compile @ and @@
[bpt/guile.git] / module / system / vm / assemble.scm
index 19e633b..bbbee35 100644 (file)
 ;;; Code:
 
 (define-module (system vm assemble)
-  :use-syntax (system base syntax)
-  :use-module (system il glil)
-  :use-module ((system vm core)
-              :select (instruction? instruction-pops
-                       make-binding
-                       bytecode->objcode))
-  :use-module (system vm conv)
-  :use-module (ice-9 regex)
-  :use-module (ice-9 common-list)
-  :use-module (srfi srfi-4)
-  :export (preprocess codegen assemble))
+  #:use-syntax (system base syntax)
+  #:use-module (system il glil)
+  #:use-module (system vm instruction)
+  #:use-module (system vm objcode)
+  #:use-module ((system vm program) #:select (make-binding))
+  #:use-module (system vm conv)
+  #:use-module (ice-9 regex)
+  #:use-module (ice-9 common-list)
+  #:use-module (srfi srfi-4)
+  #:use-module ((srfi srfi-1) #:select (append-map))
+  #:export (preprocess codegen assemble))
 
 (define (assemble glil env . opts)
   (codegen (preprocess glil #f) #t))
 
 (define-record (<vm-asm> venv glil body))
 (define-record (<venv> parent nexts closure?))
-(define-record (<vmod> id))
-(define-record (<vlink> module name))
-(define-record (<vdefine> module name))
+;; key is either a symbol or the list (MODNAME SYM PUBLIC?)
+(define-record (<vlink-now> key))
+(define-record (<vlink-later> key))
+(define-record (<vdefine> name))
 (define-record (<bytespec> vars bytes meta objs closure?))
 
 \f
 
 (define (preprocess x e)
   (record-case x
-    ((<glil-asm> vars body)
-     (let* ((venv (make-venv :parent e :nexts (glil-vars-nexts vars) :closure? #f))
+    ((<glil-asm> vars meta body)
+     (let* ((venv (make-venv #:parent e #:nexts (glil-vars-nexts vars) #:closure? #f))
            (body (map (lambda (x) (preprocess x venv)) body)))
-       (make-vm-asm :venv venv :glil x :body body)))
+       (make-vm-asm #:venv venv #:glil x #:body body)))
     ((<glil-external> op depth index)
      (do ((d depth (- d 1))
          (e e (venv-parent e)))
 ;;; Stage 2: Bytecode generation
 ;;;
 
+(define-macro (push x loc)
+  `(set! ,loc (cons ,x ,loc)))
+
+;; this is to avoid glil-const's desire to put constants in the object
+;; array -- instead we explicitly want them in the code, because meta
+;; info is infrequently used. to load it up always would make garbage,
+;; needlessly. so hide it behind a lambda.
+(define (make-meta bindings sources tail)
+  (if (and (null? bindings) (null? sources) (null? tail))
+      #f
+      (let ((stack '()))
+        (define (push-code! code)
+          (push (code->bytes code) stack))
+        (dump-object! push-code! `(,bindings ,sources ,@tail))
+        (push-code! '(return))
+        (make-bytespec #:vars (make-glil-vars 0 0 0 0)
+                       #:bytes (stack->bytes (reverse! stack) '())
+                       #:meta #f #:objs #f #:closure? #f))))
+
+(define (byte-length x)
+  (cond ((u8vector? x) (u8vector-length x))
+        ((>= (instruction-length (car x)) 0)
+         ;; one byte for the instruction itself
+         (1+ (instruction-length (car x))))
+        (else (error "variable-length instruction?" x))))
+
 (define (codegen glil toplevel)
   (record-case glil
-    ((<vm-asm> venv glil body) (record-case glil ((<glil-asm> vars)
+    ((<vm-asm> venv glil body) (record-case glil ((<glil-asm> vars meta) ; body?
      (let ((stack '())
           (binding-alist '())
           (source-alist '())
           (object-alist '()))
        (define (push-code! code)
 ;       (format #t "push-code! ~a~%" code)
-        (set! stack (cons (code->bytes code) stack)))
+        (push (code->bytes code) stack))
        (define (push-object! x)
         (cond ((object->code x) => push-code!)
-              (toplevel (dump-object! push-code! x))
+              (toplevel
+                (dump-object! push-code! x))
               (else
                (let ((i (cond ((object-assoc x object-alist) => cdr)
                               (else
                                  i)))))
                  (push-code! `(object-ref ,i))))))
        (define (current-address)
-        (define (byte-length x)
-          (cond ((u8vector? x) (u8vector-length x))
-                (else 3)))
         (apply + (map byte-length stack)))
        (define (generate-code x)
         (record-case x
              (set! binding-alist
                    (acons (current-address) bindings binding-alist))))
 
+          ((<glil-mv-bind> (binds vars) rest)
+           (let ((bindings
+                  (map (lambda (v)
+                         (let ((name (car v)) (type (cadr v)) (i (caddr v)))
+                           (case type
+                             ((argument) (make-binding name #f i))
+                             ((local) (make-binding name #f (+ (glil-vars-nargs vars) i)))
+                             ((external) (make-binding name #t i)))))
+                       binds)))
+             (set! binding-alist
+                   (acons (current-address) bindings binding-alist))
+              (push-code! `(truncate-values ,(length binds) ,(if rest 1 0)))))
+
           ((<glil-unbind>)
            (set! binding-alist (acons (current-address) #f binding-alist)))
 
                     (push-code! `(external-ref ,(+ n index)))
                     (push-code! `(external-set ,(+ n index)))))))
 
-          ((<glil-module> op module name)
+          ((<glil-toplevel> op name)
             (case op
-              ((ref)
-               (push-object! (make-vlink :module module :name name))
-               (push-code! '(variable-ref)))
-              ((set)
-               (push-object! (make-vlink :module module :name name))
-               (push-code! '(variable-set)))
+              ((ref set)
+               (cond
+                (toplevel
+                 (push-object! (make-vlink-now #:key name))
+                 (push-code! (case op
+                               ((ref) '(variable-ref))
+                               ((set) '(variable-set)))))
+                (else
+                 (let* ((var (make-vlink-later #:key name))
+                        (i (cond ((object-assoc var object-alist) => cdr)
+                                 (else
+                                  (let ((i (length object-alist)))
+                                    (set! object-alist (acons var i object-alist))
+                                    i)))))
+                   (push-code! (case op
+                                 ((ref) `(late-variable-ref ,i))
+                                 ((set) `(late-variable-set ,i))))))))
               ((define)
-               (push-object! (make-vdefine :module module :name name))
-               (push-code! '(variable-set)))))
+               (push-object! (make-vdefine #:name name))
+               (push-code! '(variable-set)))
+              (else
+               (error "unknown toplevel var kind" op name))))
+
+          ((<glil-module> op mod name public?)
+            (let ((key (list mod name public?)))
+              (case op
+                ((ref set)
+                 (cond
+                  (toplevel
+                   (push-object! (make-vlink-now #:key key))
+                   (push-code! (case op
+                                 ((ref) '(variable-ref))
+                                 ((set) '(variable-set)))))
+                  (else
+                   (let* ((var (make-vlink-later #:key key))
+                          (i (cond ((object-assoc var object-alist) => cdr)
+                                   (else
+                                    (let ((i (length object-alist)))
+                                      (set! object-alist (acons var i object-alist))
+                                      i)))))
+                     (push-code! (case op
+                                   ((ref) `(late-variable-ref ,i))
+                                   ((set) `(late-variable-set ,i))))))))
+                (else
+                 (error "unknown module var kind" op key)))))
 
           ((<glil-label> label)
            (set! label-alist (assq-set! label-alist label (current-address))))
 
           ((<glil-branch> inst label)
-           (set! stack (cons (list inst label) stack)))
+           (push (list inst label) stack))
 
           ((<glil-call> inst nargs)
            (if (instruction? inst)
                         (push-code! (list inst)))
                        (else
                         (error "Wrong number of arguments:" inst nargs))))
-               (error "Unknown instruction:" inst)))))
+               (error "Unknown instruction:" inst)))
+
+          ((<glil-mv-call> nargs ra)
+            (push (list 'mv-call nargs ra) stack))))
+
        ;;
        ;; main
        (for-each generate-code body)
        (let ((bytes (stack->bytes (reverse! stack) label-alist)))
         (if toplevel
             (bytecode->objcode bytes (glil-vars-nlocs vars) (glil-vars-nexts vars))
-            (make-bytespec :vars vars :bytes bytes
-                            :meta (if (and (null? binding-alist)
-                                           (null? source-alist))
-                                      #f
-                                      (cons (reverse! binding-alist)
-                                            (reverse! source-alist)))
-                            :objs (let ((objs (map car (reverse! object-alist))))
+            (make-bytespec #:vars vars #:bytes bytes
+                            #:meta (make-meta (reverse! binding-alist)
+                                             (reverse! source-alist)
+                                             meta)
+                            #:objs (let ((objs (map car (reverse! object-alist))))
                                     (if (null? objs) #f (list->vector objs)))
-                            :closure? (venv-closure? venv))))))))))
+                            #:closure? (venv-closure? venv))))))))))
 
 (define (object-assoc x alist)
   (record-case x
-    ((<vlink>) (assoc x alist))
+    ((<vlink-now>) (assoc x alist))
+    ((<vlink-later>) (assoc x alist))
     (else        (assq x alist))))
 
+(define (check-length len u8v)
+  (or (= len (u8vector-length u8v))
+      (error "the badness!" len u8v))
+  u8v)
+
 (define (stack->bytes stack label-alist)
   (let loop ((result '()) (stack stack) (addr 0))
     (if (null? stack)
-       (apply u8vector
-              (apply append
-                     (map u8vector->list (reverse! result))))
-       (let ((bytes (car stack)))
-         (if (pair? bytes)
-             (let* ((offset (- (assq-ref label-alist (cadr bytes))
-                               (+ addr 3)))
-                    (n (if (< offset 0) (+ offset 65536) offset)))
-               (set! bytes (code->bytes (list (car bytes)
-                                              (quotient n 256)
-                                              (modulo n 256))))))
-         (loop (cons bytes result)
-               (cdr stack)
-               (+ addr (u8vector-length bytes)))))))
+        (check-length
+         addr
+         (list->u8vector
+          (append-map u8vector->list (reverse! result))))
+        (let ((elt (car stack)))
+          (cond
+           ((u8vector? elt)
+            (loop (cons elt result)
+                  (cdr stack)
+                  (+ addr (byte-length elt))))
+           ((symbol? (car (last-pair elt)))
+            ;; not yet code because labels needed to be resolved
+            (let* ((head (list-head elt (1- (length elt))))
+                   (label-addr (assq-ref label-alist (car (last-pair elt))))
+                   (offset (- label-addr (+ addr (byte-length elt))))
+                   (n (if (< offset 0) (+ offset 65536) offset)))
+              (loop (cons (code->bytes
+                           (append head (list (quotient n 256) (modulo n 256))))
+                          result)
+                    (cdr stack)
+                    (+ addr (byte-length elt)))))
+           (else (error "bad code" elt)))))))
 
 \f
 ;;;
         (let ((nargs (glil-vars-nargs vars)) (nrest (glil-vars-nrest vars))
               (nlocs (glil-vars-nlocs vars)) (nexts (glil-vars-nexts vars)))
           (cond
-            ((and (< nargs 4) (< nlocs 8) (< nexts 4))
-             ;; 8-bit representation
-             (let ((x (+ (* nargs 64) (* nrest 32) (* nlocs 4) nexts)))
-               (push-code! `(make-int8 ,x))))
             ((and (< nargs 16) (< nlocs 128) (< nexts 16))
              ;; 16-bit representation
-             (let ((x (+ (* nargs 4096) (* nrest 2048) (* nlocs 16) nexts)))
-               (push-code! `(make-int16 ,(quotient x 256) ,(modulo x 256)))))
+             (let ((x (logior
+                        (ash nargs 12) (ash nrest 11) (ash nlocs 4) nexts)))
+               (push-code! `(make-int16 ,(ash x -8) ,(logand x (1- (ash 1 8)))))))
             (else
              ;; Other cases
              (push-code! (object->code nargs))
         ;; dump meta data
         (if meta (dump! meta))
         ;; dump bytecode
-        (push-code! `(load-program ,bytes)))
-       ((<vlink> module name)
-        ;; FIXME: dump module
-        (push-code! `(link ,(symbol->string name))))
-       ((<vdefine> module name)
-        ;; FIXME: dump module
+        (push-code! `(load-program ,bytes)))
+       ((<vlink-later> key)
+         (dump! key))
+       ((<vlink-now> key)
+         (dump! key)
+        (push-code! '(link-now)))
+       ((<vdefine> name)
         (push-code! `(define ,(symbol->string name))))
-       ((<vmod> id)
-        (push-code! `(load-module ,id)))
         (else
-         (error "assemble: unknown record type"))))
+         (error "assemble: unknown record type" (record-type-descriptor x)))))
      ((and (integer? x) (exact? x))
       (let ((str (do ((n x (quotient n 256))
                       (l '() (cons (modulo n 256) l)))
      ((symbol? x)
       (push-code! `(load-symbol ,(symbol->string x))))
      ((keyword? x)
-      (push-code! `(load-keyword
-                    ,(symbol->string (keyword-dash-symbol x)))))
+      (push-code! `(load-keyword ,(symbol->string (keyword->symbol x)))))
      ((list? x)
       (for-each dump! x)
       (let ((len (length x)))