source: trunk/j/src/org/armedbear/lisp/jvm.lisp @ 4680

Last change on this file since 4680 was 4680, checked in by piso, 18 years ago

Work in progress.

File size: 73.7 KB
Line 
1;;; jvm.lisp
2;;;
3;;; Copyright (C) 2003 Peter Graves
4;;; $Id: jvm.lisp,v 1.19 2003-11-08 18:08:05 piso Exp $
5;;;
6;;; This program is free software; you can redistribute it and/or
7;;; modify it under the terms of the GNU General Public License
8;;; as published by the Free Software Foundation; either version 2
9;;; of the License, or (at your option) any later version.
10;;;
11;;; This program is distributed in the hope that it will be useful,
12;;; but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13;;; MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14;;; GNU General Public License for more details.
15;;;
16;;; You should have received a copy of the GNU General Public License
17;;; along with this program; if not, write to the Free Software
18;;; Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA  02111-1307, USA.
19
20(require 'transform)
21
22(in-package "JVM")
23
24(export '(jvm-compile jvm-compile-package))
25
26(shadow 'method)
27
28(defvar *instructions*
29  '(nop             aconst_null  iconst_m1       iconst_0      iconst_1     ;   0
30    iconst_2        iconst_3     iconst_4        iconst_5      lconst_0     ;   5
31    lconst_1        fconst_0     fconst_1        fconst_2      dconst_0     ;  10
32    dconst_1        bipush       sipush          ldc           ldc_w        ;  15
33    ldc2_w          iload        lload           fload         dload        ;  20
34    aload           iload_0      iload_1         iload_2       iload_3      ;  25
35    lload_0         lload_1      lload_2         lload_3       fload_0      ;  30
36    fload_1         fload_2      fload_3         dload_0       dload_1      ;  35
37    dload_2         dload_3      aload_0         aload_1       aload_2      ;  40
38    aload_3         iaload       laload          faload        daload       ;  45
39    aaload          baload       caload          saload        istore       ;  50
40    lstore          fstore       dstore          astore        istore_0     ;  55
41    istore_1        istore_2     istore_3        lstore_0      lstore_1     ;  60
42    lstore_2        lstore_3     fstore_0        fstore_1      fstore_2     ;  65
43    fstore_3        dstore_0     dstore_1        dstore_2      dstore_3     ;  70
44    astore_0        astore_1     astore_2        astore_3      iastore      ;  75
45    lastore         fastore      dastore         aastore       bastore      ;  80
46    castore         sastore      pop             pop2          dup          ;  85
47    dup_x1          dup_x2       dup2            dup2_x1       dup2_x2      ;  90
48    swap            iadd         ladd            fadd          dadd         ;  95
49    isub            lsub         fsub            dsub          imul         ; 100
50    lmul            fmul         dmul            idiv          ldiv         ; 105
51    fdiv            ddiv         irem            lrem          frem         ; 110
52    drem            ineg         lneg            fneg          dneg         ; 115
53    ishl            lshl         ishr            lshr          iushr        ; 120
54    lushr           iand         land            ior           lor          ; 125
55    ixor            lxor         iinc            i2l           i2f          ; 130
56    i2d             l2i          l2f             l2d           f2i          ; 135
57    f2l             f2d          d2i             d2l           d2f          ; 140
58    i2b             i2c          i2s             lcmp          fcmpl        ; 145
59    fcmpg           dcmpl        dcmpg           ifeq          ifne         ; 150
60    iflt            ifge         ifgt            ifle          if_icmpeq    ; 155
61    if_icmpne       if_icmplt    if_icmpge       if_icmpgt     if_icmple    ; 160
62    if_acmpeq       if_acmpne    goto            jsr           ret          ; 165
63    tableswitch     lookupswitch ireturn         lreturn       freturn      ; 170
64    dreturn         areturn      return          getstatic     putstatic    ; 175
65    getfield        putfield     invokevirtual   invokespecial invokestatic ; 180
66    invokeinterface unused       new             newarray      anewarray    ; 185
67    arraylength     athrow       checkcast       instanceof    monitorenter ; 190
68    monitorexit     wide         multianewarray  ifnull        ifnonnull    ; 195
69    goto_w          jsr_w        label                                      ; 200
70    ))
71
72(unless (vectorp *instructions*)
73  (let* ((list *instructions*)
74         (vector (make-array (length *instructions*)))
75         (index 0))
76    (dolist (instr list)
77      (setf (get instr 'opcode) index)
78      (setf (svref vector index) instr)
79      (incf index))
80    (setq *instructions* vector)))
81
82(defun instr (opcode)
83  (svref *instructions* opcode))
84
85(defparameter *opcode-size*
86  ;; 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
87  '#(1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 2 3  ;; 000-019
88     3 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1  ;; 020-039
89     1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 1  ;; 040-059
90     1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1  ;; 060-079
91     1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1  ;; 080-099
92     1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1  ;; 100-119
93     1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3 1 1 1 1 1 1 1  ;; 120-139
94     1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3 3 3 3 3 3 3  ;; 140-159
95     3 3 3 3 3 3 3 3 3 2 0 0 1 1 1 1 1 1 3 3  ;; 160-179
96     3 3 3 3 3 5 0 3 2 3 1 1 3 3 1 1 0 4 3 3  ;; 180-199
97     5 5 0                                    ;; 200-202
98     ))
99
100(defun opcode-size (opcode)
101  (svref *opcode-size* opcode))
102
103(defvar *pool* nil)
104
105(defun read-u1 (stream)
106  (read-byte stream))
107
108(defun read-u2 (stream)
109  (+ (ash (read-byte stream) 8) (read-byte stream)))
110
111(defun read-u4 (stream)
112  (+ (ash (read-u2 stream) 16) (read-u2 stream)))
113
114(defun lookup-utf8 (index)
115  (let ((entry (svref *pool* index)))
116    (when (eql (car entry) 1)
117      (caddr entry))))
118
119(defun read-constant-pool-entry (stream)
120  (let ((tag (read-u1 stream))
121        info)
122    (case tag
123      ((7 8)
124       (list tag (read-u2 stream)))
125      (1
126       (let* ((len (read-u2 stream))
127              (s (make-string len)))
128         (dotimes (i len)
129;;            (setf (char s i) (coerce (read-u1 stream) 'character)))
130           (setf (char s i) (code-char (read-u1 stream))))
131         (list tag len s)))
132      ((3 4)
133       (list tag (read-u4 stream)))
134      ((5 6)
135       (list tag (read-u4 stream) (read-u4 stream)))
136      ((12 9 10 11)
137       (list tag (read-u2 stream) (read-u2 stream)))
138      (t
139       (error "READ-CONSTANT-POOL-ENTRY unhandled tag ~D" tag)))))
140
141(defvar *indent* 0)
142
143(defparameter *spaces* (make-string 256 :initial-element #\space))
144
145(defmacro out (&rest args)
146  `(progn (format t (subseq *spaces* 0 *indent*)) (format t ,@args)))
147
148(defun dump-code (code)
149  (let ((code-length (length code)))
150    (do ((i 0))
151        ((>= i code-length))
152      (let* ((opcode (svref code i))
153             (size (opcode-size opcode)))
154        (out "~D (#x~X) ~A~%" opcode opcode (instr opcode))
155        (incf i)
156        (dotimes (j (1- size))
157          (let ((byte (svref code i)))
158            (out "~D (#x~X)~%" byte byte))
159          (incf i))))))
160
161(defun dump-code-attribute (stream)
162  (let ((*indent* (+ *indent* 2)))
163    (out "Stack: ~D~%" (read-u2 stream))
164    (out "Locals: ~D~%" (read-u2 stream))
165    (let* ((code-length (read-u4 stream))
166           (code (make-array code-length)))
167      (out "Code length: ~D~%" code-length)
168      (out "Code:~%")
169      (dotimes (i code-length)
170        (setf (svref code i) (read-u1 stream)))
171      (let ((*indent* (+ *indent* 2)))
172        (dump-code code)))
173    (let ((exception-table-length (read-u2 stream)))
174      (out "Exception table length: ~D~%" exception-table-length)
175      (let ((*indent* (+ *indent* 2)))
176        (dotimes (i exception-table-length)
177          (out "Start PC: ~D~%" (read-u2 stream))
178          (out "End PC: ~D~%" (read-u2 stream))
179          (out "Handler PC: ~D~%" (read-u2 stream))
180          (out "Catch type: ~D~%" (read-u2 stream)))))
181    (let ((attributes-count (read-u2 stream)))
182      (out "Number of attributes: ~D~%" attributes-count)
183      (let ((*indent* (+ *indent* 2)))
184        (dotimes (i attributes-count)
185          (read-attribute i stream))))))
186
187(defun dump-exceptions (stream)
188  )
189
190(defun read-attribute (index stream)
191  (let* ((name-index (read-u2 stream))
192         (length (read-u4 stream))
193         (*indent (+ *indent* 2)))
194    (setq name (lookup-utf8 name-index))
195    (out "Attribute ~D: Name index: ~D (~S)~%" index name-index name)
196    (out "Attribute ~D: Length: ~D~%" index length)
197    (cond ((string= name "Code")
198           (dump-code-attribute stream))
199          ((string= name "Exceptions")
200           (let ((count (read-u2 stream)))
201             (out "Attribute ~D: Number of exceptions: ~D~%" index count)
202             (let ((*indent* (+ *indent* 2)))
203               (dotimes (i count)
204                 (out "Exception ~D: ~D~%" i (read-u2 stream))))))
205          (t
206           (dotimes (i length)
207             (read-u1 stream))))))
208
209(defun read-info (index stream type)
210  (let* ((access-flags (read-u2 stream))
211         (name-index (read-u2 stream))
212         (descriptor-index (read-u2 stream))
213         (attributes-count (read-u2 stream))
214         (*indent* (+ *indent* 2))
215         (type (case type
216                 ('field "Field")
217                 ('method "Method")))
218         name)
219    (out "~A ~D: Access flags: #x~X~%" type index access-flags)
220    (out "~A ~D: Name index: ~D (~S)~%" type index name-index (lookup-utf8 name-index))
221    (out "~A ~D: Descriptor index: ~D~%" type index descriptor-index)
222    (out "~A ~D: Number of attributes: ~D~%" type index attributes-count)
223    (let ((*indent* (+ *indent* 2)))
224      (dotimes (i attributes-count)
225        (read-attribute i stream)))))
226
227(defun dump-class (filename)
228  (let ((*indent* 0)
229        (*pool* nil))
230    (with-open-file (stream filename :direction :input :element-type 'unsigned-byte)
231      (handler-bind ((end-of-file
232                      #'(lambda (c) (return-from dump-class c))))
233        (out "Magic number: #x~X~%" (read-u4 stream))
234        (let ((minor (read-u2 stream))
235              (major (read-u2 stream)))
236          (out "Version: ~D.~D~%" major minor))
237        ;; Constant pool.
238        (let ((count (read-u2 stream))
239              entry type)
240          (out "Constant pool (~D entries):~%" count)
241          (setq *pool* (make-array count))
242          (let ((*indent* (+ *indent* 2)))
243            (dotimes (index (1- count))
244              (setq entry (read-constant-pool-entry stream))
245              (setf (svref *pool* (1+ index)) entry)
246              (setq type (case (car entry)
247                           (7 'class)
248                           (9 'field)
249                           (10 'method)
250                           (11 'interface)
251                           (8 'string)
252                           (3 'integer)
253                           (4 'float)
254                           (5 'long)
255                           (6 'double)
256                           (12 'name-and-type)
257                           (1 'utf8)))
258              (out "~D: ~A ~S~%" (1+ index) type entry))))
259        (out "Access flags: #x~X~%" (read-u2 stream))
260        (out "This class: ~D~%" (read-u2 stream))
261        (out "Superclass: ~D~%" (read-u2 stream))
262        ;; Interfaces.
263        (let ((count (read-u2 stream)))
264          (cond ((zerop count)
265                 (out "No interfaces~%"))
266                (t
267                 (out "Interfaces (~D):~%" count)
268                 (dotimes (i count)
269                   (out "  ~D: ~D~%" i (read-u2 stream))))))
270        ;; Fields.
271        (let ((count (read-u2 stream)))
272          (cond ((zerop count)
273                 (out "No fields~%"))
274                (t
275                 (out "Fields (~D):~%" count)))
276          (dotimes (index count)
277            (read-info index stream 'field)))
278        ;; Methods.
279        (let ((count (read-u2 stream)))
280          (cond ((zerop count)
281                 (out "No methods~%"))
282                (t
283                 (out "Methods (~D):~%" count)))
284          (dotimes (index count)
285            (read-info index stream 'method)))
286        (let ((count (read-u2 stream)))
287          (cond ((zerop count)
288                 (out "No attributes~%"))
289                (t
290                 (out "Attributes (~D):~%" count)))))))
291  t)
292
293(defvar *stream* nil)
294(defvar *defun-name* nil)
295(defvar *this-class* nil)
296(defvar *pool-count* 1)
297
298(defvar *code* ())
299(defvar *static-code* ())
300(defvar *fields* ())
301
302(defvar *blocks* ())
303(defvar *locals* ())
304(defvar *max-locals* 0)
305
306;; (defun allocate-local ()
307;;   (let ((index (fill-pointer *locals*)))
308;;     (incf (fill-pointer *locals*))
309;;     (setf *max-locals* (fill-pointer *locals*))
310;;     index))
311
312(defvar *args* nil)
313(defvar *using-arg-array* nil)
314(defvar *hairy-arglist-p* nil)
315
316(defvar *val* nil) ; index of value register
317
318(defun clear ()
319  (setq *pool* nil
320        *pool-count* 1
321        *code* nil)
322  t)
323
324(defun dump-pool ()
325  (let ((pool (reverse *pool*))
326        entry)
327    (dotimes (index (1- *pool-count*))
328      (setq entry (car pool))
329      (setq type (case (car entry)
330                   (7 'class)
331                   (9 'field)
332                   (10 'method)
333                   (11 'interface)
334                   (8 'string)
335                   (3 'integer)
336                   (4 'float)
337                   (5 'long)
338                   (6 'double)
339                   (12 'name-and-type)
340                   (1 'utf8)))
341      (format t "~D: ~A ~S~%" (1+ index) type entry)
342      (setq pool (cdr pool))))
343  t)
344
345;; Returns index of entry (1-based).
346(defun pool-add (entry)
347  (setq *pool* (cons entry *pool*))
348  (prog1
349    *pool-count*
350    (incf *pool-count*)))
351
352;; Returns index of entry (1-based).
353(defun pool-find-entry (entry)
354  (do* ((remaining *pool* (cdr remaining))
355        (i 0 (1+ i))
356        (current (car remaining) (car remaining)))
357       ((null remaining) nil)
358    (when (equal current entry)
359      (return-from pool-find-entry (- *pool-count* 1 i)))))
360
361;; Adds entry if not already in pool. Returns index of entry (1-based).
362(defun pool-get (entry)
363  (or (pool-find-entry entry) (pool-add entry)))
364
365(defun pool-name (name)
366  (pool-get (list 1 (length name) name)))
367
368;; "org.armedbear.lisp.LispObject" => "Lorg/armedbear/lisp/LispObject;"
369;; (defun type-descriptor (type)
370;;   (unless (find #\. type)
371;;     (setq type (concatenate 'string "org.armedbear.lisp." type)))
372;;   (let ((res (concatenate 'string "L" type ";")))
373;;     (dotimes (i (length res))
374;;       (when (eql (char res i) #\.)
375;;         (setf (char res i) #\/)))
376;;     res))
377
378(defun pool-name-and-type (name type)
379  (let* ((name-index (pool-name name))
380         (type-index (pool-name type)))
381    (pool-get (list 12 name-index type-index))))
382
383(defun pool-class (class-name)
384  (let ((class-name class-name))
385    (dotimes (i (length class-name))
386      (when (eql (char class-name i) #\.)
387        (setf (char class-name i) #\/)))
388    (pool-get (list 7 (pool-name class-name)))))
389
390;; (tag class-index name-and-type-index)
391(defun pool-field (class-name field-name type-name)
392  (let* ((class-index (pool-class class-name))
393         (name-and-type-index (pool-name-and-type field-name type-name)))
394    (pool-get (list 9 class-index name-and-type-index))))
395
396;; (tag class-index name-and-type-index)
397(defun pool-method (class-name method-name type-name)
398  (let* ((class-index (pool-class class-name))
399         (name-and-type-index (pool-name-and-type method-name type-name)))
400    (pool-get (list 10 class-index name-and-type-index))))
401
402(defun pool-string (string)
403  (pool-get (list 8 (pool-name string))))
404
405(defun u2 (n)
406  (list (ash n -8) (logand n #xff)))
407
408(defstruct instruction opcode args stack)
409
410(defun inst (opcode &optional args)
411  (unless (listp args)
412    (setq args (list args)))
413  (make-instruction :opcode opcode :args args :stack nil))
414
415(defun emit (instr &rest args)
416  (unless (numberp instr)
417    (setq instr (get instr 'opcode)))
418  (let ((instruction (inst instr args)))
419    (setq *code* (cons instruction *code*))
420    instruction))
421
422(defmacro emit-store-value ()
423  `(case *val*
424     (0
425      (emit 'astore_0))
426     (1
427      (emit 'astore_1))
428     (2
429      (emit 'astore_2))
430     (3
431      (emit 'astore_3))
432     (t
433      (emit 'astore *val*))))
434
435(defmacro emit-push-value ()
436  `(case *val*
437     (0
438      (emit 'aload_0))
439     (1
440      (emit 'aload_1))
441     (2
442      (emit 'aload_2))
443     (3
444      (emit 'aload_3))
445     (t
446      (emit 'aload *val*))))
447
448(defun remove-store-value ()
449  (let* ((instruction (car *code*))
450         (opcode (instruction-opcode instruction))
451         slot)
452    (case opcode
453      (75
454       (setf slot 0))
455      (76
456       (setf slot 1))
457      (77
458       (setf slot 2))
459      (78
460       (setf slot 3))
461      (58
462       (setf slot (car (instruction-args instruction)))))
463    (when (and slot (= slot *val*))
464      (setf *code* (cdr *code*))
465      t)))
466
467(defconstant +lisp-class+ "org/armedbear/lisp/Lisp")
468(defconstant +lisp-object-class+ "org/armedbear/lisp/LispObject")
469(defconstant +lisp-object+ "Lorg/armedbear/lisp/LispObject;")
470(defconstant +lisp-string+ "Lorg/armedbear/lisp/LispString;")
471(defconstant +lisp-symbol-class+ "org/armedbear/lisp/Symbol")
472(defconstant +lisp-thread-class+ "org/armedbear/lisp/LispThread")
473
474(defun emit-push-nil ()
475  (emit 'getstatic
476        +lisp-class+
477        "NIL"
478        +lisp-object+))
479
480(defun emit-push-t ()
481  (emit 'getstatic
482        +lisp-class+
483        "T"
484        "Lorg/armedbear/lisp/Symbol;"))
485
486(defun emit-invokestatic (class-name method-name descriptor stack)
487  (assert stack)
488  (let ((instruction (emit 'invokestatic class-name method-name descriptor)))
489    (setf (instruction-stack instruction) stack)
490    (assert (eql (instruction-stack instruction) stack))))
491
492(defun emit-invokespecial (class-name method-name descriptor stack)
493  (let ((instruction (emit 'invokespecial class-name method-name descriptor)))
494    (setf (instruction-stack instruction) stack)))
495
496(defun emit-invokevirtual (class-name method-name descriptor stack)
497  (let ((instruction (emit 'invokevirtual class-name method-name descriptor)))
498    (setf (instruction-stack instruction) stack)))
499
500;; Index of local variable used to hold the current thread.
501(defvar *thread* nil)
502(defvar *thread-var-initialized* nil)
503
504(defun ensure-thread-var-initialized ()
505  (unless *thread-var-initialized*
506    ;; Put the code to initialize the local at the very beginning of the
507    ;; function, to guarantee that the local gets initialized even if the code
508    ;; at our current location is never executed, since the local may be
509    ;; referenced elsewhere too.
510    (let ((code *code*))
511      (setf *code* ())
512      (emit-invokestatic +lisp-thread-class+
513                         "currentThread"
514                         "()Lorg/armedbear/lisp/LispThread;"
515                         1)
516      (emit 'astore *thread*)
517      (setf *code* (append code *code*)))
518    (setf *thread-var-initialized* t)))
519
520(defun emit-clear-values ()
521  (ensure-thread-var-initialized)
522  (emit 'aload *thread*)
523  (emit-invokevirtual +lisp-thread-class+ "clearValues" "()V" -1))
524
525(defun emit-invoke-method (method-name)
526  (unless (remove-store-value)
527    (emit-push-value))
528  (emit-invokevirtual +lisp-object-class+
529                      method-name
530                      "()Lorg/armedbear/lisp/LispObject;"
531                      0)
532  (emit-store-value))
533
534;; CODE is a list.
535(defun resolve-args (instruction)
536  (let ((opcode (instruction-opcode instruction))
537        (args (instruction-args instruction)))
538    (case opcode
539      ((1 ; ACONST_NULL
540        42 ; ALOAD_0
541        43 ; ALOAD_1
542        44 ; ALOAD_2
543        45 ; ALOAD_3
544        50 ; AALOAD
545        75 ; ASTORE_0
546        76 ; ASTORE_1
547        77 ; ASTORE_2
548        78 ; ASTORE_3
549        83 ; AASTORE
550        87 ; POP
551        89 ; DUP
552        95 ; SWAP
553        153 ; IFEQ
554        154 ; IFNE
555        166 ; IF_ACMPNE
556        165 ; IF_ACMPEQ
557        167 ; GOTO
558        176 ; ARETURN
559        177 ; RETURN
560        202 ; LABEL
561        )
562       instruction)
563      (25 ; ALOAD
564       (let ((index (car args)))
565         (cond ((= index 0)
566                (inst 42)) ; ALOAD_O
567               ((= index 1)
568                (inst 43)) ; ALOAD_1
569               ((= index 2)
570                (inst 44)) ; ALOAD_2
571               ((= index 3)
572                (inst 45)) ; ALOAD_3
573               ((<= 0 index 255)
574                (inst 25 index))
575               (t
576                (error "ALOAD unsupported case")))))
577      (58 ; ASTORE
578       (let ((index (car args)))
579         (cond ((= index 0)
580                (inst 75)) ; ASTORE_O
581               ((= index 1)
582                (inst 76)) ; ASTORE_1
583               ((= index 2)
584                (inst 77)) ; ASTORE_2
585               ((= index 3)
586                (inst 78)) ; ASTORE_3
587               ((<= 0 index 255)
588                (inst 58 index))
589               (t
590                (error "ASTORE unsupported case")))))
591      ((178 ; GETSTATIC class-name field-name type-name
592        179 ; PUTSTATIC class-name field-name type-name
593        )
594       (let ((index (pool-field (first args) (second args) (third args))))
595         (inst opcode (u2 index))))
596      ((182 ; INVOKEVIRTUAL class-name method-name descriptor
597        183 ; INVOKESPECIAL class-name method-name descriptor
598        184 ; INVOKESTATIC class-name method-name descriptor
599        )
600       (let ((index (pool-method (first args) (second args) (third args))))
601;;          (inst opcode (u2 index))))
602         (setf (instruction-args instruction) (u2 index))
603         instruction))
604      ((189 ; ANEWARRAY class-name
605        )
606       (let ((index (pool-class (first args))))
607         (inst opcode (u2 index))))
608      ((16 ; BIPUSH
609        17 ; SIPUSH
610        )
611       (let ((n (first args)))
612         (cond ((= n 0)
613                (inst 3)) ; ICONST_0
614               ((= n 1)
615                (inst 4)) ; ICONST_1
616               ((= n 2)
617                (inst 5)) ; ICONST_2
618               ((= n 3)
619                (inst 6)) ; ICONST_3
620               ((= n 4)
621                (inst 7)) ; ICONST_4
622               ((= n 5)
623                (inst 8)) ; ICONST_5
624               ((<= -128 n 127)
625                (inst 16 (logand n #xff))) ; BIPUSH
626               (t ; SIPUSH
627                (inst 17 (u2 n))))))
628      (18 ; LDC
629       (unless (= (length args) 1)
630         (error "wrong number of args for LDC"))
631       (if (> (car args) 255)
632           (inst 19 (u2 (car args))) ; LDC_W
633           (inst opcode args)))
634      (t
635       (error "RESOLVE-ARGS unsupported opcode ~D" opcode)))))
636
637;; CODE is a list of INSTRUCTIONs.
638(defun resolve-opcodes (code)
639  (map 'vector #'resolve-args code))
640
641(defun branch-opcode-p (opcode)
642  (member opcode
643    '(153 ; IFEQ
644      154 ; IFNE
645      165 ; IF_ACMPEQ
646      166 ; IF_ACMPNE
647      167 ; GOTO
648      )))
649
650(defun stack-effect (opcode)
651  (case opcode
652    ((25 ; ALOAD
653      42 ; ALOAD_0
654      43 ; ALOAD_1
655      44 ; ALOAD_2
656      45 ; ALOAD_3
657      )
658     1)
659    ((58 ; ASTORE
660      75 ; ASTORE_0
661      76 ; ASTORE_1
662      77 ; ASTORE_2
663      78 ; ASTORE_3
664      )
665     -1)
666    (50 ; AALOAD
667     -1)
668    (83 ; AASTORE
669     -3)
670    ((1 ; ACONST_NULL
671      3 4 5 6 7 8 ; ICONST_0 ... ICONST_5
672      16 ; BIPUSH
673      17 ; SIPUSH
674      )
675     1)
676    (18 ; LDC
677     1)
678    (178 ; GETSTATIC
679     1)
680    (179 ; PUTSTATIC
681     -1)
682    (189 ; ANEWARRAY
683     0)
684    ((153 ; IFEQ
685      )
686     -1)
687    ((165 ; IF_ACMPEQ
688      166 ; IF_ACMPNE
689      )
690     -2)
691    ((167 ; GOTO
692      202 ; LABEL
693      )
694     0)
695    (89 ; DUP
696     1)
697    (95 ; SWAP
698     0)
699    (87 ; POP
700     -1)
701    (176 ; ARETURN
702     -1)
703    (177 ; RETURN
704     0)
705    (t
706     (format t "ANALYZE-STACK unsupported opcode ~S~%"
707             (instruction-opcode instruction))
708     0)))
709
710(defun analyze-stack (code)
711  (sys::require-type code 'vector)
712  (dotimes (i (length code))
713    (let ((instruction (svref code i)))
714      (unless (instruction-stack instruction)
715        (setf (instruction-stack instruction)
716              (stack-effect (instruction-opcode instruction)))))))
717
718;; CODE is a list of INSTRUCTIONs.
719(defun code-bytes (code)
720  (setf code (coerce code 'vector))
721  (setf code (nreverse code))
722
723;;   (fresh-line)
724;;   (format t "-- begin code --~%")
725;;   (dotimes (i (length code))
726;;     (format t "~S~%" (svref code i)))
727;;   (format t "--- end code ---~%")
728
729;;   ;; Make a list of the labels that are actually branched to.
730;;   (let ((branch-targets ()))
731;;     (dotimes (i (length code))
732;;       (let ((instruction (svref code i)))
733;;         (when (branch-opcode-p (instruction-opcode instruction))
734;;           (push branch-targets (car (instruction-args instruction))))))
735;;     (format t "branch-targets = ~S~%" branch-targets)
736
737;;     ;; Remove labels that are never branched to.
738;;     (dotimes (i (length code))
739;;       (let ((instruction (svref code i)))
740;;         (when (= (instruction-opcode instruction) 202) ; LABEL
741;;           (let ((label (car (instruction-args instruction))))
742;;             (unless (member label branch-targets)
743;;               (setf (instruction-opcode instruction) 0)))))))
744
745  (dotimes (i (length code))
746    (let ((instruction (svref code i)))
747      (when (and (< i (1- (length code)))
748                 (= (instruction-opcode instruction) 167) ; GOTO
749        (let ((next-instruction (svref code (1+ i))))
750          (when (and (= (instruction-opcode next-instruction) 202) ; LABEL
751                     (eq (car (instruction-args instruction))
752                         (car (instruction-args next-instruction))))
753            (setf (instruction-opcode instruction) 0)))))))
754
755  (setf code (delete 0 code :key #'instruction-opcode))
756
757;;   (fresh-line)
758;;   (format t "-- begin code --~%")
759;;   (dotimes (i (length code))
760;;     (format t "~S~%" (svref code i)))
761;;   (format t "--- end code ---~%")
762
763;;   (setf code (coerce code 'list))
764
765  (let ((code (resolve-opcodes code))
766        (length 0))
767    ;; Pass 1: calculate label offsets and overall length.
768    (dotimes (i (length code))
769      (let* ((instruction (aref code i))
770             (opcode (instruction-opcode instruction)))
771        (if (= opcode 202) ; LABEL
772            (let ((label (car (instruction-args instruction))))
773              (set label length))
774            (incf length (opcode-size opcode)))))
775    ;; Pass 2: replace labels with calculated offsets.
776    (let ((index 0))
777      (dotimes (i (length code))
778        (let ((instruction (aref code i)))
779          (when (branch-opcode-p (instruction-opcode instruction))
780            (let* ((label (car (instruction-args instruction)))
781                   (offset (- (symbol-value `,label) index)))
782              (setf (instruction-args instruction) (u2 offset))))
783          (unless (= (instruction-opcode instruction) 202) ; LABEL
784            (incf index (opcode-size (instruction-opcode instruction)))))))
785
786    ;; FIXME Do stack analysis here!
787    (analyze-stack code)
788
789    ;; Expand instructions into bytes, skipping LABEL pseudo-instructions.
790    (let ((bytes (make-array length))
791          (index 0))
792      (dotimes (i (length code))
793        (let ((instruction (aref code i)))
794          (unless (= (instruction-opcode instruction) 202) ; LABEL
795            (setf (svref bytes index) (instruction-opcode instruction))
796            (incf index)
797            (dolist (byte (instruction-args instruction))
798              (setf (svref bytes index) byte)
799              (incf index)))))
800      bytes)))
801
802(defun write-u1 (n)
803  (write-byte (logand n #xFF) *stream*))
804
805(defun write-u2 (n)
806  (write-byte (ash n -8) *stream*)
807  (write-byte (logand n #xFF) *stream*))
808
809(defun write-u4 (n)
810  (write-u2 (ash n -16))
811  (write-u2 (logand n #xFFFF)))
812
813(defun write-utf8 (string)
814  (dotimes (i (length string))
815    (write-u1 (char-int (char string i)))))
816
817(defun write-cp-entry (entry)
818  (write-u1 (first entry))
819  (case (first entry)
820    (1
821     (write-u2 (second entry))
822     (write-utf8 (third entry)))
823    ((5 6)
824     (write-u4 (second entry))
825     (write-u4 (third entry)))
826    ((9 10 11 12)
827     (write-u2 (second entry))
828     (write-u2 (third entry)))
829    ((7 8)
830     (write-u2 (second entry)))
831    (t
832     (error "WRITE-CP-ENTRY unhandled tag ~D~%" (car entry)))
833  ))
834
835(defun write-pool ()
836  (write-u2 *pool-count*)
837  (dolist (entry (reverse *pool*))
838    (write-cp-entry entry)))
839
840(defstruct field
841  access-flags
842  name
843  descriptor
844  name-index
845  descriptor-index)
846
847(defstruct method
848  access-flags
849  name
850  descriptor
851  name-index
852  descriptor-index
853  max-stack
854  max-locals
855  code)
856
857(defun make-constructor (super name args body)
858  (let* ((constructor (make-method :name "<init>"
859                                   :descriptor "()V"))
860         (*code* ()))
861    (setf (method-name-index constructor) (pool-name (method-name constructor)))
862    (setf (method-descriptor-index constructor) (pool-name (method-descriptor constructor)))
863    (setf (method-max-locals constructor) 1)
864    (cond (*hairy-arglist-p*
865           (emit 'aload_0) ;; this
866           (emit 'aconst_null) ;; name
867           (let ((s (format nil "~S" args)))
868             (emit 'ldc
869                   (pool-string s))
870             (emit-invokestatic "org/armedbear/lisp/Lisp"
871                                "readObjectFromString"
872                                "(Ljava/lang/String;)Lorg/armedbear/lisp/LispObject;"
873                                0))
874           (emit-push-nil) ;; body
875           (emit 'aconst_null) ;; environment
876           (emit-invokespecial super
877                               "<init>"
878                               "(Ljava/lang/String;Lorg/armedbear/lisp/LispObject;Lorg/armedbear/lisp/LispObject;Lorg/armedbear/lisp/Environment;)V"
879                               -4))
880          (t
881           (emit 'aload_0)
882           (emit-invokespecial super
883                               "<init>"
884                               "()V"
885                               0)))
886    (setq *code* (append *static-code* *code*))
887    (emit 'return)
888    (setf (method-code constructor) (code-bytes *code*))
889    constructor))
890
891(defun write-code-attr (method)
892  (let* ((name-index (pool-name "Code"))
893         (code (method-code method))
894         (code-length (length code))
895         (length (+ code-length 12))
896         (max-stack (or (method-max-stack method) 20))
897         (max-locals (or (method-max-locals method) 1)))
898    (write-u2 name-index)
899    (write-u4 length)
900    (write-u2 max-stack)
901    (write-u2 max-locals)
902    (write-u4 code-length)
903    (dotimes (i code-length)
904      (write-u1 (svref code i)))
905    (write-u2 0) ; exception table length
906    (write-u2 0) ; attributes count
907    ))
908
909(defun write-method (method)
910  (write-u2 (or (method-access-flags method) #x1)) ; access flags
911  (write-u2 (method-name-index method))
912  (write-u2 (method-descriptor-index method))
913  (write-u2 1) ; attributes count
914  (write-code-attr method))
915
916(defun write-field (field)
917  (write-u2 (or (field-access-flags field) #x1)) ; access flags
918  (write-u2 (field-name-index field))
919  (write-u2 (field-descriptor-index field))
920  (write-u2 0)) ; attributes count
921
922(defun declare-field (name descriptor)
923  (let ((field (make-field :name name :descriptor descriptor)))
924    (setf (field-access-flags field) (logior #x8 #x2)) ; private static
925    (setf (field-name-index field) (pool-name (field-name field)))
926    (setf (field-descriptor-index field) (pool-name (field-descriptor field)))
927    (setq *fields* (cons field *fields*))))
928
929(defun sanitize (symbol)
930  (let* ((input (symbol-name symbol))
931         (output (make-array (length input) :fill-pointer 0 :element-type 'character)))
932    (dotimes (i (length input))
933      (let ((c (char-upcase (char input i))))
934        (cond ((<= #.(char-code #\A) (char-code c) #.(char-code #\Z))
935               (vector-push c output))
936              ((eql c #\-)
937               (vector-push #\_ output)))))
938    (when (plusp (length output))
939      output)))
940
941(defvar *declared-symbols* ())
942(defvar *declared-functions* ())
943
944(defun declare-symbol (symbol)
945  (let ((g (gethash symbol *declared-symbols*)))
946    (unless g
947      (let ((*code* *static-code*)
948            (s (sanitize symbol)))
949        (setq g (symbol-name (gensym)))
950        (when s
951          (setq g (concatenate 'string g "_" s)))
952        (declare-field g "Lorg/armedbear/lisp/Symbol;")
953        (emit 'ldc
954              (pool-string (symbol-name symbol)))
955        (emit 'ldc
956              (pool-string (package-name (symbol-package symbol))))
957        (emit-invokestatic +lisp-class+
958                           "internInPackage"
959                           "(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)Lorg/armedbear/lisp/Symbol;"
960                           -1)
961        (emit 'putstatic
962              *this-class*
963              g
964              "Lorg/armedbear/lisp/Symbol;")
965        (setq *static-code* *code*)
966        (setf (gethash symbol *declared-symbols*) g)))
967    g))
968
969(defun declare-function (symbol)
970  (let ((f (gethash symbol *declared-functions*)))
971    (unless f
972      (setf f (symbol-name (gensym)))
973      (let ((s (sanitize symbol)))
974        (when s
975          (setf f (concatenate 'string f "_" s))))
976      (let ((*code* *static-code*)
977            (g (gethash symbol *declared-symbols*)))
978        (cond (g
979               (emit 'getstatic
980                     *this-class*
981                     g
982                     "Lorg/armedbear/lisp/Symbol;"))
983              (t
984               (emit 'ldc
985                     (pool-string (symbol-name symbol)))
986               (emit 'ldc
987                     (pool-string (package-name (symbol-package symbol))))
988               (emit-invokestatic +lisp-class+
989                                  "internInPackage"
990                                  "(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)Lorg/armedbear/lisp/Symbol;"
991                                  -1)))
992        (declare-field f "Lorg/armedbear/lisp/LispObject;")
993        (emit-invokevirtual +lisp-symbol-class+
994                            "getSymbolFunctionOrDie"
995                            "()Lorg/armedbear/lisp/LispObject;"
996                            0)
997        (emit 'putstatic
998              *this-class*
999              f
1000              "Lorg/armedbear/lisp/LispObject;")
1001        (setq *static-code* *code*)
1002        (setf (gethash symbol *declared-functions*) f)))
1003    f))
1004
1005(defun declare-keyword (symbol)
1006  (let ((g (symbol-name (gensym)))
1007        (*code* *static-code*))
1008    (declare-field g "Lorg/armedbear/lisp/Symbol;")
1009    (emit 'ldc
1010          (pool-string (symbol-name symbol)))
1011    (emit-invokestatic "org/armedbear/lisp/Keyword"
1012                       "internKeyword"
1013                       "(Ljava/lang/String;)Lorg/armedbear/lisp/Symbol;"
1014                       0)
1015    (emit 'putstatic
1016          *this-class*
1017          g
1018          "Lorg/armedbear/lisp/Symbol;")
1019    (setq *static-code* *code*)
1020    g))
1021
1022(defun declare-object-as-string (obj)
1023  (let ((g (symbol-name (gensym)))
1024        (s (format nil "~S" obj))
1025        (*code* *static-code*))
1026    (declare-field g +lisp-object+)
1027    (emit 'ldc
1028          (pool-string s))
1029    (emit-invokestatic +lisp-class+
1030                       "readObjectFromString"
1031                       "(Ljava/lang/String;)Lorg/armedbear/lisp/LispObject;"
1032                       0)
1033    (emit 'putstatic
1034          *this-class*
1035          g
1036          +lisp-object+)
1037    (setq *static-code* *code*)
1038    g))
1039
1040(defun declare-object (obj)
1041  (let ((key (symbol-name (gensym))))
1042    (sys::remember key obj)
1043    (let* ((g1 (declare-string key))
1044           (g2 (symbol-name (gensym)))
1045           (*code* *static-code*))
1046      (declare-field g2 +lisp-object+)
1047      (emit 'getstatic
1048            *this-class*
1049            g1
1050            +lisp-string+)
1051      (emit 'dup)
1052      (emit-invokestatic +lisp-class+
1053                         "recall"
1054                         "(Lorg/armedbear/lisp/LispString;)Lorg/armedbear/lisp/LispObject;"
1055                         0)
1056      (emit 'putstatic
1057            *this-class*
1058            g2
1059            +lisp-object+)
1060      (emit-invokestatic +lisp-class+
1061                         "forget"
1062                         "(Lorg/armedbear/lisp/LispString;)V"
1063                         -1)
1064      (setq *static-code* *code*)
1065      g2)))
1066
1067(defun declare-string (string)
1068  (let ((g (symbol-name (gensym)))
1069        (*code* *static-code*))
1070    (declare-field g "Lorg/armedbear/lisp/LispString;")
1071    (emit 'ldc
1072          (pool-string string))
1073    (emit-invokestatic "org/armedbear/lisp/LispString"
1074                       "getInstance"
1075                       "(Ljava/lang/String;)Lorg/armedbear/lisp/LispString;"
1076                       0)
1077    (emit 'putstatic
1078          *this-class*
1079          g
1080          +lisp-string+)
1081    (setq *static-code* *code*)
1082    g))
1083
1084(defun compile-constant (form)
1085  (cond
1086   ((sys::fixnump form)
1087    (let ((n form))
1088      (cond ((zerop n)
1089             (emit 'getstatic
1090                   "org/armedbear/lisp/Fixnum"
1091                   "ZERO"
1092                   "Lorg/armedbear/lisp/Fixnum;")
1093             (emit-store-value))
1094            ((= n 1)
1095             (emit 'getstatic
1096                   "org/armedbear/lisp/Fixnum"
1097                   "ONE"
1098                   "Lorg/armedbear/lisp/Fixnum;")
1099             (emit-store-value))
1100            ((= n 2)
1101             (emit 'getstatic
1102                   "org/armedbear/lisp/Fixnum"
1103                   "TWO"
1104                   "Lorg/armedbear/lisp/Fixnum;")
1105             (emit-store-value))
1106            (t
1107             (let ((g (declare-object-as-string n)))
1108               (emit 'getstatic
1109                     *this-class*
1110                     g
1111                     "Lorg/armedbear/lisp/LispObject;")
1112               (emit-store-value))))))
1113   ((numberp form)
1114    (let ((g (declare-object-as-string form)))
1115      (emit 'getstatic
1116            *this-class*
1117            g
1118            "Lorg/armedbear/lisp/LispObject;")
1119      (emit-store-value)))
1120   ((vectorp form)
1121    (let ((g (declare-object-as-string form)))
1122      (emit 'getstatic
1123            *this-class*
1124            g
1125            "Lorg/armedbear/lisp/LispObject;")
1126      (emit-store-value)))
1127   ((stringp form)
1128    (let ((g (declare-string form)))
1129      (emit 'getstatic
1130            *this-class*
1131            g
1132            "Lorg/armedbear/lisp/LispString;")
1133      (emit-store-value)))
1134   ((characterp form)
1135    (let ((g (declare-object-as-string form)))
1136      (emit 'getstatic
1137            *this-class*
1138            g
1139            "Lorg/armedbear/lisp/LispObject;")
1140      (emit-store-value)))
1141   ((symbolp form)
1142    (when (null (symbol-package form))
1143      ;; An uninterned symbol.
1144      (let ((g (declare-object form)))
1145        (emit 'getstatic
1146              *this-class*
1147              g
1148              "Lorg/armedbear/lisp/LispObject;")
1149        (emit-store-value))))
1150   (t
1151    (error "COMPILE-CONSTANT unhandled case ~S" form))))
1152
1153(defun compile-binary-operation (op args)
1154  (compile-form (first args))
1155  (unless (remove-store-value)
1156    (emit-push-value))
1157  (compile-form (second args))
1158  (unless (remove-store-value)
1159    (emit-push-value))
1160  (emit-invokevirtual +lisp-object-class+
1161                      op
1162                      "(Lorg/armedbear/lisp/LispObject;)Lorg/armedbear/lisp/LispObject;"
1163                      -1)
1164  (emit-store-value))
1165
1166(defparameter unary-operators (make-hash-table))
1167
1168(setf (gethash '1+              unary-operators) "incr")
1169(setf (gethash '1-              unary-operators) "decr")
1170(setf (gethash 'ATOM            unary-operators) "ATOM")
1171(setf (gethash 'BIT-VECTOR-P    unary-operators) "BIT_VECTOR_P")
1172(setf (gethash 'CADR            unary-operators) "cadr")
1173(setf (gethash 'CAR             unary-operators) "car")
1174(setf (gethash 'CDDR            unary-operators) "cddr")
1175(setf (gethash 'CDR             unary-operators) "cdr")
1176(setf (gethash 'COMPLEXP        unary-operators) "COMPLEXP")
1177(setf (gethash 'CONSTANTP       unary-operators) "CONSTANTP")
1178(setf (gethash 'DENOMINATOR     unary-operators) "DENOMINATOR")
1179(setf (gethash 'ENDP            unary-operators) "ENDP")
1180(setf (gethash 'EVENP           unary-operators) "EVENP")
1181(setf (gethash 'FIRST           unary-operators) "car")
1182(setf (gethash 'FLOATP          unary-operators) "FLOATP")
1183(setf (gethash 'INTEGERP        unary-operators) "INTEGERP")
1184(setf (gethash 'LENGTH          unary-operators) "LENGTH")
1185(setf (gethash 'LISTP           unary-operators) "LISTP")
1186(setf (gethash 'MINUSP          unary-operators) "MINUSP")
1187(setf (gethash 'NOT             unary-operators) "NOT")
1188(setf (gethash 'NULL            unary-operators) "NOT")
1189(setf (gethash 'NUMBERP         unary-operators) "NUMBERP")
1190(setf (gethash 'NUMERATOR       unary-operators) "NUMERATOR")
1191(setf (gethash 'ODDP            unary-operators) "ODDP")
1192(setf (gethash 'PLUSP           unary-operators) "PLUSP")
1193(setf (gethash 'RATIONALP       unary-operators) "RATIONALP")
1194(setf (gethash 'REALP           unary-operators) "REALP")
1195(setf (gethash 'REST            unary-operators) "cdr")
1196(setf (gethash 'SECOND          unary-operators) "cadr")
1197(setf (gethash 'SIMPLE-STRING-P unary-operators) "SIMPLE_STRING_P")
1198(setf (gethash 'STRINGP         unary-operators) "STRINGP")
1199(setf (gethash 'SYMBOLP         unary-operators) "SYMBOLP")
1200(setf (gethash 'VECTORP         unary-operators) "VECTORP")
1201(setf (gethash 'ZEROP           unary-operators) "ZEROP")
1202
1203
1204(defun compile-function-call-1 (fun args)
1205  (let ((s (gethash fun unary-operators)))
1206    (when s
1207      (compile-form (first args))
1208      (emit-invoke-method s)
1209      (return-from compile-function-call-1 t)))
1210    nil)
1211
1212(defun compile-function-call-2 (fun args)
1213  (case fun
1214    (EQ
1215     (compile-form (first args))
1216     (unless (remove-store-value)
1217       (emit-push-value))
1218     (compile-form (second args))
1219     (unless (remove-store-value)
1220       (emit-push-value))
1221     (let ((label1 (gensym))
1222           (label2 (gensym)))
1223       (emit 'if_acmpeq `,label1)
1224       (emit-push-nil)
1225       (emit 'goto `,label2)
1226       (emit 'label `,label1)
1227       (emit-push-t)
1228       (emit 'label `,label2))
1229     (emit-store-value)
1230     t)
1231    (EQL
1232     (compile-binary-operation "EQL" args)
1233     t)
1234    (+
1235     (compile-binary-operation "add" args)
1236     t)
1237    (-
1238     (compile-binary-operation "subtract" args)
1239     t)
1240    (/
1241     (compile-binary-operation "divideBy" args)
1242     t)
1243    (*
1244     (compile-binary-operation "multiplyBy" args)
1245     t)
1246    (<
1247     (compile-binary-operation "IS_LT" args)
1248     t)
1249    (<=
1250     (compile-binary-operation "IS_LE" args)
1251     t)
1252    (>
1253     (compile-binary-operation "IS_GT" args)
1254     t)
1255    (>=
1256     (compile-binary-operation "IS_GE" args)
1257     t)
1258    (=
1259     (compile-binary-operation "IS_E" args)
1260     t)
1261    (/=
1262     (compile-binary-operation "IS_NE" args)
1263     t)
1264    (AREF
1265     (compile-binary-operation "AREF" args)
1266     t)
1267    (LIST
1268     (compile-form (first args))
1269     (unless (remove-store-value)
1270       (emit-push-value))
1271     (compile-form (second args))
1272     (unless (remove-store-value)
1273       (emit-push-value))
1274     (emit-invokestatic +lisp-class+
1275                        "list2"
1276                        "(Lorg/armedbear/lisp/LispObject;Lorg/armedbear/lisp/LispObject;)Lorg/armedbear/lisp/Cons;"
1277                        -1)
1278     (emit-store-value)
1279     t)
1280    (SYS::SIMPLE-TYPEP
1281     (compile-binary-operation "typep" args))
1282    (t
1283     nil)))
1284
1285(defun compile-function-call-3 (fun args)
1286  (case fun
1287    (LIST
1288     (compile-form (first args))
1289     (unless (remove-store-value)
1290       (emit-push-value))
1291     (compile-form (second args))
1292     (unless (remove-store-value)
1293       (emit-push-value))
1294     (compile-form (third args))
1295     (unless (remove-store-value)
1296       (emit-push-value))
1297     (emit-invokestatic +lisp-class+
1298                        "list3"
1299                        "(Lorg/armedbear/lisp/LispObject;Lorg/armedbear/lisp/LispObject;Lorg/armedbear/lisp/LispObject;)Lorg/armedbear/lisp/Cons;"
1300                        -2)
1301     (emit-store-value)
1302     t)
1303    (t
1304     nil)))
1305
1306(defconstant +cl-package+ (find-package "COMMON-LISP"))
1307(defconstant +sys-package+ (find-package "SYSTEM"))
1308
1309(defconstant +known-packages+ (list +cl-package+ +sys-package+))
1310
1311(defun compile-function-call (fun args &optional for-effect)
1312;;   (format t "compile-function-call fun = ~S args = ~S~%" fun args)
1313  (unless (symbolp fun)
1314    (error "COMPILE-FUNCTION-CALL ~S is not a symbol" fun))
1315  (let ((numargs (length args)))
1316    (cond ((= numargs 1)
1317           (when (compile-function-call-1 fun args)
1318             (return-from compile-function-call)))
1319          ((= numargs 2)
1320           (when (compile-function-call-2 fun args)
1321             (return-from compile-function-call)))
1322          ((= numargs 3)
1323           (when (compile-function-call-3 fun args)
1324             (return-from compile-function-call))))
1325
1326    ;; FIXME This shouldn't go here! Do this in the constructor of the
1327    ;; compiled function!
1328    (sys::resolve fun)
1329
1330    (cond
1331     ((eq fun *defun-name*)
1332      (emit 'aload 0)) ; this
1333     ((memq (symbol-package fun) +known-packages+)
1334      (let ((f (declare-function fun)))
1335        (emit 'getstatic
1336              *this-class*
1337              f
1338              "Lorg/armedbear/lisp/LispObject;")))
1339     (t
1340      (let ((g (declare-symbol fun)))
1341        (emit 'getstatic
1342              *this-class*
1343              g
1344              "Lorg/armedbear/lisp/Symbol;"))
1345      (emit-invokevirtual +lisp-symbol-class+
1346                          "getSymbolFunctionOrDie"
1347                          "()Lorg/armedbear/lisp/LispObject;"
1348                          0)))
1349    (case numargs
1350      (0
1351       (emit-invokevirtual +lisp-object-class+
1352                           "execute"
1353                           "()Lorg/armedbear/lisp/LispObject;"
1354                           0))
1355      (1
1356       (compile-form (first args))
1357       (unless (remove-store-value)
1358         (emit-push-value))
1359       (emit-invokevirtual +lisp-object-class+
1360                           "execute"
1361                           "(Lorg/armedbear/lisp/LispObject;)Lorg/armedbear/lisp/LispObject;"
1362                           -1))
1363      (2
1364       (compile-form (first args))
1365       (unless (remove-store-value)
1366         (emit-push-value))
1367       (compile-form (second args))
1368       (unless (remove-store-value)
1369         (emit-push-value))
1370       (emit-invokevirtual +lisp-object-class+
1371                           "execute"
1372                           "(Lorg/armedbear/lisp/LispObject;Lorg/armedbear/lisp/LispObject;)Lorg/armedbear/lisp/LispObject;"
1373                           -2))
1374      (3
1375       (compile-form (first args))
1376       (unless (remove-store-value)
1377         (emit-push-value))
1378       (compile-form (second args))
1379       (unless (remove-store-value)
1380         (emit-push-value))
1381       (compile-form (third args))
1382       (unless (remove-store-value)
1383         (emit-push-value))
1384       (emit-invokevirtual +lisp-object-class+
1385                           "execute"
1386                           "(Lorg/armedbear/lisp/LispObject;Lorg/armedbear/lisp/LispObject;Lorg/armedbear/lisp/LispObject;)Lorg/armedbear/lisp/LispObject;"
1387                           -3))
1388      (t
1389       (emit 'sipush (length args))
1390       (emit 'anewarray "org/armedbear/lisp/LispObject")
1391       (let ((i 0))
1392         (dolist (form args)
1393           (emit 'dup)
1394           (emit 'sipush i)
1395           (compile-form form)
1396           (unless (remove-store-value)
1397             (emit-push-value)) ; leaves value on stack
1398           (emit 'aastore) ; store value in array
1399           (incf i))) ; array left on stack here
1400       ;; Stack: function array-ref
1401       (emit-invokevirtual +lisp-object-class+
1402                           "execute"
1403                           "([Lorg/armedbear/lisp/LispObject;)Lorg/armedbear/lisp/LispObject;"
1404                           -1)))
1405    (if for-effect
1406        (emit 'pop)
1407        (emit-store-value))))
1408
1409(defun compile-test (form)
1410  ;; Use a Java boolean if possible.
1411  (when (consp form)
1412    (case (length form)
1413      (2 (when (memq (car form) '(NOT NULL))
1414           (compile-form (second form))
1415           (unless (remove-store-value)
1416             (emit-push-value))
1417           (emit-push-nil)
1418           (return-from compile-test 'if_acmpne))
1419         (let ((s (cdr (assoc (car form)
1420                              '((ATOM      . "atom")
1421                                (EVENP     . "evenp")
1422                                (FLOATP    . "floatp")
1423                                (INTEGERP  . "integerp")
1424                                (MINUSP    . "minusp")
1425                                (LISTP     . "listp")
1426                                (NUMBERP   . "numberp")
1427                                (ODDP      . "oddp")
1428                                (PLUSP     . "plusp")
1429                                (RATIONALP . "rationalp")
1430                                (REALP     . "realp")
1431                                (VECTORP   . "vectorp")
1432                                (ZEROP     . "zerop")
1433                                )))))
1434           (when s
1435             (compile-form (second form))
1436             (unless (remove-store-value)
1437               (emit-push-value))
1438             (emit-invokevirtual +lisp-object-class+
1439                                 s
1440                                 "()Z"
1441                                 0)
1442             (return-from compile-test 'ifeq))))
1443      (3 (when (eq (car form) 'EQ)
1444           (compile-form (second form))
1445           (unless (remove-store-value)
1446             (emit-push-value))
1447           (compile-form (third form))
1448           (unless (remove-store-value)
1449             (emit-push-value))
1450           (return-from compile-test 'if_acmpne))
1451         (let ((s (cdr (assoc (car form)
1452                              '((=      . "isEqualTo")
1453                                (/=     . "isNotEqualTo")
1454                                (<      . "isLessThan")
1455                                (<=     . "isLessThanOrEqualTo")
1456                                (>      . "isGreaterThan")
1457                                (>=     . "isGreaterThanOrEqualTo")
1458                                (EQL    . "eql")
1459                                (EQUAL  . "equal")
1460                                (EQUALP . "equalp")
1461                                )))))
1462           (when s
1463             (compile-form (second form))
1464             (unless (remove-store-value)
1465               (emit-push-value))
1466             (compile-form (third form))
1467             (unless (remove-store-value)
1468               (emit-push-value))
1469             (emit-invokevirtual +lisp-object-class+
1470                                 s
1471                                 "(Lorg/armedbear/lisp/LispObject;)Z"
1472                                 -1)
1473             (return-from compile-test 'ifeq))))))
1474  ;; Otherwise...
1475  (compile-form form)
1476  (unless (remove-store-value)
1477    (emit-push-value))
1478  (emit-push-nil)
1479  'if_acmpeq)
1480
1481(defun compile-if (form)
1482  (let* ((test (second form))
1483         (consequent (third form))
1484         (alternate (fourth form))
1485         (label1 (gensym))
1486         (label2 (gensym))
1487         (instr (compile-test test)))
1488    (emit-clear-values)
1489    (emit instr `,label1)
1490    (compile-form consequent)
1491    (emit 'goto `,label2)
1492    (emit 'label `,label1)
1493    (compile-form alternate)
1494    (emit 'label `,label2)))
1495
1496(defun compile-multiple-value-list (form)
1497  (compile-form (second form))
1498  (unless (remove-store-value)
1499    (emit-push-value))
1500  (emit-invokestatic +lisp-class+
1501                     "multipleValueList"
1502                     "(Lorg/armedbear/lisp/LispObject;)Lorg/armedbear/lisp/LispObject;"
1503                     0)
1504  (emit-store-value))
1505
1506(defun compile-let/let* (form)
1507  (let* ((saved-fp (fill-pointer *locals*))
1508         (varlist (second form))
1509         (specialp nil)
1510         env-var)
1511    ;; Are we going to bind any special variables?
1512    (dolist (varspec varlist)
1513      (let ((var (if (consp varspec) (car varspec) varspec)))
1514        (when (special-variable-p var)
1515          (setq specialp t)
1516          (return))))
1517    ;; If so...
1518    (when specialp
1519      ;; Save current dynamic environment.
1520      (setq env-var (vector-push nil *locals*))
1521      (setq *max-locals* (max *max-locals* (fill-pointer *locals*)))
1522      (ensure-thread-var-initialized)
1523      (emit 'aload *thread*)
1524      (emit-invokevirtual +lisp-thread-class+
1525                          "getDynamicEnvironment"
1526                          "()Lorg/armedbear/lisp/Environment;"
1527                          0)
1528      (emit 'astore env-var))
1529    (ecase (car form)
1530      (LET
1531       (compile-let-vars varlist))
1532      (LET*
1533       (compile-let*-vars varlist)))
1534    ;; Body of LET.
1535    (do ((body (cddr form) (cdr body)))
1536        ((null (cdr body))
1537         (compile-form (car body) nil))
1538      (compile-form (car body) t))
1539    (when specialp
1540      ;; Restore dynamic environment.
1541      (emit 'aload *thread*)
1542      (emit 'aload env-var)
1543      (emit-invokevirtual +lisp-thread-class+
1544                          "setDynamicEnvironment"
1545                          "(Lorg/armedbear/lisp/Environment;)V"
1546                          -2))
1547    ;; Restore fill pointer to its saved value so the slots used by these
1548    ;; bindings will again be available.
1549    (setf (fill-pointer *locals*) saved-fp)))
1550
1551(defun compile-let-vars (varlist)
1552  ;; Generate code to evaluate the initforms and leave the resulting values
1553  ;; on the stack.
1554  (dolist (varspec varlist)
1555    (let (var initform)
1556      (cond ((consp varspec)
1557             (setq var (car varspec)
1558                   initform (cadr varspec)))
1559            (t
1560             (setq var varspec
1561                   initform nil)))
1562      (cond (initform
1563             (compile-form initform)
1564             (emit-push-value))
1565            (t
1566             (emit-push-nil)))))
1567  ;; Add local variables to local variables vector.
1568  (dolist (varspec varlist)
1569    (let ((var (if (consp varspec) (car varspec) varspec)))
1570      (unless (special-variable-p var)
1571        (vector-push var *locals*))))
1572  (setq *max-locals* (max *max-locals* (fill-pointer *locals*)))
1573  ;; At this point the initial values are on the stack. Now generate code to
1574  ;; pop them off one by one and store each one in the corresponding local or
1575  ;; special variable. In order to do this, we must process the variable list
1576  ;; in reverse order.
1577  (do* ((varlist (reverse varlist) (cdr varlist))
1578        (varspec (car varlist) (car varlist))
1579        (var (if (consp varspec) (car varspec) varspec))
1580        (i (1- (fill-pointer *locals*)) (1- i)))
1581       ((null varlist))
1582    (cond ((special-variable-p var)
1583           (let ((g (declare-symbol var)))
1584             (emit 'getstatic
1585                   *this-class*
1586                   g
1587                   "Lorg/armedbear/lisp/Symbol;")
1588             (emit 'swap)
1589             (emit-invokestatic +lisp-class+
1590                                "bindSpecialVariable"
1591                                "(Lorg/armedbear/lisp/Symbol;Lorg/armedbear/lisp/LispObject;)V"
1592                                -2)))
1593          (t
1594           (emit 'astore i)))))
1595
1596(defun compile-let*-vars (varlist)
1597  ;; Generate code to evaluate initforms and bind variables.
1598  (let ((i (fill-pointer *locals*)))
1599    (dolist (varspec varlist)
1600      (let (var initform)
1601        (cond ((consp varspec)
1602               (setq var (car varspec)
1603                     initform (cadr varspec)))
1604              (t
1605               (setq var varspec
1606                     initform nil)))
1607        (cond (initform
1608               (compile-form initform)
1609               (emit-push-value))
1610              (t
1611               (emit-push-nil)))
1612        (cond ((special-variable-p var)
1613               (let ((g (declare-symbol var)))
1614                 (emit 'getstatic
1615                       *this-class*
1616                       g
1617                       "Lorg/armedbear/lisp/Symbol;")
1618                 (emit 'swap)
1619                 (emit-invokestatic +lisp-class+
1620                                    "bindSpecialVariable"
1621                                    "(Lorg/armedbear/lisp/Symbol;Lorg/armedbear/lisp/LispObject;)V"
1622                                    -2)))
1623              (t
1624               (emit 'astore i)
1625               (vector-push var *locals*)
1626               (incf i))))))
1627  (setq *max-locals* (max *max-locals* (fill-pointer *locals*))))
1628
1629(defvar *tags* ())
1630
1631(defstruct tag name label)
1632
1633(defun label-for-tag (name)
1634  (let ((index (position name *tags* :from-end t :key #'tag-name)))
1635;;     (format t "find-tag index = ~S~%" index)
1636    (when index
1637      (tag-label (aref *tags* index)))))
1638
1639(defun compile-tagbody (form)
1640  (let ((saved-fp (fill-pointer *tags*))
1641        (body (cdr form)))
1642    ;; Scan for tags.
1643    (dolist (f body)
1644      (when (atom f)
1645        (let ((name f)
1646              (label (gensym)))
1647          (vector-push (make-tag :name name :label label) *tags*))))
1648    (dolist (f body)
1649      (cond ((atom f)
1650             (let ((label (label-for-tag f)))
1651               (unless label
1652                 (error "COMPILE-TAGBODY: tag not found: ~S" f))
1653               (emit 'label label)))
1654            (t
1655             (compile-form f t))))
1656    (setf (fill-pointer *tags*) saved-fp))
1657  ;; TAGBODY returns NIL.
1658  (emit-push-nil)
1659  (emit-store-value))
1660
1661(defun compile-go (form)
1662  (let* ((name (cadr form))
1663         (label (label-for-tag name)))
1664    (unless label
1665      (error "COMPILE-GO: tag not found: ~S" name))
1666  (emit 'goto label)))
1667
1668(defun compile-block (form)
1669   (let* ((rest (cdr form))
1670          (block-label (car rest))
1671          (block-exit (gensym))
1672          (*blocks* (acons block-label block-exit *blocks*)))
1673     (do* ((forms (cdr rest) (cdr forms)))
1674          ((null forms))
1675       (compile-form (car forms) (cdr forms)))
1676     (emit 'label `,block-exit)))
1677
1678(defun compile-progn (form)
1679  (dolist (form (cdr form))
1680    (compile-form form)))
1681
1682(defun compile-setq (form)
1683  (let* ((rest (cdr form))
1684         (len (length rest))
1685         (sym (car rest))
1686         (index (position sym *locals* :from-end t)))
1687    (unless (= len 2)
1688      (error "COMPILE-SETQ too many args for SETQ"))
1689    (when index
1690      (compile-form (cadr rest))
1691      (emit-push-value)
1692      (emit 'astore index)
1693      (return-from compile-setq))
1694    ;; index is NIL, look in *args* ...
1695    (setq index (position sym *args*))
1696    (when index
1697      (cond (*using-arg-array*
1698             (emit 'aload 1)
1699             (emit 'bipush index)
1700             (compile-form (cadr rest))
1701             (emit-push-value)
1702             (emit 'aastore))
1703            (t
1704             (compile-form (cadr rest))
1705             (emit-push-value)
1706             (emit 'astore (1+ index))))
1707      (return-from compile-setq))
1708    ;; still not found
1709    ;; must be a global variable
1710    (let ((g (declare-symbol sym)))
1711      (emit 'getstatic
1712            *this-class*
1713            g
1714            "Lorg/armedbear/lisp/Symbol;")
1715      (compile-form (cadr rest))
1716      (unless (remove-store-value)
1717        (emit-push-value))
1718      (emit-invokestatic +lisp-class+
1719                         "setSpecialVariable"
1720                         "(Lorg/armedbear/lisp/Symbol;Lorg/armedbear/lisp/LispObject;)Lorg/armedbear/lisp/LispObject;"
1721                         -1)
1722      (emit-store-value))))
1723
1724(defun compile-quote (form)
1725   (let ((obj (second form)))
1726     (cond ((null obj)
1727            (emit-push-nil)
1728            (emit-store-value))
1729           ((symbolp obj)
1730            (if (symbol-package obj)
1731                (let ((g (declare-symbol obj)))
1732                  (emit 'getstatic
1733                        *this-class*
1734                        g
1735                        "Lorg/armedbear/lisp/Symbol;")
1736                  (emit-store-value))
1737                (compile-constant obj)))
1738           ((listp obj)
1739            (let ((g (declare-object-as-string obj)))
1740              (emit 'getstatic
1741                    *this-class*
1742                    g
1743                    +lisp-object+)
1744              (emit-store-value)))
1745           ((constantp obj)
1746            (compile-constant obj))
1747           (t
1748            (error "COMPILE-QUOTE: unsupported case: ~S" form)))))
1749
1750(defun compile-declare (form)
1751  ;; Nothing to do.
1752  )
1753
1754(defun compile-function (form)
1755   (let ((obj (second form)))
1756     (cond ((symbolp obj)
1757            (let ((g (declare-symbol obj)))
1758              (emit 'getstatic
1759                    *this-class*
1760                    g
1761                    "Lorg/armedbear/lisp/Symbol;")
1762              (emit-invokevirtual +lisp-object-class+
1763                                  "getSymbolFunctionOrDie"
1764                                  "()Lorg/armedbear/lisp/LispObject;"
1765                                  0)
1766              (emit-store-value)))
1767           #+nil
1768           ((and (consp obj) (eq (car obj) 'LAMBDA))
1769            ;; FIXME We need to construct a proper lexical environment here
1770            ;; and pass it to coerceToFunction().
1771            (let ((g (declare-object-as-string obj)))
1772              (emit 'getstatic
1773                    *this-class*
1774                    g
1775                    +lisp-object+)
1776              (emit-invokestatic +lisp-class+
1777                                 "coerceToFunction"
1778                                 "(Lorg/armedbear/lisp/LispObject;)Lorg/armedbear/lisp/Function;"
1779                                 0)
1780              (emit-store-value)))
1781           (t
1782            (error "COMPILE-FUNCTION: unsupported case: ~S" form)))))
1783
1784(defun compile-return-from (form)
1785   (let* ((rest (cdr form))
1786          (block-label (car rest))
1787          (block-exit (cdr (assoc block-label *blocks*)))
1788          (result-form (cadr rest)))
1789     (unless block-exit
1790       (error "no block named ~S is currently visible" block-label))
1791     (compile-form result-form)
1792     (emit 'goto `,block-exit)))
1793
1794(defun compile-plus (form)
1795  (let* ((args (cdr form))
1796         (len (length args)))
1797    (case len
1798      (2
1799       (let ((first (first args))
1800             (second (second args)))
1801         (cond
1802          ((eql first 1)
1803           (compile-form second)
1804           (emit-invoke-method "incr"))
1805          ((eql second 1)
1806           (compile-form first)
1807           (emit-invoke-method "incr"))
1808          (t
1809           (compile-binary-operation "add" args)))))
1810      (t
1811       (compile-function-call '+ args)))))
1812
1813(defun compile-minus (form)
1814  (let* ((args (cdr form))
1815         (len (length args)))
1816    (case len
1817      (2
1818       (let ((first (first args))
1819             (second (second args)))
1820         (cond
1821          ((eql second 1)
1822           (compile-form first)
1823           (emit-invoke-method "decr"))
1824          (t
1825           (compile-binary-operation "subtract" args)))))
1826      (t
1827       (compile-function-call '- args)))))
1828
1829(defun compile-variable-ref (form)
1830  (let ((index (position form *locals* :from-end t)))
1831    (when index
1832      (emit 'aload index)
1833      (emit-store-value)
1834      (return-from compile-variable-ref)))
1835  ;; Not found in locals; look in args.
1836  (let ((index (position form *args*)))
1837    (when index
1838      (cond (*using-arg-array*
1839             (emit 'aload 1)
1840             (emit 'bipush index)
1841             (emit 'aaload)
1842             (emit-store-value)
1843             (return-from compile-variable-ref))
1844            (t
1845             (emit 'aload (1+ index))
1846             (emit-store-value)
1847             (return-from compile-variable-ref)))))
1848
1849  ;; Otherwise it must be a global variable.
1850  (let ((g (declare-symbol form)))
1851    (emit 'getstatic
1852          *this-class*
1853          g
1854          "Lorg/armedbear/lisp/Symbol;")
1855    (emit-invokevirtual +lisp-symbol-class+
1856                        "symbolValue"
1857                        "()Lorg/armedbear/lisp/LispObject;"
1858                        0)
1859    (emit-store-value)
1860    (return-from compile-variable-ref)))
1861
1862;; If for-effect is true, no value needs to be left on the stack.
1863(defun compile-form (form &optional for-effect)
1864  (cond
1865   ((consp form)
1866    (let ((first (first form))
1867          (rest (rest form)))
1868      (when (macro-function first)
1869        (compile-form (macroexpand form))
1870        (return-from compile-form))
1871      (when (symbolp first)
1872        (let ((handler (get first 'jvm-compile)))
1873          (when handler
1874            (funcall handler form)
1875            (return-from compile-form))))
1876      (cond
1877       ((special-operator-p first)
1878        (error "COMPILE-FORM unhandled special operator ~S" first))
1879       (t ; Function call.
1880        (compile-function-call first rest for-effect)))))
1881   ((eq form '())
1882    (unless for-effect
1883      (emit-push-nil)
1884      (emit-store-value)))
1885   ((eq form t)
1886    (unless for-effect
1887      (emit-push-t)
1888      (emit-store-value)))
1889   ((symbolp form)
1890    (when (keywordp form)
1891      (let ((g (declare-keyword form)))
1892        (emit 'getstatic
1893              *this-class*
1894              g
1895              "Lorg/armedbear/lisp/Symbol;"))
1896      (emit-store-value)
1897      (return-from compile-form))
1898
1899    (compile-variable-ref form))
1900   ((constantp form)
1901    (unless for-effect
1902      (compile-constant form)))
1903   (t
1904    (error "COMPILE-FORM unhandled case ~S" form))))
1905
1906;; Returns descriptor.
1907(defun analyze-args (args)
1908  (assert (not (memq '&AUX args)))
1909  (when (or (memq '&KEY args)
1910            (memq '&OPTIONAL args)
1911            (memq '&REST args))
1912    (setq *using-arg-array* t)
1913    (setq *hairy-arglist-p* t)
1914    (return-from analyze-args #.(format nil "([~A)~A" +lisp-object+ +lisp-object+)))
1915  (case (length args)
1916    (0 #.(format nil "()~A" +lisp-object+))
1917    (1 #.(format nil "(~A)~A" +lisp-object+ +lisp-object+))
1918    (2 #.(format nil "(~A~A)~A" +lisp-object+ +lisp-object+ +lisp-object+))
1919    (3 #.(format nil "(~A~A~A)~A" +lisp-object+ +lisp-object+ +lisp-object+ +lisp-object+))
1920    (t (setq *using-arg-array* t)
1921       #.(format nil "([~A)~A" +lisp-object+ +lisp-object+))))
1922
1923(defun compile-defun (name form)
1924  (unless (eq (car form) 'LAMBDA)
1925    (return-from compile-defun nil))
1926  (setq form (transform form))
1927  (let* ((*defun-name* name)
1928         (*declared-symbols* (make-hash-table))
1929         (*declared-functions* (make-hash-table))
1930         (*this-class* "org/armedbear/lisp/out")
1931         (args (cadr form))
1932         (body (cddr form))
1933         (*using-arg-array* nil)
1934         (*hairy-arglist-p* nil)
1935         (descriptor (analyze-args args))
1936         (execute-method (make-method :name "execute"
1937                                      :descriptor descriptor))
1938         (*code* ())
1939         (*static-code* ())
1940         (*fields* ())
1941         (*blocks* ())
1942         (*tags* (make-array 256 :fill-pointer 0)) ; FIXME Remove hard limit!
1943         (*args* (make-array 256 :fill-pointer 0)) ; FIXME Remove hard limit!
1944         (*locals* (make-array 256 :fill-pointer 0)) ; FIXME Remove hard limit!
1945         (*max-locals* 0)
1946         (*pool* ())
1947         (*pool-count* 1)
1948         (*val* nil)
1949         (*thread* nil)
1950         (*thread-var-initialized* nil))
1951    (setf (method-name-index execute-method)
1952          (pool-name (method-name execute-method)))
1953    (setf (method-descriptor-index execute-method)
1954          (pool-name (method-descriptor execute-method)))
1955    (if *hairy-arglist-p*
1956        (let* ((fun (sys::make-compiled-function nil args body))
1957               (vars (sys::varlist fun)))
1958          (dolist (var vars)
1959            (vector-push var *args*)))
1960        (dolist (arg args)
1961          (vector-push arg *args*)))
1962    (if *using-arg-array*
1963        ;; Using arg array: slot 0 is "this" pointer, slot 1 is arg array,
1964        ;; first available slot is 2.
1965        (setf (fill-pointer *locals*) 2)
1966        ;; Not using arg array: slot 0 is "this" pointer, next N slots are used
1967        ;; for args.
1968        (setf (fill-pointer *locals*) (1+ (length args))))
1969    ;; Reserve the next available slot for the value register.
1970    (setq *val* (fill-pointer *locals*))
1971    (incf (fill-pointer *locals*))
1972    (setf *max-locals* (fill-pointer *locals*))
1973    ;; Reserve the next available slot for the thread register.
1974    (setq *thread* (fill-pointer *locals*))
1975    (incf (fill-pointer *locals*))
1976    (setf *max-locals* (fill-pointer *locals*))
1977    (when *hairy-arglist-p*
1978      (emit 'aload_0)
1979      (emit 'aload_1)
1980      (emit-invokevirtual *this-class*
1981                          "processArgs"
1982                          "([Lorg/armedbear/lisp/LispObject;)[Lorg/armedbear/lisp/LispObject;"
1983                          -1)
1984      (emit 'astore_1))
1985    (dolist (f body)
1986      (compile-form f))
1987    (unless (remove-store-value)
1988      (emit-push-value)) ; leave result on stack
1989    (emit 'areturn)
1990    (setf (method-code execute-method) (code-bytes *code*))
1991    (setf (method-max-locals execute-method) *max-locals*)
1992
1993    (let* ((super
1994            (if *hairy-arglist-p*
1995                "org.armedbear.lisp.CompiledFunction"
1996                (case (length args)
1997                  (0 "org.armedbear.lisp.Primitive0")
1998                  (1 "org.armedbear.lisp.Primitive1")
1999                  (2 "org.armedbear.lisp.Primitive2")
2000                  (3 "org.armedbear.lisp.Primitive3")
2001                  (t "org.armedbear.lisp.Primitive"))))
2002           (this-index (pool-class *this-class*))
2003           (super-index (pool-class super))
2004           (constructor (make-constructor super *defun-name* args body)))
2005      (pool-name "Code") ; Must be in pool!
2006
2007      ;; Write class file (out.class in current directory).
2008      (with-open-file (*stream* "out.class"
2009                                :direction :output
2010                                :element-type 'unsigned-byte
2011                                :if-exists :supersede)
2012        (write-u4 #xCAFEBABE)
2013        (write-u2 3)
2014        (write-u2 45)
2015        (write-pool)
2016        ;; access flags
2017        (write-u2 #x21)
2018        (write-u2 this-index)
2019        (write-u2 super-index)
2020        ;; interfaces count
2021        (write-u2 0)
2022        ;; fields count
2023        (write-u2 (length *fields*))
2024        ;; fields
2025        (dolist (field *fields*)
2026          (write-field field))
2027        ;; methods count
2028        (write-u2 2)
2029        ;; methods
2030        (write-method execute-method)
2031        (write-method constructor)
2032        ;; attributes count
2033        (write-u2 0))))
2034  (sys::load-compiled-function "out.class"))
2035
2036(defun get-lambda-to-compile (definition-designator)
2037  (if (and (consp definition-designator)
2038           (eq (car definition-designator) 'LAMBDA))
2039      definition-designator
2040      (multiple-value-bind (lambda-expression closure-p)
2041        (function-lambda-expression definition-designator)
2042        (when closure-p
2043          (error "unable to compile function defined in non-null lexical environment"))
2044  (unless lambda-expression
2045    (error "can't find a definition"))
2046        lambda-expression)))
2047
2048(defun load-verbose-prefix ()
2049  (with-output-to-string (s)
2050    (princ #\; s)
2051    (dotimes (i (1- sys::*load-depth*))
2052      (princ #\space s))))
2053
2054(defun jvm-compile (name &optional definition)
2055  (let ((prefix (load-verbose-prefix)))
2056    (when name
2057      (format t "~A Compiling ~S ...~%" prefix name)
2058      (when (and (fboundp name) (typep (fdefinition name) 'generic-function))
2059        (format t "~A Unable to compile generic function ~S~%" prefix name)
2060        (return-from jvm-compile (values name nil t)))
2061      (unless (symbolp name)
2062        (format t "~A Unable to compile ~S~%" prefix name)
2063        (return-from jvm-compile (values name nil t))))
2064    (unless definition
2065      (sys::resolve name)
2066      (setf definition (fdefinition name))
2067      (when (compiled-function-p definition)
2068        (when name
2069          (format t "~A Already compiled ~S~%" prefix name))
2070        (return-from jvm-compile (values name nil nil))))
2071    (handler-case
2072        (let* ((*package* (if (and name (symbol-package name))
2073                              (symbol-package name)
2074                              *package*))
2075               (expr (get-lambda-to-compile definition))
2076               (compiled-definition (compile-defun name expr)))
2077          (when (and name (functionp compiled-definition))
2078            (sys::%set-lambda-name compiled-definition name)
2079            (sys::%set-call-count compiled-definition (sys::%call-count definition))
2080            (sys::%set-arglist compiled-definition (sys::arglist definition))
2081            (if (macro-function name)
2082                (setf (fdefinition name) (sys::make-macro compiled-definition))
2083                (setf (fdefinition name) compiled-definition)))
2084          (when name
2085            (format t "~A Compiled ~S~%" prefix name))
2086          (values (or name compiled-definition) nil nil))
2087      (error (c)
2088             (format t "Error: ~S~%" c)
2089             (when name (format t "~A Unable to compile ~S~%" prefix name))
2090             (values (or name (sys::coerce-to-function definition)) nil t)))))
2091
2092(defun jvm-compile-package (package-designator)
2093  (let ((pkg (if (packagep package-designator)
2094                 package-designator
2095                 (find-package package-designator))))
2096      (dolist (sym (sys::package-symbols pkg))
2097        (when (fboundp sym)
2098          (unless (or (special-operator-p sym) (macro-function sym))
2099            ;; Force autoload to be resolved.
2100            (sys::resolve sym)
2101            (let ((f (fdefinition sym)))
2102              (unless (compiled-function-p f)
2103                (jvm-compile sym)))))))
2104  t)
2105
2106(defun install-handler (fun &optional handler)
2107  (let ((handler (or handler
2108                     (find-symbol (concatenate 'string "COMPILE-" (symbol-name fun)) 'jvm))))
2109    (unless (and handler (fboundp handler))
2110      (error "no handler for ~S" fun))
2111    (setf (get fun 'jvm-compile) handler)))
2112
2113(mapc #'install-handler '(block
2114                          declare
2115                          function
2116                          go
2117                          if
2118                          multiple-value-list
2119                          progn
2120                          quote
2121                          return-from
2122                          setq
2123                          tagbody))
2124
2125(install-handler 'let  'compile-let/let*)
2126(install-handler 'let* 'compile-let/let*)
2127(install-handler '+    'compile-plus)
2128(install-handler '-    'compile-minus)
2129
2130(defun process-optimization-declarations (forms)
2131  (let (alist ())
2132    (dolist (form forms)
2133      (unless (and (consp form) (eq (car form) 'declare))
2134        (return))
2135      (let ((decl (cadr form)))
2136        (when (eq (car decl) 'optimize)
2137          (dolist (spec (cdr decl))
2138            (let ((val 3)
2139                  (quantity spec))
2140              (if (consp spec)
2141                  (setq quantity (car spec) val (cadr spec)))
2142              (if (and (fixnump val) (<= 0 val 3) (memq quantity '(debug speed space safety compilation-speed)))
2143                  (push (cons quantity val) alist)))))))
2144    alist))
2145
2146(defun compile (name &optional definition)
2147  (if (consp name)
2148      (return-from compile (values name nil nil)))
2149  (if (and name (fboundp name) (typep (symbol-function name) 'generic-function))
2150      (return-from compile (values name nil nil)))
2151  (unless definition
2152    (setq definition (or (and (symbolp name) (macro-function name))
2153                         (fdefinition name))))
2154  (let ((expr (get-lambda-to-compile definition))
2155        (speed nil))
2156    (when (eq (car expr) 'lambda)
2157      (let ((decls (process-optimization-declarations (cddr expr))))
2158        (setf speed (cdr (assoc 'speed decls)))))
2159    (if (eql speed 3)
2160        (progn
2161          (c::%compile name definition)
2162          (jvm-compile name definition))
2163        (progn
2164          (c::%compile name definition)
2165          ))))
2166
2167(defmacro defun (name lambda-list &rest body)
2168  `(progn
2169     (sys::%defun ',name ',lambda-list ',body)
2170     (compile ',name)
2171     ',name))
2172
2173(mapc #'jvm-compile '(pool-add
2174                      pool-find-entry
2175                      pool-name
2176                      pool-get
2177                      compile-form))
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.