacement
1539                                       (null? (cdr jump-else-replacement))
1540                                       (or (eq? (caar jump-then-replacement) 'goto)
1541                                           (eq? (caar jump-else-replacement) 'goto)))
1542                                  (begin
1543                                    (vector-set!
1544                                     bbs
1545                                     i
1546                                     (make-bb (bb-label bb)
1547                                              (cons (list 'goto-if-false
1548                                                          (if (eq? (caar jump-then-replacement) 'goto)
1549                                                              (cadar jump-then-replacement)
1550                                                              label-then)
1551                                                          (if (eq? (caar jump-else-replacement) 'goto)
1552                                                              (cadar jump-else-replacement)
1553                                                              label-else))
1554                                                    (cdr rev-instrs))))
1555                                    (loop2 (+ i 1)
1556                                           #t))
1557                                  (loop2 (+ i 1)
1558                                         changed?))))
1559                           (else
1560                            (loop2 (+ i 1)
1561                                   changed?))))
1562                   (loop2 (+ i 1)
1563                          changed?))
1564               (if changed?
1565                   (loop1))))))))
1567 (define remove-useless-bbs!
1568   (lambda (bbs)
1569     (let ((ref-counts (bbs->ref-counts bbs)))
1570       (let loop1 ((label 0) (new-label 0))
1571         (if (< label (vector-length bbs))
1572             (if (> (vector-ref ref-counts label) 0)
1573                 (let ((bb (vector-ref bbs label)))
1574                   (vector-set!
1575                    bbs
1576                    label
1577                    (make-bb new-label (bb-rev-instrs bb)))
1578                   (loop1 (+ label 1) (+ new-label 1)))
1579                 (loop1 (+ label 1) new-label))
1580             (renumber-labels bbs ref-counts new-label))))))
1582 (define renumber-labels
1583   (lambda (bbs ref-counts n)
1584     (let ((new-bbs (make-vector n)))
1585       (let loop2 ((label 0))
1586         (if (< label (vector-length bbs))
1587             (if (> (vector-ref ref-counts label) 0)
1588                 (let* ((bb (vector-ref bbs label))
1589                        (new-label (bb-label bb))
1590                        (rev-instrs (bb-rev-instrs bb)))
1592                   (define fix
1593                     (lambda (instr)
1595                       (define new-label
1596                         (lambda (label)
1597                           (bb-label (vector-ref bbs label))))
1599                       (let ((opcode (car instr)))
1600                         (cond ((eq? opcode 'closure)
1601                                (list 'closure
1602                                      (new-label (cadr instr))))
1603                               ((eq? opcode 'call-toplevel)
1604                                (list 'call-toplevel
1605                                      (new-label (cadr instr))))
1606                               ((eq? opcode 'jump-toplevel)
1607                                (list 'jump-toplevel
1608                                      (new-label (cadr instr))))
1609                               ((eq? opcode 'goto)
1610                                (list 'goto
1611                                      (new-label (cadr instr))))
1612                               ((eq? opcode 'goto-if-false)
1613                                (list 'goto-if-false
1614                                      (new-label (cadr instr))
1615                                      (new-label (caddr instr))))
1616                               (else
1617                                instr)))))
1619                   (vector-set!
1620                    new-bbs
1621                    new-label
1622                    (make-bb new-label (map fix rev-instrs)))
1623                   (loop2 (+ label 1)))
1624                 (loop2 (+ label 1)))
1625             new-bbs)))))
1627 (define reorder!
1628   (lambda (bbs)
1629     (let* ((done (make-vector (vector-length bbs) #f)))
1631       (define unscheduled?
1632         (lambda (label)
1633           (not (vector-ref done label))))
1635       (define label-refs
1636         (lambda (instrs todo)
1637           (if (pair? instrs)
1638               (let* ((instr (car instrs))
1639                      (opcode (car instr)))
1640                 (cond ((or (eq? opcode 'closure)
1641                            (eq? opcode 'call-toplevel)
1642                            (eq? opcode 'jump-toplevel))
1643                        (label-refs (cdr instrs) (cons (cadr instr) todo)))
1644                       (else
1645                        (label-refs (cdr instrs) todo))))
1646               todo)))
1648       (define schedule-here
1649         (lambda (label new-label todo cont)
1650           (let* ((bb (vector-ref bbs label))
1651                  (rev-instrs (bb-rev-instrs bb))
1652                  (jump (car rev-instrs))
1653                  (opcode (car jump))
1654                  (new-todo (label-refs rev-instrs todo)))
1655             (vector-set! bbs label (make-bb new-label rev-instrs))
1656             (vector-set! done label #t)
1657             (cond ((eq? opcode 'goto)
1658                    (let ((label (cadr jump)))
1659                      (if (unscheduled? label)
1660                          (schedule-here label
1661                                         (+ new-label 1)
1662                                         new-todo
1663                                         cont)
1664                          (cont (+ new-label 1)
1665                                new-todo))))
1666                   ((eq? opcode 'goto-if-false)
1667                    (let ((label-then (cadr jump))
1668                          (label-else (caddr jump)))
1669                      (cond ((unscheduled? label-else)
1670                             (schedule-here label-else
1671                                            (+ new-label 1)
1672                                            (cons label-then new-todo)
1673                                            cont))
1674                            ((unscheduled? label-then)
1675                             (schedule-here label-then
1676                                            (+ new-label 1)
1677                                            new-todo
1678                                            cont))
1679                            (else
1680                             (cont (+ new-label 1)
1681                                   new-todo)))))
1682                   (else
1683                    (cont (+ new-label 1)
1684                          new-todo))))))
1686       (define schedule-somewhere
1687         (lambda (label new-label todo cont)
1688           (schedule-here label new-label todo cont)))
1690       (define schedule-todo
1691         (lambda (new-label todo)
1692           (if (pair? todo)
1693               (let ((label (car todo)))
1694                 (if (unscheduled? label)
1695                     (schedule-somewhere label
1696                                         new-label
1697                                         (cdr todo)
1698                                         schedule-todo)
1699                     (schedule-todo new-label
1700                                    (cdr todo)))))))
1703       (schedule-here 0 0 '() schedule-todo)
1705       (renumber-labels bbs
1706                        (make-vector (vector-length bbs) 1)
1707                        (vector-length bbs)))))
1709 (define linearize
1710   (lambda (bbs)
1711     (let loop ((label (- (vector-length bbs) 1))
1712                (lst '()))
1713       (if (>= label 0)
1714           (let* ((bb (vector-ref bbs label))
1715                  (rev-instrs (bb-rev-instrs bb))
1716                  (jump (car rev-instrs))
1717                  (opcode (car jump)))
1718             (loop (- label 1)
1719                   (append
1720                    (list label)
1721                    (reverse
1722                     (cond ((eq? opcode 'goto)
1723                            (if (= (cadr jump) (+ label 1))
1724                                (cdr rev-instrs)
1725                                rev-instrs))
1726                           ((eq? opcode 'goto-if-false)
1727                            (cond ((= (caddr jump) (+ label 1))
1728                                   (cons (list 'goto-if-false (cadr jump))
1729                                         (cdr rev-instrs)))
1730                                  ((= (cadr jump) (+ label 1))
1731                                   (cons (list 'goto-if-not-false (caddr jump))
1732                                         (cdr rev-instrs)))
1733                                  (else
1734                                   (cons (list 'goto (caddr jump))
1735                                         (cons (list 'goto-if-false (cadr jump))
1736                                               (cdr rev-instrs))))))
1737                           (else
1738                            rev-instrs)))
1739                    lst)))
1740           lst))))
1742 (define optimize-code
1743   (lambda (code)
1744     (let ((bbs (code->vector code)))
1745       (resolve-toplevel-labels! bbs)
1746       (tighten-jump-cascades! bbs)
1747       (let ((bbs (remove-useless-bbs! bbs)))
1748         (reorder! bbs)))))
1751 (define expand-loads ;; ADDED
1752   (lambda (exprs)
1753     (map (lambda (e)
1754            (if (eq? (car e) 'load)
1755                (cons 'begin
1756                      (expand-loads (with-input-from-file (cadr e) read-all)))
1757                e))
1758          exprs)))
1760 (define parse-file
1761   (lambda (filename)
1762     (let* ((library
1763             (with-input-from-file "library.scm" read-all))
1764            (toplevel-exprs
1765             (expand-loads (append library ;; ADDED (didn't have expand-loads)
1766                                   (with-input-from-file filename read-all))))
1767            (global-env
1768             (make-global-env))
1769            (parsed-prog
1770             (parse-top (cons 'begin toplevel-exprs) global-env)))
1772       (for-each
1773        (lambda (node)
1774          (mark-needed-global-vars! global-env node))
1775        parsed-prog)
1777       (extract-parts
1778        parsed-prog
1779        (lambda (defs after-defs)
1781          (define make-seq-preparsed
1782            (lambda (exprs)
1783              (let ((r (make-seq #f exprs)))
1784                (for-each (lambda (x) (node-parent-set! x r)) exprs)
1785                r)))
1787          (define make-call-preparsed
1788            (lambda (exprs)
1789              (let ((r (make-call #f exprs)))
1790                (for-each (lambda (x) (node-parent-set! x r)) exprs)
1791                r)))
1793          (if (var-needed?
1794               (env-lookup global-env '#%readyq))
1795              (make-seq-preparsed
1796               (list (make-seq-preparsed defs)
1797                     (make-call-preparsed
1798                      (list (parse 'value '#%start-first-process global-env)
1799                            (let* ((pattern
1800                                    '())
1801                                   (ids
1802                                    (extract-ids pattern))
1803                                   (r
1804                                    (make-prc #f '() #f (has-rest-param? pattern) #f))
1805                                   (new-env
1806                                    (env-extend global-env ids r))
1807                                   (body
1808                                    (make-seq-preparsed after-defs)))
1809                              (prc-params-set!
1810                               r
1811                               (map (lambda (id) (env-lookup new-env id))
1812                                    ids))
1813                              (node-children-set! r (list body))
1814                              (node-parent-set! body r)
1815                              r)))
1816                     (parse 'value
1817                            '(#%exit)
1818                            global-env)))
1819              (make-seq-preparsed
1820               (append defs
1821                       after-defs
1822                       (list (parse 'value
1823                                    '(#%halt)
1824                                    global-env))))))))))
1826 (define extract-parts
1827   (lambda (lst cont)
1828     (if (or (null? lst)
1829             (not (def? (car lst))))
1830         (cont '() lst)
1831         (extract-parts
1832          (cdr lst)
1833          (lambda (d ad)
1834            (cont (cons (car lst) d) ad))))))
1836 ;------------------------------------------------------------------------------
1838 ;;(include "asm.scm")
1840 ;;; File: "asm.scm"
1842 ;;; This module implements the generic assembler.
1844 ;;(##declare (standard-bindings) (fixnum) (block))
1846 (define compiler-internal-error error)
1848 ;; (asm-begin! start-pos big-endian?) initializes the assembler and
1849 ;; starts a new empty code stream at address "start-pos".  It must be
1850 ;; called every time a new code stream is to be built.  The argument
1851 ;; "big-endian?" indicates the byte ordering to use for 16, 32 and 64
1852 ;; bit values.  After a call to "asm-begin!" the code stream is built
1853 ;; by calling the following procedures:
1855 ;;  asm-8            to add an 8 bit integer to the code stream
1856 ;;  asm-16           to add a 16 bit integer to the code stream
1857 ;;  asm-32           to add a 32 bit integer to the code stream
1858 ;;  asm-64           to add a 64 bit integer to the code stream
1859 ;;  asm-float64      to add a 64 bit IEEE float to the code stream
1860 ;;  asm-string       to add a null terminated string to the code stream
1861 ;;  asm-label        to set a label to the current position in the code stream
1862 ;;  asm-align        to add enough zero bytes to force alignment
1863 ;;  asm-origin       to add enough zero bytes to move to a particular address
1864 ;;  asm-at-assembly  to defer code production to assembly time
1865 ;;  asm-listing      to add textual information to the listing
1867 (define (asm-begin! start-pos big-endian?)
1868   (set! asm-start-pos start-pos)
1869   (set! asm-big-endian? big-endian?)
1870   (set! asm-code-stream (asm-make-stream))
1871   #f)
1873 ;; (asm-end!) must be called to finalize the assembler.
1875 (define (asm-end!)
1876   (set! asm-code-stream #f)
1877   #f)
1879 ;; (asm-8 n) adds an 8 bit signed or unsigned integer to the code stream.
1881 (define (asm-8 n)
1882   (asm-code-extend (asm-bits-0-to-7 n)))
1884 ;; (asm-16 n) adds a 16 bit signed or unsigned integer to the code stream.
1886 (define (asm-16 n)
1887   (if asm-big-endian?
1888     (begin (asm-8 (asm-bits-8-and-up n)) (asm-8 n))
1889     (begin (asm-8 n) (asm-8 (asm-bits-8-and-up n)))))
1891 ;; (asm-32 n) adds a 32 bit signed or unsigned integer to the code stream.
1893 (define (asm-32 n)
1894   (if asm-big-endian?
1895     (begin (asm-16 (asm-bits-16-and-up n)) (asm-16 n))
1896     (begin (asm-16 n) (asm-16 (asm-bits-16-and-up n)))))
1898 ;; (asm-64 n) adds a 64 bit signed or unsigned integer to the code stream.
1900 (define (asm-64 n)
1901   (if asm-big-endian?
1902     (begin (asm-32 (asm-bits-32-and-up n)) (asm-32 n))
1903     (begin (asm-32 n) (asm-32 (asm-bits-32-and-up n)))))
1905 ;; (asm-float64 n) adds a 64 bit IEEE floating point number to the code stream.
1907 (define (asm-float64 n)
1908   (asm-64 (asm-float->bits n)))
1910 ;; (asm-string str) adds a null terminated string to the code stream.
1912 (define (asm-string str)
1913   (let ((len (string-length str)))
1914     (let loop ((i 0))
1915       (if (< i len)
1916         (begin
1917           (asm-8 (char->integer (string-ref str i)))
1918           (loop (+ i 1)))
1919         (asm-8 0)))))
1921 ;; (asm-make-label id) creates a new label object.  A label can
1922 ;; be queried with "asm-label-pos" to obtain the label's position
1923 ;; relative to the start of the code stream (i.e. "start-pos").
1924 ;; The argument "id" gives a name to the label (not necessarily
1925 ;; unique) and is only needed for debugging purposes.
1927 (define (asm-make-label id)
1928   (vector 'LABEL #f id))
1930 ;; (asm-label label-obj) sets the label to the current position in the
1931 ;; code stream.
1933 (define (asm-label label-obj)
1934   (if (vector-ref label-obj 1)
1935     (compiler-internal-error
1936       "asm-label, label multiply defined" (asm-label-id label-obj))
1937     (begin
1938       (vector-set! label-obj 1 0)
1939       (asm-code-extend label-obj))))
1941 ;; (asm-label-id label-obj) returns the identifier of the label object.
1943 (define (asm-label-id label-obj)
1944   (vector-ref label-obj 2))
1946 ;; (asm-label-pos label-obj) returns the position of the label
1947 ;; relative to the start of the code stream (i.e. "start-pos").
1948 ;; This procedure can only be called at assembly time (i.e.
1949 ;; within the call to "asm-assemble") or after assembly time
1950 ;; for labels declared prior to assembly time with "asm-label".
1951 ;; A label declared at assembly time can only be queried after
1952 ;; assembly time.  Moreover, at assembly time the position of a
1953 ;; label may vary from one call to the next due to the actions
1954 ;; of the assembler.
1956 (define (asm-label-pos label-obj)
1957   (let ((pos (vector-ref label-obj 1)))
1958     (if pos
1959       pos
1960       (compiler-internal-error
1961         "asm-label-pos, undefined label" (asm-label-id label-obj)))))
1963 ;; (asm-align multiple offset) adds enough zero bytes to the code
1964 ;; stream to force alignment to the next address congruent to
1965 ;; "offset" modulo "multiple".
1967 (define (asm-align multiple offset)
1968   (asm-at-assembly
1969     (lambda (self)
1970       (modulo (- multiple (- self offset)) multiple))
1971     (lambda (self)
1972       (let loop ((n (modulo (- multiple (- self offset)) multiple)))
1973         (if (> n 0)
1974           (begin
1975             (asm-8 0)
1976             (loop (- n 1))))))))
1978 ;; (asm-origin address) adds enough zero bytes to the code stream to move
1979 ;; to the address "address".
1981 (define (asm-origin address)
1982   (asm-at-assembly
1983     (lambda (self)
1984       (- address self))
1985     (lambda (self)
1986       (let ((len (- address self)))
1987         (if (< len 0)
1988           (compiler-internal-error "asm-origin, can't move back")
1989           (let loop ((n len))
1990             (if (> n 0)
1991               (begin
1992                 (asm-8 0)
1993                 (loop (- n 1))))))))))
1995 ;; (asm-at-assembly . procs) makes it possible to defer code
1996 ;; production to assembly time.  A useful application is to generate
1997 ;; position dependent and span dependent code sequences.  This
1998 ;; procedure must be passed an even number of procedures.  All odd
1999 ;; indexed procedures (including the first procedure) are called "check"
2000 ;; procedures.  The even indexed procedures are the "production"
2001 ;; procedures which, when called, produce a particular code sequence.
2002 ;; A check procedure decides if, given the current state of assembly
2003 ;; (in particular the current positioning of the labels), the code
2004 ;; produced by the corresponding production procedure is valid.
2005 ;; If the code is not valid, the check procedure must return #f.
2006 ;; If the code is valid, the check procedure must return the length
2007 ;; of the code sequence in bytes.  The assembler will try each check
2008 ;; procedure in order until it finds one that does not return #f
2009 ;; (the last check procedure must never return #f).  For convenience,
2010 ;; the current position in the code sequence is passed as the single
2011 ;; argument of check and production procedures.
2013 ;; Here is a sample call of "asm-at-assembly" to produce the
2014 ;; shortest branch instruction to branch to label "x" for a
2015 ;; hypothetical processor:
2017 ;;  (asm-at-assembly
2019 ;;    (lambda (self) ; first check procedure
2020 ;;      (let ((dist (- (asm-label-pos x) self)))
2021 ;;        (if (and (>= dist -128) (<= dist 127)) ; short branch possible?
2022 ;;          2
2023 ;;          #f)))
2025 ;;    (lambda (self) ; first production procedure
2026 ;;      (asm-8 #x34) ; branch opcode for 8 bit displacement
2027 ;;      (asm-8 (- (asm-label-pos x) self)))
2029 ;;    (lambda (self) 5) ; second check procedure
2031 ;;    (lambda (self) ; second production procedure
2032 ;;      (asm-8 #x35) ; branch opcode for 32 bit displacement
2033 ;;      (asm-32 (- (asm-label-pos x) self))))
2035 (define (asm-at-assembly . procs)
2036   (asm-code-extend (vector 'DEFERRED procs)))
2038 ;; (asm-listing text) adds text to the right side of the listing.
2039 ;; The atoms in "text" will be output using "display" (lists are
2040 ;; traversed recursively).  The listing is generated by calling
2041 ;; "asm-display-listing".
2043 (define (asm-listing text)
2044   (asm-code-extend (vector 'LISTING text)))
2046 ;; (asm-assemble) assembles the code stream.  After assembly, the
2047 ;; label objects will be set to their final position and the
2048 ;; alignment bytes and the deferred code will have been produced.  It
2049 ;; is possible to extend the code stream after assembly.  However, if
2050 ;; any of the procedures "asm-label", "asm-align", and
2051 ;; "asm-at-assembly" are called, the code stream will have to be
2052 ;; assembled once more.
2054 (define (asm-assemble)
2055   (let ((fixup-lst (asm-pass1)))
2057     (let loop1 ()
2058       (let loop2 ((lst fixup-lst)
2059                   (changed? #f)
2060                   (pos asm-start-pos))
2061         (if (null? lst)
2062           (if changed? (loop1))
2063           (let* ((fixup (car lst))
2064                  (pos (+ pos (car fixup)))
2065                  (curr (cdr fixup))
2066                  (x (car curr)))
2067             (if (eq? (vector-ref x 0) 'LABEL)
2068               ; LABEL
2069               (if (= (vector-ref x 1) pos)
2070                 (loop2 (cdr lst) changed? pos)
2071                 (begin
2072                   (vector-set! x 1 pos)
2073                   (loop2 (cdr lst) #t pos)))
2074               ; DEFERRED
2075               (let loop3 ()
2076                 (let ((n ((car (vector-ref x 1)) pos)))
2077                   (if n
2078                     (loop2 (cdr lst) changed? (+ pos n))
2079                     (begin
2080                       (vector-set! x 1 (cddr (vector-ref x 1)))
2081                       (loop3))))))))))
2083     (let loop4 ((prev asm-code-stream)
2084                 (curr (cdr asm-code-stream))
2085                 (pos asm-start-pos))
2086       (if (null? curr)
2087         (set-car! asm-code-stream prev)
2088         (let ((x (car curr))
2089               (next (cdr curr)))
2090           (if (vector? x)
2091             (let ((kind (vector-ref x 0)))
2092               (cond ((eq? kind 'LABEL)
2093                      (let ((final-pos (vector-ref x 1)))
2094                        (if final-pos
2095                          (if (not (= pos final-pos))
2096                            (compiler-internal-error
2097                              "asm-assemble, inconsistency detected"))
2098                          (vector-set! x 1 pos))
2099                        (set-cdr! prev next)
2100                        (loop4 prev next pos)))
2101                     ((eq? kind 'DEFERRED)
2102                      (let ((temp asm-code-stream))
2103                        (set! asm-code-stream (asm-make-stream))
2104                        ((cadr (vector-ref x 1)) pos)
2105                        (let ((tail (car asm-code-stream)))
2106                          (set-cdr! tail next)
2107                          (let ((head (cdr asm-code-stream)))
2108                            (set-cdr! prev head)
2109                            (set! asm-code-stream temp)
2110                            (loop4 prev head pos)))))
2111                     (else
2112                      (loop4 curr next pos))))
2113             (loop4 curr next (+ pos 1))))))))
2115 ;; (asm-display-listing port) produces a listing of the code stream
2116 ;; on the given output port.  The bytes generated are shown in
2117 ;; hexadecimal on the left side of the listing and the right side
2118 ;; of the listing contains the text inserted by "asm-listing".
2120 (define (asm-display-listing port)
2122   (define text-col 24)
2123   (define pos-width 6)
2124   (define byte-width 2)
2126   (define (output text)
2127     (cond ((null? text))
2128           ((pair? text)
2129            (output (car text))
2130            (output (cdr text)))
2131           (else
2132            (display text port))))
2134   (define (print-hex n)
2135     (display (string-ref "0123456789ABCDEF" n) port))
2137   (define (print-byte n)
2138     (print-hex (quotient n 16))
2139     (print-hex (modulo n 16)))
2141   (define (print-pos n)
2142     (if (< n 0)
2143       (display "      " port)
2144       (begin
2145         (print-byte (quotient n #x10000))
2146         (print-byte (modulo (quotient n #x100) #x100))
2147         (print-byte (modulo n #x100)))))
2149   (let loop1 ((lst (cdr asm-code-stream)) (pos asm-start-pos) (col 0))
2150     (if (null? lst)
2151       (if (> col 0)
2152         (newline port))
2153       (let ((x (car lst)))
2154         (if (vector? x)
2155           (let ((kind (vector-ref x 0)))
2156             (cond ((eq? kind 'LISTING)
2157                    (let loop2 ((col col))
2158                      (if (< col text-col)
2159                        (begin
2160                          (display (integer->char 9) port)
2161                          (loop2 (* 8 (+ (quotient col 8) 1))))))
2162                    (output (vector-ref x 1))
2163                    (newline port)
2164                    (loop1 (cdr lst) pos 0))
2165                   (else
2166                    (compiler-internal-error
2167                      "asm-display-listing, code stream not assembled"))))
2168           (if (or (= col 0) (>= col (- text-col byte-width)))
2169             (begin
2170               (if (not (= col 0)) (newline port))
2171               (print-pos pos)
2172               (display " " port)
2173               (print-byte x)
2174               (loop1 (cdr lst) (+ pos 1) (+ (+ pos-width 1) byte-width)))
2175             (begin
2176               (print-byte x)
2177               (loop1 (cdr lst) (+ pos 1) (+ col byte-width)))))))))
2179 ;; (asm-write-code filename) outputs the code stream (i.e. the sequence
2180 ;; of bytes produced) on the named file.
2182 (define (asm-write-code filename)
2183   (with-output-to-file filename
2184     (lambda ()
2185       (let loop ((lst (cdr asm-code-stream)))
2186         (if (not (null? lst))
2187           (let ((x (car lst)))
2188             (if (vector? x)
2189               (let ((kind (vector-ref x 0)))
2190                 (if (not (eq? kind 'LISTING))
2191                   (compiler-internal-error
2192                     "asm-write-code, code stream not assembled"))
2193                 (loop (cdr lst)))
2194               (begin
2195                 (write-char (integer->char x))
2196                 (loop (cdr lst))))))))))
2198 (define (asm-write-hex-file filename)
2199   (with-output-to-file filename
2200     (lambda ()
2202       (define (print-hex n)
2203         (display (string-ref "0123456789ABCDEF" n)))
2205       (define (print-byte n)
2206         (print-hex (quotient n 16))
2207         (print-hex (modulo n 16)))
2209       (define (print-line type addr bytes)
2210         (let ((n (length bytes))
2211               (addr-hi (quotient addr 256))
2212               (addr-lo (modulo addr 256)))
2213           (display ":")
2214           (print-byte n)
2215           (print-byte addr-hi)
2216           (print-byte addr-lo)
2217           (print-byte type)
2218           (for-each print-byte bytes)
2219           (let ((sum
2220                  (modulo (- (apply + n addr-hi addr-lo type bytes)) 256)))
2221             (print-byte sum)
2222             (newline))))
2224       (let loop ((lst (cdr asm-code-stream))
2225                  (pos asm-start-pos)
2226                  (rev-bytes '()))
2227         (if (not (null? lst))
2228           (let ((x (car lst)))
2229             (if (vector? x)
2230               (let ((kind (vector-ref x 0)))
2231                 (if (not (eq? kind 'LISTING))
2232                   (compiler-internal-error
2233                     "asm-write-hex-file, code stream not assembled"))
2234                 (loop (cdr lst)
2235                       pos
2236                       rev-bytes))
2237               (let ((new-pos
2238                      (+ pos 1))
2239                     (new-rev-bytes
2240                      (cons x
2241                            (if (= (modulo pos 16) 0)
2242                                (begin
2243                                  (print-line 0
2244                                              (- pos (length rev-bytes))
2245                                              (reverse rev-bytes))
2246                                  '())
2247                                rev-bytes))))
2248                 (loop (cdr lst)
2249                       new-pos
2250                       new-rev-bytes))))
2251           (begin
2252             (if (not (null? rev-bytes))
2253                 (print-line 0
2254                             (- pos (length rev-bytes))
2255                             (reverse rev-bytes)))
2256             (print-line 1 0 '())
2257             (if #t
2258                 (begin
2259                   (display (- pos asm-start-pos) ##stderr-port)
2260                   (display " bytes\n" ##stderr-port)))))))))
2262 ;; Utilities.
2264 (define asm-start-pos #f)   ; start position of the code stream
2265 (define asm-big-endian? #f) ; endianness to use
2266 (define asm-code-stream #f) ; current code stream
2268 (define (asm-make-stream) ; create an empty stream
2269   (let ((x (cons '() '())))
2270     (set-car! x x)
2271     x))
2272      
2273 (define (asm-code-extend item) ; add an item at the end of current code stream
2274   (let* ((stream asm-code-stream)
2275          (tail (car stream))
2276          (cell (cons item '())))
2277     (set-cdr! tail cell)
2278     (set-car! stream cell)))
2280 (define (asm-pass1) ; construct fixup list and make first label assignment
2281   (let loop ((curr (cdr asm-code-stream))
2282              (fixup-lst '())
2283              (span 0)
2284              (pos asm-start-pos))
2285     (if (null? curr)
2286       (reverse fixup-lst)
2287       (let ((x (car curr)))
2288         (if (vector? x)
2289           (let ((kind (vector-ref x 0)))
2290             (cond ((eq? kind 'LABEL)
2291                    (vector-set! x 1 pos) ; first approximation of position
2292                    (loop (cdr curr) (cons (cons span curr) fixup-lst) 0 pos))
2293                   ((eq? kind 'DEFERRED)
2294                    (loop (cdr curr) (cons (cons span curr) fixup-lst) 0 pos))
2295                   (else
2296                    (loop (cdr curr) fixup-lst span pos))))
2297           (loop (cdr curr) fixup-lst (+ span 1) (+ pos 1)))))))
2299 ;(##declare (generic))
2301 (define (asm-bits-0-to-7 n) ; return bits 0 to 7 of a signed integer
2302   (modulo n #x100))
2304 (define (asm-bits-8-and-up n) ; return bits 8 and up of a signed integer
2305   (if (>= n 0)
2306     (quotient n #x100)
2307     (- (quotient (+ n 1) #x100) 1)))
2309 (define (asm-bits-16-and-up n) ; return bits 16 and up of a signed integer
2310   (if (>= n 0)
2311     (quotient n #x10000)
2312     (- (quotient (+ n 1) #x10000) 1)))
2314 (define (asm-bits-32-and-up n) ; return bits 32 and up of a signed integer
2315   (if (>= n 0)
2316     (quotient n #x100000000)
2317     (- (quotient (+ n 1) #x100000000) 1)))
2319 ; The following procedures convert floating point numbers into their
2320 ; machine representation.  They perform bignum and flonum arithmetic.
2322 (define (asm-float->inexact-exponential-format x)
2324   (define (exp-form-pos x y i)
2325     (let ((i*2 (+ i i)))
2326       (let ((z (if (and (not (< asm-ieee-e-bias i*2))
2327                         (not (< x y)))
2328                  (exp-form-pos x (* y y) i*2)
2329                  (cons x 0))))
2330         (let ((a (car z)) (b (cdr z)))
2331           (let ((i+b (+ i b)))
2332             (if (and (not (< asm-ieee-e-bias i+b))
2333                      (not (< a y)))
2334               (begin
2335                 (set-car! z (/ a y))
2336                 (set-cdr! z i+b)))
2337             z)))))
2339   (define (exp-form-neg x y i)
2340     (let ((i*2 (+ i i)))
2341       (let ((z (if (and (< i*2 asm-ieee-e-bias-minus-1)
2342                         (< x y))
2343                  (exp-form-neg x (* y y) i*2)
2344                  (cons x 0))))
2345         (let ((a (car z)) (b (cdr z)))
2346           (let ((i+b (+ i b)))
2347             (if (and (< i+b asm-ieee-e-bias-minus-1)
2348                      (< a y))
2349               (begin
2350                 (set-car! z (/ a y))
2351                 (set-cdr! z i+b)))
2352             z)))))
2354   (define (exp-form x)
2355     (if (< x asm-inexact-+1)
2356       (let ((z (exp-form-neg x asm-inexact-+1/2 1)))
2357         (set-car! z (* asm-inexact-+2 (car z)))
2358         (set-cdr! z (- -1 (cdr z)))
2359         z)
2360       (exp-form-pos x asm-inexact-+2 1)))
2362   (if (negative? x)
2363     (let ((z (exp-form (- asm-inexact-0 x))))
2364       (set-car! z (- asm-inexact-0 (car z)))
2365       z)
2366     (exp-form x)))
2368 (define (asm-float->exact-exponential-format x)
2369   (let ((z (asm-float->inexact-exponential-format x)))
2370     (let ((y (car z)))
2371       (cond ((not (< y asm-inexact-+2))
2372              (set-car! z asm-ieee-+m-min)
2373              (set-cdr! z asm-ieee-e-bias-plus-1))
2374             ((not (< asm-inexact--2 y))
2375              (set-car! z asm-ieee--m-min)
2376              (set-cdr! z asm-ieee-e-bias-plus-1))
2377             (else
2378              (set-car! z
2379                (truncate (inexact->exact (* (car z) asm-inexact-m-min))))))
2380       (set-cdr! z (- (cdr z) asm-ieee-m-bits))
2381       z)))
2383 (define (asm-float->bits x) ; returns the 64 bit integer encoding the float "x"
2385   (define (bits a b)
2386     (if (< a asm-ieee-+m-min)
2387       a
2388       (+ (- a asm-ieee-+m-min)
2389          (* (+ (+ b asm-ieee-m-bits) asm-ieee-e-bias)
2390             asm-ieee-+m-min))))
2392   (let ((z (asm-float->exact-exponential-format x)))
2393     (let ((a (car z)) (b (cdr z)))
2394       (if (negative? a)
2395         (+ asm-ieee-sign-bit (bits (- 0 a) b))
2396         (bits a b)))))
2398 ; Parameters for ANSI-IEEE Std 754-1985 representation of
2399 ; doubles (i.e. 64 bit floating point numbers):
2401 (define asm-ieee-m-bits 52)
2402 (define asm-ieee-e-bits 11)
2403 (define asm-ieee-+m-min 4503599627370496)    ; (expt 2 asm-ieee-m-bits)
2404 (define asm-ieee--m-min -4503599627370496)   ; (- asm-ieee-+m-min)
2405 (define asm-ieee-sign-bit #x8000000000000000); (expt 2 (+ asm-ieee-e-bits asm-ieee-m-bits))
2407 (define asm-ieee-e-bias         1023) ; (- (expt 2 (- asm-ieee-e-bits 1)) 1)
2408 (define asm-ieee-e-bias-plus-1  1024) ; (+ asm-ieee-e-bias 1)
2409 (define asm-ieee-e-bias-minus-1 1022) ; (- asm-ieee-e-bias 1)
2411 (define asm-inexact-m-min (exact->inexact asm-ieee-+m-min))
2412 (define asm-inexact-+2    (exact->inexact 2))
2413 (define asm-inexact--2    (exact->inexact -2))
2414 (define asm-inexact-+1    (exact->inexact 1))
2415 (define asm-inexact-+1/2  (exact->inexact (/ 1 2)))
2416 (define asm-inexact-0     (exact->inexact 0))
2418 ;------------------------------------------------------------------------------
2420 (define min-fixnum-encoding 3) ;; BARF was changed
2421 (define min-fixnum 0) ;; TODO have from 0 to 255, and 256-3 rom objects TODO was -5
2422 (define max-fixnum 255) ;; TODO was 40
2423 (define min-rom-encoding (+ min-fixnum-encoding (- max-fixnum min-fixnum) 1))
2424 (define min-ram-encoding 512) ;; TODO was 128 NEW (all these)
2425 (define max-ram-encoding 8191)
2427 (define code-start #x5000)
2429 (define (predef-constants) (list))
2431 (define (predef-globals) (list))
2433 (define (encode-direct obj)
2434   (cond ((eq? obj #f)
2435          0)
2436         ((eq? obj #t)
2437          1)
2438         ((eq? obj '())
2439          2)
2440         ((and (integer? obj)
2441               (exact? obj)
2442               (>= obj min-fixnum)
2443               (<= obj max-fixnum))
2444          (+ obj (- min-fixnum-encoding min-fixnum)))
2445         (else
2446          #f)))
2448 (define (translate-constant obj)
2449   (if (char? obj)
2450       (char->integer obj)
2451       obj))
2453 (define (encode-constant obj constants)
2454   (let ((o (translate-constant obj)))
2455     (let ((e (encode-direct o)))
2456       (if e
2457           e
2458           (let ((x (assoc o constants))) ;; TODO was assq
2459             (if x
2460                 (vector-ref (cdr x) 0)
2461                 (compiler-error "unknown object" obj)))))))
2463 (define (add-constant obj constants from-code? cont)
2464   (let ((o (translate-constant obj)))
2465     (let ((e (encode-direct o)))
2466       (if e
2467           (cont constants)
2468           (let ((x (assoc o constants))) ;; TODO was assq
2469             (if x
2470                 (begin
2471                   (if from-code?
2472                       (vector-set! (cdr x) 2 (+ (vector-ref (cdr x) 2) 1)))
2473                   (cont constants))
2474                 (let* ((descr
2475                         (vector #f
2476                                 (asm-make-label 'constant)
2477                                 (if from-code? 1 0)
2478                                 #f))
2479                        (new-constants
2480                         (cons (cons o descr)
2481                               constants)))
2482                   (cond ((pair? o) ;; TODO what to do in the case of a pair of, for example, fixnums, where only one object is actually used ?
2483                          (add-constants (list (car o) (cdr o))
2484                                         new-constants
2485                                         cont))
2486                         ((symbol? o)
2487                          (cont new-constants))
2488                         ((string? o)
2489                          (let ((chars (map char->integer (string->list o))))
2490                            (vector-set! descr 3 chars)
2491                            (add-constant chars
2492                                          new-constants
2493                                          #f
2494                                          cont)))
2495                         ((vector? o)
2496                          (let ((elems (vector->list o)))
2497                            (vector-set! descr 3 elems)
2498                            (add-constant elems
2499                                          new-constants
2500                                          #f
2501                                          cont)))
2503                         (else
2504                          (cont new-constants))))))))))
2506 (define (add-constants objs constants cont)
2507   (if (null? objs)
2508       (cont constants)
2509       (add-constant (car objs)
2510                     constants
2511                     #f
2512                     (lambda (new-constants)
2513                       (add-constants (cdr objs)
2514                                      new-constants
2515                                      cont)))))
2517 (define (add-global var globals cont)
2518   (let ((x (assq var globals)))
2519     (if x
2520         (cont globals)
2521         (let ((new-globals
2522                (cons (cons var (length globals))
2523                      globals)))
2524           (cont new-globals)))))
2526 (define (sort-constants constants)
2527   (let ((csts
2528          (sort-list constants
2529                     (lambda (x y)
2530                       (> (vector-ref (cdr x) 2)
2531                          (vector-ref (cdr y) 2))))))
2532     (let loop ((i min-rom-encoding)
2533                (lst csts))
2534       (if (null? lst)
2535           (if (> i min-ram-encoding)
2536               (compiler-error "too many constants")
2537               csts)
2538           (begin
2539             (vector-set! (cdr (car lst)) 0 i)
2540             (loop (+ i 1)
2541                   (cdr lst)))))))
2543 (define assemble
2544   (lambda (code hex-filename)
2545     (let loop1 ((lst code)
2546                 (constants (predef-constants))
2547                 (globals (predef-globals))
2548                 (labels (list)))
2549       (if (pair? lst)
2551           (let ((instr (car lst)))
2552             (cond ((number? instr)
2553                    (loop1 (cdr lst)
2554                           constants
2555                           globals
2556                           (cons (cons instr (asm-make-label 'label))
2557                                 labels)))
2558                   ((eq? (car instr) 'push-constant)
2559                    (add-constant (cadr instr)
2560                                  constants
2561                                  #t
2562                                  (lambda (new-constants)
2563                                    (loop1 (cdr lst)
2564                                           new-constants
2565                                           globals
2566                                           labels))))
2567                   ((memq (car instr) '(push-global set-global))
2568                    (add-global (cadr instr)
2569                                globals
2570                                (lambda (new-globals)
2571                                  (loop1 (cdr lst)
2572                                         constants
2573                                         new-globals
2574                                         labels))))
2575                   (else
2576                    (loop1 (cdr lst)
2577                           constants
2578                           globals
2579                           labels))))
2581           (let ((constants (sort-constants constants)))
2583             (define (label-instr label opcode)
2584               (asm-at-assembly
2585                (lambda (self)
2586                  3)
2587                (lambda (self)
2588                  (let ((pos (- (asm-label-pos label) code-start)))
2589                    (asm-8 opcode)
2590                    (asm-8 (quotient pos 256))
2591                    (asm-8 (modulo pos 256))))))
2593             (define (push-constant n)
2594               (if (<= n 31)
2595                   (asm-8 (+ #x00 n))
2596                   (begin
2597                     (asm-8 #xfc)
2598                     (asm-8 (quotient n 256))
2599                     (asm-8 (modulo n 256))))) ;; TODO with 13-bit objects, we need 2 bytes, maybe limit to 12, so we could use a byte and a half, but we'd need to use an opcode with only 4 bits, maybe the call/jump stuff can be combined ? FOOBAR
2601             (define (push-stack n)
2602               (if (> n 31)
2603                   (compiler-error "stack is too deep")
2604                   (asm-8 (+ #x20 n))))
2606             (define (push-global n)
2607               (asm-8 (+ #x40 n)) ;; TODO maybe do the same as for csts, have a push-long-global to have more ?
2608               ;; (if (> n 15)
2609               ;;     (compiler-error "too many global variables")
2610               ;;     (asm-8 (+ #x40 n)))
2611               ) ;; TODO actually inline most, or put as csts
2613             (define (set-global n)
2614               (asm-8 (+ #x50 n))
2615               ;; (if (> n 15) ;; ADDED prevented the stack from compiling
2616               ;;     (compiler-error "too many global variables")
2617               ;;     (asm-8 (+ #x50 n)))
2618               )
2620             (define (call n)
2621               (if (> n 15)
2622                   (compiler-error "call has too many arguments")
2623                   (asm-8 (+ #x60 n))))
2625             (define (jump n)
2626               (if (> n 15)
2627                   (compiler-error "call has too many arguments")
2628                   (asm-8 (+ #x70 n))))
2630             (define (call-toplevel label) ;; TODO use 8-bit opcodes for these
2631               (label-instr label #x80))
2633             (define (jump-toplevel label)
2634               (label-instr label #x90))
2636             (define (goto label)
2637               (label-instr label #xa0))
2639             (define (goto-if-false label)
2640               (label-instr label #xb0))
2642             (define (closure label)
2643               (label-instr label #xc0)) ;; FOOBAR change here ?
2645             (define (prim n)
2646               (asm-8 (+ #xd0 n)))
2648             (define (prim.number?)        (prim 0))
2649             (define (prim.+)              (prim 1))
2650             (define (prim.-)              (prim 2))
2651             (define (prim.*)              (prim 3))
2652             (define (prim.quotient)       (prim 4))
2653             (define (prim.remainder)      (prim 5))
2654             (define (prim.neg)            (prim 6))
2655             (define (prim.=)              (prim 7))
2656             (define (prim.<)              (prim 8))
2657             (define (prim.ior)            (prim 9))
2658             (define (prim.>)              (prim 10))
2659             (define (prim.xor)            (prim 11))
2660             (define (prim.pair?)          (prim 12))
2661             (define (prim.cons)           (prim 13))
2662             (define (prim.car)            (prim 14))
2663             (define (prim.cdr)            (prim 15))
2664             (define (prim.set-car!)       (prim 16))
2665             (define (prim.set-cdr!)       (prim 17))
2666             (define (prim.null?)          (prim 18))
2667             (define (prim.eq?)            (prim 19))
2668             (define (prim.not)            (prim 20))
2669             (define (prim.get-cont)       (prim 21))
2670             (define (prim.graft-to-cont)  (prim 22))
2671             (define (prim.return-to-cont) (prim 23))
2672             (define (prim.halt)           (prim 24))
2673             (define (prim.symbol?)        (prim 25))
2674             (define (prim.string?)        (prim 26))
2675             (define (prim.string->list)   (prim 27))
2676             (define (prim.list->string)   (prim 28))
2678             (define (prim.print)          (prim 32))
2679             (define (prim.clock)          (prim 33))
2680             (define (prim.motor)          (prim 34))
2681             (define (prim.led)            (prim 35))
2682             (define (prim.led2-color)     (prim 36))
2683             (define (prim.getchar-wait)   (prim 37))
2684             (define (prim.putchar)        (prim 38))
2685             (define (prim.beep)           (prim 39))
2686             (define (prim.adc)            (prim 40))
2687             (define (prim.dac)            (prim 41))
2688             (define (prim.sernum)         (prim 42)) ;; TODO necessary ?
2690             (define (prim.shift)          (prim 45))
2691             (define (prim.pop)            (prim 46))
2692             (define (prim.return)         (prim 47))
2694             (define big-endian? #f)
2696             (asm-begin! code-start #f)
2698             (asm-8 #xfb)
2699             (asm-8 #xd7)
2700             (asm-8 (length constants))
2701             (asm-8 0)
2703             (pp (list constants: constants globals: globals)) ;; TODO debug
2705             (for-each
2706              (lambda (x)
2707                (let* ((descr (cdr x))
2708                       (label (vector-ref descr 1))
2709                       (obj (car x)))
2710                  (asm-label label)
2711                  ;; see the vm source for a description of encodings
2712                  (cond ((and (integer? obj) (exact? obj))
2713                         (asm-8 0)
2714                         (asm-8 (bitwise-and (arithmetic-shift obj -16) 255))
2715                         (asm-8 (bitwise-and (arithmetic-shift obj -8) 255))
2716                         (asm-8 (bitwise-and obj 255)))
2717                        ((pair? obj)
2718                         (let ((obj-car (encode-constant (car obj) constants))
2719                               (obj-cdr (encode-constant (cdr obj) constants)))
2720                           (asm-8 (+ #x80 (arithmetic-shift obj-car -8)))
2721                           (asm-8 (bitwise-and obj-car #xff))
2722                           (asm-8 (+ 0 (arithmetic-shift obj-cdr -8)))
2723                           (asm-8 (bitwise-and obj-cdr #xff))))
2724                        ((symbol? obj)
2725                         (asm-8 #x80)
2726                         (asm-8 0)
2727                         (asm-8 #x20)
2728                         (asm-8 0))
2729                        ((string? obj)
2730                         (let ((obj-enc (encode-constant (vector-ref descr 3)
2731                                                         constants)))
2732                           (asm-8 (+ #x80 (arithmetic-shift obj-enc -8)))
2733                           (asm-8 (bitwise-and obj-enc #xff))
2734                           (asm-8 #x40)
2735                           (asm-8 0)))
2736                        ((vector? obj)
2737                         (let ((obj-enc (encode-constant (vector-ref descr 3)
2738                                                         constants)))
2739                           (asm-8 (+ #x80 (arithmetic-shift obj-enc -8)))
2740                           (asm-8 (bitwise-and obj-enc #xff))
2741                           (asm-8 #x60)
2742                           (asm-8 0)))
2743                        (else
2744                         (compiler-error "unknown object type" obj)))))
2745              constants)
2747             (let loop2 ((lst code))
2748               (if (pair? lst)
2749                   (let ((instr (car lst)))
2751                     (cond ((number? instr)
2752                            (let ((label (cdr (assq instr labels))))
2753                              (asm-label label)))
2755                           ((eq? (car instr) 'entry)
2756                            (let ((np (cadr instr))
2757                                  (rest? (caddr instr)))
2758                              (asm-8 (if rest? (- np) np))))
2760                           ((eq? (car instr) 'push-constant) ;; TODO FOOBAR 12 bits for constants now (actually, I don't think it matters here)
2761                            (let ((n (encode-constant (cadr instr) constants)))
2762                              (push-constant n)))
2764                           ((eq? (car instr) 'push-stack)
2765                            (push-stack (cadr instr)))
2767                           ((eq? (car instr) 'push-global)
2768                            (push-global (cdr (assq (cadr instr) globals))))
2770                           ((eq? (car instr) 'set-global)
2771                            (set-global (cdr (assq (cadr instr) globals))))
2773                           ((eq? (car instr) 'call)
2774                            (call (cadr instr)))
2776                           ((eq? (car instr) 'jump)
2777                            (jump (cadr instr)))
2779                           ((eq? (car instr) 'call-toplevel)
2780                            (let ((label (cdr (assq (cadr instr) labels))))
2781                              (call-toplevel label)))
2783                           ((eq? (car instr) 'jump-toplevel)
2784                            (let ((label (cdr (assq (cadr instr) labels))))
2785                              (jump-toplevel label)))
2787                           ((eq? (car instr) 'goto)
2788                            (let ((label (cdr (assq (cadr instr) labels))))
2789                              (goto label)))
2791                           ((eq? (car instr) 'goto-if-false)
2792                            (let ((label (cdr (assq (cadr instr) labels))))
2793                              (goto-if-false label)))
2795                           ((eq? (car instr) 'closure)
2796                            (let ((label (cdr (assq (cadr instr) labels))))
2797                              (closure label)))
2799                           ((eq? (car instr) 'prim)
2800                            (case (cadr instr)
2801                              ((#%number?)        (prim.number?))
2802                              ((#%+)              (prim.+))
2803                              ((#%-)              (prim.-))
2804                              ((#%*)              (prim.*))
2805                              ((#%quotient)       (prim.quotient))
2806                              ((#%remainder)      (prim.remainder))
2807                              ((#%neg)            (prim.neg))
2808                              ((#%=)              (prim.=))
2809                              ((#%<)              (prim.<))
2810                              ((#%ior)            (prim.ior))
2811                              ((#%>)              (prim.>))
2812                              ((#%xor)            (prim.xor))
2813                              ((#%pair?)          (prim.pair?))
2814                              ((#%cons)           (prim.cons))
2815                              ((#%car)            (prim.car))
2816                              ((#%cdr)            (prim.cdr))
2817                              ((#%set-car!)       (prim.set-car!))
2818                              ((#%set-cdr!)       (prim.set-cdr!))
2819                              ((#%null?)          (prim.null?))
2820                              ((#%eq?)            (prim.eq?))
2821                              ((#%not)            (prim.not))
2822                              ((#%get-cont)       (prim.get-cont))
2823                              ((#%graft-to-cont)  (prim.graft-to-cont))
2824                              ((#%return-to-cont) (prim.return-to-cont))
2825                              ((#%halt)           (prim.halt))
2826                              ((#%symbol?)        (prim.symbol?))
2827                              ((#%string?)        (prim.string?))
2828                              ((#%string->list)   (prim.string->list))
2829                              ((#%list->string)   (prim.list->string))
2831                              ((#%print)          (prim.print))
2832                              ((#%clock)          (prim.clock))
2833                              ((#%motor)          (prim.motor))
2834                              ((#%led)            (prim.led))
2835                              ((#%led2-color)     (prim.led2-color))
2836                              ((#%getchar-wait)   (prim.getchar-wait))
2837                              ((#%putchar)        (prim.putchar))
2838                              ((#%beep)           (prim.beep))
2839                              ((#%adc)            (prim.adc))
2840                              ((#%dac)            (prim.dac))
2841                              ((#%sernum)         (prim.sernum))
2842                              (else
2843                               (compiler-error "unknown primitive" (cadr instr)))))
2845                           ((eq? (car instr) 'return)
2846                            (prim.return))
2848                           ((eq? (car instr) 'pop)
2849                            (prim.pop))
2851                           ((eq? (car instr) 'shift)
2852                            (prim.shift))
2854                           (else
2855                            (compiler-error "unknown instruction" instr)))
2857                     (loop2 (cdr lst)))))
2859             (asm-assemble)
2861             (asm-write-hex-file hex-filename)
2863             (asm-end!))))))
2865 (define execute
2866   (lambda (hex-filename)
2868     (if #f
2869         (begin
2870           (shell-command "gcc -o picobit-vm picobit-vm.c")
2871           (shell-command (string-append "./picobit-vm " hex-filename)))
2872         (shell-command (string-append "./robot . 1 " hex-filename)))))
2874 (define (sort-list l <?)
2876   (define (mergesort l)
2878     (define (merge l1 l2)
2879       (cond ((null? l1) l2)
2880             ((null? l2) l1)
2881             (else
2882              (let ((e1 (car l1)) (e2 (car l2)))
2883                (if (<? e1 e2)
2884                  (cons e1 (merge (cdr l1) l2))
2885                  (cons e2 (merge l1 (cdr l2))))))))
2887     (define (split l)
2888       (if (or (null? l) (null? (cdr l)))
2889         l
2890         (cons (car l) (split (cddr l)))))
2892     (if (or (null? l) (null? (cdr l)))
2893       l
2894       (let* ((l1 (mergesort (split l)))
2895              (l2 (mergesort (split (cdr l)))))
2896         (merge l1 l2))))
2898   (mergesort l))
2900 ;------------------------------------------------------------------------------
2902 (define compile
2903   (lambda (filename)
2904     (let* ((node (parse-file filename))
2905            (hex-filename
2906             (string-append
2907              (path-strip-extension filename)
2908              ".hex")))
2910 ;      (pp (node->expr node))
2912       (let ((ctx (comp-none node (make-init-context))))
2913         (let ((prog (linearize (optimize-code (context-code ctx)))))
2914 ;         (pp (list code: prog env: (context-env ctx)))
2915           (assemble prog hex-filename)
2916           (execute hex-filename))))))
2919 (define main
2920   (lambda (filename)
2921     (compile filename)))
2923 ;------------------------------------------------------------------------------
2926 (define (asm-write-hex-file filename)
2927   (with-output-to-file filename
2928     (lambda ()
2930       (define (print-hex n)
2931         (display (string-ref "0123456789ABCDEF" n)))
2933       (define (print-byte n)
2934         (display ", 0x")
2935         (print-hex (quotient n 16))
2936         (print-hex (modulo n 16)))
2938       (define (print-line type addr bytes)
2939         (let ((n (length bytes))
2940               (addr-hi (quotient addr 256))
2941               (addr-lo (modulo addr 256)))
2942 ;          (display ":")
2943 ;          (print-byte n)
2944 ;          (print-byte addr-hi)
2945 ;          (print-byte addr-lo)
2946 ;          (print-byte type)
2947           (for-each print-byte bytes)
2948           (let ((sum
2949                  (modulo (- (apply + n addr-hi addr-lo type bytes)) 256)))
2950 ;            (print-byte sum)
2951             (newline))))
2953       (let loop ((lst (cdr asm-code-stream))
2954                  (pos asm-start-pos)
2955                  (rev-bytes '()))
2956         (if (not (null? lst))
2957           (let ((x (car lst)))
2958             (if (vector? x)
2959               (let ((kind (vector-ref x 0)))
2960                 (if (not (eq? kind 'LISTING))
2961                   (compiler-internal-error
2962                     "asm-write-hex-file, code stream not assembled"))
2963                 (loop (cdr lst)
2964                       pos
2965                       rev-bytes))
2966               (let ((new-pos
2967                      (+ pos 1))
2968                     (new-rev-bytes
2969                      (cons x
2970                            (if (= (modulo pos 8) 0)
2971                                (begin
2972                                  (print-line 0
2973                                              (- pos (length rev-bytes))
2974                                              (reverse rev-bytes))
2975                                  '())
2976                                rev-bytes))))
2977                 (loop (cdr lst)
2978                       new-pos
2979                       new-rev-bytes))))
2980           (begin
2981             (if (not (null? rev-bytes))
2982                 (print-line 0
2983                             (- pos (length rev-bytes))
2984                             (reverse rev-bytes)))
2985             (print-line 1 0 '())))))))