curry gotcha
[cc1516.git] / gen.icl
diff --git a/gen.icl b/gen.icl
index eb96982..87e4f8e 100644 (file)
--- a/gen.icl
+++ b/gen.icl
 implementation module gen
 
-
 import StdMisc
 import StdList
 import StdOverloaded
 import StdString
+from StdFunc import id, const
+import StdTuple
+import StdEnum
 
-from Data.Func import $
-from Text import class Text(join), instance Text String
-from Data.List import intersperse
+import Data.Func
+import qualified Data.Map as Map
+import Data.List
+import Data.Either
+import Data.Tuple
+import Data.Functor
+import Data.Monoid
+import Data.Maybe
+import Control.Applicative
+import Control.Monad
+import Control.Monad.Trans
+from Text import class Text(concat), instance Text String
 
 import AST
+import RWST
 
-//Instruction is an instruction, with possible arguments and a possible comment
-//Or is a label
+TRUE :== -1
+FALSE :== 0
 :: Instr    = Instr String [Arg] String
-            | Label String
-:: Arg = L String | Lit Int
+            | Lab Label
+:: Label :== String
+:: Arg = L Label | Lit Int | Raw String
 :: SSMProgram :== [Instr]
+:: GenError = Error String
+:: Addressbook :== 'Map'.Map String Address
+:: Address = LAB String Int Int | ADDR Int Int
+:: Gen a :== RWST () SSMProgram (Addressbook, [Label]) (Either GenError) a
+
+labelStream :: [Label]
+labelStream = ["lbl_" +++ toString i\\i<-[1..]]
+
+defaultAddressBook :: [FunDecl] -> Addressbook 
+defaultAddressBook fd = extend "1printint" (LAB "1printint" 1 0)
+       $ extend "1printchar" (LAB "1printchar" 1 1)
+       $ extend "read" (LAB "read" 0 2)
+       $ extend "isEmpty" (LAB "isEmpty" 1 3)
+       $ addFuncs fd 4
+       where
+               addFuncs [] _ = 'Map'.newMap
+               addFuncs [(FunDecl _ k args _ _ _):xs] n =
+                       extend k (LAB k (length args) n) $ addFuncs xs (n+1)
+
+gen :: AST -> Either String String
+gen (AST fds) = case evalRWST prog () (defaultAddressBook fds, labelStream) of
+            Left (Error e) = Left e
+            Right (_, p) = Right $ toString p
+    where
+        prog = tell [
+                       Instr "bsr" [L "main"] "",
+                       Instr "halt" [] ""
+                       ] >>| tell (programContext fds)
+            >>| mapM_ g fds
+
+programContext :: [FunDecl] -> SSMProgram
+programContext x = [Lab "1func"
+                               :fS ["1printint" ,"1printchar","read"
+                                       ,"isEmpty":map (\(FunDecl _ k _ _ _ _)->k) x] 0] ++ context
+       where
+
+               fS :: [String] Int -> SSMProgram
+               fS [] _ = []
+               fS [k:xs] n = [
+                        Lab $ "1next" +++ toString n
+                       ,Instr "ldr" [Raw "R5"] ""
+                       ,Instr "ldc" [Lit n] $ "branch to: " +++ k
+                       ,Instr "eq" [] ""
+                       ,if (isEmpty xs)
+                               (Instr "nop" [] "")
+                               (Instr "brf" [L $ "1next" +++ (toString $ n + 1)] "")
+                       ,Instr "bra" [L k] ""
+                       :fS xs $ n+1]
+               context :: SSMProgram
+               context =   [Lab "1printint"
+                    ,Instr "link" [Lit 0] ""
+                    ,Instr "ldl" [Lit -2] "load first argument"
+                                       ,Instr "trap" [Lit 0] "print int"
+                    ,Instr "unlink" [] ""
+                    ,Instr "ret" [] ""
+                                       ,Lab "1printchar"
+                    ,Instr "link" [Lit 0] ""
+                    ,Instr "ldl" [Lit -2] "load first argument"
+                                       ,Instr "trap" [Lit 1] "print char"
+                    ,Instr "unlink" [] ""
+                    ,Instr "ret" [] ""
+                    ,Lab "read"
+                    ,Instr "link" [Lit 0] ""
+                                       ,Instr "trap" [Lit 11] "read char"
+                    ,Instr "str" [Raw "RR"] ""
+                    ,Instr "unlink" [] ""
+                    ,Instr "ret" [] ""
+                    ,Lab "isEmpty"
+                    ,Instr "link" [Lit 0] ""
+                    ,Instr "ldl" [Lit -2] "load prt to list"
+                    ,Instr "lda" [Lit 0] "derefrence ptr"
+                    ,Instr "ldc" [Lit 0] ""
+                    ,Instr "eq" [] "test for null pointer"
+                    ,Instr "str" [Raw "RR"] ""
+                    ,Instr "unlink" [] ""
+                    ,Instr "ret" [] ""
+                    ,Lab "read"
+                    ]
+
+getAdressbook :: Gen Addressbook
+getAdressbook = gets fst
+
+updateAdressbook :: (Addressbook -> Addressbook) -> Gen Addressbook
+updateAdressbook f = modify (appFst f) >>| getAdressbook
+
+extend :: String Address Addressbook -> Addressbook
+extend k pl g = 'Map'.put k pl g 
 
-gen :: AST -> String
-gen _ = toString    [Label "Test"
-                    ,Instr "ldc" [Lit 1] "Eerste instructie"
-                    ,Instr "ldc" [Lit 2] "Tweede instructie"]
+fresh :: Gen Label
+fresh = gets snd >>= \vars-> 
+        modify (appSnd $ const $ tail vars) >>| 
+        pure (head vars)
 
+class g a :: a -> Gen ()
 
-class g a :: a -> SSMProgram
+instance g Op1 where
+       g UnNegation = tell [Instr "not" [] ""]
+       g UnMinus = tell [Instr "neg" [] ""]
+
+instance g Op2 where
+       g o = tell [Instr s [] ""]
+               where
+                       s = case o of
+                   BiPlus = "add"
+                               BiMinus = "sub"
+                   BiTimes = "mul"
+                   BiDivide = "div"
+                   BiMod = "mod"
+                   BiEquals = "eq"
+                   BiLesser = "lt"
+                   BiGreater = "gt"
+                   BiLesserEq = "le"
+                   BiGreaterEq = "ge"
+                   BiUnEqual = "ne"
+                   BiAnd =  "and"
+                   BiOr = "or"
+                   BiCons = abort "Shit, Cons, how to deal with this?"
+
+instance g FieldSelector where
+       g FieldFst = tell [Instr "lda" [Lit -1] "fst"]
+       g FieldSnd = tell [Instr "lda" [Lit 0] "snd"]
+       g FieldHd = tell [Instr "lda" [Lit -1] "hd"]
+       g FieldTl = tell [Instr "lda" [Lit 0] "tl"]
 
 instance g Expr where
-    g _ = undef
+    g (IntExpr _ i) = tell [Instr "ldc" [Lit i] ""]
+    g (CharExpr _ c) = tell [Instr "ldc" [Lit (toInt c)] ""]
+       g (BoolExpr _ b) = tell [Instr "ldc" [Lit (if b TRUE FALSE)] ""]
+    g (EmptyListExpr _) = tell [Instr "ldc" [Lit 0] ""]
+               >>| tell [Instr "sth" [] ""]
+    g (Op1Expr _ o e) = g e >>| g o
+    g (Op2Expr _ e1 BiCons e2) = g e2 >>| g e1
+               >>| tell [Instr "sth" [] ""]
+               >>| tell [Instr "ajs" [Lit -1] ""]
+               >>| tell [Instr "sth" [] ""]
+    g (Op2Expr _ e1 op e2) = g e1 >>| g e2 >>| g op
+    g (TupleExpr _ (e1,e2)) = g e1
+               >>| g e2
+               >>| tell [Instr "stmh" [Lit 2] ""]
+    g (VarExpr _ (VarDef k fs)) = getAdressbook >>= \ab->case 'Map'.get k ab of
+               Just (ADDR t arity) = tell [Instr "ldl" [Lit t] ""] >>| mapM_ g fs >>| pure ()
+               Just (LAB l _ fn) = tell 
+                       [Instr "ldc" [Lit fn] ""
+                       ,Instr "sth" [] ""
+                       ,Instr "ldc" [Lit 0] ""
+                       ,Instr "sth" [] ""
+                       ,Instr "ajs" [Lit -1] ""]
+               Nothing = liftT $ Left $ Error "PANIC: unresolver variable expr"
+    g (LambdaExpr _ _ _) = liftT $ Left $ Error "PANIC: Lambdas should be unfolded"
+    g (FunExpr _ k es fs) = funnyStuff k es fs
+
+funnyStuff :: String [Expr] [FieldSelector] -> Gen ()
+funnyStuff k es fs = getAdressbook >>= \ab->case 'Map'.get k ab of
+       //Identifier points to function
+       Just (LAB l arity fn) = if (arity <> (length es))
+               //Function is not complete
+               (       mapM_ g es
+                       >>| tell
+                               [Instr "ldc" [Lit fn] "Store function number"
+                               ,Instr "sth" [] ""
+                               ,Instr "str" [Raw "R7"] ""
+                               ,Instr "ldc" [Lit $ length es] "Store arity"
+                               ,Instr "sth" [] ""
+                               ,Instr "ajs" [Lit -1] ""
+                               ]
+                       >>| if (isEmpty es) (pure ()) (tell 
+                               [Instr "stmh" [Lit $ length es] "Store arguments"
+                               ,Instr "ajs" [Lit -1] ""
+                               ,Instr "ldr" [Raw "R7"] ""]))
+               //Function is complete
+               (       mapM_ g es
+                       >>| getAdressbook >>= \ab->(case 'Map'.get k ab of
+                               Nothing = liftT (Left $ Error $ concat ["PANIC: ", k, " not found as function"])
+                               Just (LAB t _ _) = tell [Instr "bsr" [L t] (k +++"()")]
+                               Just (ADDR t arity) = liftT (Left $ Error "NO ADDRESS JUMPING FFS")
+                       )
+               >>| tell 
+                               [Instr "ajs" [Lit $ ~(length es)] "Clean arguments"
+                               ,Instr "ldr" [Raw "RR"] ""])
+       //Identifier points to variable, thus higher order function
+       Just (ADDR t arity) = if (arity <> (length es))
+               //Function is still  not complete
+               ( fresh >>= \finish->fresh >>= \start->tell [
+                       //Store function number
+                        Instr "ldl" [Lit t] "STARTING HIGHER ORDER UPDATE"
+                       ,Instr "ldh" [Lit 0] "get function number"
+                       ,Instr "sth" [] "Store"
+                       //Store function arity
+                       ,Instr "ldl" [Lit t] "get pointer again"
+                       ,Instr "ldh" [Lit 1] "get function arity"
+                       ,Instr "ldc" [Lit $ length es] "add argument number"
+                       ,Instr "add" [] "add"
+                       ,Instr "sth" [] "Store"
+                       ,Instr "ajs" [Lit -1] "Adjust pointer"
+                       //load the arguments
+                       ,Instr "ldl" [Lit t] ""
+                       ,Instr "ldh" [Lit 1] "Load available arguments"
+                       ,Instr "str" [Raw "R5"] "Store available args in register"
+                       ,Instr "ldc" [Lit 0] "Store offset"
+                       ,Instr "str" [Raw "R6"] "Store offset in register"
+                       ,Lab start
+                       ,Instr "ldr" [Raw "R5"] ""
+                       ,Instr "ldc" [Lit 0] ""
+                       ,Instr "eq" [] ""
+                       ,Instr "brt" [L finish] "Done pushing arg, bye"
+                       //Load heapadress
+                       ,Instr "ldl" [Lit t] ""
+                       ,Instr "ldr" [Raw "R6"] ""
+                       ,Instr "add" [] "Corrected heapaddress"
+                       ,Instr "ldh" [Lit 2] "Load argument"
+                       ,Instr "sth" [] "And store it immediatly after"
+                       //Decrease available arguments
+                       ,Instr "ldr" [Raw "R5"] ""
+                       ,Instr "ldc" [Lit 1] ""
+                       ,Instr "sub" [] ""
+                       ,Instr "str" [Raw "R5"] ""
+                       //Increase available arguments
+                       ,Instr "ldr" [Raw "R6"] ""
+                       ,Instr "ldc" [Lit 1] ""
+                       ,Instr "add" [] ""
+                       ,Instr "str" [Raw "R6"] ""
+                       ,Instr "bra" [L start] ""
+                       ,Lab finish
+                       ]
+                 >>| mapM_ g es
+                 >>| tell 
+                               [Instr "stmh" [Lit $ length es] "Store extra args"
+                               ,Instr "ajs" [Lit -1] ""]
+               )
+               //Function is complete
+               ( fresh >>= \finish->fresh >>= \start->tell [
+                        Instr "ldl" [Lit t] "STARTING HIGHER ORDER CALL"
+                       ,Instr "ldh" [Lit 1] "Load available arguments"
+                       ,Instr "str" [Raw "R5"] "Store available args in register"
+                       ,Instr "ldc" [Lit 0] "Store offset"
+                       ,Instr "str" [Raw "R6"] "Store offset in register"
+               
+                       ,Lab start
+                       ,Instr "ldr" [Raw "R5"] ""
+                       ,Instr "ldc" [Lit 0] ""
+                       ,Instr "eq" [] ""
+                       ,Instr "brt" [L finish] "Done pushing arg, bye"
+                       //Load heapadress
+                       ,Instr "ldl" [Lit t] ""
+                       ,Instr "ldr" [Raw "R6"] ""
+                       ,Instr "add" [] "Corrected heapaddress"
+                       ,Instr "ldh" [Lit 2] "Load argument"
+                       //Decrease available arguments
+                       ,Instr "ldr" [Raw "R5"] ""
+                       ,Instr "ldc" [Lit 1] ""
+                       ,Instr "sub" [] ""
+                       ,Instr "str" [Raw "R5"] ""
+                       //Increase available arguments
+                       ,Instr "ldr" [Raw "R6"] ""
+                       ,Instr "ldc" [Lit 1] ""
+                       ,Instr "add" [] ""
+                       ,Instr "str" [Raw "R6"] ""
+                       ,Instr "bra" [L start] ""
+                       ,Lab finish
+                       ]
+                 >>| mapM_ g es
+                 >>| tell
+                       [Instr "ldl" [Lit t] ""
+                       ,Instr "ldh" [Lit 0] "Get function number"
+                       ,Instr "str" [Raw "R5"] ""
+                       ,Instr "bsr" [L "1func"] "HIGHER ORDER END"
+                       ,Instr "ldl" [Lit t] ""
+                       ,Instr "ldh" [Lit 1] ""
+                       ,Instr "neg" [] ""
+                       ,Instr "ldr" [Raw "SP"] ""
+                       ,Instr "add" [] ""
+                       ,Instr "ldc" [Lit $ length es + 1] ""
+                       ,Instr "sub" [] ""
+                       ,Instr "str" [Raw "SP"] ""
+                       ,Instr "ldr" [Raw "RR"] ""
+                       ]
+               )
+       Nothing = liftT (Left $ Error $ "PANIC: Undefined function: " +++ k)
+
+instance g Stmt where
+    g (IfStmt cond th el) = 
+        fresh >>= \elseLabel->
+        fresh >>= \endLabel->
+        g cond >>|
+       tell [Instr "brf" [L elseLabel] "branch else"] >>|
+        mapM_ g th >>|
+        tell [Instr "bra" [L endLabel] "branch end if"] >>|
+        tell [Lab elseLabel] >>|
+        mapM_ g el  >>|
+        tell [Lab endLabel]
+    g (WhileStmt cond th) = 
+        fresh >>= \startLabel->
+        fresh >>= \endLabel ->
+        tell [Lab startLabel] >>|
+        g cond >>|
+        tell [Instr "brf" [L endLabel] "branch end while"] >>|
+        mapM_ g th >>|
+        tell [Instr "bra" [L startLabel] "branch start while"] >>|
+        tell [Lab endLabel]
+    g (AssStmt (VarDef k fs) e) = 
+        g e >>| getAdressbook >>= \ab->case 'Map'.get k ab of
+            Nothing = liftT (Left $ Error $ concat ["PANIC: ", k, " not found as var"])
+            Just (LAB t _ _) = liftT (Left $ Error $ "PANIC: cannot assign to function")
+            Just (ADDR t ar) = case fs of 
+                []  = tell [Instr "stl" [Lit t] ""]
+                _   = tell [Instr "ldl" [Lit t] ""]
+                        >>| followFs fs
+                        >>| tell [Instr "sta" [Lit 0] ""]
+    g (FunStmt k es fs) = funnyStuff k es fs
+    g (ReturnStmt Nothing) = tell [Instr "unlink" [] ""]
+               >>| tell [Instr "ret" [] ""]
+    g (ReturnStmt (Just e)) = g e
+               >>| tell [Instr "str" [Raw "RR"] ""] 
+               >>| g (ReturnStmt Nothing)
+
+//expects the heap address to the var to slect on to be on the stack
+//and leaves the heap adress to write to on the stack
+followFs :: [FieldSelector] -> Gen()
+followFs [] = tell []
+followFs [FieldHd:fs]   = tell [Instr "ldc" [Lit 1] "select hd"
+                             ,Instr "sub" [] "select hd"]
+                            >>| followFs fs
+followFs [FieldTl]      = tell []
+followFs [FieldTl:fs]   = tell [Instr "lda" [Lit 0] ""]
+                            >>| followFs fs
+followFs [FieldFst:fs]  = tell [Instr "ldc" [Lit 1] "select fst"
+                                ,Instr "sub" [] "select fst"]
+                            >>| followFs fs
+followFs [FieldSnd]     = tell []
+followFs [FieldSnd:fs]  = tell [Instr "lda" [Lit 0] ""]
+                            >>| followFs fs
+
+foldVarDecl :: Int VarDecl -> Gen Int
+foldVarDecl x (VarDecl _ mt k e) = g e 
+    >>| annote x k
+       >>| updateAdressbook (extend k (ADDR x $ arity $ fromJust mt))
+       >>| pure (x + 1)
+
+arity :: Type -> Int
+arity (_ ->> x) = 1 + arity x
+arity _ = 0
+
+addVars :: Type [String] -> (Addressbook -> Addressbook)
+addVars _ [] = id
+addVars (t ->> ts) [x:xs] = \ab->
+       extend x (ADDR (-2 - (length xs)) (arity t)) (addVars ts xs ab)
+addVars t [x] = \ab->
+       extend x (ADDR -2 0) ab
 
+instance g FunDecl where
+    g (FunDecl _ k args mt vds stms) = 
+        //varDecls can call the enclosing function, so first reserve a label for it 
+        getAdressbook >>= \oldMap ->
+               updateAdressbook (addVars (fromJust mt) args) >>|
+        tell [Lab k] >>|
+               tell [Instr "link" [Lit 0] ""] >>|
+        //add the vars
+        foldM foldVarDecl 1 vds  >>|
+        //and the statements
+        mapM_ g stms >>|
+               //Ugly hack to always return
+               g (ReturnStmt Nothing) >>|
+        updateAdressbook (const oldMap) >>| pure ()
 
+annote :: Int String -> Gen ()
+annote pos key = 
+    tell [Instr "annote" [Raw "MP", Lit pos, Lit pos, Raw "black", Raw key] ""]
 
 class print a :: a -> [String]
 
 instance print Instr where
-    print (Label l) = [l, ":", "\n"]
+    print (Lab l) = [l, ":", "\n"]
     print (Instr i args com) = ["\t", i] ++ print args ++ [" ;", com, "\n"]
 
 instance print [Arg] where
@@ -44,6 +411,7 @@ instance print [Arg] where
 instance toString Arg where
     toString (L l) = l
     toString (Lit int) = toString int
+    toString (Raw s) = s
 
 instance toString SSMProgram where
-    toString p = join " " $ map (\i-> join " " $ print i) p
\ No newline at end of file
+    toString p = concat $ intersperse " " $ map (\i-> concat $ intersperse " " $ print i) p