home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ SGI Freeware 2002 November / SGI Freeware 2002 November - Disc 2.iso / dist / fw_guile.idb / usr / freeware / share / guile / 1.4 / ice-9 / psyntax.ss.z / psyntax.ss
Text File  |  2002-07-08  |  83KB  |  2,180 lines

  1. ;;; Portable implementation of syntax-case
  2. ;;; Extracted from Chez Scheme Version 5.9f
  3. ;;; Authors: R. Kent Dybvig, Oscar Waddell, Bob Hieb, Carl Bruggeman
  4.  
  5. ;;; Copyright (c) 1992-1997 Cadence Research Systems
  6. ;;; Permission to copy this software, in whole or in part, to use this
  7. ;;; software for any lawful purpose, and to redistribute this software
  8. ;;; is granted subject to the restriction that all copies made of this
  9. ;;; software must include this copyright notice in full.  This software
  10. ;;; is provided AS IS, with NO WARRANTY, EITHER EXPRESS OR IMPLIED,
  11. ;;; INCLUDING BUT NOT LIMITED TO IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY
  12. ;;; OR FITNESS FOR ANY PARTICULAR PURPOSE.  IN NO EVENT SHALL THE
  13. ;;; AUTHORS BE LIABLE FOR CONSEQUENTIAL OR INCIDENTAL DAMAGES OF ANY
  14. ;;; NATURE WHATSOEVER.
  15.  
  16.  
  17. ;;; Before attempting to port this code to a new implementation of
  18. ;;; Scheme, please read the notes below carefully.
  19.  
  20.  
  21. ;;; This file defines the syntax-case expander, sc-expand, and a set
  22. ;;; of associated syntactic forms and procedures.  Of these, the
  23. ;;; following are documented in The Scheme Programming Language,
  24. ;;; Second Edition (R. Kent Dybvig, Prentice Hall, 1996).  Most are
  25. ;;; also documented in the R4RS and draft R5RS.
  26. ;;;
  27. ;;;   bound-identifier=?
  28. ;;;   datum->syntax-object
  29. ;;;   define-syntax
  30. ;;;   fluid-let-syntax
  31. ;;;   free-identifier=?
  32. ;;;   generate-temporaries
  33. ;;;   identifier?
  34. ;;;   identifier-syntax
  35. ;;;   let-syntax
  36. ;;;   letrec-syntax
  37. ;;;   syntax
  38. ;;;   syntax-case
  39. ;;;   syntax-object->datum
  40. ;;;   syntax-rules
  41. ;;;   with-syntax
  42. ;;;
  43. ;;; All standard Scheme syntactic forms are supported by the expander
  44. ;;; or syntactic abstractions defined in this file.  Only the R4RS
  45. ;;; delay is omitted, since its expansion is implementation-dependent.
  46.  
  47. ;;; The remaining exports are listed below:
  48. ;;;
  49. ;;;   (sc-expand datum)
  50. ;;;      if datum represents a valid expression, sc-expand returns an
  51. ;;;      expanded version of datum in a core language that includes no
  52. ;;;      syntactic abstractions.  The core language includes begin,
  53. ;;;      define, if, lambda, letrec, quote, and set!.
  54. ;;;   (eval-when situations expr ...)
  55. ;;;      conditionally evaluates expr ... at compile-time or run-time
  56. ;;;      depending upon situations (see the Chez Scheme System Manual,
  57. ;;;      Revision 3, for a complete description)
  58. ;;;   (syntax-error object message)
  59. ;;;      used to report errors found during expansion
  60. ;;;   (install-global-transformer symbol value)
  61. ;;;      used by expanded code to install top-level syntactic abstractions
  62. ;;;   (syntax-dispatch e p)
  63. ;;;      used by expanded code to handle syntax-case matching
  64.  
  65. ;;; The following nonstandard procedures must be provided by the
  66. ;;; implementation for this code to run.
  67. ;;;
  68. ;;; (void)
  69. ;;; returns the implementation's cannonical "unspecified value".  This
  70. ;;; usually works: (define void (lambda () (if #f #f))).
  71. ;;;
  72. ;;; (andmap proc list1 list2 ...)
  73. ;;; returns true if proc returns true when applied to each element of list1
  74. ;;; along with the corresponding elements of list2 ....
  75. ;;; The following definition works but does no error checking:
  76. ;;;
  77. ;;; (define andmap
  78. ;;;   (lambda (f first . rest)
  79. ;;;     (or (null? first)
  80. ;;;         (if (null? rest)
  81. ;;;             (let andmap ((first first))
  82. ;;;               (let ((x (car first)) (first (cdr first)))
  83. ;;;                 (if (null? first)
  84. ;;;                     (f x)
  85. ;;;                     (and (f x) (andmap first)))))
  86. ;;;             (let andmap ((first first) (rest rest))
  87. ;;;               (let ((x (car first))
  88. ;;;                     (xr (map car rest))
  89. ;;;                     (first (cdr first))
  90. ;;;                     (rest (map cdr rest)))
  91. ;;;                 (if (null? first)
  92. ;;;                     (apply f (cons x xr))
  93. ;;;                     (and (apply f (cons x xr)) (andmap first rest)))))))))
  94. ;;;
  95. ;;; The following nonstandard procedures must also be provided by the
  96. ;;; implementation for this code to run using the standard portable
  97. ;;; hooks and output constructors.  They are not used by expanded code,
  98. ;;; and so need be present only at expansion time.
  99. ;;;
  100. ;;; (eval x)
  101. ;;; where x is always in the form ("noexpand" expr).
  102. ;;; returns the value of expr.  the "noexpand" flag is used to tell the
  103. ;;; evaluator/expander that no expansion is necessary, since expr has
  104. ;;; already been fully expanded to core forms.
  105. ;;;
  106. ;;; eval will not be invoked during the loading of psyntax.pp.  After
  107. ;;; psyntax.pp has been loaded, the expansion of any macro definition,
  108. ;;; whether local or global, will result in a call to eval.  If, however,
  109. ;;; sc-expand has already been registered as the expander to be used
  110. ;;; by eval, and eval accepts one argument, nothing special must be done
  111. ;;; to support the "noexpand" flag, since it is handled by sc-expand.
  112. ;;;
  113. ;;; (error who format-string why what)
  114. ;;; where who is either a symbol or #f, format-string is always "~a ~s",
  115. ;;; why is always a string, and what may be any object.  error should
  116. ;;; signal an error with a message something like
  117. ;;;
  118. ;;;    "error in <who>: <why> <what>"
  119. ;;;
  120. ;;; (gensym)
  121. ;;; returns a unique symbol each time it's called
  122. ;;;
  123. ;;; (putprop symbol key value)
  124. ;;; (getprop symbol key)
  125. ;;; key is always the symbol *sc-expander*; value may be any object.
  126. ;;; putprop should associate the given value with the given symbol in
  127. ;;; some way that it can be retrieved later with getprop.
  128.  
  129. ;;; When porting to a new Scheme implementation, you should define the
  130. ;;; procedures listed above, load the expanded version of psyntax.ss
  131. ;;; (psyntax.pp, which should be available whereever you found
  132. ;;; psyntax.ss), and register sc-expand as the current expander (how
  133. ;;; you do this depends upon your implementation of Scheme).  You may
  134. ;;; change the hooks and constructors defined toward the beginning of
  135. ;;; the code below, but to avoid bootstrapping problems, do so only
  136. ;;; after you have a working version of the expander.
  137.  
  138. ;;; Chez Scheme allows the syntactic form (syntax <template>) to be
  139. ;;; abbreviated to #'<template>, just as (quote <datum>) may be
  140. ;;; abbreviated to '<datum>.  The #' syntax makes programs written
  141. ;;; using syntax-case shorter and more readable and draws out the
  142. ;;; intuitive connection between syntax and quote.
  143.  
  144. ;;; If you find that this code loads or runs slowly, consider
  145. ;;; switching to faster hardware or a faster implementation of
  146. ;;; Scheme.  In Chez Scheme on a 200Mhz Pentium Pro, expanding,
  147. ;;; compiling (with full optimization), and loading this file takes
  148. ;;; between one and two seconds.
  149.  
  150. ;;; In the expander implementation, we sometimes use syntactic abstractions
  151. ;;; when procedural abstractions would suffice.  For example, we define
  152. ;;; top-wrap and top-marked? as
  153. ;;;   (define-syntax top-wrap (identifier-syntax '((top))))
  154. ;;;   (define-syntax top-marked?
  155. ;;;     (syntax-rules ()
  156. ;;;       ((_ w) (memq 'top (wrap-marks w)))))
  157. ;;; rather than
  158. ;;;   (define top-wrap '((top)))
  159. ;;;   (define top-marked?
  160. ;;;     (lambda (w) (memq 'top (wrap-marks w))))
  161. ;;; On ther other hand, we don't do this consistently; we define make-wrap,
  162. ;;; wrap-marks, and wrap-subst simply as
  163. ;;;   (define make-wrap cons)
  164. ;;;   (define wrap-marks car)
  165. ;;;   (define wrap-subst cdr)
  166. ;;; In Chez Scheme, the syntactic and procedural forms of these
  167. ;;; abstractions are equivalent, since the optimizer consistently
  168. ;;; integrates constants and small procedures.  Some Scheme
  169. ;;; implementations, however, may benefit from more consistent use 
  170. ;;; of one form or the other.
  171.  
  172.  
  173. ;;; implementation information:
  174.  
  175. ;;; "begin" is treated as a splicing construct at top level and at
  176. ;;; the beginning of bodies.  Any sequence of expressions that would
  177. ;;; be allowed where the "begin" occurs is allowed.
  178.  
  179. ;;; "let-syntax" and "letrec-syntax" are also treated as splicing
  180. ;;; constructs, in violation of the R4RS appendix and probably the R5RS
  181. ;;; when it comes out.  A consequence, let-syntax and letrec-syntax do
  182. ;;; not create local contours, as do let and letrec.  Although the
  183. ;;; functionality is greater as it is presently implemented, we will
  184. ;;; probably change it to conform to the R4RS/expected R5RS.
  185.  
  186. ;;; Objects with no standard print syntax, including objects containing
  187. ;;; cycles and syntax object, are allowed in quoted data as long as they
  188. ;;; are contained within a syntax form or produced by datum->syntax-object.
  189. ;;; Such objects are never copied.
  190.  
  191. ;;; All identifiers that don't have macro definitions and are not bound
  192. ;;; lexically are assumed to be global variables
  193.  
  194. ;;; Top-level definitions of macro-introduced identifiers are allowed.
  195. ;;; This may not be appropriate for implementations in which the
  196. ;;; model is that bindings are created by definitions, as opposed to
  197. ;;; one in which initial values are assigned by definitions.
  198.  
  199. ;;; Top-level variable definitions of syntax keywords is not permitted.
  200. ;;; Any solution allowing this would be kludgey and would yield
  201. ;;; surprising results in some cases.  We can provide an undefine-syntax
  202. ;;; form.  The questions is, should define be an implicit undefine-syntax?
  203. ;;; We've decided no for now.
  204.  
  205. ;;; Identifiers and syntax objects are implemented as vectors for
  206. ;;; portability.  As a result, it is possible to "forge" syntax
  207. ;;; objects.
  208.  
  209. ;;; The implementation of generate-temporaries assumes that it is possible
  210. ;;; to generate globally unique symbols (gensyms).
  211.  
  212. ;;; The input to sc-expand may contain "annotations" describing, e.g., the
  213. ;;; source file and character position from where each object was read if
  214. ;;; it was read from a file.  These annotations are handled properly by
  215. ;;; sc-expand only if the annotation? hook (see hooks below) is implemented
  216. ;;; properly and the operators make-annotation, annotation-expression,
  217. ;;; annotation-source, annotation-stripped, and set-annotation-stripped!
  218. ;;; are supplied.  If annotations are supplied, the proper annotation
  219. ;;; source is passed to the various output constructors, allowing
  220. ;;; implementations to accurately correlate source and expanded code.
  221. ;;; Contact one of the authors for details if you wish to make use of
  222. ;;; this feature.
  223.  
  224.  
  225.  
  226. ;;; Bootstrapping:
  227.  
  228. ;;; When changing syntax-object representations, it is necessary to support
  229. ;;; both old and new syntax-object representations in id-var-name.  It
  230. ;;; should be sufficient to recognize old representations and treat
  231. ;;; them as not lexically bound.
  232.  
  233.  
  234.  
  235. (let ()
  236. (define-syntax define-structure
  237.   (lambda (x)
  238.     (define construct-name
  239.       (lambda (template-identifier . args)
  240.         (datum->syntax-object
  241.           template-identifier
  242.           (string->symbol
  243.             (apply string-append
  244.                    (map (lambda (x)
  245.                           (if (string? x)
  246.                               x
  247.                               (symbol->string (syntax-object->datum x))))
  248.                         args))))))
  249.     (syntax-case x ()
  250.       ((_ (name id1 ...))
  251.        (andmap identifier? (syntax (name id1 ...)))
  252.        (with-syntax
  253.          ((constructor (construct-name (syntax name) "make-" (syntax name)))
  254.           (predicate (construct-name (syntax name) (syntax name) "?"))
  255.           ((access ...)
  256.            (map (lambda (x) (construct-name x (syntax name) "-" x))
  257.                 (syntax (id1 ...))))
  258.           ((assign ...)
  259.            (map (lambda (x)
  260.                   (construct-name x "set-" (syntax name) "-" x "!"))
  261.                 (syntax (id1 ...))))
  262.           (structure-length
  263.            (+ (length (syntax (id1 ...))) 1))
  264.           ((index ...)
  265.            (let f ((i 1) (ids (syntax (id1 ...))))
  266.               (if (null? ids)
  267.                   '()
  268.                   (cons i (f (+ i 1) (cdr ids)))))))
  269.          (syntax (begin
  270.                    (define constructor
  271.                      (lambda (id1 ...)
  272.                        (vector 'name id1 ... )))
  273.                    (define predicate
  274.                      (lambda (x)
  275.                        (and (vector? x)
  276.                             (= (vector-length x) structure-length)
  277.                             (eq? (vector-ref x 0) 'name))))
  278.                    (define access
  279.                      (lambda (x)
  280.                        (vector-ref x index)))
  281.                    ...
  282.                    (define assign
  283.                      (lambda (x update)
  284.                        (vector-set! x index update)))
  285.                    ...)))))))
  286.  
  287. (let ()
  288. (define noexpand "noexpand")
  289.  
  290. ;;; hooks to nonportable run-time helpers
  291. (begin
  292. (define fx+ +)
  293. (define fx- -)
  294. (define fx= =)
  295. (define fx< <)
  296.  
  297. (define annotation? (lambda (x) #f))
  298.  
  299. (define top-level-eval-hook
  300.   (lambda (x)
  301.     (eval `(,noexpand ,x))))
  302.  
  303. (define local-eval-hook
  304.   (lambda (x)
  305.     (eval `(,noexpand ,x))))
  306.  
  307. (define error-hook
  308.   (lambda (who why what)
  309.     (error who "~a ~s" why what)))
  310.  
  311. (define-syntax gensym-hook
  312.   (syntax-rules ()
  313.     ((_) (gensym))))
  314.  
  315. (define put-global-definition-hook
  316.   (lambda (symbol binding)
  317.      (putprop symbol '*sc-expander* binding)))
  318.  
  319. (define get-global-definition-hook
  320.   (lambda (symbol)
  321.      (getprop symbol '*sc-expander*)))
  322. )
  323.  
  324.  
  325. ;;; output constructors
  326. (begin
  327. (define-syntax build-application
  328.   (syntax-rules ()
  329.     ((_ source fun-exp arg-exps)
  330.      `(,fun-exp . ,arg-exps))))
  331.  
  332. (define-syntax build-conditional
  333.   (syntax-rules ()
  334.     ((_ source test-exp then-exp else-exp)
  335.      `(if ,test-exp ,then-exp ,else-exp))))
  336.  
  337. (define-syntax build-lexical-reference
  338.   (syntax-rules ()
  339.     ((_ type source var)
  340.      var)))
  341.  
  342. (define-syntax build-lexical-assignment
  343.   (syntax-rules ()
  344.     ((_ source var exp)
  345.      `(set! ,var ,exp))))
  346.  
  347. (define-syntax build-global-reference
  348.   (syntax-rules ()
  349.     ((_ source var)
  350.      var)))
  351.  
  352. (define-syntax build-global-assignment
  353.   (syntax-rules ()
  354.     ((_ source var exp)
  355.      `(set! ,var ,exp))))
  356.  
  357. (define-syntax build-global-definition
  358.   (syntax-rules ()
  359.     ((_ source var exp)
  360.      `(define ,var ,exp))))
  361.  
  362. (define-syntax build-lambda
  363.   (syntax-rules ()
  364.     ((_ src vars exp)
  365.      `(lambda ,vars ,exp))))
  366.  
  367. (define-syntax build-primref
  368.   (syntax-rules ()
  369.     ((_ src name) name)
  370.     ((_ src level name) name)))
  371.  
  372. (define-syntax build-data
  373.   (syntax-rules ()
  374.     ((_ src exp) `',exp)))
  375.  
  376. (define build-sequence
  377.   (lambda (src exps)
  378.     (if (null? (cdr exps))
  379.         (car exps)
  380.         `(begin ,@exps))))
  381.  
  382. (define build-let
  383.   (lambda (src vars val-exps body-exp)
  384.     (if (null? vars)
  385.     body-exp
  386.     `(let ,(map list vars val-exps) ,body-exp))))
  387.  
  388. (define build-named-let
  389.   (lambda (src vars val-exps body-exp)
  390.     (if (null? vars)
  391.     body-exp
  392.     `(let ,(car vars) ,(map list (cdr vars) val-exps) ,body-exp))))
  393.  
  394. (define build-letrec
  395.   (lambda (src vars val-exps body-exp)
  396.     (if (null? vars)
  397.         body-exp
  398.         `(letrec ,(map list vars val-exps) ,body-exp))))
  399.  
  400. (define-syntax build-lexical-var
  401.   (syntax-rules ()
  402.     ((_ src id) (gensym id generated-symbols))))
  403.  
  404. (define-syntax self-evaluating?
  405.   (syntax-rules ()
  406.     ((_ e)
  407.      (let ((x e))
  408.        (or (boolean? x) (number? x) (string? x) (char? x) (null? x) (keyword? x))))))
  409. )
  410.  
  411. (define-structure (syntax-object expression wrap))
  412.  
  413. (define-syntax unannotate
  414.   (syntax-rules ()
  415.     ((_ x)
  416.      (let ((e x))
  417.        (if (annotation? e)
  418.            (annotation-expression e)
  419.            e)))))
  420.  
  421. (define-syntax no-source (identifier-syntax #f))
  422.  
  423. (define source-annotation
  424.   (lambda (x)
  425.      (cond
  426.        ((annotation? x) (annotation-source x))
  427.        ((syntax-object? x) (source-annotation (syntax-object-expression x)))
  428.        (else no-source))))
  429.  
  430. (define-syntax arg-check
  431.   (syntax-rules ()
  432.     ((_ pred? e who)
  433.      (let ((x e))
  434.        (if (not (pred? x)) (error-hook who "invalid argument" x))))))
  435.  
  436. ;;; compile-time environments
  437.  
  438. ;;; wrap and environment comprise two level mapping.
  439. ;;;   wrap : id --> label
  440. ;;;   env : label --> <element>
  441.  
  442. ;;; environments are represented in two parts: a lexical part and a global
  443. ;;; part.  The lexical part is a simple list of associations from labels
  444. ;;; to bindings.  The global part is implemented by
  445. ;;; {put,get}-global-definition-hook and associates symbols with
  446. ;;; bindings.
  447.  
  448. ;;; global (assumed global variable) and displaced-lexical (see below)
  449. ;;; do not show up in any environment; instead, they are fabricated by
  450. ;;; lookup when it finds no other bindings.
  451.  
  452. ;;; <environment>              ::= ((<label> . <binding>)*)
  453.  
  454. ;;; identifier bindings include a type and a value
  455.  
  456. ;;; <binding> ::= (macro . <procedure>)           macros
  457. ;;;               (core . <procedure>)            core forms
  458. ;;;               (begin)                         begin
  459. ;;;               (define)                        define
  460. ;;;               (define-syntax)                 define-syntax
  461. ;;;               (local-syntax . rec?)           let-syntax/letrec-syntax
  462. ;;;               (eval-when)                     eval-when
  463. ;;;               (syntax . (<var> . <level>))    pattern variables
  464. ;;;               (global)                        assumed global variable
  465. ;;;               (lexical . <var>)               lexical variables
  466. ;;;               (displaced-lexical)             displaced lexicals
  467. ;;; <level>   ::= <nonnegative integer>
  468. ;;; <var>     ::= variable returned by build-lexical-var
  469.  
  470. ;;; a macro is a user-defined syntactic-form.  a core is a system-defined
  471. ;;; syntactic form.  begin, define, define-syntax, and eval-when are
  472. ;;; treated specially since they are sensitive to whether the form is
  473. ;;; at top-level and (except for eval-when) can denote valid internal
  474. ;;; definitions.
  475.  
  476. ;;; a pattern variable is a variable introduced by syntax-case and can
  477. ;;; be referenced only within a syntax form.
  478.  
  479. ;;; any identifier for which no top-level syntax definition or local
  480. ;;; binding of any kind has been seen is assumed to be a global
  481. ;;; variable.
  482.  
  483. ;;; a lexical variable is a lambda- or letrec-bound variable.
  484.  
  485. ;;; a displaced-lexical identifier is a lexical identifier removed from
  486. ;;; it's scope by the return of a syntax object containing the identifier.
  487. ;;; a displaced lexical can also appear when a letrec-syntax-bound
  488. ;;; keyword is referenced on the rhs of one of the letrec-syntax clauses.
  489. ;;; a displaced lexical should never occur with properly written macros.
  490.  
  491. (define-syntax make-binding
  492.   (syntax-rules (quote)
  493.     ((_ type value) (cons type value))
  494.     ((_ 'type) '(type))
  495.     ((_ type) (cons type '()))))
  496. (define binding-type car)
  497. (define binding-value cdr)
  498.  
  499. (define-syntax null-env (identifier-syntax '()))
  500.  
  501. (define extend-env
  502.   (lambda (labels bindings r) 
  503.     (if (null? labels)
  504.         r
  505.         (extend-env (cdr labels) (cdr bindings)
  506.           (cons (cons (car labels) (car bindings)) r)))))
  507.  
  508. (define extend-var-env
  509.   ; variant of extend-env that forms "lexical" binding
  510.   (lambda (labels vars r)
  511.     (if (null? labels)
  512.         r
  513.         (extend-var-env (cdr labels) (cdr vars)
  514.           (cons (cons (car labels) (make-binding 'lexical (car vars))) r)))))
  515.  
  516. ;;; we use a "macros only" environment in expansion of local macro
  517. ;;; definitions so that their definitions can use local macros without
  518. ;;; attempting to use other lexical identifiers.
  519. (define macros-only-env
  520.   (lambda (r)
  521.     (if (null? r)
  522.         '()
  523.         (let ((a (car r)))
  524.           (if (eq? (cadr a) 'macro)
  525.               (cons a (macros-only-env (cdr r)))
  526.               (macros-only-env (cdr r)))))))
  527.  
  528. (define lookup
  529.   ; x may be a label or a symbol
  530.   ; although symbols are usually global, we check the environment first
  531.   ; anyway because a temporary binding may have been established by
  532.   ; fluid-let-syntax
  533.   (lambda (x r)
  534.     (cond
  535.       ((assq x r) => cdr)
  536.       ((symbol? x)
  537.        (or (get-global-definition-hook x) (make-binding 'global)))
  538.       (else (make-binding 'displaced-lexical)))))
  539.  
  540. (define global-extend
  541.   (lambda (type sym val)
  542.     (put-global-definition-hook sym (make-binding type val))))
  543.  
  544.  
  545. ;;; Conceptually, identifiers are always syntax objects.  Internally,
  546. ;;; however, the wrap is sometimes maintained separately (a source of
  547. ;;; efficiency and confusion), so that symbols are also considered
  548. ;;; identifiers by id?.  Externally, they are always wrapped.
  549.  
  550. (define nonsymbol-id?
  551.   (lambda (x)
  552.     (and (syntax-object? x)
  553.          (symbol? (unannotate (syntax-object-expression x))))))
  554.  
  555. (define id?
  556.   (lambda (x)
  557.     (cond
  558.       ((symbol? x) #t)
  559.       ((syntax-object? x) (symbol? (unannotate (syntax-object-expression x))))
  560.       ((annotation? x) (symbol? (annotation-expression x)))
  561.       (else #f))))
  562.  
  563. (define-syntax id-sym-name
  564.   (syntax-rules ()
  565.     ((_ e)
  566.      (let ((x e))
  567.        (unannotate (if (syntax-object? x) (syntax-object-expression x) x))))))
  568.  
  569. (define id-sym-name&marks
  570.   (lambda (x w)
  571.     (if (syntax-object? x)
  572.         (values
  573.           (unannotate (syntax-object-expression x))
  574.           (join-marks (wrap-marks w) (wrap-marks (syntax-object-wrap x))))
  575.         (values (unannotate x) (wrap-marks w)))))
  576.  
  577. ;;; syntax object wraps
  578.  
  579. ;;;         <wrap> ::= ((<mark> ...) . (<subst> ...))
  580. ;;;        <subst> ::= <shift> | <subs>
  581. ;;;         <subs> ::= #(<old name> <label> (<mark> ...))
  582. ;;;        <shift> ::= positive fixnum
  583.  
  584. (define make-wrap cons)
  585. (define wrap-marks car)
  586. (define wrap-subst cdr)
  587.  
  588. (define-syntax subst-rename? (identifier-syntax vector?))
  589. (define-syntax rename-old (syntax-rules () ((_ x) (vector-ref x 0))))
  590. (define-syntax rename-new (syntax-rules () ((_ x) (vector-ref x 1))))
  591. (define-syntax rename-marks (syntax-rules () ((_ x) (vector-ref x 2))))
  592. (define-syntax make-rename
  593.   (syntax-rules ()
  594.     ((_ old new marks) (vector old new marks))))
  595.  
  596. ;;; labels must be comparable with "eq?" and distinct from symbols.
  597. (define gen-label
  598.   (lambda () (string #\i)))
  599.  
  600. (define gen-labels
  601.   (lambda (ls)
  602.     (if (null? ls)
  603.         '()
  604.         (cons (gen-label) (gen-labels (cdr ls))))))
  605.  
  606. (define-structure (ribcage symnames marks labels))
  607.  
  608. (define-syntax empty-wrap (identifier-syntax '(())))
  609.  
  610. (define-syntax top-wrap (identifier-syntax '((top))))
  611.  
  612. (define-syntax top-marked?
  613.   (syntax-rules ()
  614.     ((_ w) (memq 'top (wrap-marks w)))))
  615.  
  616. ;;; Marks must be comparable with "eq?" and distinct from pairs and
  617. ;;; the symbol top.  We do not use integers so that marks will remain
  618. ;;; unique even across file compiles.
  619.  
  620. (define-syntax the-anti-mark (identifier-syntax #f))
  621.  
  622. (define anti-mark
  623.   (lambda (w)
  624.     (make-wrap (cons the-anti-mark (wrap-marks w))
  625.                (cons 'shift (wrap-subst w)))))
  626.  
  627. (define-syntax new-mark
  628.   (syntax-rules ()
  629.     ((_) (string #\m))))
  630.  
  631. ;;; make-empty-ribcage and extend-ribcage maintain list-based ribcages for
  632. ;;; internal definitions, in which the ribcages are built incrementally
  633. (define-syntax make-empty-ribcage
  634.   (syntax-rules ()
  635.     ((_) (make-ribcage '() '() '()))))
  636.  
  637. (define extend-ribcage!
  638.   ; must receive ids with complete wraps
  639.   (lambda (ribcage id label)
  640.     (set-ribcage-symnames! ribcage
  641.       (cons (unannotate (syntax-object-expression id))
  642.             (ribcage-symnames ribcage)))
  643.     (set-ribcage-marks! ribcage
  644.       (cons (wrap-marks (syntax-object-wrap id))
  645.             (ribcage-marks ribcage)))
  646.     (set-ribcage-labels! ribcage
  647.       (cons label (ribcage-labels ribcage)))))
  648.  
  649. ;;; make-binding-wrap creates vector-based ribcages
  650. (define make-binding-wrap
  651.   (lambda (ids labels w)
  652.     (if (null? ids)
  653.         w
  654.         (make-wrap
  655.           (wrap-marks w)
  656.           (cons
  657.             (let ((labelvec (list->vector labels)))
  658.               (let ((n (vector-length labelvec)))
  659.                 (let ((symnamevec (make-vector n)) (marksvec (make-vector n)))
  660.                   (let f ((ids ids) (i 0))
  661.                     (if (not (null? ids))
  662.                         (call-with-values
  663.                           (lambda () (id-sym-name&marks (car ids) w))
  664.                           (lambda (symname marks)
  665.                             (vector-set! symnamevec i symname)
  666.                             (vector-set! marksvec i marks)
  667.                             (f (cdr ids) (fx+ i 1))))))
  668.                   (make-ribcage symnamevec marksvec labelvec))))
  669.             (wrap-subst w))))))
  670.  
  671. (define smart-append
  672.   (lambda (m1 m2)
  673.     (if (null? m2)
  674.         m1
  675.         (append m1 m2))))
  676.  
  677. (define join-wraps
  678.   (lambda (w1 w2)
  679.     (let ((m1 (wrap-marks w1)) (s1 (wrap-subst w1)))
  680.       (if (null? m1)
  681.           (if (null? s1)
  682.               w2
  683.               (make-wrap
  684.                 (wrap-marks w2)
  685.                 (smart-append s1 (wrap-subst w2))))
  686.           (make-wrap
  687.             (smart-append m1 (wrap-marks w2))
  688.             (smart-append s1 (wrap-subst w2)))))))
  689.  
  690. (define join-marks
  691.   (lambda (m1 m2)
  692.     (smart-append m1 m2)))
  693.  
  694. (define same-marks?
  695.   (lambda (x y)
  696.     (or (eq? x y)
  697.         (and (not (null? x))
  698.              (not (null? y))
  699.              (eq? (car x) (car y))
  700.              (same-marks? (cdr x) (cdr y))))))
  701.  
  702. (define id-var-name
  703.   (lambda (id w)
  704.     (define-syntax first
  705.       (syntax-rules ()
  706.         ((_ e) (call-with-values (lambda () e) (lambda (x . ignore) x)))))
  707.     (define search
  708.       (lambda (sym subst marks)
  709.         (if (null? subst)
  710.             (values #f marks)
  711.             (let ((fst (car subst)))
  712.               (if (eq? fst 'shift)
  713.                   (search sym (cdr subst) (cdr marks))
  714.                   (let ((symnames (ribcage-symnames fst)))
  715.                     (if (vector? symnames)
  716.                         (search-vector-rib sym subst marks symnames fst)
  717.                         (search-list-rib sym subst marks symnames fst))))))))
  718.     (define search-list-rib
  719.       (lambda (sym subst marks symnames ribcage)
  720.         (let f ((symnames symnames) (i 0))
  721.           (cond
  722.             ((null? symnames) (search sym (cdr subst) marks))
  723.             ((and (eq? (car symnames) sym)
  724.                   (same-marks? marks (list-ref (ribcage-marks ribcage) i)))
  725.              (values (list-ref (ribcage-labels ribcage) i) marks))
  726.             (else (f (cdr symnames) (fx+ i 1)))))))
  727.     (define search-vector-rib
  728.       (lambda (sym subst marks symnames ribcage)
  729.         (let ((n (vector-length symnames)))
  730.           (let f ((i 0))
  731.             (cond
  732.               ((fx= i n) (search sym (cdr subst) marks))
  733.               ((and (eq? (vector-ref symnames i) sym)
  734.                     (same-marks? marks (vector-ref (ribcage-marks ribcage) i)))
  735.                (values (vector-ref (ribcage-labels ribcage) i) marks))
  736.               (else (f (fx+ i 1))))))))
  737.     (cond
  738.       ((symbol? id)
  739.        (or (first (search id (wrap-subst w) (wrap-marks w))) id))
  740.       ((syntax-object? id)
  741.         (let ((id (unannotate (syntax-object-expression id)))
  742.               (w1 (syntax-object-wrap id)))
  743.           (let ((marks (join-marks (wrap-marks w) (wrap-marks w1))))
  744.             (call-with-values (lambda () (search id (wrap-subst w) marks))
  745.               (lambda (new-id marks)
  746.                 (or new-id
  747.                     (first (search id (wrap-subst w1) marks))
  748.                     id))))))
  749.       ((annotation? id)
  750.        (let ((id (unannotate id)))
  751.          (or (first (search id (wrap-subst w) (wrap-marks w))) id)))
  752.       (else (error-hook 'id-var-name "invalid id" id)))))
  753.  
  754. ;;; free-id=? must be passed fully wrapped ids since (free-id=? x y)
  755. ;;; may be true even if (free-id=? (wrap x w) (wrap y w)) is not.
  756.  
  757. (define free-id=?
  758.   (lambda (i j)
  759.     (and (eq? (id-sym-name i) (id-sym-name j)) ; accelerator
  760.          (eq? (id-var-name i empty-wrap) (id-var-name j empty-wrap)))))
  761.  
  762. ;;; bound-id=? may be passed unwrapped (or partially wrapped) ids as
  763. ;;; long as the missing portion of the wrap is common to both of the ids
  764. ;;; since (bound-id=? x y) iff (bound-id=? (wrap x w) (wrap y w))
  765.  
  766. (define bound-id=?
  767.   (lambda (i j)
  768.     (if (and (syntax-object? i) (syntax-object? j))
  769.         (and (eq? (unannotate (syntax-object-expression i))
  770.                   (unannotate (syntax-object-expression j)))
  771.              (same-marks? (wrap-marks (syntax-object-wrap i))
  772.                   (wrap-marks (syntax-object-wrap j))))
  773.         (eq? (unannotate i) (unannotate j)))))
  774.  
  775. ;;; "valid-bound-ids?" returns #t if it receives a list of distinct ids.
  776. ;;; valid-bound-ids? may be passed unwrapped (or partially wrapped) ids
  777. ;;; as long as the missing portion of the wrap is common to all of the
  778. ;;; ids.
  779.  
  780. (define valid-bound-ids?
  781.   (lambda (ids)
  782.      (and (let all-ids? ((ids ids))
  783.             (or (null? ids)
  784.                 (and (id? (car ids))
  785.                      (all-ids? (cdr ids)))))
  786.           (distinct-bound-ids? ids))))
  787.  
  788. ;;; distinct-bound-ids? expects a list of ids and returns #t if there are
  789. ;;; no duplicates.  It is quadratic on the length of the id list; long
  790. ;;; lists could be sorted to make it more efficient.  distinct-bound-ids?
  791. ;;; may be passed unwrapped (or partially wrapped) ids as long as the
  792. ;;; missing portion of the wrap is common to all of the ids.
  793.  
  794. (define distinct-bound-ids?
  795.   (lambda (ids)
  796.     (let distinct? ((ids ids))
  797.       (or (null? ids)
  798.           (and (not (bound-id-member? (car ids) (cdr ids)))
  799.                (distinct? (cdr ids)))))))
  800.  
  801. (define bound-id-member?
  802.    (lambda (x list)
  803.       (and (not (null? list))
  804.            (or (bound-id=? x (car list))
  805.                (bound-id-member? x (cdr list))))))
  806.  
  807. ;;; wrapping expressions and identifiers
  808.  
  809. (define wrap
  810.   (lambda (x w)
  811.     (cond
  812.       ((and (null? (wrap-marks w)) (null? (wrap-subst w))) x)
  813.       ((syntax-object? x)
  814.        (make-syntax-object
  815.          (syntax-object-expression x)
  816.          (join-wraps w (syntax-object-wrap x))))
  817.       ((null? x) x)
  818.       (else (make-syntax-object x w)))))
  819.  
  820. (define source-wrap
  821.   (lambda (x w s)
  822.     (wrap (if s (make-annotation x s #f) x) w)))
  823.  
  824. ;;; expanding
  825.  
  826. (define chi-sequence
  827.   (lambda (body r w s)
  828.     (build-sequence s
  829.       (let dobody ((body body) (r r) (w w))
  830.         (if (null? body)
  831.             '()
  832.             (let ((first (chi (car body) r w)))
  833.               (cons first (dobody (cdr body) r w))))))))
  834.  
  835. (define chi-top-sequence
  836.   (lambda (body r w s m esew)
  837.     (build-sequence s
  838.       (let dobody ((body body) (r r) (w w) (m m) (esew esew))
  839.         (if (null? body)
  840.             '()
  841.             (let ((first (chi-top (car body) r w m esew)))
  842.               (cons first (dobody (cdr body) r w m esew))))))))
  843.  
  844. (define chi-install-global
  845.   (lambda (name e)
  846.     (build-application no-source
  847.       (build-primref no-source 'install-global-transformer)
  848.       (list (build-data no-source name) e))))
  849.  
  850. (define chi-when-list
  851.   (lambda (e when-list w)
  852.     ; when-list is syntax'd version of list of situations
  853.     (let f ((when-list when-list) (situations '()))
  854.       (if (null? when-list)
  855.           situations
  856.           (f (cdr when-list)
  857.              (cons (let ((x (car when-list)))
  858.                      (cond
  859.                        ((free-id=? x (syntax compile)) 'compile)
  860.                        ((free-id=? x (syntax load)) 'load)
  861.                        ((free-id=? x (syntax eval)) 'eval)
  862.                        (else (syntax-error (wrap x w)
  863.                                "invalid eval-when situation"))))
  864.                    situations))))))
  865.  
  866. ;;; syntax-type returns five values: type, value, e, w, and s.  The first
  867. ;;; two are described in the table below.
  868. ;;;
  869. ;;;    type                   value         explanation
  870. ;;;    -------------------------------------------------------------------
  871. ;;;    core                   procedure     core form (including singleton)
  872. ;;;    lexical                name          lexical variable reference
  873. ;;;    global                 name          global variable reference
  874. ;;;    begin                  none          begin keyword
  875. ;;;    define                 none          define keyword
  876. ;;;    define-syntax          none          define-syntax keyword
  877. ;;;    local-syntax           rec?          letrec-syntax/let-syntax keyword
  878. ;;;    eval-when              none          eval-when keyword
  879. ;;;    syntax                 level         pattern variable
  880. ;;;    displaced-lexical      none          displaced lexical identifier
  881. ;;;    lexical-call           name          call to lexical variable
  882. ;;;    global-call            name          call to global variable
  883. ;;;    call                   none          any other call
  884. ;;;    begin-form             none          begin expression
  885. ;;;    define-form            id            variable definition
  886. ;;;    define-syntax-form     id            syntax definition
  887. ;;;    local-syntax-form      rec?          syntax definition
  888. ;;;    eval-when-form         none          eval-when form
  889. ;;;    constant               none          self-evaluating datum
  890. ;;;    other                  none          anything else
  891. ;;;
  892. ;;; For define-form and define-syntax-form, e is the rhs expression.
  893. ;;; For all others, e is the entire form.  w is the wrap for e.
  894. ;;; s is the source for the entire form.
  895. ;;;
  896. ;;; syntax-type expands macros and unwraps as necessary to get to
  897. ;;; one of the forms above.  It also parses define and define-syntax
  898. ;;; forms, although perhaps this should be done by the consumer.
  899.  
  900. (define syntax-type
  901.   (lambda (e r w s rib)
  902.     (cond
  903.       ((symbol? e)
  904.        (let* ((n (id-var-name e w))
  905.               (b (lookup n r))
  906.               (type (binding-type b)))
  907.          (case type
  908.            ((lexical) (values type (binding-value b) e w s))
  909.            ((global) (values type n e w s))
  910.            ((macro)
  911.             (syntax-type (chi-macro (binding-value b) e r w rib) r empty-wrap s rib))
  912.            (else (values type (binding-value b) e w s)))))
  913.       ((pair? e)
  914.        (let ((first (car e)))
  915.          (if (id? first)
  916.              (let* ((n (id-var-name first w))
  917.                     (b (lookup n r))
  918.                     (type (binding-type b)))
  919.                (case type
  920.                  ((lexical) (values 'lexical-call (binding-value b) e w s))
  921.                  ((global) (values 'global-call n e w s))
  922.                  ((macro)
  923.                   (syntax-type (chi-macro (binding-value b) e r w rib)
  924.                     r empty-wrap s rib))
  925.                  ((core) (values type (binding-value b) e w s))
  926.                  ((local-syntax)
  927.                   (values 'local-syntax-form (binding-value b) e w s))
  928.                  ((begin) (values 'begin-form #f e w s))
  929.                  ((eval-when) (values 'eval-when-form #f e w s))
  930.                  ((define)
  931.                   (syntax-case e ()
  932.                     ((_ name val)
  933.                      (id? (syntax name))
  934.                      (values 'define-form (syntax name) (syntax val) w s))
  935.                     ((_ (name . args) e1 e2 ...)
  936.                      (and (id? (syntax name))
  937.                           (valid-bound-ids? (lambda-var-list (syntax args))))
  938.                      ; need lambda here...
  939.                      (values 'define-form (wrap (syntax name) w)
  940.                        (cons (syntax lambda) (wrap (syntax (args e1 e2 ...)) w))
  941.                        empty-wrap s))
  942.                     ((_ name)
  943.                      (id? (syntax name))
  944.                      (values 'define-form (wrap (syntax name) w)
  945.                        (syntax (void))
  946.                        empty-wrap s))))
  947.                  ((define-syntax)
  948.                   (syntax-case e ()
  949.                     ((_ name val)
  950.                      (id? (syntax name))
  951.                      (values 'define-syntax-form (syntax name)
  952.                        (syntax val) w s))))
  953.                  (else (values 'call #f e w s))))
  954.              (values 'call #f e w s))))
  955.       ((syntax-object? e)
  956.        ;; s can't be valid source if we've unwrapped
  957.        (syntax-type (syntax-object-expression e)
  958.                     r
  959.                     (join-wraps w (syntax-object-wrap e))
  960.                     no-source rib))
  961.       ((annotation? e)
  962.        (syntax-type (annotation-expression e) r w (annotation-source e) rib))
  963.       ((self-evaluating? e) (values 'constant #f e w s))
  964.       (else (values 'other #f e w s)))))
  965.  
  966. (define chi-top
  967.   (lambda (e r w m esew)
  968.     (define-syntax eval-if-c&e
  969.       (syntax-rules ()
  970.         ((_ m e)
  971.          (let ((x e))
  972.            (if (eq? m 'c&e) (top-level-eval-hook x))
  973.            x))))
  974.     (call-with-values
  975.       (lambda () (syntax-type e r w no-source #f))
  976.       (lambda (type value e w s)
  977.         (case type
  978.           ((begin-form)
  979.            (syntax-case e ()
  980.              ((_) (chi-void))
  981.              ((_ e1 e2 ...)
  982.               (chi-top-sequence (syntax (e1 e2 ...)) r w s m esew))))
  983.           ((local-syntax-form)
  984.            (chi-local-syntax value e r w s
  985.              (lambda (body r w s)
  986.                (chi-top-sequence body r w s m esew))))
  987.           ((eval-when-form)
  988.            (syntax-case e ()
  989.              ((_ (x ...) e1 e2 ...)
  990.               (let ((when-list (chi-when-list e (syntax (x ...)) w))
  991.                     (body (syntax (e1 e2 ...))))
  992.                 (cond
  993.                   ((eq? m 'e)
  994.                    (if (memq 'eval when-list)
  995.                        (chi-top-sequence body r w s 'e '(eval))
  996.                        (chi-void)))
  997.                   ((memq 'load when-list)
  998.                    (if (or (memq 'compile when-list)
  999.                            (and (eq? m 'c&e) (memq 'eval when-list)))
  1000.                        (chi-top-sequence body r w s 'c&e '(compile load))
  1001.                        (if (memq m '(c c&e))
  1002.                            (chi-top-sequence body r w s 'c '(load))
  1003.                            (chi-void))))
  1004.                   ((or (memq 'compile when-list)
  1005.                        (and (eq? m 'c&e) (memq 'eval when-list)))
  1006.                    (top-level-eval-hook
  1007.                      (chi-top-sequence body r w s 'e '(eval)))
  1008.                    (chi-void))
  1009.                   (else (chi-void)))))))
  1010.           ((define-syntax-form)
  1011.            (let ((n (id-var-name value w)) (r (macros-only-env r)))
  1012.              (case m
  1013.                ((c)
  1014.                 (if (memq 'compile esew)
  1015.                     (let ((e (chi-install-global n (chi e r w))))
  1016.                       (top-level-eval-hook e)
  1017.                       (if (memq 'load esew) e (chi-void)))
  1018.                     (if (memq 'load esew)
  1019.                         (chi-install-global n (chi e r w))
  1020.                         (chi-void))))
  1021.                ((c&e)
  1022.                 (let ((e (chi-install-global n (chi e r w))))
  1023.                   (top-level-eval-hook e)
  1024.                   e))
  1025.                (else
  1026.                 (if (memq 'eval esew)
  1027.                     (top-level-eval-hook
  1028.                       (chi-install-global n (chi e r w))))
  1029.                 (chi-void)))))
  1030.           ((define-form)
  1031.            (let ((n (id-var-name value w)))
  1032.              (case (binding-type (lookup n r))
  1033.                ((global)
  1034.                 (eval-if-c&e m
  1035.                   (build-global-definition s n (chi e r w))))
  1036.                ((displaced-lexical)
  1037.                 (syntax-error (wrap value w) "identifier out of context"))
  1038.                (else (syntax-error (wrap value w)
  1039.                        "cannot define keyword at top level")))))
  1040.           (else (eval-if-c&e m (chi-expr type value e r w s))))))))
  1041.  
  1042. (define chi
  1043.   (lambda (e r w)
  1044.     (call-with-values
  1045.       (lambda () (syntax-type e r w no-source #f))
  1046.       (lambda (type value e w s)
  1047.         (chi-expr type value e r w s)))))
  1048.  
  1049. (define chi-expr
  1050.   (lambda (type value e r w s)
  1051.     (case type
  1052.       ((lexical)
  1053.        (build-lexical-reference 'value s value))
  1054.       ((core) (value e r w s))
  1055.       ((lexical-call)
  1056.        (chi-application
  1057.          (build-lexical-reference 'fun (source-annotation (car e)) value)
  1058.          e r w s))
  1059.       ((global-call)
  1060.        (chi-application
  1061.          (build-global-reference (source-annotation (car e)) value)
  1062.          e r w s))
  1063.       ((constant) (build-data s (strip (source-wrap e w s) empty-wrap)))
  1064.       ((global) (build-global-reference s value))
  1065.       ((call) (chi-application (chi (car e) r w) e r w s))
  1066.       ((begin-form)
  1067.        (syntax-case e ()
  1068.          ((_ e1 e2 ...) (chi-sequence (syntax (e1 e2 ...)) r w s))))
  1069.       ((local-syntax-form)
  1070.        (chi-local-syntax value e r w s chi-sequence))
  1071.       ((eval-when-form)
  1072.        (syntax-case e ()
  1073.          ((_ (x ...) e1 e2 ...)
  1074.           (let ((when-list (chi-when-list e (syntax (x ...)) w)))
  1075.             (if (memq 'eval when-list)
  1076.                 (chi-sequence (syntax (e1 e2 ...)) r w s)
  1077.                 (chi-void))))))
  1078.       ((define-form define-syntax-form)
  1079.        (syntax-error (wrap value w) "invalid context for definition of"))
  1080.       ((syntax)
  1081.        (syntax-error (source-wrap e w s)
  1082.          "reference to pattern variable outside syntax form"))
  1083.       ((displaced-lexical)
  1084.        (syntax-error (source-wrap e w s)
  1085.          "reference to identifier outside its scope"))
  1086.       (else (syntax-error (source-wrap e w s))))))
  1087.  
  1088. (define chi-application
  1089.   (lambda (x e r w s)
  1090.     (syntax-case e ()
  1091.       ((e0 e1 ...)
  1092.        (build-application s x
  1093.          (map (lambda (e) (chi e r w)) (syntax (e1 ...))))))))
  1094.  
  1095. (define chi-macro
  1096.   (lambda (p e r w rib)
  1097.     (define rebuild-macro-output
  1098.       (lambda (x m)
  1099.         (cond ((pair? x)
  1100.                (cons (rebuild-macro-output (car x) m)
  1101.                      (rebuild-macro-output (cdr x) m)))
  1102.               ((syntax-object? x)
  1103.                (let ((w (syntax-object-wrap x)))
  1104.                  (let ((ms (wrap-marks w)) (s (wrap-subst w)))
  1105.                    (make-syntax-object (syntax-object-expression x)
  1106.                      (if (and (pair? ms) (eq? (car ms) the-anti-mark))
  1107.                          (make-wrap (cdr ms)
  1108.                            (if rib (cons rib (cdr s)) (cdr s)))
  1109.                          (make-wrap (cons m ms)
  1110.                            (if rib
  1111.                                (cons rib (cons 'shift s))
  1112.                                (cons 'shift s))))))))
  1113.               ((vector? x)
  1114.                (let* ((n (vector-length x)) (v (make-vector n)))
  1115.                  (do ((i 0 (fx+ i 1)))
  1116.                      ((fx= i n) v)
  1117.                      (vector-set! v i
  1118.                        (rebuild-macro-output (vector-ref x i) m)))))
  1119.               ((symbol? x)
  1120.                (syntax-error x "encountered raw symbol in macro output"))
  1121.               (else x))))
  1122.     (rebuild-macro-output (p (wrap e (anti-mark w))) (new-mark))))
  1123.  
  1124. (define chi-body
  1125.   ;; In processing the forms of the body, we create a new, empty wrap.
  1126.   ;; This wrap is augmented (destructively) each time we discover that
  1127.   ;; the next form is a definition.  This is done:
  1128.   ;;
  1129.   ;;   (1) to allow the first nondefinition form to be a call to
  1130.   ;;       one of the defined ids even if the id previously denoted a
  1131.   ;;       definition keyword or keyword for a macro expanding into a
  1132.   ;;       definition;
  1133.   ;;   (2) to prevent subsequent definition forms (but unfortunately
  1134.   ;;       not earlier ones) and the first nondefinition form from
  1135.   ;;       confusing one of the bound identifiers for an auxiliary
  1136.   ;;       keyword; and
  1137.   ;;   (3) so that we do not need to restart the expansion of the
  1138.   ;;       first nondefinition form, which is problematic anyway
  1139.   ;;       since it might be the first element of a begin that we
  1140.   ;;       have just spliced into the body (meaning if we restarted,
  1141.   ;;       we'd really need to restart with the begin or the macro
  1142.   ;;       call that expanded into the begin, and we'd have to give
  1143.   ;;       up allowing (begin <defn>+ <expr>+), which is itself
  1144.   ;;       problematic since we don't know if a begin contains only
  1145.   ;;       definitions until we've expanded it).
  1146.   ;;
  1147.   ;; Before processing the body, we also create a new environment
  1148.   ;; containing a placeholder for the bindings we will add later and
  1149.   ;; associate this environment with each form.  In processing a
  1150.   ;; let-syntax or letrec-syntax, the associated environment may be
  1151.   ;; augmented with local keyword bindings, so the environment may
  1152.   ;; be different for different forms in the body.  Once we have
  1153.   ;; gathered up all of the definitions, we evaluate the transformer
  1154.   ;; expressions and splice into r at the placeholder the new variable
  1155.   ;; and keyword bindings.  This allows let-syntax or letrec-syntax
  1156.   ;; forms local to a portion or all of the body to shadow the
  1157.   ;; definition bindings.
  1158.   ;;
  1159.   ;; Subforms of a begin, let-syntax, or letrec-syntax are spliced
  1160.   ;; into the body.
  1161.   ;;
  1162.   ;; outer-form is fully wrapped w/source
  1163.   (lambda (body outer-form r w)
  1164.     (let* ((r (cons '("placeholder" . (placeholder)) r))
  1165.            (ribcage (make-empty-ribcage))
  1166.            (w (make-wrap (wrap-marks w) (cons ribcage (wrap-subst w)))))
  1167.       (let parse ((body (map (lambda (x) (cons r (wrap x w))) body))
  1168.                   (ids '()) (labels '()) (vars '()) (vals '()) (bindings '()))
  1169.         (if (null? body)
  1170.             (syntax-error outer-form "no expressions in body")
  1171.             (let ((e (cdar body)) (er (caar body)))
  1172.               (call-with-values
  1173.                 (lambda () (syntax-type e er empty-wrap no-source ribcage))
  1174.                 (lambda (type value e w s)
  1175.                   (case type
  1176.                     ((define-form)
  1177.                      (let ((id (wrap value w)) (label (gen-label)))
  1178.                        (let ((var (gen-var id)))
  1179.                          (extend-ribcage! ribcage id label)
  1180.                          (parse (cdr body)
  1181.                            (cons id ids) (cons label labels)
  1182.                            (cons var vars) (cons (cons er (wrap e w)) vals)
  1183.                            (cons (make-binding 'lexical var) bindings)))))
  1184.                     ((define-syntax-form)
  1185.                      (let ((id (wrap value w)) (label (gen-label)))
  1186.                        (extend-ribcage! ribcage id label)
  1187.                        (parse (cdr body)
  1188.                          (cons id ids) (cons label labels)
  1189.                          vars vals
  1190.                          (cons (make-binding 'macro (cons er (wrap e w)))
  1191.                                bindings))))
  1192.                     ((begin-form)
  1193.                      (syntax-case e ()
  1194.                        ((_ e1 ...)
  1195.                         (parse (let f ((forms (syntax (e1 ...))))
  1196.                                  (if (null? forms)
  1197.                                      (cdr body)
  1198.                                      (cons (cons er (wrap (car forms) w))
  1199.                                            (f (cdr forms)))))
  1200.                           ids labels vars vals bindings))))
  1201.                     ((local-syntax-form)
  1202.                      (chi-local-syntax value e er w s
  1203.                        (lambda (forms er w s)
  1204.                          (parse (let f ((forms forms))
  1205.                                   (if (null? forms)
  1206.                                       (cdr body)
  1207.                                       (cons (cons er (wrap (car forms) w))
  1208.                                             (f (cdr forms)))))
  1209.                            ids labels vars vals bindings))))
  1210.                     (else ; found a non-definition
  1211.                      (if (null? ids)
  1212.                          (build-sequence no-source
  1213.                            (map (lambda (x)
  1214.                                   (chi (cdr x) (car x) empty-wrap))
  1215.                                 (cons (cons er (source-wrap e w s))
  1216.                                       (cdr body))))
  1217.                          (begin
  1218.                            (if (not (valid-bound-ids? ids))
  1219.                                (syntax-error outer-form
  1220.                                  "invalid or duplicate identifier in definition"))
  1221.                            (let loop ((bs bindings) (er-cache #f) (r-cache #f))
  1222.                              (if (not (null? bs))
  1223.                                  (let* ((b (car bs)))
  1224.                                    (if (eq? (car b) 'macro)
  1225.                                        (let* ((er (cadr b))
  1226.                                               (r-cache
  1227.                                                 (if (eq? er er-cache)
  1228.                                                     r-cache
  1229.                                                     (macros-only-env er))))
  1230.                                          (set-cdr! b
  1231.                                            (eval-local-transformer
  1232.                                              (chi (cddr b) r-cache empty-wrap)))
  1233.                                          (loop (cdr bs) er r-cache))
  1234.                                        (loop (cdr bs) er-cache r-cache)))))
  1235.                            (set-cdr! r (extend-env labels bindings (cdr r)))
  1236.                            (build-letrec no-source
  1237.                              vars
  1238.                              (map (lambda (x)
  1239.                                     (chi (cdr x) (car x) empty-wrap))
  1240.                                   vals)
  1241.                              (build-sequence no-source
  1242.                                (map (lambda (x)
  1243.                                       (chi (cdr x) (car x) empty-wrap))
  1244.                                     (cons (cons er (source-wrap e w s))
  1245.                                           (cdr body)))))))))))))))))
  1246.  
  1247. (define chi-lambda-clause
  1248.   (lambda (e c r w k)
  1249.     (syntax-case c ()
  1250.       (((id ...) e1 e2 ...)
  1251.        (let ((ids (syntax (id ...))))
  1252.          (if (not (valid-bound-ids? ids))
  1253.              (syntax-error e "invalid parameter list in")
  1254.              (let ((labels (gen-labels ids))
  1255.                    (new-vars (map gen-var ids)))
  1256.                (k new-vars
  1257.                   (chi-body (syntax (e1 e2 ...))
  1258.                             e
  1259.                             (extend-var-env labels new-vars r)
  1260.                             (make-binding-wrap ids labels w)))))))
  1261.       ((ids e1 e2 ...)
  1262.        (let ((old-ids (lambda-var-list (syntax ids))))
  1263.          (if (not (valid-bound-ids? old-ids))
  1264.              (syntax-error e "invalid parameter list in")
  1265.              (let ((labels (gen-labels old-ids))
  1266.                    (new-vars (map gen-var old-ids)))
  1267.                (k (let f ((ls1 (cdr new-vars)) (ls2 (car new-vars)))
  1268.                     (if (null? ls1)
  1269.                         ls2
  1270.                         (f (cdr ls1) (cons (car ls1) ls2))))
  1271.                   (chi-body (syntax (e1 e2 ...))
  1272.                             e
  1273.                             (extend-var-env labels new-vars r)
  1274.                             (make-binding-wrap old-ids labels w)))))))
  1275.       (_ (syntax-error e)))))
  1276.  
  1277. (define chi-local-syntax
  1278.   (lambda (rec? e r w s k)
  1279.     (syntax-case e ()
  1280.       ((_ ((id val) ...) e1 e2 ...)
  1281.        (let ((ids (syntax (id ...))))
  1282.          (if (not (valid-bound-ids? ids))
  1283.              (syntax-error e "duplicate bound keyword in")
  1284.              (let ((labels (gen-labels ids)))
  1285.                (let ((new-w (make-binding-wrap ids labels w)))
  1286.                  (k (syntax (e1 e2 ...))
  1287.                     (extend-env
  1288.                       labels
  1289.                       (let ((w (if rec? new-w w))
  1290.                             (trans-r (macros-only-env r)))
  1291.                         (map (lambda (x)
  1292.                                (make-binding 'macro
  1293.                                  (eval-local-transformer (chi x trans-r w))))
  1294.                              (syntax (val ...))))
  1295.                       r)
  1296.                     new-w
  1297.                     s))))))
  1298.       (_ (syntax-error (source-wrap e w s))))))
  1299.  
  1300. (define eval-local-transformer
  1301.   (lambda (expanded)
  1302.     (let ((p (local-eval-hook expanded)))
  1303.       (if (procedure? p)
  1304.           p
  1305.           (syntax-error p "nonprocedure transfomer")))))
  1306.  
  1307. (define chi-void
  1308.   (lambda ()
  1309.     (build-application no-source (build-primref no-source 'void) '())))
  1310.  
  1311. (define ellipsis?
  1312.   (lambda (x)
  1313.     (and (nonsymbol-id? x)
  1314.          (free-id=? x (syntax (... ...))))))
  1315.  
  1316. ;;; data
  1317.  
  1318. ;;; strips all annotations from potentially circular reader output
  1319.  
  1320. (define strip-annotation
  1321.   (lambda (x parent)
  1322.     (cond
  1323.       ((pair? x)
  1324.        (let ((new (cons #f #f)))
  1325.          (when parent (set-annotation-stripped! parent new))
  1326.          (set-car! new (strip-annotation (car x) #f))
  1327.          (set-cdr! new (strip-annotation (cdr x) #f))
  1328.          new))
  1329.       ((annotation? x)
  1330.        (or (annotation-stripped x)
  1331.            (strip-annotation (annotation-expression x) x)))
  1332.       ((vector? x)
  1333.        (let ((new (make-vector (vector-length x))))
  1334.          (when parent (set-annotation-stripped! parent new))
  1335.          (let loop ((i (- (vector-length x) 1)))
  1336.            (unless (fx< i 0)
  1337.              (vector-set! new i (strip-annotation (vector-ref x i) #f))
  1338.              (loop (fx- i 1))))
  1339.          new))
  1340.       (else x))))
  1341.  
  1342. ;;; strips syntax-objects down to top-wrap; if top-wrap is layered directly
  1343. ;;; on an annotation, strips the annotation as well.
  1344. ;;; since only the head of a list is annotated by the reader, not each pair
  1345. ;;; in the spine, we also check for pairs whose cars are annotated in case
  1346. ;;; we've been passed the cdr of an annotated list
  1347.  
  1348. (define strip
  1349.   (lambda (x w)
  1350.     (if (top-marked? w)
  1351.         (if (or (annotation? x) (and (pair? x) (annotation? (car x))))
  1352.             (strip-annotation x #f)
  1353.             x)
  1354.         (let f ((x x))
  1355.           (cond
  1356.             ((syntax-object? x)
  1357.              (strip (syntax-object-expression x) (syntax-object-wrap x)))
  1358.             ((pair? x)
  1359.              (let ((a (f (car x))) (d (f (cdr x))))
  1360.                (if (and (eq? a (car x)) (eq? d (cdr x)))
  1361.                    x
  1362.                    (cons a d))))
  1363.             ((vector? x)
  1364.              (let ((old (vector->list x)))
  1365.                 (let ((new (map f old)))
  1366.                    (if (andmap eq? old new) x (list->vector new)))))
  1367.             (else x))))))
  1368.  
  1369. ;;; lexical variables
  1370.  
  1371. (define gen-var
  1372.   (lambda (id)
  1373.     (let ((id (if (syntax-object? id) (syntax-object-expression id) id)))
  1374.       (if (annotation? id)
  1375.           (build-lexical-var (annotation-source id) (annotation-expression id))
  1376.           (build-lexical-var no-source id)))))
  1377.  
  1378. (define lambda-var-list
  1379.   (lambda (vars)
  1380.     (let lvl ((vars vars) (ls '()) (w empty-wrap))
  1381.        (cond
  1382.          ((pair? vars) (lvl (cdr vars) (cons (wrap (car vars) w) ls) w))
  1383.          ((id? vars) (cons (wrap vars w) ls))
  1384.          ((null? vars) ls)
  1385.          ((syntax-object? vars)
  1386.           (lvl (syntax-object-expression vars)
  1387.                ls
  1388.                (join-wraps w (syntax-object-wrap vars))))
  1389.          ((annotation? vars)
  1390.           (lvl (annotation-expression vars) ls w))
  1391.        ; include anything else to be caught by subsequent error
  1392.        ; checking
  1393.          (else (cons vars ls))))))
  1394.  
  1395. ;;; core transformers
  1396.  
  1397. (global-extend 'local-syntax 'letrec-syntax #t)
  1398. (global-extend 'local-syntax 'let-syntax #f)
  1399.  
  1400. (global-extend 'core 'fluid-let-syntax
  1401.   (lambda (e r w s)
  1402.     (syntax-case e ()
  1403.       ((_ ((var val) ...) e1 e2 ...)
  1404.        (valid-bound-ids? (syntax (var ...)))
  1405.        (let ((names (map (lambda (x) (id-var-name x w)) (syntax (var ...)))))
  1406.          (for-each
  1407.            (lambda (id n)
  1408.              (case (binding-type (lookup n r))
  1409.                ((displaced-lexical)
  1410.                 (syntax-error (source-wrap id w s)
  1411.                   "identifier out of context"))))
  1412.            (syntax (var ...))
  1413.            names)
  1414.          (chi-body
  1415.            (syntax (e1 e2 ...))
  1416.            (source-wrap e w s)
  1417.            (extend-env
  1418.              names
  1419.              (let ((trans-r (macros-only-env r)))
  1420.                (map (lambda (x)
  1421.                       (make-binding 'macro
  1422.                         (eval-local-transformer (chi x trans-r w))))
  1423.                     (syntax (val ...))))
  1424.              r)
  1425.            w)))
  1426.       (_ (syntax-error (source-wrap e w s))))))
  1427.  
  1428. (global-extend 'core 'quote
  1429.    (lambda (e r w s)
  1430.       (syntax-case e ()
  1431.          ((_ e) (build-data s (strip (syntax e) w)))
  1432.          (_ (syntax-error (source-wrap e w s))))))
  1433.  
  1434. (global-extend 'core 'syntax
  1435.   (let ()
  1436.     (define gen-syntax
  1437.       (lambda (src e r maps ellipsis?)
  1438.         (if (id? e)
  1439.             (let ((label (id-var-name e empty-wrap)))
  1440.               (let ((b (lookup label r)))
  1441.                 (if (eq? (binding-type b) 'syntax)
  1442.                     (call-with-values
  1443.                       (lambda ()
  1444.                         (let ((var.lev (binding-value b)))
  1445.                           (gen-ref src (car var.lev) (cdr var.lev) maps)))
  1446.                       (lambda (var maps) (values `(ref ,var) maps)))
  1447.                     (if (ellipsis? e)
  1448.                         (syntax-error src "misplaced ellipsis in syntax form")
  1449.                         (values `(quote ,e) maps)))))
  1450.             (syntax-case e ()
  1451.               ((dots e)
  1452.                (ellipsis? (syntax dots))
  1453.                (gen-syntax src (syntax e) r maps (lambda (x) #f)))
  1454.               ((x dots . y)
  1455.                ; this could be about a dozen lines of code, except that we
  1456.                ; choose to handle (syntax (x ... ...)) forms
  1457.                (ellipsis? (syntax dots))
  1458.                (let f ((y (syntax y))
  1459.                        (k (lambda (maps)
  1460.                             (call-with-values
  1461.                               (lambda ()
  1462.                                 (gen-syntax src (syntax x) r
  1463.                                   (cons '() maps) ellipsis?))
  1464.                               (lambda (x maps)
  1465.                                 (if (null? (car maps))
  1466.                                     (syntax-error src
  1467.                                       "extra ellipsis in syntax form")
  1468.                                     (values (gen-map x (car maps))
  1469.                                             (cdr maps))))))))
  1470.                  (syntax-case y ()
  1471.                    ((dots . y)
  1472.                     (ellipsis? (syntax dots))
  1473.                     (f (syntax y)
  1474.                        (lambda (maps)
  1475.                          (call-with-values
  1476.                            (lambda () (k (cons '() maps)))
  1477.                            (lambda (x maps)
  1478.                              (if (null? (car maps))
  1479.                                  (syntax-error src
  1480.                                    "extra ellipsis in syntax form")
  1481.                                  (values (gen-mappend x (car maps))
  1482.                                          (cdr maps))))))))
  1483.                    (_ (call-with-values
  1484.                         (lambda () (gen-syntax src y r maps ellipsis?))
  1485.                         (lambda (y maps)
  1486.                           (call-with-values
  1487.                             (lambda () (k maps))
  1488.                             (lambda (x maps)
  1489.                               (values (gen-append x y) maps)))))))))
  1490.               ((x . y)
  1491.                (call-with-values
  1492.                  (lambda () (gen-syntax src (syntax x) r maps ellipsis?))
  1493.                  (lambda (x maps)
  1494.                    (call-with-values
  1495.                      (lambda () (gen-syntax src (syntax y) r maps ellipsis?))
  1496.                      (lambda (y maps) (values (gen-cons x y) maps))))))
  1497.               (#(e1 e2 ...)
  1498.                (call-with-values
  1499.                  (lambda ()
  1500.                    (gen-syntax src (syntax (e1 e2 ...)) r maps ellipsis?))
  1501.                  (lambda (e maps) (values (gen-vector e) maps))))
  1502.               (_ (values `(quote ,e) maps))))))
  1503.  
  1504.     (define gen-ref
  1505.       (lambda (src var level maps)
  1506.         (if (fx= level 0)
  1507.             (values var maps)
  1508.             (if (null? maps)
  1509.                 (syntax-error src "missing ellipsis in syntax form")
  1510.                 (call-with-values
  1511.                   (lambda () (gen-ref src var (fx- level 1) (cdr maps)))
  1512.                   (lambda (outer-var outer-maps)
  1513.                     (let ((b (assq outer-var (car maps))))
  1514.                       (if b
  1515.                           (values (cdr b) maps)
  1516.                           (let ((inner-var (gen-var 'tmp)))
  1517.                             (values inner-var
  1518.                                     (cons (cons (cons outer-var inner-var)
  1519.                                                 (car maps))
  1520.                                           outer-maps)))))))))))
  1521.  
  1522.     (define gen-mappend
  1523.       (lambda (e map-env)
  1524.         `(apply (primitive append) ,(gen-map e map-env))))
  1525.  
  1526.     (define gen-map
  1527.       (lambda (e map-env)
  1528.         (let ((formals (map cdr map-env))
  1529.               (actuals (map (lambda (x) `(ref ,(car x))) map-env)))
  1530.           (cond
  1531.             ((eq? (car e) 'ref)
  1532.              ; identity map equivalence:
  1533.              ; (map (lambda (x) x) y) == y
  1534.              (car actuals))
  1535.             ((andmap
  1536.                 (lambda (x) (and (eq? (car x) 'ref) (memq (cadr x) formals)))
  1537.                 (cdr e))
  1538.              ; eta map equivalence:
  1539.              ; (map (lambda (x ...) (f x ...)) y ...) == (map f y ...)
  1540.              `(map (primitive ,(car e))
  1541.                    ,@(map (let ((r (map cons formals actuals)))
  1542.                             (lambda (x) (cdr (assq (cadr x) r))))
  1543.                           (cdr e))))
  1544.             (else `(map (lambda ,formals ,e) ,@actuals))))))
  1545.  
  1546.     (define gen-cons
  1547.       (lambda (x y)
  1548.         (case (car y)
  1549.           ((quote)
  1550.            (if (eq? (car x) 'quote)
  1551.                `(quote (,(cadr x) . ,(cadr y)))
  1552.                (if (eq? (cadr y) '())
  1553.                    `(list ,x)
  1554.                    `(cons ,x ,y))))
  1555.           ((list) `(list ,x ,@(cdr y)))
  1556.           (else `(cons ,x ,y)))))
  1557.  
  1558.     (define gen-append
  1559.       (lambda (x y)
  1560.         (if (equal? y '(quote ()))
  1561.             x
  1562.             `(append ,x ,y))))
  1563.  
  1564.     (define gen-vector
  1565.       (lambda (x)
  1566.         (cond
  1567.           ((eq? (car x) 'list) `(vector ,@(cdr x)))
  1568.           ((eq? (car x) 'quote) `(quote #(,@(cadr x))))
  1569.           (else `(list->vector ,x)))))
  1570.  
  1571.  
  1572.     (define regen
  1573.       (lambda (x)
  1574.         (case (car x)
  1575.           ((ref) (build-lexical-reference 'value no-source (cadr x)))
  1576.           ((primitive) (build-primref no-source (cadr x)))
  1577.           ((quote) (build-data no-source (cadr x)))
  1578.           ((lambda) (build-lambda no-source (cadr x) (regen (caddr x))))
  1579.           ((map) (let ((ls (map regen (cdr x))))
  1580.                    (build-application no-source
  1581.                      (if (fx= (length ls) 2)
  1582.                          (build-primref no-source 'map)
  1583.                         ; really need to do our own checking here
  1584.                          (build-primref no-source 2 'map)) ; require error check
  1585.                      ls)))
  1586.           (else (build-application no-source
  1587.                   (build-primref no-source (car x))
  1588.                   (map regen (cdr x)))))))
  1589.  
  1590.     (lambda (e r w s)
  1591.       (let ((e (source-wrap e w s)))
  1592.         (syntax-case e ()
  1593.           ((_ x)
  1594.            (call-with-values
  1595.              (lambda () (gen-syntax e (syntax x) r '() ellipsis?))
  1596.              (lambda (e maps) (regen e))))
  1597.           (_ (syntax-error e)))))))
  1598.  
  1599.  
  1600. (global-extend 'core 'lambda
  1601.    (lambda (e r w s)
  1602.       (syntax-case e ()
  1603.          ((_ . c)
  1604.           (chi-lambda-clause (source-wrap e w s) (syntax c) r w
  1605.             (lambda (vars body) (build-lambda s vars body)))))))
  1606.  
  1607.  
  1608. (global-extend 'core 'let
  1609.   (let ()
  1610.     (define (chi-let e r w s constructor ids vals exps)
  1611.       (if (not (valid-bound-ids? ids))
  1612.       (syntax-error e "duplicate bound variable in")
  1613.       (let ((labels (gen-labels ids))
  1614.         (new-vars (map gen-var ids)))
  1615.         (let ((nw (make-binding-wrap ids labels w))
  1616.           (nr (extend-var-env labels new-vars r)))
  1617.           (constructor s
  1618.                new-vars
  1619.                (map (lambda (x) (chi x r w)) vals)
  1620.                (chi-body exps (source-wrap e nw s) nr nw))))))
  1621.     (lambda (e r w s)
  1622.       (syntax-case e ()
  1623.     ((_ ((id val) ...) e1 e2 ...)
  1624.      (chi-let e r w s
  1625.           build-let
  1626.           (syntax (id ...))
  1627.           (syntax (val ...))
  1628.           (syntax (e1 e2 ...))))
  1629.     ((_ f ((id val) ...) e1 e2 ...)
  1630.      (id? (syntax f))
  1631.      (chi-let e r w s
  1632.           build-named-let
  1633.           (syntax (f id ...))
  1634.           (syntax (val ...))
  1635.           (syntax (e1 e2 ...))))
  1636.     (_ (syntax-error (source-wrap e w s)))))))
  1637.  
  1638.  
  1639. (global-extend 'core 'letrec
  1640.   (lambda (e r w s)
  1641.     (syntax-case e ()
  1642.       ((_ ((id val) ...) e1 e2 ...)
  1643.        (let ((ids (syntax (id ...))))
  1644.          (if (not (valid-bound-ids? ids))
  1645.              (syntax-error e "duplicate bound variable in")
  1646.              (let ((labels (gen-labels ids))
  1647.                    (new-vars (map gen-var ids)))
  1648.                (let ((w (make-binding-wrap ids labels w))
  1649.                     (r (extend-var-env labels new-vars r)))
  1650.                  (build-letrec s
  1651.                    new-vars
  1652.                    (map (lambda (x) (chi x r w)) (syntax (val ...)))
  1653.                    (chi-body (syntax (e1 e2 ...)) (source-wrap e w s) r w)))))))
  1654.       (_ (syntax-error (source-wrap e w s))))))
  1655.  
  1656.  
  1657. (global-extend 'core 'set!
  1658.   (lambda (e r w s)
  1659.     (syntax-case e ()
  1660.       ((_ id val)
  1661.        (id? (syntax id))
  1662.        (let ((val (chi (syntax val) r w))
  1663.              (n (id-var-name (syntax id) w)))
  1664.          (let ((b (lookup n r)))
  1665.            (case (binding-type b)
  1666.              ((lexical)
  1667.               (build-lexical-assignment s (binding-value b) val))
  1668.              ((global) (build-global-assignment s n val))
  1669.              ((displaced-lexical)
  1670.               (syntax-error (wrap (syntax id) w)
  1671.                 "identifier out of context"))
  1672.              (else (syntax-error (source-wrap e w s)))))))
  1673.       (_ (syntax-error (source-wrap e w s))))))
  1674.  
  1675. (global-extend 'begin 'begin '())
  1676.  
  1677. (global-extend 'define 'define '())
  1678.  
  1679. (global-extend 'define-syntax 'define-syntax '())
  1680.  
  1681. (global-extend 'eval-when 'eval-when '())
  1682.  
  1683. (global-extend 'core 'syntax-case
  1684.   (let ()
  1685.     (define convert-pattern
  1686.       ; accepts pattern & keys
  1687.       ; returns syntax-dispatch pattern & ids
  1688.       (lambda (pattern keys)
  1689.         (let cvt ((p pattern) (n 0) (ids '()))
  1690.           (if (id? p)
  1691.               (if (bound-id-member? p keys)
  1692.                   (values (vector 'free-id p) ids)
  1693.                   (values 'any (cons (cons p n) ids)))
  1694.               (syntax-case p ()
  1695.                 ((x dots)
  1696.                  (ellipsis? (syntax dots))
  1697.                  (call-with-values
  1698.                    (lambda () (cvt (syntax x) (fx+ n 1) ids))
  1699.                    (lambda (p ids)
  1700.                      (values (if (eq? p 'any) 'each-any (vector 'each p))
  1701.                              ids))))
  1702.                 ((x . y)
  1703.                  (call-with-values
  1704.                    (lambda () (cvt (syntax y) n ids))
  1705.                    (lambda (y ids)
  1706.                      (call-with-values
  1707.                        (lambda () (cvt (syntax x) n ids))
  1708.                        (lambda (x ids)
  1709.                          (values (cons x y) ids))))))
  1710.                 (() (values '() ids))
  1711.                 (#(x ...)
  1712.                  (call-with-values
  1713.                    (lambda () (cvt (syntax (x ...)) n ids))
  1714.                    (lambda (p ids) (values (vector 'vector p) ids))))
  1715.                 (x (values (vector 'atom (strip p empty-wrap)) ids)))))))
  1716.  
  1717.     (define build-dispatch-call
  1718.       (lambda (pvars exp y r)
  1719.         (let ((ids (map car pvars)) (levels (map cdr pvars)))
  1720.           (let ((labels (gen-labels ids)) (new-vars (map gen-var ids)))
  1721.             (build-application no-source
  1722.               (build-primref no-source 'apply)
  1723.               (list (build-lambda no-source new-vars
  1724.                       (chi exp
  1725.                          (extend-env
  1726.                              labels
  1727.                              (map (lambda (var level)
  1728.                                     (make-binding 'syntax `(,var . ,level)))
  1729.                                   new-vars
  1730.                                   (map cdr pvars))
  1731.                              r)
  1732.                            (make-binding-wrap ids labels empty-wrap)))
  1733.                     y))))))
  1734.  
  1735.     (define gen-clause
  1736.       (lambda (x keys clauses r pat fender exp)
  1737.         (call-with-values
  1738.           (lambda () (convert-pattern pat keys))
  1739.           (lambda (p pvars)
  1740.             (cond
  1741.               ((not (distinct-bound-ids? (map car pvars)))
  1742.                (syntax-error pat
  1743.                  "duplicate pattern variable in syntax-case pattern"))
  1744.               ((not (andmap (lambda (x) (not (ellipsis? (car x)))) pvars))
  1745.                (syntax-error pat
  1746.                  "misplaced ellipsis in syntax-case pattern"))
  1747.               (else
  1748.                (let ((y (gen-var 'tmp)))
  1749.                  ; fat finger binding and references to temp variable y
  1750.                  (build-application no-source
  1751.                    (build-lambda no-source (list y)
  1752.                      (let ((y (build-lexical-reference 'value no-source y)))
  1753.                        (build-conditional no-source
  1754.                          (syntax-case fender ()
  1755.                            (#t y)
  1756.                            (_ (build-conditional no-source
  1757.                                 y
  1758.                                 (build-dispatch-call pvars fender y r)
  1759.                                 (build-data no-source #f))))
  1760.                          (build-dispatch-call pvars exp y r)
  1761.                          (gen-syntax-case x keys clauses r))))
  1762.                    (list (if (eq? p 'any)
  1763.                              (build-application no-source
  1764.                                (build-primref no-source 'list)
  1765.                                (list x))
  1766.                              (build-application no-source
  1767.                                (build-primref no-source 'syntax-dispatch)
  1768.                                (list x (build-data no-source p)))))))))))))
  1769.  
  1770.     (define gen-syntax-case
  1771.       (lambda (x keys clauses r)
  1772.         (if (null? clauses)
  1773.             (build-application no-source
  1774.               (build-primref no-source 'syntax-error)
  1775.               (list x))
  1776.             (syntax-case (car clauses) ()
  1777.               ((pat exp)
  1778.                (if (and (id? (syntax pat))
  1779.                         (andmap (lambda (x) (not (free-id=? (syntax pat) x)))
  1780.                           (cons (syntax (... ...)) keys)))
  1781.                    (let ((labels (list (gen-label)))
  1782.                          (var (gen-var (syntax pat))))
  1783.                      (build-application no-source
  1784.                        (build-lambda no-source (list var)
  1785.                          (chi (syntax exp)
  1786.                               (extend-env labels
  1787.                                 (list (make-binding 'syntax `(,var . 0)))
  1788.                                 r)
  1789.                               (make-binding-wrap (syntax (pat))
  1790.                                 labels empty-wrap)))
  1791.                        (list x)))
  1792.                    (gen-clause x keys (cdr clauses) r
  1793.                      (syntax pat) #t (syntax exp))))
  1794.               ((pat fender exp)
  1795.                (gen-clause x keys (cdr clauses) r
  1796.                  (syntax pat) (syntax fender) (syntax exp)))
  1797.               (_ (syntax-error (car clauses) "invalid syntax-case clause"))))))
  1798.  
  1799.     (lambda (e r w s)
  1800.       (let ((e (source-wrap e w s)))
  1801.         (syntax-case e ()
  1802.           ((_ val (key ...) m ...)
  1803.            (if (andmap (lambda (x) (and (id? x) (not (ellipsis? x))))
  1804.                        (syntax (key ...)))
  1805.                (let ((x (gen-var 'tmp)))
  1806.                  ; fat finger binding and references to temp variable x
  1807.                  (build-application s
  1808.                    (build-lambda no-source (list x)
  1809.                      (gen-syntax-case (build-lexical-reference 'value no-source x)
  1810.                        (syntax (key ...)) (syntax (m ...))
  1811.                        r))
  1812.                    (list (chi (syntax val) r empty-wrap))))
  1813.                (syntax-error e "invalid literals list in"))))))))
  1814.  
  1815. ;;; The portable sc-expand seeds chi-top's mode m with 'e (for
  1816. ;;; evaluating) and esew (which stands for "eval syntax expanders
  1817. ;;; when") with '(eval).  In Chez Scheme, m is set to 'c instead of e
  1818. ;;; if we are compiling a file, and esew is set to
  1819. ;;; (eval-syntactic-expanders-when), which defaults to the list
  1820. ;;; '(compile load eval).  This means that, by default, top-level
  1821. ;;; syntactic definitions are evaluated immediately after they are
  1822. ;;; expanded, and the expanded definitions are also residualized into
  1823. ;;; the object file if we are compiling a file.
  1824. (set! sc-expand
  1825.   (let ((m 'e) (esew '(eval)))
  1826.     (lambda (x)
  1827.       (if (and (pair? x) (equal? (car x) noexpand))
  1828.           (cadr x)
  1829.           (chi-top x null-env top-wrap m esew)))))
  1830.  
  1831. (set! sc-expand3
  1832.   (let ((m 'e) (esew '(eval)))
  1833.     (lambda (x . rest)
  1834.       (if (and (pair? x) (equal? (car x) noexpand))
  1835.           (cadr x)
  1836.           (chi-top x
  1837.            null-env
  1838.            top-wrap
  1839.            (if (null? rest) m (car rest))
  1840.            (if (or (null? rest) (null? (cdr rest)))
  1841.                esew
  1842.                (cadr rest)))))))
  1843.  
  1844. (set! identifier?
  1845.   (lambda (x)
  1846.     (nonsymbol-id? x)))
  1847.  
  1848. (set! datum->syntax-object
  1849.   (lambda (id datum)
  1850.     (arg-check nonsymbol-id? id 'datum->syntax-object)
  1851.     (make-syntax-object datum (syntax-object-wrap id))))
  1852.  
  1853. (set! syntax-object->datum
  1854.   ; accepts any object, since syntax objects may consist partially
  1855.   ; or entirely of unwrapped, nonsymbolic data
  1856.   (lambda (x)
  1857.     (strip x empty-wrap)))
  1858.  
  1859. (set! generate-temporaries
  1860.   (lambda (ls)
  1861.     (arg-check list? ls 'generate-temporaries)
  1862.     (map (lambda (x) (wrap (gensym-hook) top-wrap)) ls)))
  1863.  
  1864. (set! free-identifier=?
  1865.    (lambda (x y)
  1866.       (arg-check nonsymbol-id? x 'free-identifier=?)
  1867.       (arg-check nonsymbol-id? y 'free-identifier=?)
  1868.       (free-id=? x y)))
  1869.  
  1870. (set! bound-identifier=?
  1871.    (lambda (x y)
  1872.       (arg-check nonsymbol-id? x 'bound-identifier=?)
  1873.       (arg-check nonsymbol-id? y 'bound-identifier=?)
  1874.       (bound-id=? x y)))
  1875.  
  1876. (set! syntax-error
  1877.   (lambda (object . messages)
  1878.     (for-each (lambda (x) (arg-check string? x 'syntax-error)) messages)
  1879.     (let ((message (if (null? messages)
  1880.                        "invalid syntax"
  1881.                        (apply string-append messages))))
  1882.       (error-hook #f message (strip object empty-wrap)))))
  1883.  
  1884. (set! install-global-transformer
  1885.   (lambda (sym v)
  1886.     (arg-check symbol? sym 'define-syntax)
  1887.     (arg-check procedure? v 'define-syntax)
  1888.     (global-extend 'macro sym v)))
  1889.  
  1890. ;;; syntax-dispatch expects an expression and a pattern.  If the expression
  1891. ;;; matches the pattern a list of the matching expressions for each
  1892. ;;; "any" is returned.  Otherwise, #f is returned.  (This use of #f will
  1893. ;;; not work on r4rs implementations that violate the ieee requirement
  1894. ;;; that #f and () be distinct.)
  1895.  
  1896. ;;; The expression is matched with the pattern as follows:
  1897.  
  1898. ;;; pattern:                           matches:
  1899. ;;;   ()                                 empty list
  1900. ;;;   any                                anything
  1901. ;;;   (<pattern>1 . <pattern>2)          (<pattern>1 . <pattern>2)
  1902. ;;;   each-any                           (any*)
  1903. ;;;   #(free-id <key>)                   <key> with free-identifier=?
  1904. ;;;   #(each <pattern>)                  (<pattern>*)
  1905. ;;;   #(vector <pattern>)                (list->vector <pattern>)
  1906. ;;;   #(atom <object>)                   <object> with "equal?"
  1907.  
  1908. ;;; Vector cops out to pair under assumption that vectors are rare.  If
  1909. ;;; not, should convert to:
  1910. ;;;   #(vector <pattern>*)               #(<pattern>*)
  1911.  
  1912. (let ()
  1913.  
  1914. (define match-each
  1915.   (lambda (e p w)
  1916.     (cond
  1917.       ((annotation? e)
  1918.        (match-each (annotation-expression e) p w))
  1919.       ((pair? e)
  1920.        (let ((first (match (car e) p w '())))
  1921.          (and first
  1922.               (let ((rest (match-each (cdr e) p w)))
  1923.                  (and rest (cons first rest))))))
  1924.       ((null? e) '())
  1925.       ((syntax-object? e)
  1926.        (match-each (syntax-object-expression e)
  1927.                    p
  1928.                    (join-wraps w (syntax-object-wrap e))))
  1929.       (else #f))))
  1930.  
  1931. (define match-each-any
  1932.   (lambda (e w)
  1933.     (cond
  1934.       ((annotation? e)
  1935.        (match-each-any (annotation-expression e) w))
  1936.       ((pair? e)
  1937.        (let ((l (match-each-any (cdr e) w)))
  1938.          (and l (cons (wrap (car e) w) l))))
  1939.       ((null? e) '())
  1940.       ((syntax-object? e)
  1941.        (match-each-any (syntax-object-expression e)
  1942.                        (join-wraps w (syntax-object-wrap e))))
  1943.       (else #f))))
  1944.  
  1945. (define match-empty
  1946.   (lambda (p r)
  1947.     (cond
  1948.       ((null? p) r)
  1949.       ((eq? p 'any) (cons '() r))
  1950.       ((pair? p) (match-empty (car p) (match-empty (cdr p) r)))
  1951.       ((eq? p 'each-any) (cons '() r))
  1952.       (else
  1953.        (case (vector-ref p 0)
  1954.          ((each) (match-empty (vector-ref p 1) r))
  1955.          ((free-id atom) r)
  1956.          ((vector) (match-empty (vector-ref p 1) r)))))))
  1957.  
  1958. (define match*
  1959.   (lambda (e p w r)
  1960.     (cond
  1961.       ((null? p) (and (null? e) r))
  1962.       ((pair? p)
  1963.        (and (pair? e) (match (car e) (car p) w
  1964.                         (match (cdr e) (cdr p) w r))))
  1965.       ((eq? p 'each-any)
  1966.        (let ((l (match-each-any e w))) (and l (cons l r))))
  1967.       (else
  1968.        (case (vector-ref p 0)
  1969.          ((each)
  1970.           (if (null? e)
  1971.               (match-empty (vector-ref p 1) r)
  1972.               (let ((l (match-each e (vector-ref p 1) w)))
  1973.                 (and l
  1974.                      (let collect ((l l))
  1975.                        (if (null? (car l))
  1976.                            r
  1977.                            (cons (map car l) (collect (map cdr l)))))))))
  1978.          ((free-id) (and (id? e) (free-id=? (wrap e w) (vector-ref p 1)) r))
  1979.          ((atom) (and (equal? (vector-ref p 1) (strip e w)) r))
  1980.          ((vector)
  1981.           (and (vector? e)
  1982.                (match (vector->list e) (vector-ref p 1) w r))))))))
  1983.  
  1984. (define match
  1985.   (lambda (e p w r)
  1986.     (cond
  1987.       ((not r) #f)
  1988.       ((eq? p 'any) (cons (wrap e w) r))
  1989.       ((syntax-object? e)
  1990.        (match*
  1991.          (unannotate (syntax-object-expression e))
  1992.          p
  1993.          (join-wraps w (syntax-object-wrap e))
  1994.          r))
  1995.       (else (match* (unannotate e) p w r)))))
  1996.  
  1997. (set! syntax-dispatch
  1998.   (lambda (e p)
  1999.     (cond
  2000.       ((eq? p 'any) (list e))
  2001.       ((syntax-object? e)
  2002.        (match* (unannotate (syntax-object-expression e))
  2003.          p (syntax-object-wrap e) '()))
  2004.       (else (match* (unannotate e) p empty-wrap '())))))
  2005. ))
  2006. )
  2007.  
  2008. (define-syntax with-syntax
  2009.    (lambda (x)
  2010.       (syntax-case x ()
  2011.          ((_ () e1 e2 ...)
  2012.           (syntax (begin e1 e2 ...)))
  2013.          ((_ ((out in)) e1 e2 ...)
  2014.           (syntax (syntax-case in () (out (begin e1 e2 ...)))))
  2015.          ((_ ((out in) ...) e1 e2 ...)
  2016.           (syntax (syntax-case (list in ...) ()
  2017.                      ((out ...) (begin e1 e2 ...))))))))
  2018.  
  2019. (define-syntax syntax-rules
  2020.   (lambda (x)
  2021.     (syntax-case x ()
  2022.       ((_ (k ...) ((keyword . pattern) template) ...)
  2023.        (syntax (lambda (x)
  2024.                 (syntax-case x (k ...)
  2025.                   ((dummy . pattern) (syntax template))
  2026.                   ...)))))))
  2027.  
  2028. (define-syntax let*
  2029.   (lambda (x)
  2030.     (syntax-case x ()
  2031.       ((let* ((x v) ...) e1 e2 ...)
  2032.        (andmap identifier? (syntax (x ...)))
  2033.        (let f ((bindings (syntax ((x v)  ...))))
  2034.          (if (null? bindings)
  2035.              (syntax (let () e1 e2 ...))
  2036.              (with-syntax ((body (f (cdr bindings)))
  2037.                            (binding (car bindings)))
  2038.                (syntax (let (binding) body)))))))))
  2039.  
  2040. (define-syntax do
  2041.    (lambda (orig-x)
  2042.       (syntax-case orig-x ()
  2043.          ((_ ((var init . step) ...) (e0 e1 ...) c ...)
  2044.           (with-syntax (((step ...)
  2045.                          (map (lambda (v s)
  2046.                                  (syntax-case s ()
  2047.                                     (() v)
  2048.                                     ((e) (syntax e))
  2049.                                     (_ (syntax-error orig-x))))
  2050.                               (syntax (var ...))
  2051.                               (syntax (step ...)))))
  2052.              (syntax-case (syntax (e1 ...)) ()
  2053.                 (() (syntax (let doloop ((var init) ...)
  2054.                                (if (not e0)
  2055.                                    (begin c ... (doloop step ...))))))
  2056.                 ((e1 e2 ...)
  2057.                  (syntax (let doloop ((var init) ...)
  2058.                             (if e0
  2059.                                 (begin e1 e2 ...)
  2060.                                 (begin c ... (doloop step ...))))))))))))
  2061.  
  2062. (define-syntax quasiquote
  2063.    (letrec
  2064.       ((quasicons
  2065.         (lambda (x y)
  2066.           (with-syntax ((x x) (y y))
  2067.             (syntax-case (syntax y) (quote list)
  2068.               ((quote dy)
  2069.                (syntax-case (syntax x) (quote)
  2070.                  ((quote dx) (syntax (quote (dx . dy))))
  2071.                  (_ (if (null? (syntax dy))
  2072.                         (syntax (list x))
  2073.                         (syntax (cons x y))))))
  2074.               ((list . stuff) (syntax (list x . stuff)))
  2075.               (else (syntax (cons x y)))))))
  2076.        (quasiappend
  2077.         (lambda (x y)
  2078.           (with-syntax ((x x) (y y))
  2079.             (syntax-case (syntax y) (quote)
  2080.               ((quote ()) (syntax x))
  2081.               (_ (syntax (append x y)))))))
  2082.        (quasivector
  2083.         (lambda (x)
  2084.           (with-syntax ((x x))
  2085.             (syntax-case (syntax x) (quote list)
  2086.               ((quote (x ...)) (syntax (quote #(x ...))))
  2087.               ((list x ...) (syntax (vector x ...)))
  2088.               (_ (syntax (list->vector x)))))))
  2089.        (quasi
  2090.         (lambda (p lev)
  2091.            (syntax-case p (unquote unquote-splicing quasiquote)
  2092.               ((unquote p)
  2093.                (if (= lev 0)
  2094.                    (syntax p)
  2095.                    (quasicons (syntax (quote unquote))
  2096.                               (quasi (syntax (p)) (- lev 1)))))
  2097.               (((unquote-splicing p) . q)
  2098.                (if (= lev 0)
  2099.                    (quasiappend (syntax p) (quasi (syntax q) lev))
  2100.                    (quasicons (quasicons (syntax (quote unquote-splicing))
  2101.                                          (quasi (syntax (p)) (- lev 1)))
  2102.                               (quasi (syntax q) lev))))
  2103.               ((quasiquote p)
  2104.                (quasicons (syntax (quote quasiquote))
  2105.                           (quasi (syntax (p)) (+ lev 1))))
  2106.               ((p . q)
  2107.                (quasicons (quasi (syntax p) lev) (quasi (syntax q) lev)))
  2108.               (#(x ...) (quasivector (quasi (syntax (x ...)) lev)))
  2109.               (p (syntax (quote p)))))))
  2110.     (lambda (x)
  2111.        (syntax-case x ()
  2112.           ((_ e) (quasi (syntax e) 0))))))
  2113.  
  2114. (define-syntax include
  2115.   (lambda (x)
  2116.     (define read-file
  2117.       (lambda (fn k)
  2118.         (let ((p (open-input-file fn)))
  2119.           (let f ((x (read p)))
  2120.             (if (eof-object? x)
  2121.                 (begin (close-input-port p) '())
  2122.                 (cons (datum->syntax-object k x)
  2123.                       (f (read p))))))))
  2124.     (syntax-case x ()
  2125.       ((k filename)
  2126.        (let ((fn (syntax-object->datum (syntax filename))))
  2127.          (with-syntax (((exp ...) (read-file fn (syntax k))))
  2128.            (syntax (begin exp ...))))))))
  2129.  
  2130. (define-syntax unquote
  2131.    (lambda (x)
  2132.       (syntax-case x ()
  2133.          ((_ e)
  2134.           (error 'unquote
  2135.          "expression ,~s not valid outside of quasiquote"
  2136.          (syntax-object->datum (syntax e)))))))
  2137.  
  2138. (define-syntax unquote-splicing
  2139.    (lambda (x)
  2140.       (syntax-case x ()
  2141.          ((_ e)
  2142.           (error 'unquote-splicing
  2143.          "expression ,@~s not valid outside of quasiquote"
  2144.          (syntax-object->datum (syntax e)))))))
  2145.  
  2146. (define-syntax case
  2147.   (lambda (x)
  2148.     (syntax-case x ()
  2149.       ((_ e m1 m2 ...)
  2150.        (with-syntax
  2151.          ((body (let f ((clause (syntax m1)) (clauses (syntax (m2 ...))))
  2152.                   (if (null? clauses)
  2153.                       (syntax-case clause (else)
  2154.                         ((else e1 e2 ...) (syntax (begin e1 e2 ...)))
  2155.                         (((k ...) e1 e2 ...)
  2156.                          (syntax (if (memv t '(k ...)) (begin e1 e2 ...))))
  2157.                         (_ (syntax-error x)))
  2158.                       (with-syntax ((rest (f (car clauses) (cdr clauses))))
  2159.                         (syntax-case clause (else)
  2160.                           (((k ...) e1 e2 ...)
  2161.                            (syntax (if (memv t '(k ...))
  2162.                                        (begin e1 e2 ...)
  2163.                                        rest)))
  2164.                           (_ (syntax-error x))))))))
  2165.          (syntax (let ((t e)) body)))))))
  2166.  
  2167. (define-syntax identifier-syntax
  2168.   (lambda (x)
  2169.     (syntax-case x ()
  2170.       ((_ e)
  2171.        (syntax
  2172.          (lambda (x)
  2173.            (syntax-case x ()
  2174.              (id
  2175.               (identifier? (syntax id))
  2176.               (syntax e))
  2177.              ((_ x (... ...))
  2178.               (syntax (e x (... ...)))))))))))
  2179.  
  2180.