Merge pull request #383 from asarhaddon/ada2tco-do
[jackhill/mal.git] / basic / step5_tco.in.bas
dissimilarity index 60%
index d28fbd8..184235c 100755 (executable)
-GOTO MAIN
-
-REM $INCLUDE: 'readline.in.bas'
-REM $INCLUDE: 'types.in.bas'
-REM $INCLUDE: 'reader.in.bas'
-REM $INCLUDE: 'printer.in.bas'
-REM $INCLUDE: 'env.in.bas'
-REM $INCLUDE: 'core.in.bas'
-
-REM $INCLUDE: 'debug.in.bas'
-
-REM READ(A$) -> R
-MAL_READ:
-  GOSUB READ_STR
-  RETURN
-
-REM EVAL_AST(A, E) -> R
-REM called using GOTO to avoid basic return address stack usage
-REM top of stack should have return label index
-EVAL_AST:
-  REM push A and E on the stack
-  X=X+2:S%(X-1)=E:S%(X)=A
-
-  IF ER<>-2 THEN GOTO EVAL_AST_RETURN
-
-  GOSUB DEREF_A
-
-  T=Z%(A,0)AND15
-  IF T=5 THEN GOTO EVAL_AST_SYMBOL
-  IF T>=6 AND T<=8 THEN GOTO EVAL_AST_SEQ
-
-  REM scalar: deref to actual value and inc ref cnt
-  R=A:GOSUB DEREF_R
-  Z%(R,0)=Z%(R,0)+16
-  GOTO EVAL_AST_RETURN
-
-  EVAL_AST_SYMBOL:
-    K=A:GOSUB ENV_GET
-    GOTO EVAL_AST_RETURN
-
-  EVAL_AST_SEQ:
-    REM allocate the first entry (T already set above)
-    L=0:N=0:GOSUB ALLOC
-
-    REM make space on the stack
-    X=X+4
-    REM push type of sequence
-    S%(X-3)=T
-    REM push sequence index
-    S%(X-2)=-1
-    REM push future return value (new sequence)
-    S%(X-1)=R
-    REM push previous new sequence entry
-    S%(X)=R
-
-    EVAL_AST_SEQ_LOOP:
-      REM update index
-      S%(X-2)=S%(X-2)+1
-
-      REM check if we are done evaluating the source sequence
-      IF Z%(A,1)=0 THEN GOTO EVAL_AST_SEQ_LOOP_DONE
-
-      REM if hashmap, skip eval of even entries (keys)
-      IF (S%(X-3)=8) AND ((S%(X-2) AND 1)=0) THEN GOTO EVAL_AST_DO_REF
-      GOTO EVAL_AST_DO_EVAL
-
-      EVAL_AST_DO_REF:
-        R=A+1:GOSUB DEREF_R: REM deref to target of referred entry
-        Z%(R,0)=Z%(R,0)+16: REM inc ref cnt of referred value
-        GOTO EVAL_AST_ADD_VALUE
-
-      EVAL_AST_DO_EVAL:
-        REM call EVAL for each entry
-        A=A+1:GOSUB EVAL
-        A=A-1
-        GOSUB DEREF_R: REM deref to target of evaluated entry
-
-      EVAL_AST_ADD_VALUE:
-
-      REM update previous value pointer to evaluated entry
-      Z%(S%(X)+1,1)=R
-
-      IF ER<>-2 THEN GOTO EVAL_AST_SEQ_LOOP_DONE
-
-      REM allocate the next entry
-      REM same new sequence entry type
-      T=S%(X-3):L=0:N=0:GOSUB ALLOC
-
-      REM update previous sequence entry value to point to new entry
-      Z%(S%(X),1)=R
-      REM update previous ptr to current entry
-      S%(X)=R
-
-      REM process the next sequence entry from source list
-      A=Z%(A,1)
-
-      GOTO EVAL_AST_SEQ_LOOP
-    EVAL_AST_SEQ_LOOP_DONE:
-      REM if no error, get return value (new seq)
-      IF ER=-2 THEN R=S%(X-1)
-      REM otherwise, free the return value and return nil
-      IF ER<>-2 THEN R=0:AY=S%(X-1):GOSUB RELEASE
-
-      REM pop previous, return, index and type
-      X=X-4
-      GOTO EVAL_AST_RETURN
-
-  EVAL_AST_RETURN:
-    REM pop A and E off the stack
-    E=S%(X-1):A=S%(X):X=X-2
-
-    REM pop EVAL AST return label/address
-    RN%=S%(X):X=X-1
-    ON RN% GOTO EVAL_AST_RETURN_1,EVAL_AST_RETURN_2,EVAL_AST_RETURN_3
-    RETURN
-
-REM EVAL(A, E)) -> R
-EVAL:
-  LV=LV+1: REM track basic return stack level
-
-  REM push A and E on the stack
-  X=X+2:S%(X-1)=E:S%(X)=A
-
-  EVAL_TCO_RECUR:
-
-  REM AZ=A:PR=1:GOSUB PR_STR
-  REM PRINT "EVAL: "+R$+" [A:"+STR$(A)+", LV:"+STR$(LV)+"]"
-
-  GOSUB DEREF_A
-
-  GOSUB LIST_Q
-  IF R THEN GOTO APPLY_LIST
-  REM ELSE
-    REM push EVAL_AST return label/address
-    X=X+1:S%(X)=1
-    GOTO EVAL_AST
-    EVAL_AST_RETURN_1:
-
-    GOTO EVAL_RETURN
-
-  APPLY_LIST:
-    GOSUB EMPTY_Q
-    IF R THEN R=A:Z%(R,0)=Z%(R,0)+16:GOTO EVAL_RETURN
-
-    A0%=A+1
-    R=A0%:GOSUB DEREF_R:A0%=R
-
-    REM get symbol in A$
-    IF (Z%(A0%,0)AND15)<>5 THEN A$=""
-    IF (Z%(A0%,0)AND15)=5 THEN A$=S$(Z%(A0%,1))
-
-    IF A$="def!" THEN GOTO EVAL_DEF
-    IF A$="let*" THEN GOTO EVAL_LET
-    IF A$="do" THEN GOTO EVAL_DO
-    IF A$="if" THEN GOTO EVAL_IF
-    IF A$="fn*" THEN GOTO EVAL_FN
-    GOTO EVAL_INVOKE
-
-    EVAL_GET_A3:
-      A3%=Z%(Z%(Z%(A,1),1),1)+1
-      R=A3%:GOSUB DEREF_R:A3%=R
-    EVAL_GET_A2:
-      A2%=Z%(Z%(A,1),1)+1
-      R=A2%:GOSUB DEREF_R:A2%=R
-    EVAL_GET_A1:
-      A1%=Z%(A,1)+1
-      R=A1%:GOSUB DEREF_R:A1%=R
-      RETURN
-
-    EVAL_DEF:
-      REM PRINT "def!"
-      GOSUB EVAL_GET_A2: REM set a1% and a2%
-
-      X=X+1:S%(X)=A1%: REM push A1%
-      A=A2%:GOSUB EVAL: REM eval a2
-      A1%=S%(X):X=X-1: REM pop A1%
-
-      IF ER<>-2 THEN GOTO EVAL_RETURN
-
-      REM set a1 in env to a2
-      K=A1%:V=R:GOSUB ENV_SET
-      GOTO EVAL_RETURN
-
-    EVAL_LET:
-      REM PRINT "let*"
-      GOSUB EVAL_GET_A2: REM set a1% and a2%
-
-      X=X+1:S%(X)=A2%: REM push/save A2%
-      X=X+1:S%(X)=E: REM push env for for later release
-
-      REM create new environment with outer as current environment
-      O=E:GOSUB ENV_NEW
-      E=R
-      EVAL_LET_LOOP:
-        IF Z%(A1%,1)=0 THEN GOTO EVAL_LET_LOOP_DONE
-
-        X=X+1:S%(X)=A1%: REM push A1%
-        REM eval current A1 odd element
-        A=Z%(A1%,1)+1:GOSUB EVAL
-        A1%=S%(X):X=X-1: REM pop A1%
-
-        REM set environment: even A1% key to odd A1% eval'd above
-        K=A1%+1:V=R:GOSUB ENV_SET
-        AY=R:GOSUB RELEASE: REM release our use, ENV_SET took ownership
-
-        REM skip to the next pair of A1% elements
-        A1%=Z%(Z%(A1%,1),1)
-        GOTO EVAL_LET_LOOP
-
-      EVAL_LET_LOOP_DONE:
-        E4%=S%(X):X=X-1: REM pop previous env
-
-        REM release previous environment if not the current EVAL env
-        IF E4%<>S%(X-2) THEN AY=E4%:GOSUB RELEASE
-
-        A2%=S%(X):X=X-1: REM pop A2%
-        A=A2%:GOTO EVAL_TCO_RECUR: REM TCO loop
-
-    EVAL_DO:
-      A=Z%(A,1): REM rest
-
-      REM TODO: TCO
-
-      REM push EVAL_AST return label/address
-      X=X+1:S%(X)=2
-      GOTO EVAL_AST
-      EVAL_AST_RETURN_2:
-
-      X=X+1:S%(X)=R: REM push eval'd list
-      A=R:GOSUB LAST: REM return the last element
-      AY=S%(X):X=X-1: REM pop eval'd list
-      GOSUB RELEASE: REM release the eval'd list
-      GOTO EVAL_RETURN
-
-    EVAL_IF:
-      GOSUB EVAL_GET_A1: REM set a1%
-      REM push A
-      X=X+1:S%(X)=A
-      A=A1%:GOSUB EVAL
-      REM pop A
-      A=S%(X):X=X-1
-      IF (R=0) OR (R=1) THEN GOTO EVAL_IF_FALSE
-
-      EVAL_IF_TRUE:
-        AY=R:GOSUB RELEASE
-        GOSUB EVAL_GET_A2: REM set a1% and a2% after EVAL
-        A=A2%:GOTO EVAL_TCO_RECUR: REM TCO loop
-      EVAL_IF_FALSE:
-        AY=R:GOSUB RELEASE
-        REM if no false case (A3%), return nil
-        IF Z%(Z%(Z%(A,1),1),1)=0 THEN R=0:GOTO EVAL_RETURN
-        GOSUB EVAL_GET_A3: REM set a1% - a3% after EVAL
-        A=A3%:GOTO EVAL_TCO_RECUR: REM TCO loop
-
-    EVAL_FN:
-      GOSUB EVAL_GET_A2: REM set a1% and a2%
-      A=A2%:P=A1%:GOSUB MAL_FUNCTION
-      GOTO EVAL_RETURN
-
-    EVAL_INVOKE:
-      REM push EVAL_AST return label/address
-      X=X+1:S%(X)=3
-      GOTO EVAL_AST
-      EVAL_AST_RETURN_3:
-
-      REM if error, return f/args for release by caller
-      IF ER<>-2 THEN GOTO EVAL_RETURN
-
-      REM push f/args for release after call
-      X=X+1:S%(X)=R
-
-      F=R+1
-
-      AR=Z%(R,1): REM rest
-      R=F:GOSUB DEREF_R:F=R
-
-      IF (Z%(F,0)AND15)=9 THEN GOTO EVAL_DO_FUNCTION
-      IF (Z%(F,0)AND15)=10 THEN GOTO EVAL_DO_MAL_FUNCTION
-
-      REM if error, pop and return f/args for release by caller
-      R=S%(X):X=X-1
-      ER=-1:ER$="apply of non-function":GOTO EVAL_RETURN
-
-      EVAL_DO_FUNCTION:
-        GOSUB DO_FUNCTION
-
-        REM pop and release f/args
-        AY=S%(X):X=X-1:GOSUB RELEASE
-        GOTO EVAL_RETURN
-
-      EVAL_DO_MAL_FUNCTION:
-        E4%=E: REM save the current environment for release
-
-        REM create new environ using env stored with function
-        O=Z%(F+1,1):BI%=Z%(F+1,0):EX%=AR:GOSUB ENV_NEW_BINDS
-
-        REM release previous env if it is not the top one on the
-        REM stack (S%(X-2)) because our new env refers to it and
-        REM we no longer need to track it (since we are TCO recurring)
-        IF E4%<>S%(X-2) THEN AY=E4%:GOSUB RELEASE
-
-        REM claim the AST before releasing the list containing it
-        A=Z%(F,1):Z%(A,0)=Z%(A,0)+16
-        REM add AST to pending release queue to free as soon as EVAL
-        REM actually returns (LV+1)
-        ZM%=ZM%+1:ZR%(ZM%,0)=A:ZR%(ZM%,1)=LV+1
-
-        REM pop and release f/args
-        AY=S%(X):X=X-1:GOSUB RELEASE
-
-        REM A set above
-        E=R:GOTO EVAL_TCO_RECUR: REM TCO loop
-
-  EVAL_RETURN:
-    REM AZ=R: PR=1: GOSUB PR_STR
-    REM PRINT "EVAL_RETURN R: ["+R$+"] ("+STR$(R)+"), LV:"+STR$(LV)+",ER:"+STR$(ER)
-
-    REM release environment if not the top one on the stack
-    IF E<>S%(X-1) THEN AY=E:GOSUB RELEASE
-
-    LV=LV-1: REM track basic return stack level
-
-    REM release everything we couldn't release earlier
-    GOSUB RELEASE_PEND
-
-    REM trigger GC
-    TA%=FRE(0)
-
-    REM pop A and E off the stack
-    E=S%(X-1):A=S%(X):X=X-2
-
-    RETURN
-
-REM PRINT(A) -> R$
-MAL_PRINT:
-  AZ=A:PR=1:GOSUB PR_STR
-  RETURN
-
-REM RE(A$) -> R
-REM Assume RE% has repl_env
-REM caller must release result
-RE:
-  R1=0
-  GOSUB MAL_READ
-  R1=R
-  IF ER<>-2 THEN GOTO REP_DONE
-
-  A=R:E=RE%:GOSUB EVAL
-
-  REP_DONE:
-    REM Release memory from MAL_READ
-    IF R1<>0 THEN AY=R1:GOSUB RELEASE
-    RETURN: REM caller must release result of EVAL
-
-REM REP(A$) -> R$
-REM Assume RE% has repl_env
-REP:
-  R1=0:R2=0
-  GOSUB MAL_READ
-  R1=R
-  IF ER<>-2 THEN GOTO REP_DONE
-
-  A=R:E=RE%:GOSUB EVAL
-  R2=R
-  IF ER<>-2 THEN GOTO REP_DONE
-
-  A=R:GOSUB MAL_PRINT
-  RT$=R$
-
-  REP_DONE:
-    REM Release memory from MAL_READ and EVAL
-    IF R2<>0 THEN AY=R2:GOSUB RELEASE
-    IF R1<>0 THEN AY=R1:GOSUB RELEASE
-    R$=RT$
-    RETURN
-
-REM MAIN program
-MAIN:
-  GOSUB INIT_MEMORY
-
-  LV=0
-
-  REM create repl_env
-  O=-1:GOSUB ENV_NEW:RE%=R
-
-  REM core.EXT: defined in Basic
-  E=RE%:GOSUB INIT_CORE_NS: REM set core functions in repl_env
-
-  ZT%=ZI: REM top of memory after base repl_env
-
-  REM core.mal: defined using the language itself
-  A$="(def! not (fn* (a) (if a false true)))"
-  GOSUB RE:AY=R:GOSUB RELEASE
-
-  REPL_LOOP:
-    A$="user> ":GOSUB READLINE: REM call input parser
-    IF EOF=1 THEN GOTO QUIT
-
-    A$=R$:GOSUB REP: REM call REP
-
-    IF ER<>-2 THEN GOSUB PRINT_ERROR:GOTO REPL_LOOP
-    PRINT R$
-    GOTO REPL_LOOP
-
-  QUIT:
-    REM P1%=ZT%: P2%=-1: GOSUB PR_MEMORY
-    GOSUB PR_MEMORY_SUMMARY
-    END
-
-  PRINT_ERROR:
-    PRINT "Error: "+ER$
-    ER=-2:ER$=""
-    RETURN
-
+GOTO MAIN
+
+REM $INCLUDE: 'mem.in.bas'
+REM $INCLUDE: 'types.in.bas'
+REM $INCLUDE: 'readline.in.bas'
+REM $INCLUDE: 'reader.in.bas'
+REM $INCLUDE: 'printer.in.bas'
+REM $INCLUDE: 'env.in.bas'
+REM $INCLUDE: 'core.in.bas'
+
+REM $INCLUDE: 'debug.in.bas'
+
+REM READ(A$) -> R
+MAL_READ:
+  GOSUB READ_STR
+  RETURN
+
+REM EVAL_AST(A, E) -> R
+SUB EVAL_AST
+  REM push A and E on the stack
+  Q=E:GOSUB PUSH_Q
+  GOSUB PUSH_A
+
+  IF ER<>-2 THEN GOTO EVAL_AST_RETURN
+
+  GOSUB TYPE_A
+  IF T=5 THEN GOTO EVAL_AST_SYMBOL
+  IF T>=6 AND T<=8 THEN GOTO EVAL_AST_SEQ
+
+  REM scalar: deref to actual value and inc ref cnt
+  R=A
+  GOSUB INC_REF_R
+  GOTO EVAL_AST_RETURN
+
+  EVAL_AST_SYMBOL:
+    K=A:GOTO ENV_GET
+    ENV_GET_RETURN:
+    GOTO EVAL_AST_RETURN
+
+  EVAL_AST_SEQ:
+    REM setup the stack for the loop
+    GOSUB MAP_LOOP_START
+
+    EVAL_AST_SEQ_LOOP:
+      REM check if we are done evaluating the source sequence
+      IF Z%(A+1)=0 THEN GOTO EVAL_AST_SEQ_LOOP_DONE
+
+      REM if we are returning to DO, then skip last element
+      REM The EVAL_DO call to EVAL_AST must be call #2 for EVAL_AST to
+      REM return early and for TCO to work
+      Q=5:GOSUB PEEK_Q_Q
+      IF Q=2 AND Z%(Z%(A+1)+1)=0 THEN GOTO EVAL_AST_SEQ_LOOP_DONE
+
+      REM call EVAL for each entry
+      GOSUB PUSH_A
+      IF T<>8 THEN A=Z%(A+2)
+      IF T=8 THEN A=Z%(A+3)
+      Q=T:GOSUB PUSH_Q: REM push/save type
+      CALL EVAL
+      GOSUB POP_Q:T=Q: REM pop/restore type
+      GOSUB POP_A
+      M=R
+
+      REM if error, release the unattached element
+      REM TODO: is R=0 correct?
+      IF ER<>-2 THEN AY=R:GOSUB RELEASE:R=0:GOTO EVAL_AST_SEQ_LOOP_DONE
+
+      REM for hash-maps, copy the key (inc ref since we are going to
+      REM release it below)
+      IF T=8 THEN N=M:M=Z%(A+2):Z%(M)=Z%(M)+32
+
+
+      REM update the return sequence structure
+      REM release N (and M if T=8) since seq takes full ownership
+      C=1:GOSUB MAP_LOOP_UPDATE
+
+      REM process the next sequence entry from source list
+      A=Z%(A+1)
+
+      GOTO EVAL_AST_SEQ_LOOP
+    EVAL_AST_SEQ_LOOP_DONE:
+      REM cleanup stack and get return value
+      GOSUB MAP_LOOP_DONE
+      GOTO EVAL_AST_RETURN
+
+  EVAL_AST_RETURN:
+    REM pop A and E off the stack
+    GOSUB POP_A
+    GOSUB POP_Q:E=Q
+END SUB
+
+REM EVAL(A, E) -> R
+SUB EVAL
+  LV=LV+1: REM track basic return stack level
+
+  REM push A and E on the stack
+  Q=E:GOSUB PUSH_Q
+  GOSUB PUSH_A
+
+  REM PRINT "EVAL A:"+STR$(A)+",X:"+STR$(X)+",LV:"+STR$(LV)+",FRE:"+STR$(FRE(0))
+
+  EVAL_TCO_RECUR:
+
+  IF ER<>-2 THEN GOTO EVAL_RETURN
+
+  REM AZ=A:B=1:GOSUB PR_STR
+  REM PRINT "EVAL: "+R$+" [A:"+STR$(A)+", LV:"+STR$(LV)+"]"
+
+  GOSUB LIST_Q
+  IF R THEN GOTO APPLY_LIST
+  REM ELSE
+    CALL EVAL_AST
+    GOTO EVAL_RETURN
+
+  APPLY_LIST:
+    GOSUB EMPTY_Q
+    IF R THEN R=A:GOSUB INC_REF_R:GOTO EVAL_RETURN
+
+    A0=Z%(A+2)
+
+    REM get symbol in A$
+    IF (Z%(A0)AND 31)<>5 THEN A$=""
+    IF (Z%(A0)AND 31)=5 THEN A$=S$(Z%(A0+1))
+
+    IF A$="def!" THEN GOTO EVAL_DEF
+    IF A$="let*" THEN GOTO EVAL_LET
+    IF A$="do" THEN GOTO EVAL_DO
+    IF A$="if" THEN GOTO EVAL_IF
+    IF A$="fn*" THEN GOTO EVAL_FN
+    GOTO EVAL_INVOKE
+
+    EVAL_GET_A3:
+      A3=Z%(Z%(Z%(Z%(A+1)+1)+1)+2)
+    EVAL_GET_A2:
+      A2=Z%(Z%(Z%(A+1)+1)+2)
+    EVAL_GET_A1:
+      A1=Z%(Z%(A+1)+2)
+      RETURN
+
+    EVAL_DEF:
+      REM PRINT "def!"
+      GOSUB EVAL_GET_A2: REM set A1 and A2
+
+      Q=A1:GOSUB PUSH_Q
+      A=A2:CALL EVAL: REM eval a2
+      GOSUB POP_Q:A1=Q
+
+      IF ER<>-2 THEN GOTO EVAL_RETURN
+
+      REM set a1 in env to a2
+      K=A1:C=R:GOSUB ENV_SET
+      GOTO EVAL_RETURN
+
+    EVAL_LET:
+      REM PRINT "let*"
+      GOSUB EVAL_GET_A2: REM set A1 and A2
+
+      Q=A2:GOSUB PUSH_Q: REM push/save A2
+      Q=E:GOSUB PUSH_Q: REM push env for for later release
+
+      REM create new environment with outer as current environment
+      C=E:GOSUB ENV_NEW
+      E=R
+      EVAL_LET_LOOP:
+        IF Z%(A1+1)=0 THEN GOTO EVAL_LET_LOOP_DONE
+
+        Q=A1:GOSUB PUSH_Q: REM push A1
+        REM eval current A1 odd element
+        A=Z%(Z%(A1+1)+2):CALL EVAL
+        GOSUB POP_Q:A1=Q: REM pop A1
+
+        IF ER<>-2 THEN GOTO EVAL_LET_LOOP_DONE
+
+        REM set key/value in the environment
+        K=Z%(A1+2):C=R:GOSUB ENV_SET
+        AY=R:GOSUB RELEASE: REM release our use, ENV_SET took ownership
+
+        REM skip to the next pair of A1 elements
+        A1=Z%(Z%(A1+1)+1)
+        GOTO EVAL_LET_LOOP
+
+      EVAL_LET_LOOP_DONE:
+        GOSUB POP_Q:AY=Q: REM pop previous env
+
+        REM release previous environment if not the current EVAL env
+        GOSUB PEEK_Q_2
+        IF AY<>Q THEN GOSUB RELEASE
+
+        GOSUB POP_Q:A2=Q: REM pop A2
+        A=A2:GOTO EVAL_TCO_RECUR: REM TCO loop
+
+    EVAL_DO:
+      A=Z%(A+1): REM rest
+      GOSUB PUSH_A: REM push/save A
+
+      REM this must be EVAL_AST call #2 for EVAL_AST to return early
+      REM and for TCO to work
+      CALL EVAL_AST
+
+      REM cleanup
+      AY=R: REM get eval'd list for release
+
+      GOSUB POP_A: REM pop/restore original A for LAST
+      GOSUB LAST: REM get last element for return
+      A=R: REM new recur AST
+
+      REM cleanup
+      GOSUB RELEASE: REM release eval'd list
+      AY=A:GOSUB RELEASE: REM release LAST value (not sure why)
+
+      GOTO EVAL_TCO_RECUR: REM TCO loop
+
+    EVAL_IF:
+      GOSUB EVAL_GET_A1: REM set A1
+      GOSUB PUSH_A: REM push/save A
+      A=A1:CALL EVAL
+      GOSUB POP_A: REM pop/restore A
+      IF (R=0) OR (R=2) THEN GOTO EVAL_IF_FALSE
+
+      EVAL_IF_TRUE:
+        AY=R:GOSUB RELEASE
+        GOSUB EVAL_GET_A2: REM set A1 and A2 after EVAL
+        A=A2:GOTO EVAL_TCO_RECUR: REM TCO loop
+      EVAL_IF_FALSE:
+        AY=R:GOSUB RELEASE
+        REM if no false case (A3), return nil
+        GOSUB COUNT
+        IF R<4 THEN R=0:GOSUB INC_REF_R:GOTO EVAL_RETURN
+        GOSUB EVAL_GET_A3: REM set A1 - A3 after EVAL
+        A=A3:GOTO EVAL_TCO_RECUR: REM TCO loop
+
+    EVAL_FN:
+      GOSUB EVAL_GET_A2: REM set A1 and A2
+      T=10:L=A2:M=A1:N=E:GOSUB ALLOC: REM mal function
+      GOTO EVAL_RETURN
+
+    EVAL_INVOKE:
+      CALL EVAL_AST
+
+      REM if error, return f/args for release by caller
+      IF ER<>-2 THEN GOTO EVAL_RETURN
+
+      REM push f/args for release after call
+      GOSUB PUSH_R
+
+      AR=Z%(R+1): REM rest
+      F=Z%(R+2)
+
+      REM if metadata, get the actual object
+      GOSUB TYPE_F
+      IF T=14 THEN F=Z%(F+1):GOSUB TYPE_F
+
+      ON T-8 GOTO EVAL_DO_FUNCTION,EVAL_DO_MAL_FUNCTION,EVAL_DO_MAL_FUNCTION
+
+      REM if error, pop and return f/args for release by caller
+      GOSUB POP_R
+      ER=-1:E$="apply of non-function":GOTO EVAL_RETURN
+
+      EVAL_DO_FUNCTION:
+        REM regular function
+        IF Z%(F+1)<60 THEN GOSUB DO_FUNCTION:GOTO EVAL_DO_FUNCTION_SKIP
+        REM for recur functions (apply, map, swap!), use GOTO
+        IF Z%(F+1)>60 THEN CALL DO_TCO_FUNCTION
+        EVAL_DO_FUNCTION_SKIP:
+
+        REM pop and release f/args
+        GOSUB POP_Q:AY=Q
+        GOSUB RELEASE
+        GOTO EVAL_RETURN
+
+      EVAL_DO_MAL_FUNCTION:
+        Q=E:GOSUB PUSH_Q: REM save the current environment for release
+
+        REM create new environ using env and params stored in function
+        C=Z%(F+3):A=Z%(F+2):B=AR:GOSUB ENV_NEW_BINDS
+
+        REM release previous env if it is not the top one on the
+        REM stack (X%(X-2)) because our new env refers to it and
+        REM we no longer need to track it (since we are TCO recurring)
+        GOSUB POP_Q:AY=Q
+        GOSUB PEEK_Q_2
+        IF AY<>Q THEN GOSUB RELEASE
+
+        REM claim the AST before releasing the list containing it
+        A=Z%(F+1):Z%(A)=Z%(A)+32
+        REM add AST to pending release queue to free as soon as EVAL
+        REM actually returns (LV+1)
+        LV=LV+1:GOSUB PEND_A_LV:LV=LV-1
+
+        REM pop and release f/args
+        GOSUB POP_Q:AY=Q
+        GOSUB RELEASE
+
+        REM A set above
+        E=R:GOTO EVAL_TCO_RECUR: REM TCO loop
+
+  EVAL_RETURN:
+    REM AZ=R: B=1: GOSUB PR_STR
+    REM PRINT "EVAL_RETURN R: ["+R$+"] ("+STR$(R)+"), LV:"+STR$(LV)+",ER:"+STR$(ER)
+
+    REM release environment if not the top one on the stack
+    GOSUB PEEK_Q_1
+    IF E<>Q THEN AY=E:GOSUB RELEASE
+
+    LV=LV-1: REM track basic return stack level
+
+    REM release everything we couldn't release earlier
+    GOSUB RELEASE_PEND
+
+    REM trigger GC
+    #cbm T=FRE(0)
+    #qbasic T=0
+
+    REM pop A and E off the stack
+    GOSUB POP_A
+    GOSUB POP_Q:E=Q
+
+END SUB
+
+REM PRINT(A) -> R$
+MAL_PRINT:
+  AZ=A:B=1:GOSUB PR_STR
+  RETURN
+
+REM RE(A$) -> R
+REM Assume D has repl_env
+REM caller must release result
+RE:
+  R1=-1
+  GOSUB MAL_READ
+  R1=R
+  IF ER<>-2 THEN GOTO RE_DONE
+
+  A=R:E=D:CALL EVAL
+
+  RE_DONE:
+    REM Release memory from MAL_READ
+    AY=R1:GOSUB RELEASE
+    RETURN: REM caller must release result of EVAL
+
+REM REP(A$) -> R$
+REM Assume D has repl_env
+SUB REP
+  R2=-1
+
+  GOSUB RE
+  R2=R
+  IF ER<>-2 THEN GOTO REP_DONE
+
+  A=R:GOSUB MAL_PRINT
+
+  REP_DONE:
+    REM Release memory from MAL_READ and EVAL
+    AY=R2:GOSUB RELEASE
+END SUB
+
+REM MAIN program
+MAIN:
+  GOSUB INIT_MEMORY
+
+  LV=0
+
+  REM create repl_env
+  C=0:GOSUB ENV_NEW:D=R
+
+  REM core.EXT: defined in Basic
+  E=D:GOSUB INIT_CORE_NS: REM set core functions in repl_env
+
+  ZT=ZI: REM top of memory after base repl_env
+
+  REM core.mal: defined using the language itself
+  A$="(def! not (fn* (a) (if a false true)))"
+  GOSUB RE:AY=R:GOSUB RELEASE
+
+  REPL_LOOP:
+    A$="user> ":GOSUB READLINE: REM call input parser
+    IF EZ=1 THEN GOTO QUIT
+    IF R$="" THEN GOTO REPL_LOOP
+
+    A$=R$:CALL REP: REM call REP
+
+    IF ER<>-2 THEN GOSUB PRINT_ERROR:GOTO REPL_LOOP
+    PRINT R$
+    GOTO REPL_LOOP
+
+  QUIT:
+    REM GOSUB PR_MEMORY_SUMMARY_SMALL
+    #cbm END
+    #qbasic SYSTEM
+
+  PRINT_ERROR:
+    PRINT "Error: "+E$
+    ER=-2:E$=""
+    RETURN
+