2014-09-06

syntax-caseで嵌った話

前にも似たような経験をしてTwitterに投げただけでまとめてない気がしたので書いておく。

問題になるのは以下のようなコード。
(import (rnrs))

(define-syntax define-foo
  (syntax-rules ()
    ((_ name)
     (begin
       (define name 'foo)
       (letrec-syntax
           ((gen (lambda (x)
                   (syntax-case x ()
                     ((k proc)
                      (with-syntax ((bar (datum->syntax #'k 'bar)))
                        #'(define bar proc))))))
            (get (syntax-rules ()
                   ((_) (gen (lambda (o) o))))))
         (get))))))

(let ()
  (define-foo name)
  (bar 'a))
期待するのはlet内のbarが参照可能であることなのだが、実際にはこれは見えない。Sagittarius類似コードを書いていたので「またマクロのバグか」と思っていたのだが、他の処理系でもエラーになる。自分の処理系ほど信じていないという切ない話ではあるのだが、よくよく考えればエラーになるのが筋なのである。

R6RSの構文オブジェクト周りを理解するのは骨が折れるのだが、今回の話はdatum->syntaxなのでその定義を見てみよう。
Template-id must be a template identifier and datum should be a datum value. The datum->syntax procedure returns a syntax-object representation of datum that contains the same contextual information as template-id, with the effect that the syntax object behaves as if it were introduced into the code when template-id was introduced.
 datum->syntaxによって生成される構文オブジェクトはtemplate-idと同じコンテキストの構文オブジェクトになる。これを踏まえて上記のコードをかなり目を凝らして見てみると、datum->syntaxのコンテキストとlet内のbarのコンテキストは違うように見える。letで作成されるコンテキストA、define-foo内のマクロ作成されるコンテキストBという風に見る(のだと思う)。AはBの外側のコンテキストと取れる。これと健全性の定義を照らし合わせてみる。
A binding for an identifier introduced into the output of a transformer call from the expander must capture only references to the identifier introduced into the output of the same transformer call. A reference to an identifier introduced into the output of a transformer refers to the closest enclosing binding for the introduced identifier or, if it appears outside of any enclosing binding for the introduced identifier, the closest enclosing lexical binding where the identifier appears (within a syntax <template>) inside the transformer body or one of the helpers it calls.
 これが今一理解できてないのではあるが、外側のコンテキストは内側のコンテキストを参照できないと読めなくもない。(内側のコンテキストが先に作られるので、先にできた束縛を後から作られたものが参照可能だと健全性が壊れるような気がする。) コードをこう書き換えると分かりやすいかもしれない。
(import (rnrs))

(define-syntax define-foo
  (syntax-rules ()
    ((_ name)
     (begin
       (define name 'foo)
       (define-syntax gen 
         (lambda (x)
           (syntax-case x ()
             ((k proc)
              (with-syntax ((bar (datum->syntax #'k 'bar)))
                #'(define bar proc))))))
       (define-syntax get
         (syntax-rules ()
           ((_) (gen (lambda (o) o)))))
       (get)))))

(let ()
  (define-foo name)
  (bar 'a))
これなら、上記の解釈が正しいと仮定すると、getとgenによって作られたbarがlet内にあるbarとは別物に見える。

この辺に詳しい人の突込みが待たれるところである。

捕捉
ちなみに、Sagittariusではletを取り除いてやると動いてしまうのだが、これは上記の解釈によればバグである。 っが、今のところ直す気はない。(MPが足りてない)

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