Annotate ast with types for adt codegen
[scheme.git] / codegen.scm
index 10e005f8ad90e840aad396da4a0cdb5032163f6c..2d5f4ac2731800dba6e4041162bc7693be62f90a 100644 (file)
@@ -9,6 +9,35 @@
     (apply printf s)
     (display "\n")))
 
+(define wordsize 8)
+
+(define (type-size type env)
+
+  (define (adt-size adt)
+    (let ([sizes
+          (map (lambda (sum)
+                 (fold-left (lambda (acc x) (+ acc (type-size x)))
+                            wordsize ; one word needed to store tag
+                            (cdr sum)))
+               (cdr adt))])
+      (apply max sizes)))
+  
+  (case type
+    ['Int wordsize]
+    ['Bool wordsize]
+    [else
+     (let ([adt (assoc type (env-adts env))])
+       (if adt
+          (adt-size adt)
+          (error #f "unknown size" type)))]))
+
+                                       ; an environment consists of adt layouts in scope,
+                                       ; and any bound variables.
+                                       ; bound variables are an assoc list with their stack offset
+(define make-env list)
+(define env-adts car)
+(define env-bindings cadr)
+
 (define (codegen-add xs si env)
   (define (go ys)
     (if (null? ys)
     ('linux  (emit "mov $1, %rax"))) ; syscall 1 (write)
   (emit "syscall"))
 
-(define wordsize 8)
-
 (define (codegen-let bindings body si env)
 
                                        ; is this a closure that captures itself?
     (and (eqv? (ast-type expr) 'closure)
         (memv name (caddr expr))))
 
-  (let* ((stack-offsets (map (lambda (name x) ; assoc map of binding name to offset
+
+  ;; (define (emit-scc scc env)
+  ;;   ; acc is a pair of the env and list of touchups
+  ;;   (define (emit-binding acc binding)
+  ;;     (let ([binding-name (car binding)]
+  ;;       [binding-body (cadr binding)]
+
+  ;;       [other-bindings (filter
+  ;;                        (lambda (x) (not (eqv? binding-name x)))
+  ;;                        scc)]
+  ;;       [mutually-recursives
+  ;;        (filter
+  ;;         (lambda (other-binding)
+  ;;           (memv other-binding (references binding-body)))
+  ;;         other-bindings)]
+
+  ;;       [new-touchups (append touchups (cdr acc))])
+
+  ;;                                   ; TODO: assert that the only mutually recursives are closures
+  ;;   (for-each
+  ;;    (lambda (binding)
+  ;;      (when (not (eqv? (ast-type (cadr binding))
+       
+  ;;   (emit "asdf")
+  ;;   (cons new-env new-touchups)
+  ;;   ))
+
+  ;;   (fold-left emit-binding (cons env '()) scc))))
+  
+  (let* ([stack-offsets (map (lambda (name x) ; assoc map of binding name to offset
                               (cons name (- si (* x wordsize))))
                             (map car bindings)
-                            (range 0 (length bindings))))
-        (inner-si (- si (* (length bindings) wordsize)))
+                            (range 0 (length bindings)))]
+        [inner-si (- si (* (length bindings) wordsize))]
 
-        (get-offset (lambda (n) (cdr (assoc n stack-offsets))))
+        [get-offset (lambda (n) (cdr (assoc n stack-offsets)))]
         
         [inner-env
          (fold-left
           (lambda (env comps)
-            (let ([scc-env
+            (let* ([scc-binding-offsets
                     (fold-left
                      (lambda (acc name)
                        (cons (cons name (get-offset name))
                              acc))
-                    env
-                    comps)])
+                     (env-bindings env)
+                     comps)]
+                   [scc-env (make-env (env-adts env) scc-binding-offsets)])
               (for-each 
                (lambda (name)
                  (let ([expr (cadr (assoc name bindings))])
                                        ; codegen-closure realise this!
                        (codegen-expr expr
                                      inner-si
+                                     (make-env
+                                      (env-adts scc-env)
                                       (cons (cons name 'self-captive)
-                                           scc-env))
+                                            (env-bindings scc-env))))
                        (codegen-expr expr inner-si scc-env))
                    (emit "movq %rax, ~a(%rbp)" (get-offset name))))
                comps)
               scc-env))
-          env (reverse (sccs (graph bindings))))])
+          env
+          (reverse (sccs (graph bindings))))])
     
     (for-each (lambda (form)
                (codegen-expr form inner-si inner-env))
              body)))
 
 (define (codegen-var name si env)
-  (when (not (assoc name env))
-    (error #f (format "Variable ~a is not bound" name)))
-  (let ((offset (cdr (assoc name env))))
-    (emit "movq ~a(%rbp), %rax" offset)))
+  (let ([binding (assoc name (env-bindings env))])
+    (if (not binding)
+       (error #f (format "Variable ~a is not bound" name))
+       (emit "movq ~a(%rbp), %rax" (cdr binding)))))
 
 (define cur-lambda 0)
 (define (fresh-lambda)
                                        ; store the captured vars
     (for-each
      (lambda (var-name heap-offset)
-       (let ([stack-offset (cdr (assoc var-name env))])
+       (let ([stack-offset (cdr (assoc var-name (env-bindings env)))])
         (emit "### captive ~a" var-name)
         (if (eqv? stack-offset 'self-captive)
                                        ; captive refers to this closure:
                               (* (- wordsize) (+ 1 i)))
                             (range 0 (length params))))
 
-        (env (map cons params stack-offsets)))
+        [bindings (map cons params stack-offsets)]
+        [env (make-env '() bindings)])
     (emit "~a:" label)
 
     (display "## lambda captives: ")
     (codegen-expr else si env)
     (emit "~a:" exit-label)))
 
+(define (data-tor env e)
+  (and (list? e)
+       (assoc (car e) (flat-map data-tors (env-adts env)))))
+
+(define (codegen-data-tor e si env)
+
+  (define (codegen-destructor tor)
+    (codegen-expr (cadr e) si env)
+    (let ([index (cadr tor)]
+         [products 2]
+         [to-traverse (list-head products index)]
+         [offset (fold-left
+                  (lambda (acc t) (+ acc (type-size t)))
+                  wordsize ; skip tag in first word
+                  to-traverse)])
+      3
+      ))
+  
+  (let ([tor (data-tor env e)]
+       [constructor (eqv? 'constructor (cadr tor))])
+    (if constructor
+       (codegen-constructor tor)
+       (codegen-destructor tor))))
+
 (define (codegen-expr e si env)
   (emit "# ~a" e)
   (case (ast-type e)
        ('= (codegen-eq  (cadr e) (caddr e) si env))
        ('bool->int (codegen-expr (cadr e) si env))
        ('print (codegen-print (cadr e) si env))
-       (else (codegen-call (car e) (cdr e) si env))))
+       (else
+       (if (data-tor env e)
+           (codegen-data-tor e si env)
+           (codegen-call (car e) (cdr e) si env)))))
 
                                        ; this is a builtin being passed around as a variable
     ('builtin (emit "movq $~a, %rax" (builtin-id e)))
   (emit "~a:" (car s))
   (emit "\t.string \"~a\"" (cdr s)))
 
-;; (define (amd64-abi f)
-;;                                     ; preserve registers
-;;   (emit "push %rbp")
-;;   ;; (emit "push %rbx")
-;;   ;; (for-each (lambda (i)
-;;   ;;              (emit (string-append
-;;   ;;                     "push %r"
-;;   ;;                     (number->string i))))
-;;   ;;            '(12 13 14 15))
-
-;;   (emit "movq %rsp, %rbp")              ; set up the base pointer
-
-;;   (f) ; call stuff
-;;                                     ; restore preserved registers
-;;   ;; (for-each (lambda (i)
-;;   ;;              (emit (string-append
-;;   ;;                     "pop %r"
-;;   ;;                     (number->string i))))
-;;   ;;            '(15 14 13 12))
-;;   ;; (emit "pop %rbx")
-;;   (emit "pop %rbp")
-;;   (emit "ret"))
-
                                        ; 24(%rbp) mem arg 1
                                        ; 16(%rbp) mem arg 0          prev frame
                                        ; -----------------------
   (set! cur-lambda 0)
   (let* ([body (program-body program)]
 
+        [data-layouts (map data-layout (program-datas program))]
+        
         (extract-res-0 (extract-strings body))
         (strings (car extract-res-0))
         (extract-res-1 (extract-lambdas (cdr extract-res-0)))
 
     (emit "movq %rsp, %rbp")            ; set up the base pointer
     
-    (codegen-expr xform-prog (- wordsize) '())
+    (codegen-expr xform-prog (- wordsize) (make-env data-layouts '()))
 
                                        ; exit syscall
     (emit "mov %rax, %rdi")