Evaluator uses two-dimensional environment
authorAndy Wingo <wingo@pobox.com>
Fri, 25 Oct 2013 10:25:53 +0000 (12:25 +0200)
committerAndy Wingo <wingo@pobox.com>
Fri, 25 Oct 2013 15:15:23 +0000 (17:15 +0200)
* libguile/memoize.c (MAKMEMO_LEX_REF, MAKMEMO_LEX_SET): Change to
  address lexicals by depth and width.
  (try_lookup_rib, lookup_rib, make_pos): New helpers.
  (lookup): Adapt to return a pair.
  (memoize, unmemoize_bindings, unmemoize_lexical): Adapt.

* libguile/eval.c (eval, prepare_boot_closure_env_for_eval):
  (prepare_boot_closure_env_for_apply):
* module/ice-9/eval.scm (make-fixed-closure, make-general-closure)
  (eval): Adapt to new environment.

This is currently a slight win for C, and a slight lose for Scheme --
because the lookup loop is so poorly compiled by the stack VM.  I expect
that the RTL-compiled eval will fix this.

libguile/eval.c
libguile/memoize.c
module/ice-9/eval.scm

index 205de2d..36199a6 100644 (file)
@@ -153,6 +153,48 @@ static void prepare_boot_closure_env_for_eval (SCM proc, unsigned int argc,
 #define CADDR(x) SCM_CADDR(x)
 #define CDDDR(x) SCM_CDDDR(x)
 
+#define VECTOR_REF(v, i) (SCM_SIMPLE_VECTOR_REF (v, i))
+#define VECTOR_SET(v, i, x) (SCM_SIMPLE_VECTOR_SET (v, i, x))
+#define VECTOR_LENGTH(v) (SCM_SIMPLE_VECTOR_LENGTH (v))
+
+static SCM
+make_env (int n, SCM init, SCM next)
+{
+  SCM env = scm_c_make_vector (n + 1, init);
+  VECTOR_SET (env, 0, next);
+  return env;
+}
+
+static SCM
+next_rib (SCM env)
+{
+  return VECTOR_REF (env, 0);
+}
+
+static SCM
+env_tail (SCM env)
+{
+  while (SCM_I_IS_VECTOR (env))
+    env = next_rib (env);
+  return env;
+}
+
+static SCM
+env_ref (SCM env, int depth, int width)
+{
+  while (depth--)
+    env = next_rib (env);
+  return VECTOR_REF (env, width + 1);
+}
+
+static void
+env_set (SCM env, int depth, int width, SCM val)
+{
+  while (depth--)
+    env = next_rib (env);
+  VECTOR_SET (env, width + 1, val);
+}
+
 
 SCM_SYMBOL (scm_unbound_variable_key, "unbound-variable");
 
@@ -245,10 +287,13 @@ eval (SCM x, SCM env)
     case SCM_M_LET:
       {
         SCM inits = CAR (mx);
-        SCM new_env = CAPTURE_ENV (env);
-        for (; scm_is_pair (inits); inits = CDR (inits))
-          new_env = scm_cons (EVAL1 (CAR (inits), env),
-                              new_env);
+        SCM new_env;
+        int i;
+
+        new_env = make_env (VECTOR_LENGTH (inits), SCM_UNDEFINED,
+                            CAPTURE_ENV (env));
+        for (i = 0; i < VECTOR_LENGTH (inits); i++)
+          env_set (new_env, 0, i, EVAL1 (VECTOR_REF (inits, i), env));
         env = new_env;
         x = CDR (mx);
         goto loop;
@@ -325,11 +370,15 @@ eval (SCM x, SCM env)
 
     case SCM_M_LEXICAL_REF:
       {
-        int n;
-        SCM ret;
-        for (n = SCM_I_INUM (mx); n; n--)
-          env = CDR (env);
-        ret = CAR (env);
+        SCM pos, ret;
+        int depth, width;
+
+        pos = mx;
+        depth = SCM_I_INUM (CAR (pos));
+        width = SCM_I_INUM (CDR (pos));
+
+        ret = env_ref (env, depth, width);
+
         if (SCM_UNLIKELY (SCM_UNBNDP (ret)))
           /* we don't know what variable, though, because we don't have its
              name */
@@ -339,11 +388,16 @@ eval (SCM x, SCM env)
 
     case SCM_M_LEXICAL_SET:
       {
-        int n;
+        SCM pos;
+        int depth, width;
         SCM val = EVAL1 (CDR (mx), env);
-        for (n = SCM_I_INUM (CAR (mx)); n; n--)
-          env = CDR (env);
-        SCM_SETCAR (env, val);
+
+        pos = CAR (mx);
+        depth = SCM_I_INUM (CAR (pos));
+        width = SCM_I_INUM (CDR (pos));
+
+        env_set (env, depth, width, val);
+
         return SCM_UNSPECIFIED;
       }
 
@@ -352,8 +406,7 @@ eval (SCM x, SCM env)
         return SCM_VARIABLE_REF (mx);
       else
         {
-          while (scm_is_pair (env))
-            env = CDR (env);
+          env = env_tail (env);
           return SCM_VARIABLE_REF
             (scm_memoize_variable_access_x (x, CAPTURE_ENV (env)));
         }
@@ -369,8 +422,7 @@ eval (SCM x, SCM env)
           }
         else
           {
-            while (scm_is_pair (env))
-              env = CDR (env);
+            env = env_tail (env);
             SCM_VARIABLE_SET
               (scm_memoize_variable_access_x (x, CAPTURE_ENV (env)),
                val);
@@ -683,15 +735,18 @@ prepare_boot_closure_env_for_apply (SCM proc, SCM args,
 {
   int nreq = BOOT_CLOSURE_NUM_REQUIRED_ARGS (proc);
   SCM env = BOOT_CLOSURE_ENV (proc);
-  
+  int i;
+
   if (BOOT_CLOSURE_IS_FIXED (proc)
       || (BOOT_CLOSURE_IS_REST (proc)
           && !BOOT_CLOSURE_HAS_REST_ARGS (proc)))
     {
       if (SCM_UNLIKELY (scm_ilength (args) != nreq))
         scm_wrong_num_args (proc);
-      for (; scm_is_pair (args); args = CDR (args))
-        env = scm_cons (CAR (args), env);
+
+      env = make_env (nreq, SCM_UNDEFINED, env);
+      for (i = 0; i < nreq; args = CDR (args), i++)
+        env_set (env, 0, i, CAR (args));
       *out_body = BOOT_CLOSURE_BODY (proc);
       *out_env = env;
     }
@@ -699,15 +754,18 @@ prepare_boot_closure_env_for_apply (SCM proc, SCM args,
     {
       if (SCM_UNLIKELY (scm_ilength (args) < nreq))
         scm_wrong_num_args (proc);
-      for (; nreq; nreq--, args = CDR (args))
-        env = scm_cons (CAR (args), env);
-      env = scm_cons (args, env);
+
+      env = make_env (nreq + 1, SCM_UNDEFINED, env);
+      for (i = 0; i < nreq; args = CDR (args), i++)
+        env_set (env, 0, i, CAR (args));
+      env_set (env, 0, i++, args);
+
       *out_body = BOOT_CLOSURE_BODY (proc);
       *out_env = env;
     }
   else
     {
-      int i, argc, nreq, nopt;
+      int i, argc, nreq, nopt, nenv;
       SCM body, rest, kw, inits, alt;
       SCM mx = BOOT_CLOSURE_CODE (proc);
       
@@ -735,25 +793,46 @@ prepare_boot_closure_env_for_apply (SCM proc, SCM args,
           else
             scm_wrong_num_args (proc);
         }
+      if (scm_is_true (kw) && scm_is_false (rest))
+        {
+          int npos = 0;
+          SCM walk;
+          for (walk = args; scm_is_pair (walk); walk = CDR (walk), npos++)
+            if (npos >= nreq && scm_is_keyword (CAR (walk)))
+              break;
+
+          if (npos > nreq + nopt)
+            {
+              /* Too many positional args and no rest arg.  */
+              if (scm_is_true (alt))
+                {
+                  mx = alt;
+                  goto loop;
+                }
+              else
+                scm_wrong_num_args (proc);
+            }
+        }
+
+      /* At this point we are committed to the chosen clause.  */
+      nenv = nreq + (scm_is_true (rest) ? 1 : 0) + scm_ilength (inits);
+      env = make_env (nenv, SCM_UNDEFINED, env);
 
       for (i = 0; i < nreq; i++, args = CDR (args))
-        env = scm_cons (CAR (args), env);
+        env_set (env, 0, i, CAR (args));
 
       if (scm_is_false (kw))
         {
           /* Optional args (possibly), but no keyword args. */
           for (; i < argc && i < nreq + nopt;
-               i++, args = CDR (args))
-            {
-              env = scm_cons (CAR (args), env);
-              inits = CDR (inits);
-            }
+               i++, args = CDR (args), inits = CDR (inits))
+            env_set (env, 0, i, CAR (args));
               
           for (; i < nreq + nopt; i++, inits = CDR (inits))
-            env = scm_cons (EVAL1 (CAR (inits), env), env);
+            env_set (env, 0, i, EVAL1 (CAR (inits), env));
 
           if (scm_is_true (rest))
-            env = scm_cons (args, env);
+            env_set (env, 0, i++, args);
         }
       else
         {
@@ -762,45 +841,27 @@ prepare_boot_closure_env_for_apply (SCM proc, SCM args,
           aok = CAR (kw);
           kw = CDR (kw);
 
-          /* Keyword args. As before, but stop at the first keyword. */
+          /* Optional args. As before, but stop at the first keyword. */
           for (; i < argc && i < nreq + nopt && !scm_is_keyword (CAR (args));
                i++, args = CDR (args), inits = CDR (inits))
-            env = scm_cons (CAR (args), env);
+            env_set (env, 0, i, CAR (args));
               
           for (; i < nreq + nopt; i++, inits = CDR (inits))
-            env = scm_cons (EVAL1 (CAR (inits), env), env);
+            env_set (env, 0, i, EVAL1 (CAR (inits), env));
 
           if (scm_is_true (rest))
-            {
-              env = scm_cons (args, env);
-              i++;
-            }
-          else if (scm_is_true (alt)
-                   && scm_is_pair (args) && !scm_is_keyword (CAR (args)))
-            {
-              /* Too many positional args, no rest arg, and we have an
-                 alternate clause.  */
-              mx = alt;
-              goto loop;
-            }
+            env_set (env, 0, i++, args);
 
-          /* Now fill in env with unbound values, limn the rest of the args for
-             keywords, and fill in unbound values with their inits. */
+          /* Parse keyword args. */
           {
-            int imax = i - 1;
             int kw_start_idx = i;
-            SCM walk, k, v;
-            for (walk = kw; scm_is_pair (walk); walk = CDR (walk))
-              if (SCM_I_INUM (CDAR (walk)) > imax)
-                imax = SCM_I_INUM (CDAR (walk));
-            for (; i <= imax; i++)
-              env = scm_cons (SCM_UNDEFINED, env);
+            SCM walk;
 
             if (scm_is_pair (args) && scm_is_pair (CDR (args)))
               for (; scm_is_pair (args) && scm_is_pair (CDR (args));
                    args = CDR (args))
                 {
-                  k = CAR (args); v = CADR (args);
+                  SCM k = CAR (args), v = CADR (args);
                   if (!scm_is_keyword (k))
                     {
                       if (scm_is_true (rest))
@@ -811,10 +872,7 @@ prepare_boot_closure_env_for_apply (SCM proc, SCM args,
                   for (walk = kw; scm_is_pair (walk); walk = CDR (walk))
                     if (scm_is_eq (k, CAAR (walk)))
                       {
-                        /* Well... ok, list-set! isn't the nicest interface, but
-                           hey. */
-                        int iset = imax - SCM_I_INUM (CDAR (walk));
-                        scm_list_set_x (env, SCM_I_MAKINUM (iset), v);
+                        env_set (env, 0, SCM_I_INUM (CDAR (walk)), v);
                         args = CDR (args);
                         break;
                       }
@@ -826,15 +884,17 @@ prepare_boot_closure_env_for_apply (SCM proc, SCM args,
 
             /* Now fill in unbound values, evaluating init expressions in their
                appropriate environment. */
-            for (i = imax - kw_start_idx; scm_is_pair (inits); i--, inits = CDR (inits))
-              {
-                SCM tail = scm_list_tail (env, SCM_I_MAKINUM (i));
-                if (SCM_UNBNDP (CAR (tail)))
-                  SCM_SETCAR (tail, EVAL1 (CAR (inits), CDR (tail)));
-              }
+            for (i = kw_start_idx; scm_is_pair (inits); i++, inits = CDR (inits))
+              if (SCM_UNBNDP (env_ref (env, 0, i)))
+                env_set (env, 0, i, EVAL1 (CAR (inits), env));
           }
         }
 
+      if (!scm_is_null (inits))
+        abort ();
+      if (i != nenv)
+        abort ();
+
       *out_body = body;
       *out_env = env;
     }
@@ -846,32 +906,32 @@ prepare_boot_closure_env_for_eval (SCM proc, unsigned int argc,
 {
   int nreq = BOOT_CLOSURE_NUM_REQUIRED_ARGS (proc);
   SCM new_env = BOOT_CLOSURE_ENV (proc);
-  if (BOOT_CLOSURE_IS_FIXED (proc)
-      || (BOOT_CLOSURE_IS_REST (proc)
-          && !BOOT_CLOSURE_HAS_REST_ARGS (proc)))
+  if ((BOOT_CLOSURE_IS_FIXED (proc)
+       || (BOOT_CLOSURE_IS_REST (proc)
+           && !BOOT_CLOSURE_HAS_REST_ARGS (proc)))
+      && nreq == argc)
     {
-      for (; scm_is_pair (exps); exps = CDR (exps), nreq--)
-        new_env = scm_cons (EVAL1 (CAR (exps), *inout_env),
-                            new_env);
-      if (SCM_UNLIKELY (nreq != 0))
-        scm_wrong_num_args (proc);
+      int i;
+
+      new_env = make_env (nreq, SCM_UNDEFINED, new_env);
+      for (i = 0; i < nreq; exps = CDR (exps), i++)
+        env_set (new_env, 0, i, EVAL1 (CAR (exps), *inout_env));
+
       *out_body = BOOT_CLOSURE_BODY (proc);
       *inout_env = new_env;
     }
-  else if (BOOT_CLOSURE_IS_REST (proc))
+  else if (BOOT_CLOSURE_IS_REST (proc) && argc >= nreq)
     {
-      if (SCM_UNLIKELY (argc < nreq))
-        scm_wrong_num_args (proc);
-      for (; nreq; nreq--, exps = CDR (exps))
-        new_env = scm_cons (EVAL1 (CAR (exps), *inout_env),
-                            new_env);
-      {
-        SCM rest = SCM_EOL;
-        for (; scm_is_pair (exps); exps = CDR (exps))
-          rest = scm_cons (EVAL1 (CAR (exps), *inout_env), rest);
-        new_env = scm_cons (scm_reverse (rest),
-                            new_env);
-      }
+      SCM rest;
+      int i;
+
+      new_env = make_env (nreq + 1, SCM_UNDEFINED, new_env);
+      for (i = 0; i < nreq; exps = CDR (exps), i++)
+        env_set (new_env, 0, i, EVAL1 (CAR (exps), *inout_env));
+      for (rest = SCM_EOL; scm_is_pair (exps); exps = CDR (exps))
+        rest = scm_cons (EVAL1 (CAR (exps), *inout_env), rest);
+      env_set (new_env, 0, i++, scm_reverse_x (rest, SCM_UNDEFINED));
+
       *out_body = BOOT_CLOSURE_BODY (proc);
       *inout_env = new_env;
     }
index daad14a..f54feb0 100644 (file)
@@ -54,6 +54,9 @@
 #define CDDDR(x) SCM_CDDDR(x)
 #define CADDDR(x) SCM_CADDDR(x)
 
+#define VECTOR_REF(v, i) (SCM_SIMPLE_VECTOR_REF (v, i))
+#define VECTOR_SET(v, i, x) (SCM_SIMPLE_VECTOR_SET (v, i, x))
+#define VECTOR_LENGTH(v) (SCM_SIMPLE_VECTOR_LENGTH (v))
 
 SCM_SYMBOL (sym_case_lambda_star, "case-lambda*");
 
@@ -136,10 +139,10 @@ scm_t_bits scm_tc16_memoized;
   MAKMEMO (SCM_M_CALL_WITH_VALUES, scm_cons (prod, cons))
 #define MAKMEMO_CALL(proc, nargs, args) \
   MAKMEMO (SCM_M_CALL, scm_cons (proc, scm_cons (SCM_I_MAKINUM (nargs), args)))
-#define MAKMEMO_LEX_REF(n) \
-  MAKMEMO (SCM_M_LEXICAL_REF, SCM_I_MAKINUM (n))
-#define MAKMEMO_LEX_SET(n, val) \
-  MAKMEMO (SCM_M_LEXICAL_SET, scm_cons (SCM_I_MAKINUM (n), val))
+#define MAKMEMO_LEX_REF(pos) \
+  MAKMEMO (SCM_M_LEXICAL_REF, pos)
+#define MAKMEMO_LEX_SET(pos, val)                                      \
+  MAKMEMO (SCM_M_LEXICAL_SET, scm_cons (pos, val))
 #define MAKMEMO_TOP_REF(var) \
   MAKMEMO (SCM_M_TOPLEVEL_REF, var)
 #define MAKMEMO_TOP_SET(var, val) \
@@ -190,16 +193,44 @@ scm_print_memoized (SCM memoized, SCM port, scm_print_state *pstate)
 
 
 static int
+try_lookup_rib (SCM x, SCM rib)
+{
+  int idx = 0;
+  for (; idx < VECTOR_LENGTH (rib); idx++)
+    if (scm_is_eq (x, VECTOR_REF (rib, idx)))
+      return idx; /* bound */
+  return -1;
+}
+
+static int
+lookup_rib (SCM x, SCM rib)
+{
+  int idx = try_lookup_rib (x, rib);
+  if (idx < 0)
+    abort ();
+  return idx;
+}
+
+static SCM
+make_pos (int depth, int width)
+{
+  return scm_cons (SCM_I_MAKINUM (depth), SCM_I_MAKINUM (width));
+}
+
+static SCM
 lookup (SCM x, SCM env)
 {
-  int i = 0;
-  for (; scm_is_pair (env); env = CDR (env), i++)
-    if (scm_is_eq (x, CAR (env)))
-      return i; /* bound */
+  int d = 0;
+  for (; scm_is_pair (env); env = CDR (env), d++)
+    {
+      int w = try_lookup_rib (x, CAR (env));
+      if (w < 0)
+        continue;
+      return make_pos (d, w);
+    }
   abort ();
 }
 
-
 /* Abbreviate SCM_EXPANDED_REF. Copied because I'm not sure about symbol pasting */
 #define REF(x,type,field) \
   (scm_struct_ref (x, SCM_I_MAKINUM (SCM_EXPANDED_##type##_##field)))
@@ -373,8 +404,8 @@ memoize (SCM exp, SCM env)
     case SCM_EXPANDED_LAMBDA_CASE:
       {
         SCM req, rest, opt, kw, inits, vars, body, alt;
-        SCM walk, minits, arity, new_env;
-        int nreq, nopt, ntotal;
+        SCM walk, minits, arity, rib, new_env;
+        int nreq, nopt;
 
         req = REF (exp, LAMBDA_CASE, REQ);
         rest = scm_not (scm_not (REF (exp, LAMBDA_CASE, REST)));
@@ -387,38 +418,16 @@ memoize (SCM exp, SCM env)
 
         nreq = scm_ilength (req);
         nopt = scm_is_pair (opt) ? scm_ilength (opt) : 0;
-        ntotal = scm_ilength (vars);
 
         /* The vars are the gensyms, according to the divine plan. But we need
            to memoize the inits within their appropriate environment,
            complicating things. */
-        new_env = env;
-        for (walk = req; scm_is_pair (walk);
-             walk = CDR (walk), vars = CDR (vars))
-          new_env = scm_cons (CAR (vars), new_env);
+        rib = scm_vector (vars);
+        new_env = scm_cons (rib, env);
 
         minits = SCM_EOL;
-        for (walk = opt; scm_is_pair (walk);
-             walk = CDR (walk), vars = CDR (vars), inits = CDR (inits))
-          {
-            minits = scm_cons (memoize (CAR (inits), new_env), minits);
-            new_env = scm_cons (CAR (vars), new_env);
-          }
-
-        if (scm_is_true (rest))
-          {
-            new_env = scm_cons (CAR (vars), new_env);
-            vars = CDR (vars);
-          }
-
-        for (; scm_is_pair (inits); vars = CDR (vars), inits = CDR (inits))
-          {
-            minits = scm_cons (memoize (CAR (inits), new_env), minits);
-            new_env = scm_cons (CAR (vars), new_env);
-          }
-        if (!scm_is_null (vars))
-          abort ();
-
+        for (walk = inits; scm_is_pair (walk); walk = CDR (walk))
+          minits = scm_cons (memoize (CAR (walk), new_env), minits);
         minits = scm_reverse_x (minits, SCM_UNDEFINED);
 
         if (scm_is_true (kw))
@@ -431,7 +440,7 @@ memoize (SCM exp, SCM env)
                 int idx;
 
                 k = CAR (CAR (kw));
-                idx = ntotal - 1 - lookup (CADDR (CAR (kw)), new_env);
+                idx = lookup_rib (CADDR (CAR (kw)), rib);
                 indices = scm_acons (k, SCM_I_MAKINUM (idx), indices);
               }
             kw = scm_cons (aok, scm_reverse_x (indices, SCM_UNDEFINED));
@@ -456,79 +465,74 @@ memoize (SCM exp, SCM env)
 
     case SCM_EXPANDED_LET:
       {
-        SCM vars, exps, body, inits, new_env;
+        SCM vars, exps, body, varsv, inits, new_env;
+        int i;
         
         vars = REF (exp, LET, GENSYMS);
         exps = REF (exp, LET, VALS);
         body = REF (exp, LET, BODY);
         
-        inits = SCM_EOL;
-        new_env = env;
-        for (; scm_is_pair (vars); vars = CDR (vars), exps = CDR (exps))
-          {
-            new_env = scm_cons (CAR (vars), new_env);
-            inits = scm_cons (memoize (CAR (exps), env), inits);
-          }
-
-        return MAKMEMO_LET (scm_reverse_x (inits, SCM_UNDEFINED),
-                            memoize (body, new_env));
+        varsv = scm_vector (vars);
+        inits = scm_c_make_vector (VECTOR_LENGTH (varsv),
+                                   SCM_BOOL_F);
+        new_env = scm_cons (varsv, env);
+        for (i = 0; scm_is_pair (exps); exps = CDR (exps), i++)
+          VECTOR_SET (inits, i, memoize (CAR (exps), env));
+
+        return MAKMEMO_LET (inits, memoize (body, new_env));
       }
 
     case SCM_EXPANDED_LETREC:
       {
-        SCM vars, exps, body, undefs, new_env;
+        SCM vars, varsv, exps, expsv, body, undefs, new_env;
         int i, nvars, in_order_p;
         
         vars = REF (exp, LETREC, GENSYMS);
         exps = REF (exp, LETREC, VALS);
         body = REF (exp, LETREC, BODY);
         in_order_p = scm_is_true (REF (exp, LETREC, IN_ORDER_P));
-        nvars = i = scm_ilength (vars);
-        undefs = SCM_EOL;
-        new_env = env;
 
-        for (; scm_is_pair (vars); vars = CDR (vars))
-          {
-            new_env = scm_cons (CAR (vars), new_env);
-            undefs = scm_cons (MAKMEMO_QUOTE (SCM_UNDEFINED), undefs);
-          }
+        varsv = scm_vector (vars);
+        nvars = VECTOR_LENGTH (varsv);
+        expsv = scm_vector (exps);
+
+        undefs = scm_c_make_vector (nvars, MAKMEMO_QUOTE (SCM_UNDEFINED));
+        new_env = scm_cons (varsv, env);
 
         if (in_order_p)
           {
-            SCM body_exps = SCM_EOL, seq;
-            for (; scm_is_pair (exps); exps = CDR (exps), i--)
-              body_exps = scm_cons (MAKMEMO_LEX_SET (i-1,
-                                                     memoize (CAR (exps), new_env)),
-                                    body_exps);
-
-            seq = memoize (body, new_env);
-            for (; scm_is_pair (body_exps); body_exps = CDR (body_exps))
-              seq = MAKMEMO_SEQ (CAR (body_exps), seq);
-
-            return MAKMEMO_LET (undefs, seq);
+            SCM body_exps = memoize (body, new_env);
+            for (i = nvars - 1; i >= 0; i--)
+              {
+                SCM init = memoize (VECTOR_REF (expsv, i), new_env);
+                body_exps = MAKMEMO_SEQ (MAKMEMO_LEX_SET (make_pos (0, i), init),
+                                         body_exps);
+              }
+            return MAKMEMO_LET (undefs, body_exps);
           }
         else
           {
-            SCM sets = SCM_EOL, inits = SCM_EOL, set_seq;
-            for (; scm_is_pair (exps); exps = CDR (exps), i--)
+            SCM sets = SCM_BOOL_F, inits = scm_c_make_vector (nvars, SCM_BOOL_F);
+            for (i = nvars - 1; i >= 0; i--)
               {
-                sets = scm_cons (MAKMEMO_LEX_SET ((i-1) + nvars,
-                                                  MAKMEMO_LEX_REF (i-1)),
-                                 sets);
-                inits = scm_cons (memoize (CAR (exps), new_env), inits);
+                SCM init, set;
+
+                init = memoize (VECTOR_REF (expsv, i), new_env);
+                VECTOR_SET (inits, i, init);
+
+                set = MAKMEMO_LEX_SET (make_pos (1, i),
+                                       MAKMEMO_LEX_REF (make_pos (0, i)));
+                if (scm_is_false (sets))
+                  sets = set;
+                else
+                  sets = MAKMEMO_SEQ (set, sets);
               }
-            inits = scm_reverse_x (inits, SCM_UNDEFINED);
 
-            sets = scm_reverse_x (sets, SCM_UNDEFINED);
-            if (scm_is_null (sets))
+            if (scm_is_false (sets))
               return memoize (body, env);
 
-            for (set_seq = CAR (sets), sets = CDR (sets); scm_is_pair (sets);
-                 sets = CDR (sets))
-              set_seq = MAKMEMO_SEQ (CAR (sets), set_seq);
-            
             return MAKMEMO_LET (undefs,
-                                MAKMEMO_SEQ (MAKMEMO_LET (inits, set_seq),
+                                MAKMEMO_SEQ (MAKMEMO_LET (inits, sets),
                                              memoize (body, new_env)));
           }
       }
@@ -577,26 +581,22 @@ unmemoize_exprs (SCM exprs)
 static SCM
 unmemoize_bindings (SCM inits)
 {
-  SCM ret, tail;
-  if (scm_is_null (inits))
-    return SCM_EOL;
-  ret = scm_list_1 (scm_list_2 (sym_placeholder, unmemoize (CAR (inits))));
-  tail = ret;
-  for (inits = CDR (inits); !scm_is_null (inits); inits = CDR (inits))
-    {
-      SCM_SETCDR (tail, scm_list_1 (scm_list_2 (sym_placeholder,
-                                                unmemoize (CAR (inits)))));
-      tail = CDR (tail);
-    }
+  SCM ret = SCM_EOL;
+  int n = scm_c_vector_length (inits);
+
+  while (n--)
+    ret = scm_cons (unmemoize (scm_c_vector_ref (inits, n)), ret);
+
   return ret;
 }
 
 static SCM
 unmemoize_lexical (SCM n)
 {
-  char buf[16];
-  buf[15] = 0;
-  snprintf (buf, 15, "<%u>", scm_to_uint32 (n));
+  char buf[32];
+  buf[31] = 0;
+  snprintf (buf, 31, "<%u,%u>", scm_to_uint32 (CAR (n)),
+            scm_to_uint32 (CDR (n)));
   return scm_from_utf8_symbol (buf);
 }
 
index 1270732..1d02707 100644 (file)
                (and (current-module) the-root-module)
                env)))))
 
+  (define-syntax env-toplevel
+    (syntax-rules ()
+      ((_ env)
+       (let lp ((e env))
+         (if (vector? e)
+             (lp (vector-ref e 0))
+             e)))))
+
+  (define-syntax make-env
+    (syntax-rules ()
+      ((_ n init next)
+       (let ((v (make-vector (1+ n) init)))
+         (vector-set! v 0 next)
+         v))))
+
+  (define-syntax make-env*
+    (syntax-rules ()
+      ((_ next init ...)
+       (vector next init ...))))
+
+  (define-syntax env-ref
+    (syntax-rules ()
+      ((_ env depth width)
+       (let lp ((e env) (d depth))
+         (if (zero? d)
+             (vector-ref e (1+ width))
+             (lp (vector-ref e 0) (1- d)))))))
+
+  (define-syntax env-set!
+    (syntax-rules ()
+      ((_ env depth width val)
+       (let lp ((e env) (d depth))
+         (if (zero? d)
+             (vector-set! e (1+ width) val)
+             (lp (vector-ref e 0) (1- d)))))))
+
   ;; Fast case for procedures with fixed arities.
   (define-syntax make-fixed-closure
     (lambda (x)
                          #`((#,nreq)
                             (lambda (#,@formals)
                               (eval body
-                                    (cons* #,@(reverse formals) env))))))
+                                    (make-env* env #,@formals))))))
                      (iota *max-static-argument-count*))
              (else
               #,(let ((formals (make-formals *max-static-argument-count*)))
                   #`(lambda (#,@formals . more)
-                      (let lp ((new-env (cons* #,@(reverse formals) env))
-                               (nreq (- nreq #,*max-static-argument-count*))
-                               (args more))
-                        (if (zero? nreq)
+                      (let ((env (make-env nreq #f env)))
+                        #,@(map (lambda (formal n)
+                                  #`(env-set! env 0 #,n #,formal))
+                                formals (iota (length formals)))
+                        (let lp ((i #,*max-static-argument-count*)
+                                 (args more))
+                          (cond
+                           ((= i nreq)
                             (eval body
                                   (if (null? args)
-                                      new-env
+                                      env
                                       (scm-error 'wrong-number-of-args
                                                  "eval" "Wrong number of arguments"
-                                                 '() #f)))
-                            (if (null? args)
-                                (scm-error 'wrong-number-of-args
-                                           "eval" "Wrong number of arguments"
-                                           '() #f)
-                                (lp (cons (car args) new-env)
-                                    (1- nreq)
-                                    (cdr args)))))))))))))
+                                                 '() #f))))
+                           ((null? args)
+                            (scm-error 'wrong-number-of-args
+                                       "eval" "Wrong number of arguments"
+                                       '() #f))
+                           (else
+                            (env-set! env 0 i (car args))
+                            (lp (1+ i) (cdr args))))))))))))))
 
   ;; Fast case for procedures with fixed arities and a rest argument.
   (define-syntax make-rest-closure
                          #`((#,nreq)
                             (lambda (#,@formals . rest)
                               (eval body
-                                    (cons* rest #,@(reverse formals) env))))))
+                                    (make-env* env #,@formals rest))))))
                      (iota *max-static-argument-count*))
              (else
               #,(let ((formals (make-formals *max-static-argument-count*)))
                   #`(lambda (#,@formals . more)
-                      (let lp ((new-env (cons* #,@(reverse formals) env))
-                               (nreq (- nreq #,*max-static-argument-count*))
-                               (args more))
-                        (if (zero? nreq)
-                            (eval body (cons args new-env))
-                            (if (null? args)
-                                (scm-error 'wrong-number-of-args
-                                           "eval" "Wrong number of arguments"
-                                           '() #f)
-                                (lp (cons (car args) new-env)
-                                    (1- nreq)
-                                    (cdr args)))))))))))))
+                      (let ((env (make-env (1+ nreq) #f env)))
+                        #,@(map (lambda (formal n)
+                                  #`(env-set! env 0 #,n #,formal))
+                                formals (iota (length formals)))
+                        (let lp ((i #,*max-static-argument-count*)
+                                 (args more))
+                          (cond
+                           ((= i nreq)
+                            (env-set! env 0 nreq args)
+                            (eval body env))
+                           ((null? args)
+                            (scm-error 'wrong-number-of-args
+                                       "eval" "Wrong number of arguments"
+                                       '() #f))
+                           (else
+                            (env-set! env 0 i (car args))
+                            (lp (1+ i) (cdr args))))))))))))))
 
   (define-syntax call
     (lambda (x)
         proc)
       (set-procedure-arity!
        (lambda %args
-         (let lp ((env env)
-                  (nreq* nreq)
-                  (args %args))
-           (if (> nreq* 0)
-               ;; First, bind required arguments.
-               (if (null? args)
-                   (if alt
-                       (apply alt-proc %args)
-                       (scm-error 'wrong-number-of-args
-                                  "eval" "Wrong number of arguments"
-                                  '() #f))
-                   (lp (cons (car args) env)
-                       (1- nreq*)
-                       (cdr args)))
-               ;; Move on to optional arguments.
-               (if (not kw)
-                   ;; Without keywords, bind optionals from arguments.
-                   (let lp ((env env)
-                            (nopt nopt)
-                            (args args)
-                            (inits inits))
-                     (if (zero? nopt)
-                         (if rest?
-                             (eval body (cons args env))
-                             (if (null? args)
-                                 (eval body env)
-                                 (if alt
-                                     (apply alt-proc %args)
-                                     (scm-error 'wrong-number-of-args
-                                                "eval" "Wrong number of arguments"
-                                                '() #f))))
-                         (if (null? args)
-                             (lp (cons (eval (car inits) env) env)
-                                 (1- nopt) args (cdr inits))
-                             (lp (cons (car args) env)
-                                 (1- nopt) (cdr args) (cdr inits)))))
-                   (let lp ((env env)
-                            (nopt* nopt)
-                            (args args)
-                            (inits inits))
+         (define (npositional args)
+           (let lp ((n 0) (args args))
+             (if (or (null? args)
+                     (and (>= n nreq) (keyword? (car args))))
+                 n
+                 (lp (1+ n) (cdr args)))))
+         (let ((nargs (length %args)))
+           (cond
+            ((or (< nargs nreq)
+                 (and (not kw) (not rest?) (> nargs (+ nreq nopt)))
+                 (and kw (not rest?) (> (npositional %args) (+ nreq nopt))))
+             (if alt
+                 (apply alt-proc %args)
+                 ((scm-error 'wrong-number-of-args
+                             "eval" "Wrong number of arguments"
+                             '() #f))))
+            (else
+             (let* ((nvals (+ nreq (if rest? 1 0) (length inits)))
+                    (env (make-env nvals unbound-arg env)))
+               (let lp ((i 0) (args %args))
+                 (cond
+                  ((< i nreq)
+                   ;; Bind required arguments.
+                   (env-set! env 0 i (car args))
+                   (lp (1+ i) (cdr args)))
+                  ((not kw)
+                   ;; Optional args (possibly), but no keyword args.
+                   (let lp ((i i) (args args) (inits inits))
                      (cond
-                      ;; With keywords, we stop binding optionals at the
-                      ;; first keyword.
-                      ((> nopt* 0)
-                       (if (or (null? args) (keyword? (car args)))
-                           (lp (cons (eval (car inits) env) env)
-                               (1- nopt*) args (cdr inits))
-                           (lp (cons (car args) env)
-                               (1- nopt*) (cdr args) (cdr inits))))
-                      ;; Finished with optionals.
-                      ((and alt (pair? args) (not (keyword? (car args)))
-                            (not rest?))
-                       ;; Too many positional args, no #:rest arg,
-                       ;; and we have an alternate.
-                       (apply alt-proc %args))
+                      ((< i (+ nreq nopt))
+                       (cond
+                        ((< i nargs)
+                         (env-set! env 0 i (car args))
+                         (lp (1+ i) (cdr args) (cdr inits)))
+                        (else
+                         (env-set! env 0 i (eval (car inits) env))
+                         (lp (1+ i) args (cdr inits)))))
                       (else
-                       (let* ((aok (car kw))
-                              (kw (cdr kw))
-                              (kw-base (+ nopt nreq (if rest? 1 0)))
-                              (imax (let lp ((imax (1- kw-base)) (kw kw))
-                                      (if (null? kw)
-                                          imax
-                                          (lp (max (cdar kw) imax)
-                                              (cdr kw)))))
-                              ;; Fill in kwargs  with "undefined" vals.
-                              (env (let lp ((i kw-base)
-                                            ;; Also, here we bind the rest
-                                            ;; arg, if any.
-                                            (env (if rest?
-                                                     (cons args env)
-                                                     env)))
-                                     (if (<= i imax)
-                                         (lp (1+ i) (cons unbound-arg env))
-                                         env))))
+                       (when rest?
+                         (env-set! env 0 i args))
+                       (eval body env)))))
+                  (else
+                   ;; Optional args.  As before, but stop at the first
+                   ;; keyword.
+                   (let lp ((i i) (args args) (inits inits))
+                     (cond
+                      ((< i (+ nreq nopt))
+                       (cond
+                        ((and (< i nargs) (not (keyword? (car args))))
+                         (env-set! env 0 i (car args))
+                         (lp (1+ i) (cdr args) (cdr inits)))
+                        (else
+                         (env-set! env 0 i (eval (car inits) env))
+                         (lp (1+ i) args (cdr inits)))))
+                      (else
+                       (when rest?
+                         (env-set! env 0 i args))
+                       (let ((aok (car kw))
+                             (kw (cdr kw))
+                             (kw-base (if rest? (1+ i) i)))
                          ;; Now scan args for keywords.
                          (let lp ((args args))
-                           (if (and (pair? args) (pair? (cdr args))
-                                    (keyword? (car args)))
-                               (let ((kw-pair (assq (car args) kw))
-                                     (v (cadr args)))
-                                 (if kw-pair
-                                     ;; Found a known keyword; set its value.
-                                     (list-set! env
-                                                (- imax (cdr kw-pair)) v)
-                                     ;; Unknown keyword.
-                                     (if (not aok)
-                                         (scm-error
-                                          'keyword-argument-error
-                                          "eval" "Unrecognized keyword"
-                                          '() (list (car args)))))
-                                 (lp (cddr args)))
-                               (if (pair? args)
-                                   (if rest?
-                                       ;; Be lenient parsing rest args.
-                                       (lp (cdr args))
-                                       (scm-error 'keyword-argument-error
-                                                  "eval" "Invalid keyword"
-                                                  '() (list (car args))))
-                                   ;; Finished parsing keywords. Fill in
-                                   ;; uninitialized kwargs by evalling init
-                                   ;; expressions in their appropriate
-                                   ;; environment.
-                                   (let lp ((i (- imax kw-base))
-                                            (inits inits))
-                                     (if (pair? inits)
-                                         (let ((tail (list-tail env i)))
-                                           (if (eq? (car tail) unbound-arg)
-                                               (set-car! tail
-                                                         (eval (car inits)
-                                                               (cdr tail))))
-                                           (lp (1- i) (cdr inits)))
-                                         ;; Finally, eval the body.
-                                         (eval body env))))))))))))))))
+                           (cond
+                            ((and (pair? args) (pair? (cdr args))
+                                  (keyword? (car args)))
+                             (let ((kw-pair (assq (car args) kw))
+                                   (v (cadr args)))
+                               (if kw-pair
+                                   ;; Found a known keyword; set its value.
+                                   (env-set! env 0 (cdr kw-pair) v)
+                                   ;; Unknown keyword.
+                                   (if (not aok)
+                                       ((scm-error
+                                         'keyword-argument-error
+                                         "eval" "Unrecognized keyword"
+                                         '() (list (car args))))))
+                               (lp (cddr args))))
+                            ((pair? args)
+                             (if rest?
+                                 ;; Be lenient parsing rest args.
+                                 (lp (cdr args))
+                                 ((scm-error 'keyword-argument-error
+                                             "eval" "Invalid keyword"
+                                             '() (list (car args))))))
+                            (else
+                             ;; Finished parsing keywords. Fill in
+                             ;; uninitialized kwargs by evalling init
+                             ;; expressions in their appropriate
+                             ;; environment.
+                             (let lp ((i kw-base) (inits inits))
+                               (cond
+                                ((pair? inits)
+                                 (when (eq? (env-ref env 0 i) unbound-arg)
+                                   (env-set! env 0 i (eval (car inits) env)))
+                                 (lp (1+ i) (cdr inits)))
+                                (else
+                                 ;; Finally, eval the body.
+                                 (eval body env)))))))))))))))))))))
 
     ;; The "engine". EXP is a memoized expression.
     (define (eval exp env)
       (memoized-expression-case exp
-        (('lexical-ref n)
-         (list-ref env n))
+        (('lexical-ref (depth . width))
+         (env-ref env depth width))
         
         (('call (f nargs . args))
          (let ((proc (eval f env)))
           (if (variable? var-or-sym)
               var-or-sym
               (memoize-variable-access! exp
-                                        (capture-env (if (pair? env)
-                                                         (cdr (last-pair env))
-                                                         env))))))
+                                        (capture-env (env-toplevel env))))))
 
         (('if (test consequent . alternate))
          (if (eval test env)
          x)
 
         (('let (inits . body))
-         (let lp ((inits inits) (new-env (capture-env env)))
-           (if (null? inits)
-               (eval body new-env)
-               (lp (cdr inits)
-                   (cons (eval (car inits) env) new-env)))))
+         (let* ((width (vector-length inits))
+                (new-env (make-env width #f (capture-env env))))
+           (let lp ((i 0))
+             (when (< i width)
+               (env-set! new-env 0 i (eval (vector-ref inits i) env))
+               (lp (1+ i))))
+           (eval body new-env)))
 
         (('lambda (body docstring nreq . tail))
          (let ((proc
            (eval head env)
            (eval tail env)))
         
-        (('lexical-set! (n . x))
-         (let ((val (eval x env)))
-           (list-set! env n val)))
+        (('lexical-set! ((depth . width) . x))
+         (env-set! env depth width (eval x env)))
         
         (('call-with-values (producer . consumer))
          (call-with-values (eval producer env)
           (if (variable? var-or-sym)
               var-or-sym
               (memoize-variable-access! exp
-                                        (capture-env (if (pair? env)
-                                                         (cdr (last-pair env))
-                                                         env))))
+                                        (capture-env (env-toplevel env))))
           (eval x env)))
       
         (('call-with-prompt (tag thunk . handler))