git.gag.com Git - fw/altos/blob - src/scheme/ao_scheme.h

   1 /*
   2  * Copyright © 2016 Keith Packard <keithp@keithp.com>
   3  *
   4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6  * the Free Software Foundation, either version 2 of the License, or
   7  * (at your option) any later version.
   8  *
   9  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  10  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  12  * General Public License for more details.
  13  */
  14
  15 #ifndef _AO_SCHEME_H_
  16 #define _AO_SCHEME_H_
  17
  18 #ifndef DBG_MEM
  19 #define DBG_MEM         0
  20 #endif
  21 #ifndef DBG_EVAL
  22 #define DBG_EVAL        0
  23 #endif
  24 #ifndef DBG_READ
  25 #define DBG_READ        0
  26 #endif
  27 #ifndef DBG_FREE_CONS
  28 #define DBG_FREE_CONS   0
  29 #endif
  30 #define NDEBUG          1
  31
  32 #include <stdint.h>
  33 #include <string.h>
  34 #include <stdbool.h>
  35 #include <ao_scheme_os.h>
  36 #define AO_SCHEME_BUILTIN_FEATURES
  37 #include "ao_scheme_builtin.h"
  38 #undef AO_SCHEME_BUILTIN_FEATURES
  39 #ifndef __BYTE_ORDER
  40 #include <endian.h>
  41 #endif
  42
  43 typedef uint16_t        ao_poly;
  44 typedef int16_t         ao_signed_poly;
  45
  46 #ifdef AO_SCHEME_MAKE_CONST
  47 #define AO_SCHEME_POOL_CONST    32764
  48 extern uint8_t ao_scheme_const[AO_SCHEME_POOL_CONST] __attribute__((aligned(4)));
  49 #define ao_scheme_pool ao_scheme_const
  50 #define AO_SCHEME_POOL AO_SCHEME_POOL_CONST
  51
  52 #define _atom(n) ao_scheme_atom_poly(ao_scheme_atom_intern((char *) n))
  53 #define _bool(v) ao_scheme_bool_poly(ao_scheme_bool_get(v))
  54
  55 #define _ao_scheme_bool_true    _bool(1)
  56 #define _ao_scheme_bool_false   _bool(0)
  57
  58 #define _ao_scheme_atom_eof     _atom("eof")
  59 #define _ao_scheme_atom_else    _atom("else")
  60
  61 #define AO_SCHEME_BUILTIN_ATOMS
  62 #include "ao_scheme_builtin.h"
  63
  64 #else
  65
  66 #include "ao_scheme_const.h"
  67
  68 #ifdef AO_SCHEME_FEATURE_SAVE
  69
  70 struct ao_scheme_os_save {
  71         ao_poly         atoms;
  72         ao_poly         globals;
  73         uint16_t        const_checksum;
  74         uint16_t        const_checksum_inv;
  75 };
  76
  77 #ifndef AO_SCHEME_POOL_TOTAL
  78 #error Must define AO_SCHEME_POOL_TOTAL for AO_SCHEME_FEATURE_SAVE
  79 #endif
  80
  81 #define AO_SCHEME_POOL_EXTRA    (sizeof(struct ao_scheme_os_save))
  82 #define AO_SCHEME_POOL  ((int) (AO_SCHEME_POOL_TOTAL - AO_SCHEME_POOL_EXTRA))
  83
  84 int
  85 ao_scheme_os_save(void);
  86
  87 int
  88 ao_scheme_os_restore_save(struct ao_scheme_os_save *save, int offset);
  89
  90 int
  91 ao_scheme_os_restore(void);
  92 #endif /* AO_SCHEME_FEATURE_SAVE */
  93
  94 #ifndef AO_SCHEME_POOL
  95 #error Must define AO_SCHEME_POOL
  96 #endif
  97 #ifndef AO_SCHEME_POOL_EXTRA
  98 #define AO_SCHEME_POOL_EXTRA 0
  99 #endif
 100 extern uint8_t          ao_scheme_pool[AO_SCHEME_POOL + AO_SCHEME_POOL_EXTRA] __attribute__((aligned(4)));
 101 #endif
 102
 103 /* Primitive types */
 104 #define AO_SCHEME_CONS          0
 105 #define AO_SCHEME_INT           1
 106 #define AO_SCHEME_BIGINT        2
 107 #define AO_SCHEME_OTHER         3
 108
 109 #define AO_SCHEME_TYPE_MASK     0x0003
 110 #define AO_SCHEME_TYPE_SHIFT    2
 111 #define AO_SCHEME_REF_MASK      0x7ffc
 112 #define AO_SCHEME_CONST         0x8000
 113
 114 /* These have a type value at the start of the struct */
 115 #define AO_SCHEME_ATOM          4
 116 #define AO_SCHEME_BUILTIN       5
 117 #define AO_SCHEME_FRAME         6
 118 #define AO_SCHEME_FRAME_VALS    7
 119 #define AO_SCHEME_LAMBDA        8
 120 #define AO_SCHEME_STACK         9
 121 #define AO_SCHEME_BOOL          10
 122 #define AO_SCHEME_STRING        11
 123 #ifdef AO_SCHEME_FEATURE_FLOAT
 124 #define AO_SCHEME_FLOAT         12
 125 #define _AO_SCHEME_FLOAT        AO_SCHEME_FLOAT
 126 #else
 127 #define _AO_SCHEME_FLOAT        12
 128 #endif
 129 #ifdef AO_SCHEME_FEATURE_VECTOR
 130 #define AO_SCHEME_VECTOR        13
 131 #define _AO_SCHEME_VECTOR       AO_SCHEME_VECTOR
 132 #else
 133 #define _AO_SCHEME_VECTOR       _AO_SCHEME_FLOAT
 134 #endif
 135 #ifdef AO_SCHEME_FEATURE_PORT
 136 #define AO_SCHEME_PORT          14
 137 #define _AO_SCHEME_PORT         AO_SCHEME_PORT
 138 #else
 139 #define _AO_SCHEME_PORT         _AO_SCHEME_VECTOR
 140 #endif
 141 #define AO_SCHEME_NUM_TYPE      (_AO_SCHEME_PORT+1)
 142
 143 /* Leave two bits for types to use as they please */
 144 #define AO_SCHEME_OTHER_TYPE_MASK       0x3f
 145
 146 #define AO_SCHEME_NIL   0
 147
 148 extern uint16_t         ao_scheme_top;
 149
 150 #define AO_SCHEME_OOM                   0x01
 151 #define AO_SCHEME_DIVIDE_BY_ZERO        0x02
 152 #define AO_SCHEME_INVALID               0x04
 153 #define AO_SCHEME_UNDEFINED             0x08
 154 #define AO_SCHEME_REDEFINED             0x10
 155 #define AO_SCHEME_EOF                   0x20
 156 #define AO_SCHEME_FILEERROR             0x40
 157 #define AO_SCHEME_EXIT                  0x80
 158
 159 extern uint8_t          ao_scheme_exception;
 160
 161 static inline int
 162 ao_scheme_is_const(ao_poly poly) {
 163         return poly & AO_SCHEME_CONST;
 164 }
 165
 166 static inline int
 167 ao_scheme_is_const_addr(const void *addr) {
 168         const uint8_t *a = addr;
 169         return (ao_scheme_const <= a) && (a < ao_scheme_const + AO_SCHEME_POOL_CONST);
 170 }
 171
 172 static inline int
 173 ao_scheme_is_pool_addr(const void *addr) {
 174         const uint8_t *a = addr;
 175         return (ao_scheme_pool <= a) && (a < ao_scheme_pool + AO_SCHEME_POOL);
 176 }
 177
 178 void *
 179 ao_scheme_ref(ao_poly poly);
 180
 181 ao_poly
 182 ao_scheme_poly(const void *addr, ao_poly type);
 183
 184 struct ao_scheme_type {
 185         int     (*size)(void *addr);
 186         void    (*mark)(void *addr);
 187         void    (*move)(void *addr);
 188         char    name[];
 189 };
 190
 191 struct ao_scheme_cons {
 192         ao_poly         car;
 193         ao_poly         cdr;
 194 };
 195
 196 struct ao_scheme_atom {
 197         uint8_t         type;
 198         uint8_t         pad[1];
 199         ao_poly         next;
 200         char            name[];
 201 };
 202
 203 struct ao_scheme_string {
 204         uint8_t         type;
 205         char            val[];
 206 };
 207
 208 struct ao_scheme_val {
 209         ao_poly         atom;
 210         ao_poly         val;
 211 };
 212
 213 struct ao_scheme_frame_vals {
 214         uint8_t                 type;
 215         uint8_t                 size;
 216         struct ao_scheme_val    vals[];
 217 };
 218
 219 struct ao_scheme_frame {
 220         uint8_t                 type;
 221         uint8_t                 num;
 222         ao_poly                 prev;
 223         ao_poly                 vals;
 224 };
 225
 226 struct ao_scheme_bool {
 227         uint8_t                 type;
 228         uint8_t                 value;
 229         uint16_t                pad;
 230 };
 231
 232
 233 #ifdef AO_SCHEME_FEATURE_FLOAT
 234 struct ao_scheme_float {
 235         uint8_t                 type;
 236         uint8_t                 pad1;
 237         uint16_t                pad2;
 238         float                   value;
 239 };
 240 #endif
 241
 242 #ifdef AO_SCHEME_FEATURE_VECTOR
 243 struct ao_scheme_vector {
 244         uint8_t                 type;
 245         uint8_t                 pad1;
 246         uint16_t                length;
 247         ao_poly                 vals[];
 248 };
 249 #endif
 250
 251 #ifdef AO_SCHEME_FEATURE_PORT
 252 struct ao_scheme_port {
 253         uint8_t                 type;
 254         uint8_t                 stayopen;
 255         ao_poly                 next;
 256         FILE                    *file;
 257 };
 258 #endif
 259
 260 #define AO_SCHEME_MIN_INT       (-(1 << (15 - AO_SCHEME_TYPE_SHIFT)))
 261 #define AO_SCHEME_MAX_INT       ((1 << (15 - AO_SCHEME_TYPE_SHIFT)) - 1)
 262
 263 #ifdef AO_SCHEME_FEATURE_BIGINT
 264
 265 struct ao_scheme_bigint {
 266         uint32_t                value;
 267 };
 268
 269 #define AO_SCHEME_MIN_BIGINT    INT32_MIN
 270 #define AO_SCHEME_MAX_BIGINT    INT32_MAX
 271
 272 #endif  /* AO_SCHEME_FEATURE_BIGINT */
 273
 274 /* Set on type when the frame escapes the lambda */
 275 #define AO_SCHEME_FRAME_MARK    0x80
 276
 277 static inline int ao_scheme_frame_marked(struct ao_scheme_frame *f) {
 278         return f->type & AO_SCHEME_FRAME_MARK;
 279 }
 280
 281 static inline struct ao_scheme_frame *
 282 ao_scheme_poly_frame(ao_poly poly) {
 283         return ao_scheme_ref(poly);
 284 }
 285
 286 static inline ao_poly
 287 ao_scheme_frame_poly(struct ao_scheme_frame *frame) {
 288         return ao_scheme_poly(frame, AO_SCHEME_OTHER);
 289 }
 290
 291 static inline struct ao_scheme_frame_vals *
 292 ao_scheme_poly_frame_vals(ao_poly poly) {
 293         return ao_scheme_ref(poly);
 294 }
 295
 296 static inline ao_poly
 297 ao_scheme_frame_vals_poly(struct ao_scheme_frame_vals *vals) {
 298         return ao_scheme_poly(vals, AO_SCHEME_OTHER);
 299 }
 300
 301 enum eval_state {
 302         eval_sexpr,             /* Evaluate an sexpr */
 303         eval_val,               /* Value computed */
 304         eval_formal,            /* Formal computed */
 305         eval_exec,              /* Start a lambda evaluation */
 306         eval_apply,             /* Execute apply */
 307         eval_cond,              /* Start next cond clause */
 308         eval_cond_test,         /* Check cond condition */
 309         eval_begin,             /* Start next begin entry */
 310         eval_while,             /* Start while condition */
 311         eval_while_test,        /* Check while condition */
 312         eval_macro,             /* Finished with macro generation */
 313 };
 314
 315 struct ao_scheme_stack {
 316         uint8_t                 type;           /* AO_SCHEME_STACK */
 317         uint8_t                 state;          /* enum eval_state */
 318         ao_poly                 prev;           /* previous stack frame */
 319         ao_poly                 sexprs;         /* expressions to evaluate */
 320         ao_poly                 values;         /* values computed */
 321         ao_poly                 values_tail;    /* end of the values list for easy appending */
 322         ao_poly                 frame;          /* current lookup frame */
 323         ao_poly                 list;           /* most recent function call */
 324 };
 325
 326 #define AO_SCHEME_STACK_MARK    0x80    /* set on type when a reference has been taken */
 327
 328 static inline int ao_scheme_stack_marked(struct ao_scheme_stack *s) {
 329         return s->type & AO_SCHEME_STACK_MARK;
 330 }
 331
 332 static inline void ao_scheme_stack_mark(struct ao_scheme_stack *s) {
 333         s->type |= AO_SCHEME_STACK_MARK;
 334 }
 335
 336 static inline struct ao_scheme_stack *
 337 ao_scheme_poly_stack(ao_poly p)
 338 {
 339         return ao_scheme_ref(p);
 340 }
 341
 342 static inline ao_poly
 343 ao_scheme_stack_poly(struct ao_scheme_stack *stack)
 344 {
 345         return ao_scheme_poly(stack, AO_SCHEME_OTHER);
 346 }
 347
 348 extern ao_poly                  ao_scheme_v;
 349
 350 #define AO_SCHEME_FUNC_LAMBDA           0
 351 #define AO_SCHEME_FUNC_NLAMBDA          1
 352 #define AO_SCHEME_FUNC_MACRO            2
 353
 354 #define AO_SCHEME_FUNC_FREE_ARGS        0x80
 355 #define AO_SCHEME_FUNC_MASK             0x7f
 356
 357 #define AO_SCHEME_FUNC_F_LAMBDA         (AO_SCHEME_FUNC_FREE_ARGS | AO_SCHEME_FUNC_LAMBDA)
 358 #define AO_SCHEME_FUNC_F_NLAMBDA        (AO_SCHEME_FUNC_FREE_ARGS | AO_SCHEME_FUNC_NLAMBDA)
 359 #define AO_SCHEME_FUNC_F_MACRO          (AO_SCHEME_FUNC_FREE_ARGS | AO_SCHEME_FUNC_MACRO)
 360
 361 struct ao_scheme_builtin {
 362         uint8_t         type;
 363         uint8_t         args;
 364         uint16_t        func;
 365 };
 366
 367 #define AO_SCHEME_BUILTIN_ID
 368 #include "ao_scheme_builtin.h"
 369
 370 typedef ao_poly (*ao_scheme_func_t)(struct ao_scheme_cons *cons);
 371
 372 extern const ao_scheme_func_t   ao_scheme_builtins[];
 373
 374 static inline ao_scheme_func_t
 375 ao_scheme_func(struct ao_scheme_builtin *b)
 376 {
 377         return ao_scheme_builtins[b->func];
 378 }
 379
 380 struct ao_scheme_lambda {
 381         uint8_t         type;
 382         uint8_t         args;
 383         ao_poly         code;
 384         ao_poly         frame;
 385 };
 386
 387 static inline struct ao_scheme_lambda *
 388 ao_scheme_poly_lambda(ao_poly poly)
 389 {
 390         return ao_scheme_ref(poly);
 391 }
 392
 393 static inline ao_poly
 394 ao_scheme_lambda_poly(struct ao_scheme_lambda *lambda)
 395 {
 396         return ao_scheme_poly(lambda, AO_SCHEME_OTHER);
 397 }
 398
 399 static inline void *
 400 ao_scheme_poly_other(ao_poly poly) {
 401         return ao_scheme_ref(poly);
 402 }
 403
 404 static inline uint8_t
 405 ao_scheme_other_type(void *other) {
 406 #if DBG_MEM
 407         if ((*((uint8_t *) other) & AO_SCHEME_OTHER_TYPE_MASK) >= AO_SCHEME_NUM_TYPE)
 408                 ao_scheme_abort();
 409 #endif
 410         return *((uint8_t *) other) & AO_SCHEME_OTHER_TYPE_MASK;
 411 }
 412
 413 static inline ao_poly
 414 ao_scheme_other_poly(const void *other)
 415 {
 416         return ao_scheme_poly(other, AO_SCHEME_OTHER);
 417 }
 418
 419 static inline int
 420 ao_scheme_size_round(int size)
 421 {
 422         return (size + 3) & ~3;
 423 }
 424
 425 static inline int
 426 ao_scheme_size(const struct ao_scheme_type *type, void *addr)
 427 {
 428         return ao_scheme_size_round(type->size(addr));
 429 }
 430
 431 #define AO_SCHEME_OTHER_POLY(other) ((ao_poly)(other) + AO_SCHEME_OTHER)
 432
 433 static inline int ao_scheme_poly_base_type(ao_poly poly) {
 434         return poly & AO_SCHEME_TYPE_MASK;
 435 }
 436
 437 static inline int ao_scheme_poly_type(ao_poly poly) {
 438         int     type = poly & AO_SCHEME_TYPE_MASK;
 439         if (type == AO_SCHEME_OTHER)
 440                 return ao_scheme_other_type(ao_scheme_poly_other(poly));
 441         return type;
 442 }
 443
 444 static inline int
 445 ao_scheme_is_cons(ao_poly poly) {
 446         return (ao_scheme_poly_base_type(poly) == AO_SCHEME_CONS);
 447 }
 448
 449 static inline int
 450 ao_scheme_is_pair(ao_poly poly) {
 451         return poly != AO_SCHEME_NIL && (ao_scheme_poly_base_type(poly) == AO_SCHEME_CONS);
 452 }
 453
 454 static inline struct ao_scheme_cons *
 455 ao_scheme_poly_cons(ao_poly poly)
 456 {
 457         return ao_scheme_ref(poly);
 458 }
 459
 460 static inline ao_poly
 461 ao_scheme_cons_poly(struct ao_scheme_cons *cons)
 462 {
 463         return ao_scheme_poly(cons, AO_SCHEME_CONS);
 464 }
 465
 466 static inline int32_t
 467 ao_scheme_poly_int(ao_poly poly)
 468 {
 469         return (int32_t) ((ao_signed_poly) poly >> AO_SCHEME_TYPE_SHIFT);
 470 }
 471
 472 static inline ao_poly
 473 ao_scheme_int_poly(int32_t i)
 474 {
 475         return ((ao_poly) i << 2) | AO_SCHEME_INT;
 476 }
 477
 478 #ifdef AO_SCHEME_FEATURE_BIGINT
 479 static inline struct ao_scheme_bigint *
 480 ao_scheme_poly_bigint(ao_poly poly)
 481 {
 482         return ao_scheme_ref(poly);
 483 }
 484
 485 static inline ao_poly
 486 ao_scheme_bigint_poly(struct ao_scheme_bigint *bi)
 487 {
 488         return ao_scheme_poly(bi, AO_SCHEME_BIGINT);
 489 }
 490 #endif /* AO_SCHEME_FEATURE_BIGINT */
 491
 492 static inline struct ao_scheme_string *
 493 ao_scheme_poly_string(ao_poly poly)
 494 {
 495         return ao_scheme_ref(poly);
 496 }
 497
 498 static inline ao_poly
 499 ao_scheme_string_poly(struct ao_scheme_string *s)
 500 {
 501         return ao_scheme_poly(s, AO_SCHEME_OTHER);
 502 }
 503
 504 static inline struct ao_scheme_atom *
 505 ao_scheme_poly_atom(ao_poly poly)
 506 {
 507         return ao_scheme_ref(poly);
 508 }
 509
 510 static inline ao_poly
 511 ao_scheme_atom_poly(struct ao_scheme_atom *a)
 512 {
 513         return ao_scheme_poly(a, AO_SCHEME_OTHER);
 514 }
 515
 516 static inline struct ao_scheme_builtin *
 517 ao_scheme_poly_builtin(ao_poly poly)
 518 {
 519         return ao_scheme_ref(poly);
 520 }
 521
 522 static inline ao_poly
 523 ao_scheme_builtin_poly(struct ao_scheme_builtin *b)
 524 {
 525         return ao_scheme_poly(b, AO_SCHEME_OTHER);
 526 }
 527
 528 static inline ao_poly
 529 ao_scheme_bool_poly(struct ao_scheme_bool *b)
 530 {
 531         return ao_scheme_poly(b, AO_SCHEME_OTHER);
 532 }
 533
 534 static inline struct ao_scheme_bool *
 535 ao_scheme_poly_bool(ao_poly poly)
 536 {
 537         return ao_scheme_ref(poly);
 538 }
 539
 540 #ifdef AO_SCHEME_FEATURE_FLOAT
 541 static inline ao_poly
 542 ao_scheme_float_poly(struct ao_scheme_float *f)
 543 {
 544         return ao_scheme_poly(f, AO_SCHEME_OTHER);
 545 }
 546
 547 static inline struct ao_scheme_float *
 548 ao_scheme_poly_float(ao_poly poly)
 549 {
 550         return ao_scheme_ref(poly);
 551 }
 552
 553 float
 554 ao_scheme_poly_number(ao_poly p);
 555 #endif
 556
 557 #ifdef AO_SCHEME_FEATURE_VECTOR
 558 static inline ao_poly
 559 ao_scheme_vector_poly(struct ao_scheme_vector *v)
 560 {
 561         return ao_scheme_poly(v, AO_SCHEME_OTHER);
 562 }
 563
 564 static inline struct ao_scheme_vector *
 565 ao_scheme_poly_vector(ao_poly poly)
 566 {
 567         return ao_scheme_ref(poly);
 568 }
 569 #endif
 570
 571 #ifdef AO_SCHEME_FEATURE_PORT
 572 static inline ao_poly
 573 ao_scheme_port_poly(struct ao_scheme_port *v)
 574 {
 575         return ao_scheme_poly(v, AO_SCHEME_OTHER);
 576 }
 577
 578 static inline struct ao_scheme_port *
 579 ao_scheme_poly_port(ao_poly poly)
 580 {
 581         return ao_scheme_ref(poly);
 582 }
 583
 584 extern ao_poly  ao_scheme_stdin, ao_scheme_stdout, ao_scheme_stderr;
 585
 586 #endif
 587
 588 /* memory functions */
 589
 590 extern uint64_t ao_scheme_collects[2];
 591 extern uint64_t ao_scheme_freed[2];
 592 extern uint64_t ao_scheme_loops[2];
 593
 594 /* returns 1 if the object was already marked */
 595 int
 596 ao_scheme_mark_memory(const struct ao_scheme_type *type, void *addr);
 597
 598 /* returns 1 if the object is marked */
 599 int
 600 ao_scheme_marked(void *addr);
 601
 602 /* returns 1 if the object was already moved */
 603 int
 604 ao_scheme_move_memory(const struct ao_scheme_type *type, void **ref);
 605
 606 void *
 607 ao_scheme_alloc(int size);
 608
 609 /* Marks an object as being printed, returns 1 if it was already marked */
 610 int
 611 ao_scheme_print_mark_addr(void *addr);
 612
 613 void
 614 ao_scheme_print_clear_addr(void *addr);
 615
 616 /* Notes that printing has started */
 617 void
 618 ao_scheme_print_start(void);
 619
 620 /* Notes that printing has ended, returns 1 if printing is still happening */
 621 int
 622 ao_scheme_print_stop(void);
 623
 624 #define AO_SCHEME_COLLECT_FULL          1
 625 #define AO_SCHEME_COLLECT_INCREMENTAL   0
 626
 627 int
 628 ao_scheme_collect(uint8_t style);
 629
 630 #if DBG_FREE_CONS
 631 void
 632 ao_scheme_cons_check(struct ao_scheme_cons *cons);
 633 #endif
 634
 635 void
 636 ao_scheme_poly_stash(ao_poly poly);
 637
 638 ao_poly
 639 ao_scheme_poly_fetch(void);
 640
 641 static inline void
 642 ao_scheme_cons_stash(struct ao_scheme_cons *cons) {
 643         ao_scheme_poly_stash(ao_scheme_cons_poly(cons));
 644 }
 645
 646 static inline struct ao_scheme_cons *
 647 ao_scheme_cons_fetch(void) {
 648         return ao_scheme_poly_cons(ao_scheme_poly_fetch());
 649 }
 650
 651 static inline void
 652 ao_scheme_atom_stash(struct ao_scheme_atom *atom) {
 653         ao_scheme_poly_stash(ao_scheme_atom_poly(atom));
 654 }
 655
 656 static inline struct ao_scheme_atom *
 657 ao_scheme_atom_fetch(void) {
 658         return ao_scheme_poly_atom(ao_scheme_poly_fetch());
 659 }
 660
 661 static inline void
 662 ao_scheme_string_stash(struct ao_scheme_string *string) {
 663         ao_scheme_poly_stash(ao_scheme_string_poly(string));
 664 }
 665
 666 static inline struct ao_scheme_string *
 667 ao_scheme_string_fetch(void) {
 668         return ao_scheme_poly_string(ao_scheme_poly_fetch());
 669 }
 670
 671 #ifdef AO_SCHEME_FEATURE_VECTOR
 672 static inline void
 673 ao_scheme_vector_stash(struct ao_scheme_vector *vector) {
 674         ao_scheme_poly_stash(ao_scheme_vector_poly(vector));
 675 }
 676
 677 static inline struct ao_scheme_vector *
 678 ao_scheme_vector_fetch(void) {
 679         return ao_scheme_poly_vector(ao_scheme_poly_fetch());
 680 }
 681 #endif
 682
 683 #ifdef AO_SCHEME_FEATURE_PORT
 684 static inline void
 685 ao_scheme_port_stash(struct ao_scheme_port *port) {
 686         ao_scheme_poly_stash(ao_scheme_port_poly(port));
 687 }
 688
 689 static inline struct ao_scheme_port *
 690 ao_scheme_port_fetch(void) {
 691         return ao_scheme_poly_port(ao_scheme_poly_fetch());
 692 }
 693 #endif
 694
 695 static inline void
 696 ao_scheme_stack_stash(struct ao_scheme_stack *stack) {
 697         ao_scheme_poly_stash(ao_scheme_stack_poly(stack));
 698 }
 699
 700 static inline struct ao_scheme_stack *
 701 ao_scheme_stack_fetch(void) {
 702         return ao_scheme_poly_stack(ao_scheme_poly_fetch());
 703 }
 704
 705 static inline void
 706 ao_scheme_frame_stash(struct ao_scheme_frame *frame) {
 707         ao_scheme_poly_stash(ao_scheme_frame_poly(frame));
 708 }
 709
 710 static inline struct ao_scheme_frame *
 711 ao_scheme_frame_fetch(void) {
 712         return ao_scheme_poly_frame(ao_scheme_poly_fetch());
 713 }
 714
 715 /* bool */
 716
 717 extern const struct ao_scheme_type ao_scheme_bool_type;
 718
 719 void
 720 ao_scheme_bool_write(FILE *out, ao_poly v, bool write);
 721
 722 #ifdef AO_SCHEME_MAKE_CONST
 723 extern struct ao_scheme_bool    *ao_scheme_true, *ao_scheme_false;
 724
 725 struct ao_scheme_bool *
 726 ao_scheme_bool_get(uint8_t value);
 727 #endif
 728
 729 /* cons */
 730 extern const struct ao_scheme_type ao_scheme_cons_type;
 731
 732 struct ao_scheme_cons *
 733 ao_scheme_cons_cons(ao_poly car, ao_poly cdr);
 734
 735 /* Return a cons or NULL for a proper list, else error */
 736 struct ao_scheme_cons *
 737 ao_scheme_cons_cdr(struct ao_scheme_cons *cons);
 738
 739 ao_poly
 740 ao_scheme_cons(ao_poly car, ao_poly cdr);
 741
 742 extern struct ao_scheme_cons *ao_scheme_cons_free_list;
 743
 744 void
 745 ao_scheme_cons_free(struct ao_scheme_cons *cons);
 746
 747 void
 748 ao_scheme_cons_write(FILE *out, ao_poly, bool write);
 749
 750 int
 751 ao_scheme_cons_length(struct ao_scheme_cons *cons);
 752
 753 /* string */
 754 extern const struct ao_scheme_type ao_scheme_string_type;
 755
 756 struct ao_scheme_string *
 757 ao_scheme_string_new(char *a);
 758
 759 struct ao_scheme_string *
 760 ao_scheme_atom_to_string(struct ao_scheme_atom *a);
 761
 762 struct ao_scheme_string *
 763 ao_scheme_string_cat(struct ao_scheme_string *a, struct ao_scheme_string *b);
 764
 765 void
 766 ao_scheme_string_write(FILE *out, ao_poly s, bool write);
 767
 768 /* atom */
 769 extern const struct ao_scheme_type ao_scheme_atom_type;
 770
 771 extern struct ao_scheme_atom    *ao_scheme_atoms;
 772 extern struct ao_scheme_frame   *ao_scheme_frame_global;
 773 extern struct ao_scheme_frame   *ao_scheme_frame_current;
 774
 775 void
 776 ao_scheme_atom_write(FILE *out, ao_poly a, bool write);
 777
 778 struct ao_scheme_atom *
 779 ao_scheme_string_to_atom(struct ao_scheme_string *string);
 780
 781 struct ao_scheme_atom *
 782 ao_scheme_atom_intern(char *name);
 783
 784 void
 785 ao_scheme_atom_check_references(void);
 786
 787 void
 788 ao_scheme_atom_move(void);
 789
 790 ao_poly *
 791 ao_scheme_atom_ref(ao_poly atom, struct ao_scheme_frame **frame_ref);
 792
 793 ao_poly
 794 ao_scheme_atom_get(ao_poly atom);
 795
 796 ao_poly
 797 ao_scheme_atom_def(ao_poly atom, ao_poly val);
 798
 799 /* int */
 800 void
 801 ao_scheme_int_write(FILE *out, ao_poly i, bool write);
 802
 803 #ifdef AO_SCHEME_FEATURE_BIGINT
 804 int32_t
 805 ao_scheme_poly_integer(ao_poly p);
 806
 807 ao_poly
 808 ao_scheme_integer_poly(int32_t i);
 809
 810 static inline int
 811 ao_scheme_integer_typep(uint8_t t)
 812 {
 813         return (t == AO_SCHEME_INT) || (t == AO_SCHEME_BIGINT);
 814 }
 815
 816 void
 817 ao_scheme_bigint_write(FILE *out, ao_poly i, bool write);
 818
 819 extern const struct ao_scheme_type      ao_scheme_bigint_type;
 820
 821 #else
 822
 823 static inline int32_t ao_scheme_poly_integer(ao_poly poly) {
 824         return ao_scheme_poly_int(poly);
 825 }
 826
 827 static inline ao_poly ao_scheme_integer_poly(int32_t i) {
 828         return ao_scheme_int_poly(i);
 829 }
 830
 831 static inline int
 832 ao_scheme_integer_typep(uint8_t t)
 833 {
 834         return (t == AO_SCHEME_INT);
 835 }
 836
 837 #endif /* AO_SCHEME_FEATURE_BIGINT */
 838
 839 /* vector */
 840
 841 #ifdef AO_SCHEME_FEATURE_VECTOR
 842
 843 void
 844 ao_scheme_vector_write(FILE *OUT, ao_poly v, bool write);
 845
 846 struct ao_scheme_vector *
 847 ao_scheme_vector_alloc(uint16_t length, ao_poly fill);
 848
 849 struct ao_scheme_vector *
 850 ao_scheme_list_to_vector(struct ao_scheme_cons *cons);
 851
 852 struct ao_scheme_cons *
 853 ao_scheme_vector_to_list(struct ao_scheme_vector *vector, int start, int end);
 854
 855 extern const struct ao_scheme_type      ao_scheme_vector_type;
 856
 857 #endif /* AO_SCHEME_FEATURE_VECTOR */
 858
 859 /* port */
 860
 861 #ifdef AO_SCHEME_FEATURE_PORT
 862
 863 void
 864 ao_scheme_port_write(FILE *out, ao_poly v, bool write);
 865
 866 struct ao_scheme_port *
 867 ao_scheme_port_alloc(FILE *file, bool stayopen);
 868
 869 void
 870 ao_scheme_port_close(struct ao_scheme_port *port);
 871
 872 void
 873 ao_scheme_port_check_references(void);
 874
 875 extern ao_poly ao_scheme_open_ports;
 876
 877 static inline int
 878 ao_scheme_port_getc(struct ao_scheme_port *port)
 879 {
 880         if (port->file)
 881                 return getc(port->file);
 882         return EOF;
 883 }
 884
 885 static inline int
 886 ao_scheme_port_putc(struct ao_scheme_port *port, char c)
 887 {
 888         if (port->file)
 889                 return putc(c, port->file);
 890         return EOF;
 891 }
 892
 893 static inline int
 894 ao_scheme_port_ungetc(struct ao_scheme_port *port, char c)
 895 {
 896         if (port->file)
 897                 return ungetc(c, port->file);
 898         return EOF;
 899 }
 900
 901 extern const struct ao_scheme_type      ao_scheme_port_type;
 902
 903 #endif /* AO_SCHEME_FEATURE_PORT */
 904
 905 #ifdef AO_SCHEME_FEATURE_POSIX
 906
 907 void
 908 ao_scheme_set_argv(char **argv);
 909
 910 #endif
 911
 912 /* prim */
 913 void (*ao_scheme_poly_write_func(ao_poly p))(FILE *out, ao_poly p, bool write);
 914
 915 static inline void
 916 ao_scheme_poly_write(FILE *out, ao_poly p, bool write) { (*ao_scheme_poly_write_func(p))(out, p, write); }
 917
 918 int
 919 ao_scheme_poly_mark(ao_poly p, uint8_t note_cons);
 920
 921 /* returns 1 if the object has already been moved */
 922 int
 923 ao_scheme_poly_move(ao_poly *p, uint8_t note_cons);
 924
 925 /* eval */
 926
 927 #ifdef AO_SCHEME_FEATURE_SAVE
 928 void
 929 ao_scheme_eval_clear_globals(void);
 930
 931 int
 932 ao_scheme_eval_restart(void);
 933 #endif
 934
 935 ao_poly
 936 ao_scheme_eval(ao_poly p);
 937
 938 ao_poly
 939 ao_scheme_set_cond(struct ao_scheme_cons *cons);
 940
 941 /* float */
 942 #ifdef AO_SCHEME_FEATURE_FLOAT
 943 extern const struct ao_scheme_type ao_scheme_float_type;
 944
 945 void
 946 ao_scheme_float_write(FILE *out, ao_poly p, bool write);
 947
 948 ao_poly
 949 ao_scheme_float_get(float value);
 950 #endif
 951
 952 #ifdef AO_SCHEME_FEATURE_FLOAT
 953 static inline bool
 954 ao_scheme_number_typep(uint8_t t)
 955 {
 956         return ao_scheme_integer_typep(t) || (t == AO_SCHEME_FLOAT);
 957 }
 958 #else
 959 #define ao_scheme_number_typep ao_scheme_integer_typep
 960 #endif
 961
 962 static inline bool
 963 ao_scheme_is_integer(ao_poly poly) {
 964         return ao_scheme_integer_typep(ao_scheme_poly_base_type(poly));
 965 }
 966
 967 static inline bool
 968 ao_scheme_is_number(ao_poly poly) {
 969         return ao_scheme_number_typep(ao_scheme_poly_type(poly));
 970 }
 971
 972 /* builtin */
 973 void
 974 ao_scheme_builtin_write(FILE *out, ao_poly b, bool write);
 975
 976 ao_poly
 977 ao_scheme_do_typep(ao_poly proc, int type, struct ao_scheme_cons *cons);
 978
 979 extern const struct ao_scheme_type ao_scheme_builtin_type;
 980
 981 #define AO_SCHEME_ARG_OPTIONAL  0x100
 982 #define AO_SCHEME_ARG_NIL_OK    0x200
 983 #define AO_SCHEME_ARG_RET_POLY  0x400
 984 #define AO_SCHEME_ARG_END       -1
 985 #define AO_SCHEME_POLY          0xff
 986 #define AO_SCHEME_ARG_MASK      0xff
 987
 988 int
 989 ao_scheme_parse_args(ao_poly name, struct ao_scheme_cons *cons, ...);
 990
 991 /* Check argument count */
 992 ao_poly
 993 ao_scheme_check_argc(ao_poly name, struct ao_scheme_cons *cons, int min, int max);
 994
 995 /* Check argument type */
 996 ao_poly
 997 ao_scheme_check_argt(ao_poly name, struct ao_scheme_cons *cons, int argc, int type, int nil_ok);
 998
 999 /* Fetch an arg (nil if off the end) */
1000 ao_poly
1001 ao_scheme_arg(struct ao_scheme_cons *cons, int argc);
1002
1003 char *
1004 ao_scheme_args_name(uint8_t args);
1005
1006 /* read */
1007 extern int                      ao_scheme_read_list;
1008 extern struct ao_scheme_cons    *ao_scheme_read_cons;
1009 extern struct ao_scheme_cons    *ao_scheme_read_cons_tail;
1010 extern struct ao_scheme_cons    *ao_scheme_read_stack;
1011
1012 ao_poly
1013 ao_scheme_read(FILE *in);
1014
1015 /* rep */
1016 ao_poly
1017 ao_scheme_read_eval_print(FILE *read_file, FILE *write_file, bool interactive);
1018
1019 /* frame */
1020 extern const struct ao_scheme_type ao_scheme_frame_type;
1021 extern const struct ao_scheme_type ao_scheme_frame_vals_type;
1022
1023 #define AO_SCHEME_FRAME_FREE    6
1024
1025 extern struct ao_scheme_frame   *ao_scheme_frame_free_list[AO_SCHEME_FRAME_FREE];
1026
1027 ao_poly
1028 ao_scheme_frame_mark(struct ao_scheme_frame *frame);
1029
1030 ao_poly *
1031 ao_scheme_frame_ref(struct ao_scheme_frame *frame, ao_poly atom);
1032
1033 struct ao_scheme_frame *
1034 ao_scheme_frame_new(int num);
1035
1036 void
1037 ao_scheme_frame_free(struct ao_scheme_frame *frame);
1038
1039 void
1040 ao_scheme_frame_bind(struct ao_scheme_frame *frame, int num, ao_poly atom, ao_poly val);
1041
1042 ao_poly
1043 ao_scheme_frame_add(struct ao_scheme_frame *frame, ao_poly atom, ao_poly val);
1044
1045 #ifdef AO_SCHEME_FEATURE_UNDEF
1046 ao_poly
1047 ao_scheme_frame_del(struct ao_scheme_frame *frame, ao_poly atom);
1048 #endif
1049
1050 void
1051 ao_scheme_frame_write(FILE *out, ao_poly p, bool write);
1052
1053 void
1054 ao_scheme_frame_init(void);
1055
1056 /* lambda */
1057 extern const struct ao_scheme_type ao_scheme_lambda_type;
1058
1059 extern const char * const ao_scheme_state_names[];
1060
1061 struct ao_scheme_lambda *
1062 ao_scheme_lambda_new(ao_poly cons);
1063
1064 void
1065 ao_scheme_lambda_write(FILE *out, ao_poly lambda, bool write);
1066
1067 ao_poly
1068 ao_scheme_lambda_eval(void);
1069
1070 /* stack */
1071
1072 extern const struct ao_scheme_type ao_scheme_stack_type;
1073 extern struct ao_scheme_stack   *ao_scheme_stack;
1074 extern struct ao_scheme_stack   *ao_scheme_stack_free_list;
1075
1076 extern int                      ao_scheme_frame_print_indent;
1077
1078 void
1079 ao_scheme_stack_reset(struct ao_scheme_stack *stack);
1080
1081 int
1082 ao_scheme_stack_push(void);
1083
1084 void
1085 ao_scheme_stack_pop(void);
1086
1087 void
1088 ao_scheme_stack_write(FILE *out, ao_poly stack, bool write);
1089
1090 ao_poly
1091 ao_scheme_stack_eval(void);
1092
1093 /* error */
1094
1095 void
1096 ao_scheme_vfprintf(FILE *out, const char *format, va_list args);
1097
1098 void
1099 ao_scheme_fprintf(FILE *out, const char *format, ...);
1100
1101 ao_poly
1102 ao_scheme_error(int error, const char *format, ...);
1103
1104 /* builtins */
1105
1106 #define AO_SCHEME_BUILTIN_DECLS
1107 #include "ao_scheme_builtin.h"
1108
1109 /* debugging macros */
1110
1111 #if DBG_EVAL || DBG_READ
1112 int ao_scheme_stack_depth;
1113 #endif
1114
1115 #if DBG_EVAL
1116 #define DBG_DO(a)       a
1117 #define DBG_INDENT()    do { int _s; for(_s = 0; _s < ao_scheme_stack_depth; _s++) printf("  "); } while(0)
1118 #define DBG_IN()        (++ao_scheme_stack_depth)
1119 #define DBG_OUT()       (--ao_scheme_stack_depth)
1120 #define DBG_RESET()     (ao_scheme_stack_depth = 0)
1121 #define DBG(...)        ao_scheme_fprintf(stdout, __VA_ARGS__)
1122 #define DBGI(...)       do { printf("%4d: ", __LINE__); DBG_INDENT(); DBG(__VA_ARGS__); } while (0)
1123 #define DBG_CONS(a)     ao_scheme_cons_write(stdout, ao_scheme_cons_poly(a), true)
1124 #define DBG_POLY(a)     ao_scheme_poly_write(stdout, a, true)
1125 #define OFFSET(a)       ((a) ? (int) ((uint8_t *) a - ao_scheme_pool) : -1)
1126 #define DBG_STACK()     ao_scheme_stack_write(stdout, ao_scheme_stack_poly(ao_scheme_stack), true)
1127 static inline void
1128 ao_scheme_frames_dump(void)
1129 {
1130         struct ao_scheme_stack *s;
1131         DBGI(".. current frame: "); DBG_POLY(ao_scheme_frame_poly(ao_scheme_frame_current)); DBG("\n");
1132         for (s = ao_scheme_stack; s; s = ao_scheme_poly_stack(s->prev)) {
1133                 DBGI(".. stack frame: "); DBG_POLY(s->frame); DBG("\n");
1134         }
1135 }
1136 #define DBG_FRAMES()    ao_scheme_frames_dump()
1137 #else
1138 #define DBG_DO(a)
1139 #define DBG_INDENT()
1140 #define DBG_IN()
1141 #define DBG_OUT()
1142 #define DBG(...)
1143 #define DBGI(...)
1144 #define DBG_CONS(a)
1145 #define DBG_POLY(a)
1146 #define DBG_RESET()
1147 #define DBG_STACK()
1148 #define DBG_FRAMES()
1149 #endif
1150
1151 #if DBG_READ
1152 #define RDBGI(...)      do { printf("%4d: ", __LINE__); DBG_INDENT(); ao_scheme_printf(__VA_ARGS__); } while (0)
1153 #define RDBG_IN()       (++ao_scheme_stack_depth)
1154 #define RDBG_OUT()      (--ao_scheme_stack_depth)
1155 #else
1156 #define RDBGI(...)
1157 #define RDBG_IN()
1158 #define RDBG_OUT()
1159 #endif
1160
1161 static inline int
1162 ao_scheme_mdbg_offset(void *a)
1163 {
1164         uint8_t         *u = a;
1165
1166         if (u == 0)
1167                 return -1;
1168
1169         if (ao_scheme_pool <= u && u < ao_scheme_pool + AO_SCHEME_POOL)
1170                 return u - ao_scheme_pool;
1171
1172 #ifndef AO_SCHEME_MAKE_CONST
1173         if (ao_scheme_const <= u && u < ao_scheme_const + AO_SCHEME_POOL_CONST)
1174                 return - (int) (u - ao_scheme_const);
1175 #endif
1176         return -2;
1177 }
1178
1179 #define MDBG_OFFSET(a)  ao_scheme_mdbg_offset(a)
1180
1181 #if DBG_MEM
1182
1183 #define DBG_MEM_START   1
1184
1185 #include <assert.h>
1186 extern int dbg_move_depth;
1187 #define MDBG_DUMP 1
1188
1189 extern int dbg_mem;
1190
1191 #define MDBG_DO(a)      a
1192 #define MDBG_MOVE(...) do { if (dbg_mem) { int d; for (d = 0; d < dbg_move_depth; d++) printf ("  "); printf(__VA_ARGS__); } } while (0)
1193 #define MDBG_MORE(...) do { if (dbg_mem) printf(__VA_ARGS__); } while (0)
1194 #define MDBG_MOVE_IN()  (dbg_move_depth++)
1195 #define MDBG_MOVE_OUT() (--dbg_move_depth)
1196
1197 #else
1198
1199 #define MDBG_DO(a)
1200 #define MDBG_MOVE(...)
1201 #define MDBG_MORE(...)
1202 #define MDBG_MOVE_IN()
1203 #define MDBG_MOVE_OUT()
1204
1205 #endif
1206
1207 #endif /* _AO_SCHEME_H_ */