source: trunk/j/src/org/armedbear/lisp/jvm.lisp @ 4681

Last change on this file since 4681 was 4681, checked in by piso, 18 years ago

Work in progress.

File size: 74.8 KB
Line 
1;;; jvm.lisp
2;;;
3;;; Copyright (C) 2003 Peter Graves
4;;; $Id: jvm.lisp,v 1.20 2003-11-08 19:08:36 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 depth)
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 :depth 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 "STACK-EFFECT unsupported opcode ~S~%"
707             (instruction-opcode instruction))
708     0)))
709
710(defun walk-code (code start-index depth)
711  (do* ((i start-index (1+ i))
712        (limit (length code)))
713       ((>= i limit) depth)
714    (let ((instruction (svref code i)))
715      (when (instruction-depth instruction)
716        (return-from walk-code))
717      (setf (instruction-depth instruction) depth)
718      (setf depth (+ depth (instruction-stack instruction)))
719      (if (branch-opcode-p (instruction-opcode instruction))
720          (let ((label (car (instruction-args instruction))))
721;;             (format t "target = ~S~%" target)
722            (walk-code code (symbol-value label) depth)
723            )
724          ()))))
725
726(defun analyze-stack (code)
727  (sys::require-type code 'vector)
728  (dotimes (i (length code))
729    (let* ((instruction (svref code i))
730           (opcode (instruction-opcode instruction)))
731      (when (eql opcode 202)
732        (let ((label (car (instruction-args instruction))))
733          (set label i)))
734      (unless (instruction-stack instruction)
735        (setf (instruction-stack instruction) (stack-effect opcode)))))
736  (walk-code code 0 0)
737  (let ((max-stack 0))
738    (dotimes (i (length code))
739      (let ((instruction (svref code i)))
740        (setf max-stack (max max-stack (instruction-depth instruction)))))
741;;     (format t "max-stack = ~D~%" max-stack)
742    max-stack))
743
744(defvar *max-stack*)
745
746;; CODE is a list of INSTRUCTIONs.
747(defun code-bytes (code)
748  (setf code (coerce code 'vector))
749  (setf code (nreverse code))
750
751;;   (fresh-line)
752;;   (format t "-- begin code --~%")
753;;   (dotimes (i (length code))
754;;     (format t "~S~%" (svref code i)))
755;;   (format t "--- end code ---~%")
756
757;;   ;; Make a list of the labels that are actually branched to.
758;;   (let ((branch-targets ()))
759;;     (dotimes (i (length code))
760;;       (let ((instruction (svref code i)))
761;;         (when (branch-opcode-p (instruction-opcode instruction))
762;;           (push branch-targets (car (instruction-args instruction))))))
763;;     (format t "branch-targets = ~S~%" branch-targets)
764
765;;     ;; Remove labels that are not used as branch targets.
766;;     (dotimes (i (length code))
767;;       (let ((instruction (svref code i)))
768;;         (when (= (instruction-opcode instruction) 202) ; LABEL
769;;           (let ((label (car (instruction-args instruction))))
770;;             (unless (member label branch-targets)
771;;               (setf (instruction-opcode instruction) 0)))))))
772
773  (dotimes (i (length code))
774    (let ((instruction (svref code i)))
775      (when (and (< i (1- (length code)))
776                 (= (instruction-opcode instruction) 167) ; GOTO
777        (let ((next-instruction (svref code (1+ i))))
778          (when (and (= (instruction-opcode next-instruction) 202) ; LABEL
779                     (eq (car (instruction-args instruction))
780                         (car (instruction-args next-instruction))))
781            (setf (instruction-opcode instruction) 0)))))))
782
783  (setf code (delete 0 code :key #'instruction-opcode))
784
785;;   (fresh-line)
786;;   (format t "-- begin code --~%")
787;;   (dotimes (i (length code))
788;;     (format t "~S~%" (svref code i)))
789;;   (format t "--- end code ---~%")
790
791;;   (setf code (coerce code 'list))
792
793  ;; FIXME Do stack analysis here!
794  (setf *max-stack* (analyze-stack code))
795
796  (let ((code (resolve-opcodes code))
797        (length 0))
798    ;; Pass 1: calculate label offsets and overall length.
799    (dotimes (i (length code))
800      (let* ((instruction (aref code i))
801             (opcode (instruction-opcode instruction)))
802        (if (= opcode 202) ; LABEL
803            (let ((label (car (instruction-args instruction))))
804              (set label length))
805            (incf length (opcode-size opcode)))))
806    ;; Pass 2: replace labels with calculated offsets.
807    (let ((index 0))
808      (dotimes (i (length code))
809        (let ((instruction (aref code i)))
810          (when (branch-opcode-p (instruction-opcode instruction))
811            (let* ((label (car (instruction-args instruction)))
812                   (offset (- (symbol-value `,label) index)))
813              (setf (instruction-args instruction) (u2 offset))))
814          (unless (= (instruction-opcode instruction) 202) ; LABEL
815            (incf index (opcode-size (instruction-opcode instruction)))))))
816
817    ;; Expand instructions into bytes, skipping LABEL pseudo-instructions.
818    (let ((bytes (make-array length))
819          (index 0))
820      (dotimes (i (length code))
821        (let ((instruction (aref code i)))
822          (unless (= (instruction-opcode instruction) 202) ; LABEL
823            (setf (svref bytes index) (instruction-opcode instruction))
824            (incf index)
825            (dolist (byte (instruction-args instruction))
826              (setf (svref bytes index) byte)
827              (incf index)))))
828      bytes)))
829
830(defun write-u1 (n)
831  (write-byte (logand n #xFF) *stream*))
832
833(defun write-u2 (n)
834  (write-byte (ash n -8) *stream*)
835  (write-byte (logand n #xFF) *stream*))
836
837(defun write-u4 (n)
838  (write-u2 (ash n -16))
839  (write-u2 (logand n #xFFFF)))
840
841(defun write-utf8 (string)
842  (dotimes (i (length string))
843    (write-u1 (char-int (char string i)))))
844
845(defun write-cp-entry (entry)
846  (write-u1 (first entry))
847  (case (first entry)
848    (1
849     (write-u2 (second entry))
850     (write-utf8 (third entry)))
851    ((5 6)
852     (write-u4 (second entry))
853     (write-u4 (third entry)))
854    ((9 10 11 12)
855     (write-u2 (second entry))
856     (write-u2 (third entry)))
857    ((7 8)
858     (write-u2 (second entry)))
859    (t
860     (error "WRITE-CP-ENTRY unhandled tag ~D~%" (car entry)))
861  ))
862
863(defun write-pool ()
864  (write-u2 *pool-count*)
865  (dolist (entry (reverse *pool*))
866    (write-cp-entry entry)))
867
868(defstruct field
869  access-flags
870  name
871  descriptor
872  name-index
873  descriptor-index)
874
875(defstruct method
876  access-flags
877  name
878  descriptor
879  name-index
880  descriptor-index
881  max-stack
882  max-locals
883  code)
884
885(defun make-constructor (super name args body)
886  (let* ((constructor (make-method :name "<init>"
887                                   :descriptor "()V"))
888         (*code* ()))
889    (setf (method-name-index constructor) (pool-name (method-name constructor)))
890    (setf (method-descriptor-index constructor) (pool-name (method-descriptor constructor)))
891    (setf (method-max-locals constructor) 1)
892    (cond (*hairy-arglist-p*
893           (emit 'aload_0) ;; this
894           (emit 'aconst_null) ;; name
895           (let ((s (format nil "~S" args)))
896             (emit 'ldc
897                   (pool-string s))
898             (emit-invokestatic "org/armedbear/lisp/Lisp"
899                                "readObjectFromString"
900                                "(Ljava/lang/String;)Lorg/armedbear/lisp/LispObject;"
901                                0))
902           (emit-push-nil) ;; body
903           (emit 'aconst_null) ;; environment
904           (emit-invokespecial super
905                               "<init>"
906                               "(Ljava/lang/String;Lorg/armedbear/lisp/LispObject;Lorg/armedbear/lisp/LispObject;Lorg/armedbear/lisp/Environment;)V"
907                               -4))
908          (t
909           (emit 'aload_0)
910           (emit-invokespecial super
911                               "<init>"
912                               "()V"
913                               0)))
914    (setq *code* (append *static-code* *code*))
915    (emit 'return)
916    (setf (method-code constructor) (code-bytes *code*))
917    constructor))
918
919(defun write-code-attr (method)
920  (let* ((name-index (pool-name "Code"))
921         (code (method-code method))
922         (code-length (length code))
923         (length (+ code-length 12))
924         (max-stack (or (method-max-stack method) 20))
925         (max-locals (or (method-max-locals method) 1)))
926    (write-u2 name-index)
927    (write-u4 length)
928    (write-u2 max-stack)
929    (write-u2 max-locals)
930    (write-u4 code-length)
931    (dotimes (i code-length)
932      (write-u1 (svref code i)))
933    (write-u2 0) ; exception table length
934    (write-u2 0) ; attributes count
935    ))
936
937(defun write-method (method)
938  (write-u2 (or (method-access-flags method) #x1)) ; access flags
939  (write-u2 (method-name-index method))
940  (write-u2 (method-descriptor-index method))
941  (write-u2 1) ; attributes count
942  (write-code-attr method))
943
944(defun write-field (field)
945  (write-u2 (or (field-access-flags field) #x1)) ; access flags
946  (write-u2 (field-name-index field))
947  (write-u2 (field-descriptor-index field))
948  (write-u2 0)) ; attributes count
949
950(defun declare-field (name descriptor)
951  (let ((field (make-field :name name :descriptor descriptor)))
952    (setf (field-access-flags field) (logior #x8 #x2)) ; private static
953    (setf (field-name-index field) (pool-name (field-name field)))
954    (setf (field-descriptor-index field) (pool-name (field-descriptor field)))
955    (setq *fields* (cons field *fields*))))
956
957(defun sanitize (symbol)
958  (let* ((input (symbol-name symbol))
959         (output (make-array (length input) :fill-pointer 0 :element-type 'character)))
960    (dotimes (i (length input))
961      (let ((c (char-upcase (char input i))))
962        (cond ((<= #.(char-code #\A) (char-code c) #.(char-code #\Z))
963               (vector-push c output))
964              ((eql c #\-)
965               (vector-push #\_ output)))))
966    (when (plusp (length output))
967      output)))
968
969(defvar *declared-symbols* ())
970(defvar *declared-functions* ())
971
972(defun declare-symbol (symbol)
973  (let ((g (gethash symbol *declared-symbols*)))
974    (unless g
975      (let ((*code* *static-code*)
976            (s (sanitize symbol)))
977        (setq g (symbol-name (gensym)))
978        (when s
979          (setq g (concatenate 'string g "_" s)))
980        (declare-field g "Lorg/armedbear/lisp/Symbol;")
981        (emit 'ldc
982              (pool-string (symbol-name symbol)))
983        (emit 'ldc
984              (pool-string (package-name (symbol-package symbol))))
985        (emit-invokestatic +lisp-class+
986                           "internInPackage"
987                           "(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)Lorg/armedbear/lisp/Symbol;"
988                           -1)
989        (emit 'putstatic
990              *this-class*
991              g
992              "Lorg/armedbear/lisp/Symbol;")
993        (setq *static-code* *code*)
994        (setf (gethash symbol *declared-symbols*) g)))
995    g))
996
997(defun declare-function (symbol)
998  (let ((f (gethash symbol *declared-functions*)))
999    (unless f
1000      (setf f (symbol-name (gensym)))
1001      (let ((s (sanitize symbol)))
1002        (when s
1003          (setf f (concatenate 'string f "_" s))))
1004      (let ((*code* *static-code*)
1005            (g (gethash symbol *declared-symbols*)))
1006        (cond (g
1007               (emit 'getstatic
1008                     *this-class*
1009                     g
1010                     "Lorg/armedbear/lisp/Symbol;"))
1011              (t
1012               (emit 'ldc
1013                     (pool-string (symbol-name symbol)))
1014               (emit 'ldc
1015                     (pool-string (package-name (symbol-package symbol))))
1016               (emit-invokestatic +lisp-class+
1017                                  "internInPackage"
1018                                  "(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)Lorg/armedbear/lisp/Symbol;"
1019                                  -1)))
1020        (declare-field f "Lorg/armedbear/lisp/LispObject;")
1021        (emit-invokevirtual +lisp-symbol-class+
1022                            "getSymbolFunctionOrDie"
1023                            "()Lorg/armedbear/lisp/LispObject;"
1024                            0)
1025        (emit 'putstatic
1026              *this-class*
1027              f
1028              "Lorg/armedbear/lisp/LispObject;")
1029        (setq *static-code* *code*)
1030        (setf (gethash symbol *declared-functions*) f)))
1031    f))
1032
1033(defun declare-keyword (symbol)
1034  (let ((g (symbol-name (gensym)))
1035        (*code* *static-code*))
1036    (declare-field g "Lorg/armedbear/lisp/Symbol;")
1037    (emit 'ldc
1038          (pool-string (symbol-name symbol)))
1039    (emit-invokestatic "org/armedbear/lisp/Keyword"
1040                       "internKeyword"
1041                       "(Ljava/lang/String;)Lorg/armedbear/lisp/Symbol;"
1042                       0)
1043    (emit 'putstatic
1044          *this-class*
1045          g
1046          "Lorg/armedbear/lisp/Symbol;")
1047    (setq *static-code* *code*)
1048    g))
1049
1050(defun declare-object-as-string (obj)
1051  (let ((g (symbol-name (gensym)))
1052        (s (format nil "~S" obj))
1053        (*code* *static-code*))
1054    (declare-field g +lisp-object+)
1055    (emit 'ldc
1056          (pool-string s))
1057    (emit-invokestatic +lisp-class+
1058                       "readObjectFromString"
1059                       "(Ljava/lang/String;)Lorg/armedbear/lisp/LispObject;"
1060                       0)
1061    (emit 'putstatic
1062          *this-class*
1063          g
1064          +lisp-object+)
1065    (setq *static-code* *code*)
1066    g))
1067
1068(defun declare-object (obj)
1069  (let ((key (symbol-name (gensym))))
1070    (sys::remember key obj)
1071    (let* ((g1 (declare-string key))
1072           (g2 (symbol-name (gensym)))
1073           (*code* *static-code*))
1074      (declare-field g2 +lisp-object+)
1075      (emit 'getstatic
1076            *this-class*
1077            g1
1078            +lisp-string+)
1079      (emit 'dup)
1080      (emit-invokestatic +lisp-class+
1081                         "recall"
1082                         "(Lorg/armedbear/lisp/LispString;)Lorg/armedbear/lisp/LispObject;"
1083                         0)
1084      (emit 'putstatic
1085            *this-class*
1086            g2
1087            +lisp-object+)
1088      (emit-invokestatic +lisp-class+
1089                         "forget"
1090                         "(Lorg/armedbear/lisp/LispString;)V"
1091                         -1)
1092      (setq *static-code* *code*)
1093      g2)))
1094
1095(defun declare-string (string)
1096  (let ((g (symbol-name (gensym)))
1097        (*code* *static-code*))
1098    (declare-field g "Lorg/armedbear/lisp/LispString;")
1099    (emit 'ldc
1100          (pool-string string))
1101    (emit-invokestatic "org/armedbear/lisp/LispString"
1102                       "getInstance"
1103                       "(Ljava/lang/String;)Lorg/armedbear/lisp/LispString;"
1104                       0)
1105    (emit 'putstatic
1106          *this-class*
1107          g
1108          +lisp-string+)
1109    (setq *static-code* *code*)
1110    g))
1111
1112(defun compile-constant (form)
1113  (cond
1114   ((sys::fixnump form)
1115    (let ((n form))
1116      (cond ((zerop n)
1117             (emit 'getstatic
1118                   "org/armedbear/lisp/Fixnum"
1119                   "ZERO"
1120                   "Lorg/armedbear/lisp/Fixnum;")
1121             (emit-store-value))
1122            ((= n 1)
1123             (emit 'getstatic
1124                   "org/armedbear/lisp/Fixnum"
1125                   "ONE"
1126                   "Lorg/armedbear/lisp/Fixnum;")
1127             (emit-store-value))
1128            ((= n 2)
1129             (emit 'getstatic
1130                   "org/armedbear/lisp/Fixnum"
1131                   "TWO"
1132                   "Lorg/armedbear/lisp/Fixnum;")
1133             (emit-store-value))
1134            (t
1135             (let ((g (declare-object-as-string n)))
1136               (emit 'getstatic
1137                     *this-class*
1138                     g
1139                     "Lorg/armedbear/lisp/LispObject;")
1140               (emit-store-value))))))
1141   ((numberp form)
1142    (let ((g (declare-object-as-string form)))
1143      (emit 'getstatic
1144            *this-class*
1145            g
1146            "Lorg/armedbear/lisp/LispObject;")
1147      (emit-store-value)))
1148   ((vectorp form)
1149    (let ((g (declare-object-as-string form)))
1150      (emit 'getstatic
1151            *this-class*
1152            g
1153            "Lorg/armedbear/lisp/LispObject;")
1154      (emit-store-value)))
1155   ((stringp form)
1156    (let ((g (declare-string form)))
1157      (emit 'getstatic
1158            *this-class*
1159            g
1160            "Lorg/armedbear/lisp/LispString;")
1161      (emit-store-value)))
1162   ((characterp form)
1163    (let ((g (declare-object-as-string form)))
1164      (emit 'getstatic
1165            *this-class*
1166            g
1167            "Lorg/armedbear/lisp/LispObject;")
1168      (emit-store-value)))
1169   ((symbolp form)
1170    (when (null (symbol-package form))
1171      ;; An uninterned symbol.
1172      (let ((g (declare-object form)))
1173        (emit 'getstatic
1174              *this-class*
1175              g
1176              "Lorg/armedbear/lisp/LispObject;")
1177        (emit-store-value))))
1178   (t
1179    (error "COMPILE-CONSTANT unhandled case ~S" form))))
1180
1181(defun compile-binary-operation (op args)
1182  (compile-form (first args))
1183  (unless (remove-store-value)
1184    (emit-push-value))
1185  (compile-form (second args))
1186  (unless (remove-store-value)
1187    (emit-push-value))
1188  (emit-invokevirtual +lisp-object-class+
1189                      op
1190                      "(Lorg/armedbear/lisp/LispObject;)Lorg/armedbear/lisp/LispObject;"
1191                      -1)
1192  (emit-store-value))
1193
1194(defparameter unary-operators (make-hash-table))
1195
1196(setf (gethash '1+              unary-operators) "incr")
1197(setf (gethash '1-              unary-operators) "decr")
1198(setf (gethash 'ATOM            unary-operators) "ATOM")
1199(setf (gethash 'BIT-VECTOR-P    unary-operators) "BIT_VECTOR_P")
1200(setf (gethash 'CADR            unary-operators) "cadr")
1201(setf (gethash 'CAR             unary-operators) "car")
1202(setf (gethash 'CDDR            unary-operators) "cddr")
1203(setf (gethash 'CDR             unary-operators) "cdr")
1204(setf (gethash 'COMPLEXP        unary-operators) "COMPLEXP")
1205(setf (gethash 'CONSTANTP       unary-operators) "CONSTANTP")
1206(setf (gethash 'DENOMINATOR     unary-operators) "DENOMINATOR")
1207(setf (gethash 'ENDP            unary-operators) "ENDP")
1208(setf (gethash 'EVENP           unary-operators) "EVENP")
1209(setf (gethash 'FIRST           unary-operators) "car")
1210(setf (gethash 'FLOATP          unary-operators) "FLOATP")
1211(setf (gethash 'INTEGERP        unary-operators) "INTEGERP")
1212(setf (gethash 'LENGTH          unary-operators) "LENGTH")
1213(setf (gethash 'LISTP           unary-operators) "LISTP")
1214(setf (gethash 'MINUSP          unary-operators) "MINUSP")
1215(setf (gethash 'NOT             unary-operators) "NOT")
1216(setf (gethash 'NULL            unary-operators) "NOT")
1217(setf (gethash 'NUMBERP         unary-operators) "NUMBERP")
1218(setf (gethash 'NUMERATOR       unary-operators) "NUMERATOR")
1219(setf (gethash 'ODDP            unary-operators) "ODDP")
1220(setf (gethash 'PLUSP           unary-operators) "PLUSP")
1221(setf (gethash 'RATIONALP       unary-operators) "RATIONALP")
1222(setf (gethash 'REALP           unary-operators) "REALP")
1223(setf (gethash 'REST            unary-operators) "cdr")
1224(setf (gethash 'SECOND          unary-operators) "cadr")
1225(setf (gethash 'SIMPLE-STRING-P unary-operators) "SIMPLE_STRING_P")
1226(setf (gethash 'STRINGP         unary-operators) "STRINGP")
1227(setf (gethash 'SYMBOLP         unary-operators) "SYMBOLP")
1228(setf (gethash 'VECTORP         unary-operators) "VECTORP")
1229(setf (gethash 'ZEROP           unary-operators) "ZEROP")
1230
1231
1232(defun compile-function-call-1 (fun args)
1233  (let ((s (gethash fun unary-operators)))
1234    (when s
1235      (compile-form (first args))
1236      (emit-invoke-method s)
1237      (return-from compile-function-call-1 t)))
1238    nil)
1239
1240(defun compile-function-call-2 (fun args)
1241  (case fun
1242    (EQ
1243     (compile-form (first args))
1244     (unless (remove-store-value)
1245       (emit-push-value))
1246     (compile-form (second args))
1247     (unless (remove-store-value)
1248       (emit-push-value))
1249     (let ((label1 (gensym))
1250           (label2 (gensym)))
1251       (emit 'if_acmpeq `,label1)
1252       (emit-push-nil)
1253       (emit 'goto `,label2)
1254       (emit 'label `,label1)
1255       (emit-push-t)
1256       (emit 'label `,label2))
1257     (emit-store-value)
1258     t)
1259    (EQL
1260     (compile-binary-operation "EQL" args)
1261     t)
1262    (+
1263     (compile-binary-operation "add" args)
1264     t)
1265    (-
1266     (compile-binary-operation "subtract" args)
1267     t)
1268    (/
1269     (compile-binary-operation "divideBy" args)
1270     t)
1271    (*
1272     (compile-binary-operation "multiplyBy" args)
1273     t)
1274    (<
1275     (compile-binary-operation "IS_LT" args)
1276     t)
1277    (<=
1278     (compile-binary-operation "IS_LE" args)
1279     t)
1280    (>
1281     (compile-binary-operation "IS_GT" args)
1282     t)
1283    (>=
1284     (compile-binary-operation "IS_GE" args)
1285     t)
1286    (=
1287     (compile-binary-operation "IS_E" args)
1288     t)
1289    (/=
1290     (compile-binary-operation "IS_NE" args)
1291     t)
1292    (AREF
1293     (compile-binary-operation "AREF" args)
1294     t)
1295    (LIST
1296     (compile-form (first args))
1297     (unless (remove-store-value)
1298       (emit-push-value))
1299     (compile-form (second args))
1300     (unless (remove-store-value)
1301       (emit-push-value))
1302     (emit-invokestatic +lisp-class+
1303                        "list2"
1304                        "(Lorg/armedbear/lisp/LispObject;Lorg/armedbear/lisp/LispObject;)Lorg/armedbear/lisp/Cons;"
1305                        -1)
1306     (emit-store-value)
1307     t)
1308    (SYS::SIMPLE-TYPEP
1309     (compile-binary-operation "typep" args))
1310    (t
1311     nil)))
1312
1313(defun compile-function-call-3 (fun args)
1314  (case fun
1315    (LIST
1316     (compile-form (first args))
1317     (unless (remove-store-value)
1318       (emit-push-value))
1319     (compile-form (second args))
1320     (unless (remove-store-value)
1321       (emit-push-value))
1322     (compile-form (third args))
1323     (unless (remove-store-value)
1324       (emit-push-value))
1325     (emit-invokestatic +lisp-class+
1326                        "list3"
1327                        "(Lorg/armedbear/lisp/LispObject;Lorg/armedbear/lisp/LispObject;Lorg/armedbear/lisp/LispObject;)Lorg/armedbear/lisp/Cons;"
1328                        -2)
1329     (emit-store-value)
1330     t)
1331    (t
1332     nil)))
1333
1334(defconstant +cl-package+ (find-package "COMMON-LISP"))
1335(defconstant +sys-package+ (find-package "SYSTEM"))
1336
1337(defconstant +known-packages+ (list +cl-package+ +sys-package+))
1338
1339(defun compile-function-call (fun args &optional for-effect)
1340;;   (format t "compile-function-call fun = ~S args = ~S~%" fun args)
1341  (unless (symbolp fun)
1342    (error "COMPILE-FUNCTION-CALL ~S is not a symbol" fun))
1343  (let ((numargs (length args)))
1344    (cond ((= numargs 1)
1345           (when (compile-function-call-1 fun args)
1346             (return-from compile-function-call)))
1347          ((= numargs 2)
1348           (when (compile-function-call-2 fun args)
1349             (return-from compile-function-call)))
1350          ((= numargs 3)
1351           (when (compile-function-call-3 fun args)
1352             (return-from compile-function-call))))
1353
1354    ;; FIXME This shouldn't go here! Do this in the constructor of the
1355    ;; compiled function!
1356    (sys::resolve fun)
1357
1358    (cond
1359     ((eq fun *defun-name*)
1360      (emit 'aload 0)) ; this
1361     ((memq (symbol-package fun) +known-packages+)
1362      (let ((f (declare-function fun)))
1363        (emit 'getstatic
1364              *this-class*
1365              f
1366              "Lorg/armedbear/lisp/LispObject;")))
1367     (t
1368      (let ((g (declare-symbol fun)))
1369        (emit 'getstatic
1370              *this-class*
1371              g
1372              "Lorg/armedbear/lisp/Symbol;"))
1373      (emit-invokevirtual +lisp-symbol-class+
1374                          "getSymbolFunctionOrDie"
1375                          "()Lorg/armedbear/lisp/LispObject;"
1376                          0)))
1377    (case numargs
1378      (0
1379       (emit-invokevirtual +lisp-object-class+
1380                           "execute"
1381                           "()Lorg/armedbear/lisp/LispObject;"
1382                           0))
1383      (1
1384       (compile-form (first args))
1385       (unless (remove-store-value)
1386         (emit-push-value))
1387       (emit-invokevirtual +lisp-object-class+
1388                           "execute"
1389                           "(Lorg/armedbear/lisp/LispObject;)Lorg/armedbear/lisp/LispObject;"
1390                           -1))
1391      (2
1392       (compile-form (first args))
1393       (unless (remove-store-value)
1394         (emit-push-value))
1395       (compile-form (second args))
1396       (unless (remove-store-value)
1397         (emit-push-value))
1398       (emit-invokevirtual +lisp-object-class+
1399                           "execute"
1400                           "(Lorg/armedbear/lisp/LispObject;Lorg/armedbear/lisp/LispObject;)Lorg/armedbear/lisp/LispObject;"
1401                           -2))
1402      (3
1403       (compile-form (first args))
1404       (unless (remove-store-value)
1405         (emit-push-value))
1406       (compile-form (second args))
1407       (unless (remove-store-value)
1408         (emit-push-value))
1409       (compile-form (third args))
1410       (unless (remove-store-value)
1411         (emit-push-value))
1412       (emit-invokevirtual +lisp-object-class+
1413                           "execute"
1414                           "(Lorg/armedbear/lisp/LispObject;Lorg/armedbear/lisp/LispObject;Lorg/armedbear/lisp/LispObject;)Lorg/armedbear/lisp/LispObject;"
1415                           -3))
1416      (t
1417       (emit 'sipush (length args))
1418       (emit 'anewarray "org/armedbear/lisp/LispObject")
1419       (let ((i 0))
1420         (dolist (form args)
1421           (emit 'dup)
1422           (emit 'sipush i)
1423           (compile-form form)
1424           (unless (remove-store-value)
1425             (emit-push-value)) ; leaves value on stack
1426           (emit 'aastore) ; store value in array
1427           (incf i))) ; array left on stack here
1428       ;; Stack: function array-ref
1429       (emit-invokevirtual +lisp-object-class+
1430                           "execute"
1431                           "([Lorg/armedbear/lisp/LispObject;)Lorg/armedbear/lisp/LispObject;"
1432                           -1)))
1433    (if for-effect
1434        (emit 'pop)
1435        (emit-store-value))))
1436
1437(defun compile-test (form)
1438  ;; Use a Java boolean if possible.
1439  (when (consp form)
1440    (case (length form)
1441      (2 (when (memq (car form) '(NOT NULL))
1442           (compile-form (second form))
1443           (unless (remove-store-value)
1444             (emit-push-value))
1445           (emit-push-nil)
1446           (return-from compile-test 'if_acmpne))
1447         (let ((s (cdr (assoc (car form)
1448                              '((ATOM      . "atom")
1449                                (EVENP     . "evenp")
1450                                (FLOATP    . "floatp")
1451                                (INTEGERP  . "integerp")
1452                                (MINUSP    . "minusp")
1453                                (LISTP     . "listp")
1454                                (NUMBERP   . "numberp")
1455                                (ODDP      . "oddp")
1456                                (PLUSP     . "plusp")
1457                                (RATIONALP . "rationalp")
1458                                (REALP     . "realp")
1459                                (VECTORP   . "vectorp")
1460                                (ZEROP     . "zerop")
1461                                )))))
1462           (when s
1463             (compile-form (second form))
1464             (unless (remove-store-value)
1465               (emit-push-value))
1466             (emit-invokevirtual +lisp-object-class+
1467                                 s
1468                                 "()Z"
1469                                 0)
1470             (return-from compile-test 'ifeq))))
1471      (3 (when (eq (car form) 'EQ)
1472           (compile-form (second form))
1473           (unless (remove-store-value)
1474             (emit-push-value))
1475           (compile-form (third form))
1476           (unless (remove-store-value)
1477             (emit-push-value))
1478           (return-from compile-test 'if_acmpne))
1479         (let ((s (cdr (assoc (car form)
1480                              '((=      . "isEqualTo")
1481                                (/=     . "isNotEqualTo")
1482                                (<      . "isLessThan")
1483                                (<=     . "isLessThanOrEqualTo")
1484                                (>      . "isGreaterThan")
1485                                (>=     . "isGreaterThanOrEqualTo")
1486                                (EQL    . "eql")
1487                                (EQUAL  . "equal")
1488                                (EQUALP . "equalp")
1489                                )))))
1490           (when s
1491             (compile-form (second form))
1492             (unless (remove-store-value)
1493               (emit-push-value))
1494             (compile-form (third form))
1495             (unless (remove-store-value)
1496               (emit-push-value))
1497             (emit-invokevirtual +lisp-object-class+
1498                                 s
1499                                 "(Lorg/armedbear/lisp/LispObject;)Z"
1500                                 -1)
1501             (return-from compile-test 'ifeq))))))
1502  ;; Otherwise...
1503  (compile-form form)
1504  (unless (remove-store-value)
1505    (emit-push-value))
1506  (emit-push-nil)
1507  'if_acmpeq)
1508
1509(defun compile-if (form)
1510  (let* ((test (second form))
1511         (consequent (third form))
1512         (alternate (fourth form))
1513         (label1 (gensym))
1514         (label2 (gensym))
1515         (instr (compile-test test)))
1516    (emit-clear-values)
1517    (emit instr `,label1)
1518    (compile-form consequent)
1519    (emit 'goto `,label2)
1520    (emit 'label `,label1)
1521    (compile-form alternate)
1522    (emit 'label `,label2)))
1523
1524(defun compile-multiple-value-list (form)
1525  (compile-form (second form))
1526  (unless (remove-store-value)
1527    (emit-push-value))
1528  (emit-invokestatic +lisp-class+
1529                     "multipleValueList"
1530                     "(Lorg/armedbear/lisp/LispObject;)Lorg/armedbear/lisp/LispObject;"
1531                     0)
1532  (emit-store-value))
1533
1534(defun compile-let/let* (form)
1535  (let* ((saved-fp (fill-pointer *locals*))
1536         (varlist (second form))
1537         (specialp nil)
1538         env-var)
1539    ;; Are we going to bind any special variables?
1540    (dolist (varspec varlist)
1541      (let ((var (if (consp varspec) (car varspec) varspec)))
1542        (when (special-variable-p var)
1543          (setq specialp t)
1544          (return))))
1545    ;; If so...
1546    (when specialp
1547      ;; Save current dynamic environment.
1548      (setq env-var (vector-push nil *locals*))
1549      (setq *max-locals* (max *max-locals* (fill-pointer *locals*)))
1550      (ensure-thread-var-initialized)
1551      (emit 'aload *thread*)
1552      (emit-invokevirtual +lisp-thread-class+
1553                          "getDynamicEnvironment"
1554                          "()Lorg/armedbear/lisp/Environment;"
1555                          0)
1556      (emit 'astore env-var))
1557    (ecase (car form)
1558      (LET
1559       (compile-let-vars varlist))
1560      (LET*
1561       (compile-let*-vars varlist)))
1562    ;; Body of LET.
1563    (do ((body (cddr form) (cdr body)))
1564        ((null (cdr body))
1565         (compile-form (car body) nil))
1566      (compile-form (car body) t))
1567    (when specialp
1568      ;; Restore dynamic environment.
1569      (emit 'aload *thread*)
1570      (emit 'aload env-var)
1571      (emit-invokevirtual +lisp-thread-class+
1572                          "setDynamicEnvironment"
1573                          "(Lorg/armedbear/lisp/Environment;)V"
1574                          -2))
1575    ;; Restore fill pointer to its saved value so the slots used by these
1576    ;; bindings will again be available.
1577    (setf (fill-pointer *locals*) saved-fp)))
1578
1579(defun compile-let-vars (varlist)
1580  ;; Generate code to evaluate the initforms and leave the resulting values
1581  ;; on the stack.
1582  (dolist (varspec varlist)
1583    (let (var initform)
1584      (cond ((consp varspec)
1585             (setq var (car varspec)
1586                   initform (cadr varspec)))
1587            (t
1588             (setq var varspec
1589                   initform nil)))
1590      (cond (initform
1591             (compile-form initform)
1592             (emit-push-value))
1593            (t
1594             (emit-push-nil)))))
1595  ;; Add local variables to local variables vector.
1596  (dolist (varspec varlist)
1597    (let ((var (if (consp varspec) (car varspec) varspec)))
1598      (unless (special-variable-p var)
1599        (vector-push var *locals*))))
1600  (setq *max-locals* (max *max-locals* (fill-pointer *locals*)))
1601  ;; At this point the initial values are on the stack. Now generate code to
1602  ;; pop them off one by one and store each one in the corresponding local or
1603  ;; special variable. In order to do this, we must process the variable list
1604  ;; in reverse order.
1605  (do* ((varlist (reverse varlist) (cdr varlist))
1606        (varspec (car varlist) (car varlist))
1607        (var (if (consp varspec) (car varspec) varspec))
1608        (i (1- (fill-pointer *locals*)) (1- i)))
1609       ((null varlist))
1610    (cond ((special-variable-p var)
1611           (let ((g (declare-symbol var)))
1612             (emit 'getstatic
1613                   *this-class*
1614                   g
1615                   "Lorg/armedbear/lisp/Symbol;")
1616             (emit 'swap)
1617             (emit-invokestatic +lisp-class+
1618                                "bindSpecialVariable"
1619                                "(Lorg/armedbear/lisp/Symbol;Lorg/armedbear/lisp/LispObject;)V"
1620                                -2)))
1621          (t
1622           (emit 'astore i)))))
1623
1624(defun compile-let*-vars (varlist)
1625  ;; Generate code to evaluate initforms and bind variables.
1626  (let ((i (fill-pointer *locals*)))
1627    (dolist (varspec varlist)
1628      (let (var initform)
1629        (cond ((consp varspec)
1630               (setq var (car varspec)
1631                     initform (cadr varspec)))
1632              (t
1633               (setq var varspec
1634                     initform nil)))
1635        (cond (initform
1636               (compile-form initform)
1637               (emit-push-value))
1638              (t
1639               (emit-push-nil)))
1640        (cond ((special-variable-p var)
1641               (let ((g (declare-symbol var)))
1642                 (emit 'getstatic
1643                       *this-class*
1644                       g
1645                       "Lorg/armedbear/lisp/Symbol;")
1646                 (emit 'swap)
1647                 (emit-invokestatic +lisp-class+
1648                                    "bindSpecialVariable"
1649                                    "(Lorg/armedbear/lisp/Symbol;Lorg/armedbear/lisp/LispObject;)V"
1650                                    -2)))
1651              (t
1652               (emit 'astore i)
1653               (vector-push var *locals*)
1654               (incf i))))))
1655  (setq *max-locals* (max *max-locals* (fill-pointer *locals*))))
1656
1657(defvar *tags* ())
1658
1659(defstruct tag name label)
1660
1661(defun label-for-tag (name)
1662  (let ((index (position name *tags* :from-end t :key #'tag-name)))
1663;;     (format t "find-tag index = ~S~%" index)
1664    (when index
1665      (tag-label (aref *tags* index)))))
1666
1667(defun compile-tagbody (form)
1668  (let ((saved-fp (fill-pointer *tags*))
1669        (body (cdr form)))
1670    ;; Scan for tags.
1671    (dolist (f body)
1672      (when (atom f)
1673        (let ((name f)
1674              (label (gensym)))
1675          (vector-push (make-tag :name name :label label) *tags*))))
1676    (dolist (f body)
1677      (cond ((atom f)
1678             (let ((label (label-for-tag f)))
1679               (unless label
1680                 (error "COMPILE-TAGBODY: tag not found: ~S" f))
1681               (emit 'label label)))
1682            (t
1683             (compile-form f t))))
1684    (setf (fill-pointer *tags*) saved-fp))
1685  ;; TAGBODY returns NIL.
1686  (emit-push-nil)
1687  (emit-store-value))
1688
1689(defun compile-go (form)
1690  (let* ((name (cadr form))
1691         (label (label-for-tag name)))
1692    (unless label
1693      (error "COMPILE-GO: tag not found: ~S" name))
1694  (emit 'goto label)))
1695
1696(defun compile-block (form)
1697   (let* ((rest (cdr form))
1698          (block-label (car rest))
1699          (block-exit (gensym))
1700          (*blocks* (acons block-label block-exit *blocks*)))
1701     (do* ((forms (cdr rest) (cdr forms)))
1702          ((null forms))
1703       (compile-form (car forms) (cdr forms)))
1704     (emit 'label `,block-exit)))
1705
1706(defun compile-progn (form)
1707  (dolist (form (cdr form))
1708    (compile-form form)))
1709
1710(defun compile-setq (form)
1711  (let* ((rest (cdr form))
1712         (len (length rest))
1713         (sym (car rest))
1714         (index (position sym *locals* :from-end t)))
1715    (unless (= len 2)
1716      (error "COMPILE-SETQ too many args for SETQ"))
1717    (when index
1718      (compile-form (cadr rest))
1719      (emit-push-value)
1720      (emit 'astore index)
1721      (return-from compile-setq))
1722    ;; index is NIL, look in *args* ...
1723    (setq index (position sym *args*))
1724    (when index
1725      (cond (*using-arg-array*
1726             (emit 'aload 1)
1727             (emit 'bipush index)
1728             (compile-form (cadr rest))
1729             (emit-push-value)
1730             (emit 'aastore))
1731            (t
1732             (compile-form (cadr rest))
1733             (emit-push-value)
1734             (emit 'astore (1+ index))))
1735      (return-from compile-setq))
1736    ;; still not found
1737    ;; must be a global variable
1738    (let ((g (declare-symbol sym)))
1739      (emit 'getstatic
1740            *this-class*
1741            g
1742            "Lorg/armedbear/lisp/Symbol;")
1743      (compile-form (cadr rest))
1744      (unless (remove-store-value)
1745        (emit-push-value))
1746      (emit-invokestatic +lisp-class+
1747                         "setSpecialVariable"
1748                         "(Lorg/armedbear/lisp/Symbol;Lorg/armedbear/lisp/LispObject;)Lorg/armedbear/lisp/LispObject;"
1749                         -1)
1750      (emit-store-value))))
1751
1752(defun compile-quote (form)
1753   (let ((obj (second form)))
1754     (cond ((null obj)
1755            (emit-push-nil)
1756            (emit-store-value))
1757           ((symbolp obj)
1758            (if (symbol-package obj)
1759                (let ((g (declare-symbol obj)))
1760                  (emit 'getstatic
1761                        *this-class*
1762                        g
1763                        "Lorg/armedbear/lisp/Symbol;")
1764                  (emit-store-value))
1765                (compile-constant obj)))
1766           ((listp obj)
1767            (let ((g (declare-object-as-string obj)))
1768              (emit 'getstatic
1769                    *this-class*
1770                    g
1771                    +lisp-object+)
1772              (emit-store-value)))
1773           ((constantp obj)
1774            (compile-constant obj))
1775           (t
1776            (error "COMPILE-QUOTE: unsupported case: ~S" form)))))
1777
1778(defun compile-declare (form)
1779  ;; Nothing to do.
1780  )
1781
1782(defun compile-function (form)
1783   (let ((obj (second form)))
1784     (cond ((symbolp obj)
1785            (let ((g (declare-symbol obj)))
1786              (emit 'getstatic
1787                    *this-class*
1788                    g
1789                    "Lorg/armedbear/lisp/Symbol;")
1790              (emit-invokevirtual +lisp-object-class+
1791                                  "getSymbolFunctionOrDie"
1792                                  "()Lorg/armedbear/lisp/LispObject;"
1793                                  0)
1794              (emit-store-value)))
1795           #+nil
1796           ((and (consp obj) (eq (car obj) 'LAMBDA))
1797            ;; FIXME We need to construct a proper lexical environment here
1798            ;; and pass it to coerceToFunction().
1799            (let ((g (declare-object-as-string obj)))
1800              (emit 'getstatic
1801                    *this-class*
1802                    g
1803                    +lisp-object+)
1804              (emit-invokestatic +lisp-class+
1805                                 "coerceToFunction"
1806                                 "(Lorg/armedbear/lisp/LispObject;)Lorg/armedbear/lisp/Function;"
1807                                 0)
1808              (emit-store-value)))
1809           (t
1810            (error "COMPILE-FUNCTION: unsupported case: ~S" form)))))
1811
1812(defun compile-return-from (form)
1813   (let* ((rest (cdr form))
1814          (block-label (car rest))
1815          (block-exit (cdr (assoc block-label *blocks*)))
1816          (result-form (cadr rest)))
1817     (unless block-exit
1818       (error "no block named ~S is currently visible" block-label))
1819     (compile-form result-form)
1820     (emit 'goto `,block-exit)))
1821
1822(defun compile-plus (form)
1823  (let* ((args (cdr form))
1824         (len (length args)))
1825    (case len
1826      (2
1827       (let ((first (first args))
1828             (second (second args)))
1829         (cond
1830          ((eql first 1)
1831           (compile-form second)
1832           (emit-invoke-method "incr"))
1833          ((eql second 1)
1834           (compile-form first)
1835           (emit-invoke-method "incr"))
1836          (t
1837           (compile-binary-operation "add" args)))))
1838      (t
1839       (compile-function-call '+ args)))))
1840
1841(defun compile-minus (form)
1842  (let* ((args (cdr form))
1843         (len (length args)))
1844    (case len
1845      (2
1846       (let ((first (first args))
1847             (second (second args)))
1848         (cond
1849          ((eql second 1)
1850           (compile-form first)
1851           (emit-invoke-method "decr"))
1852          (t
1853           (compile-binary-operation "subtract" args)))))
1854      (t
1855       (compile-function-call '- args)))))
1856
1857(defun compile-variable-ref (form)
1858  (let ((index (position form *locals* :from-end t)))
1859    (when index
1860      (emit 'aload index)
1861      (emit-store-value)
1862      (return-from compile-variable-ref)))
1863  ;; Not found in locals; look in args.
1864  (let ((index (position form *args*)))
1865    (when index
1866      (cond (*using-arg-array*
1867             (emit 'aload 1)
1868             (emit 'bipush index)
1869             (emit 'aaload)
1870             (emit-store-value)
1871             (return-from compile-variable-ref))
1872            (t
1873             (emit 'aload (1+ index))
1874             (emit-store-value)
1875             (return-from compile-variable-ref)))))
1876
1877  ;; Otherwise it must be a global variable.
1878  (let ((g (declare-symbol form)))
1879    (emit 'getstatic
1880          *this-class*
1881          g
1882          "Lorg/armedbear/lisp/Symbol;")
1883    (emit-invokevirtual +lisp-symbol-class+
1884                        "symbolValue"
1885                        "()Lorg/armedbear/lisp/LispObject;"
1886                        0)
1887    (emit-store-value)
1888    (return-from compile-variable-ref)))
1889
1890;; If for-effect is true, no value needs to be left on the stack.
1891(defun compile-form (form &optional for-effect)
1892  (cond
1893   ((consp form)
1894    (let ((first (first form))
1895          (rest (rest form)))
1896      (when (macro-function first)
1897        (compile-form (macroexpand form))
1898        (return-from compile-form))
1899      (when (symbolp first)
1900        (let ((handler (get first 'jvm-compile)))
1901          (when handler
1902            (funcall handler form)
1903            (return-from compile-form))))
1904      (cond
1905       ((special-operator-p first)
1906        (error "COMPILE-FORM unhandled special operator ~S" first))
1907       (t ; Function call.
1908        (compile-function-call first rest for-effect)))))
1909   ((eq form '())
1910    (unless for-effect
1911      (emit-push-nil)
1912      (emit-store-value)))
1913   ((eq form t)
1914    (unless for-effect
1915      (emit-push-t)
1916      (emit-store-value)))
1917   ((symbolp form)
1918    (when (keywordp form)
1919      (let ((g (declare-keyword form)))
1920        (emit 'getstatic
1921              *this-class*
1922              g
1923              "Lorg/armedbear/lisp/Symbol;"))
1924      (emit-store-value)
1925      (return-from compile-form))
1926
1927    (compile-variable-ref form))
1928   ((constantp form)
1929    (unless for-effect
1930      (compile-constant form)))
1931   (t
1932    (error "COMPILE-FORM unhandled case ~S" form))))
1933
1934;; Returns descriptor.
1935(defun analyze-args (args)
1936  (assert (not (memq '&AUX args)))
1937  (when (or (memq '&KEY args)
1938            (memq '&OPTIONAL args)
1939            (memq '&REST args))
1940    (setq *using-arg-array* t)
1941    (setq *hairy-arglist-p* t)
1942    (return-from analyze-args #.(format nil "([~A)~A" +lisp-object+ +lisp-object+)))
1943  (case (length args)
1944    (0 #.(format nil "()~A" +lisp-object+))
1945    (1 #.(format nil "(~A)~A" +lisp-object+ +lisp-object+))
1946    (2 #.(format nil "(~A~A)~A" +lisp-object+ +lisp-object+ +lisp-object+))
1947    (3 #.(format nil "(~A~A~A)~A" +lisp-object+ +lisp-object+ +lisp-object+ +lisp-object+))
1948    (t (setq *using-arg-array* t)
1949       #.(format nil "([~A)~A" +lisp-object+ +lisp-object+))))
1950
1951(defun compile-defun (name form)
1952  (unless (eq (car form) 'LAMBDA)
1953    (return-from compile-defun nil))
1954  (setq form (transform form))
1955  (let* ((*defun-name* name)
1956         (*declared-symbols* (make-hash-table))
1957         (*declared-functions* (make-hash-table))
1958         (*this-class* "org/armedbear/lisp/out")
1959         (args (cadr form))
1960         (body (cddr form))
1961         (*using-arg-array* nil)
1962         (*hairy-arglist-p* nil)
1963         (descriptor (analyze-args args))
1964         (execute-method (make-method :name "execute"
1965                                      :descriptor descriptor))
1966         (*code* ())
1967         (*static-code* ())
1968         (*fields* ())
1969         (*blocks* ())
1970         (*tags* (make-array 256 :fill-pointer 0)) ; FIXME Remove hard limit!
1971         (*args* (make-array 256 :fill-pointer 0)) ; FIXME Remove hard limit!
1972         (*locals* (make-array 256 :fill-pointer 0)) ; FIXME Remove hard limit!
1973         (*max-locals* 0)
1974         (*pool* ())
1975         (*pool-count* 1)
1976         (*val* nil)
1977         (*thread* nil)
1978         (*thread-var-initialized* nil))
1979    (setf (method-name-index execute-method)
1980          (pool-name (method-name execute-method)))
1981    (setf (method-descriptor-index execute-method)
1982          (pool-name (method-descriptor execute-method)))
1983    (if *hairy-arglist-p*
1984        (let* ((fun (sys::make-compiled-function nil args body))
1985               (vars (sys::varlist fun)))
1986          (dolist (var vars)
1987            (vector-push var *args*)))
1988        (dolist (arg args)
1989          (vector-push arg *args*)))
1990    (if *using-arg-array*
1991        ;; Using arg array: slot 0 is "this" pointer, slot 1 is arg array,
1992        ;; first available slot is 2.
1993        (setf (fill-pointer *locals*) 2)
1994        ;; Not using arg array: slot 0 is "this" pointer, next N slots are used
1995        ;; for args.
1996        (setf (fill-pointer *locals*) (1+ (length args))))
1997    ;; Reserve the next available slot for the value register.
1998    (setq *val* (fill-pointer *locals*))
1999    (incf (fill-pointer *locals*))
2000    (setf *max-locals* (fill-pointer *locals*))
2001    ;; Reserve the next available slot for the thread register.
2002    (setq *thread* (fill-pointer *locals*))
2003    (incf (fill-pointer *locals*))
2004    (setf *max-locals* (fill-pointer *locals*))
2005    (when *hairy-arglist-p*
2006      (emit 'aload_0)
2007      (emit 'aload_1)
2008      (emit-invokevirtual *this-class*
2009                          "processArgs"
2010                          "([Lorg/armedbear/lisp/LispObject;)[Lorg/armedbear/lisp/LispObject;"
2011                          -1)
2012      (emit 'astore_1))
2013    (dolist (f body)
2014      (compile-form f))
2015    (unless (remove-store-value)
2016      (emit-push-value)) ; leave result on stack
2017    (emit 'areturn)
2018    (setf (method-code execute-method) (code-bytes *code*))
2019    (setf (method-max-stack execute-method) *max-stack*)
2020    (setf (method-max-locals execute-method) *max-locals*)
2021
2022    (let* ((super
2023            (if *hairy-arglist-p*
2024                "org.armedbear.lisp.CompiledFunction"
2025                (case (length args)
2026                  (0 "org.armedbear.lisp.Primitive0")
2027                  (1 "org.armedbear.lisp.Primitive1")
2028                  (2 "org.armedbear.lisp.Primitive2")
2029                  (3 "org.armedbear.lisp.Primitive3")
2030                  (t "org.armedbear.lisp.Primitive"))))
2031           (this-index (pool-class *this-class*))
2032           (super-index (pool-class super))
2033           (constructor (make-constructor super *defun-name* args body)))
2034      (pool-name "Code") ; Must be in pool!
2035
2036      ;; Write class file (out.class in current directory).
2037      (with-open-file (*stream* "out.class"
2038                                :direction :output
2039                                :element-type 'unsigned-byte
2040                                :if-exists :supersede)
2041        (write-u4 #xCAFEBABE)
2042        (write-u2 3)
2043        (write-u2 45)
2044        (write-pool)
2045        ;; access flags
2046        (write-u2 #x21)
2047        (write-u2 this-index)
2048        (write-u2 super-index)
2049        ;; interfaces count
2050        (write-u2 0)
2051        ;; fields count
2052        (write-u2 (length *fields*))
2053        ;; fields
2054        (dolist (field *fields*)
2055          (write-field field))
2056        ;; methods count
2057        (write-u2 2)
2058        ;; methods
2059        (write-method execute-method)
2060        (write-method constructor)
2061        ;; attributes count
2062        (write-u2 0))))
2063  (sys::load-compiled-function "out.class"))
2064
2065(defun get-lambda-to-compile (definition-designator)
2066  (if (and (consp definition-designator)
2067           (eq (car definition-designator) 'LAMBDA))
2068      definition-designator
2069      (multiple-value-bind (lambda-expression closure-p)
2070        (function-lambda-expression definition-designator)
2071        (when closure-p
2072          (error "unable to compile function defined in non-null lexical environment"))
2073  (unless lambda-expression
2074    (error "can't find a definition"))
2075        lambda-expression)))
2076
2077(defun load-verbose-prefix ()
2078  (with-output-to-string (s)
2079    (princ #\; s)
2080    (dotimes (i (1- sys::*load-depth*))
2081      (princ #\space s))))
2082
2083(defun jvm-compile (name &optional definition)
2084  (let ((prefix (load-verbose-prefix)))
2085    (when name
2086      (format t "~A Compiling ~S ...~%" prefix name)
2087      (when (and (fboundp name) (typep (fdefinition name) 'generic-function))
2088        (format t "~A Unable to compile generic function ~S~%" prefix name)
2089        (return-from jvm-compile (values name nil t)))
2090      (unless (symbolp name)
2091        (format t "~A Unable to compile ~S~%" prefix name)
2092        (return-from jvm-compile (values name nil t))))
2093    (unless definition
2094      (sys::resolve name)
2095      (setf definition (fdefinition name))
2096      (when (compiled-function-p definition)
2097        (when name
2098          (format t "~A Already compiled ~S~%" prefix name))
2099        (return-from jvm-compile (values name nil nil))))
2100    (handler-case
2101        (let* ((*package* (if (and name (symbol-package name))
2102                              (symbol-package name)
2103                              *package*))
2104               (expr (get-lambda-to-compile definition))
2105               (compiled-definition (compile-defun name expr)))
2106          (when (and name (functionp compiled-definition))
2107            (sys::%set-lambda-name compiled-definition name)
2108            (sys::%set-call-count compiled-definition (sys::%call-count definition))
2109            (sys::%set-arglist compiled-definition (sys::arglist definition))
2110            (if (macro-function name)
2111                (setf (fdefinition name) (sys::make-macro compiled-definition))
2112                (setf (fdefinition name) compiled-definition)))
2113          (when name
2114            (format t "~A Compiled ~S~%" prefix name))
2115          (values (or name compiled-definition) nil nil))
2116      (error (c)
2117             (format t "Error: ~S~%" c)
2118             (when name (format t "~A Unable to compile ~S~%" prefix name))
2119             (values (or name (sys::coerce-to-function definition)) nil t)))))
2120
2121(defun jvm-compile-package (package-designator)
2122  (let ((pkg (if (packagep package-designator)
2123                 package-designator
2124                 (find-package package-designator))))
2125      (dolist (sym (sys::package-symbols pkg))
2126        (when (fboundp sym)
2127          (unless (or (special-operator-p sym) (macro-function sym))
2128            ;; Force autoload to be resolved.
2129            (sys::resolve sym)
2130            (let ((f (fdefinition sym)))
2131              (unless (compiled-function-p f)
2132                (jvm-compile sym)))))))
2133  t)
2134
2135(defun install-handler (fun &optional handler)
2136  (let ((handler (or handler
2137                     (find-symbol (concatenate 'string "COMPILE-" (symbol-name fun)) 'jvm))))
2138    (unless (and handler (fboundp handler))
2139      (error "no handler for ~S" fun))
2140    (setf (get fun 'jvm-compile) handler)))
2141
2142(mapc #'install-handler '(block
2143                          declare
2144                          function
2145                          go
2146                          if
2147                          multiple-value-list
2148                          progn
2149                          quote
2150                          return-from
2151                          setq
2152                          tagbody))
2153
2154(install-handler 'let  'compile-let/let*)
2155(install-handler 'let* 'compile-let/let*)
2156(install-handler '+    'compile-plus)
2157(install-handler '-    'compile-minus)
2158
2159(defun process-optimization-declarations (forms)
2160  (let (alist ())
2161    (dolist (form forms)
2162      (unless (and (consp form) (eq (car form) 'declare))
2163        (return))
2164      (let ((decl (cadr form)))
2165        (when (eq (car decl) 'optimize)
2166          (dolist (spec (cdr decl))
2167            (let ((val 3)
2168                  (quantity spec))
2169              (if (consp spec)
2170                  (setq quantity (car spec) val (cadr spec)))
2171              (if (and (fixnump val) (<= 0 val 3) (memq quantity '(debug speed space safety compilation-speed)))
2172                  (push (cons quantity val) alist)))))))
2173    alist))
2174
2175(defun compile (name &optional definition)
2176  (if (consp name)
2177      (return-from compile (values name nil nil)))
2178  (if (and name (fboundp name) (typep (symbol-function name) 'generic-function))
2179      (return-from compile (values name nil nil)))
2180  (unless definition
2181    (setq definition (or (and (symbolp name) (macro-function name))
2182                         (fdefinition name))))
2183  (let ((expr (get-lambda-to-compile definition))
2184        (speed nil))
2185    (when (eq (car expr) 'lambda)
2186      (let ((decls (process-optimization-declarations (cddr expr))))
2187        (setf speed (cdr (assoc 'speed decls)))))
2188    (if (eql speed 3)
2189        (progn
2190          (c::%compile name definition)
2191          (jvm-compile name definition))
2192        (progn
2193          (c::%compile name definition)
2194          ))))
2195
2196(defmacro defun (name lambda-list &rest body)
2197  `(progn
2198     (sys::%defun ',name ',lambda-list ',body)
2199     (compile ',name)
2200     ',name))
2201
2202(mapc #'jvm-compile '(pool-add
2203                      pool-find-entry
2204                      pool-name
2205                      pool-get
2206                      compile-form))
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.