altos/lisp: Lots more scheme bits
[fw/altos] / src / lisp / ao_lisp.h
index 25d13fa3f7c94a51e14ddbc8ce721f7982cf6aa4..341996c0c2e6d1acaa99a905fc5a22a6d7cd38a0 100644 (file)
 #ifndef _AO_LISP_H_
 #define _AO_LISP_H_
 
+#define DBG_MEM                0
+#define DBG_EVAL       0
+
 #include <stdint.h>
 #include <string.h>
-//#include <stdio.h>
 #include <ao_lisp_os.h>
 
 typedef uint16_t       ao_poly;
@@ -48,39 +50,48 @@ ao_lisp_os_restore(void);
 
 #ifdef AO_LISP_MAKE_CONST
 #define AO_LISP_POOL_CONST     16384
-extern uint8_t ao_lisp_const[AO_LISP_POOL_CONST];
+extern uint8_t ao_lisp_const[AO_LISP_POOL_CONST] __attribute__((aligned(4)));
 #define ao_lisp_pool ao_lisp_const
 #define AO_LISP_POOL AO_LISP_POOL_CONST
 
-#define _atom(n) ao_lisp_atom_poly(ao_lisp_atom_intern(n))
-
-#define _ao_lisp_atom_quote    _atom("quote")
-#define _ao_lisp_atom_set      _atom("set")
-#define _ao_lisp_atom_setq     _atom("setq")
-#define _ao_lisp_atom_t        _atom("t")
-#define _ao_lisp_atom_car      _atom("car")
-#define _ao_lisp_atom_cdr      _atom("cdr")
-#define _ao_lisp_atom_cons     _atom("cons")
-#define _ao_lisp_atom_last     _atom("last")
-#define _ao_lisp_atom_length   _atom("length")
-#define _ao_lisp_atom_cond     _atom("cond")
-#define _ao_lisp_atom_lambda   _atom("lambda")
-#define _ao_lisp_atom_led      _atom("led")
-#define _ao_lisp_atom_delay    _atom("delay")
-#define _ao_lisp_atom_pack     _atom("pack")
-#define _ao_lisp_atom_unpack   _atom("unpack")
-#define _ao_lisp_atom_flush    _atom("flush")
-#define _ao_lisp_atom_eval     _atom("eval")
-#define _ao_lisp_atom_read     _atom("read")
-#define _ao_lisp_atom_eof      _atom("eof")
-#define _ao_lisp_atom_save     _atom("save")
-#define _ao_lisp_atom_restore  _atom("restore")
+#define _atom(n) ao_lisp_atom_poly(ao_lisp_atom_intern(#n))
+#define _bool(v) ao_lisp_bool_poly(ao_lisp_bool_get(v))
+
+#define _ao_lisp_bool_true     _bool(1)
+#define _ao_lisp_bool_false    _bool(0)
+#define _ao_lisp_atom_quote    _atom(quote)
+#define _ao_lisp_atom_set      _atom(set)
+#define _ao_lisp_atom_setq     _atom(setq)
+#define _ao_lisp_atom_car      _atom(car)
+#define _ao_lisp_atom_cdr      _atom(cdr)
+#define _ao_lisp_atom_cons     _atom(cons)
+#define _ao_lisp_atom_last     _atom(last)
+#define _ao_lisp_atom_length   _atom(length)
+#define _ao_lisp_atom_cond     _atom(cond)
+#define _ao_lisp_atom_else     _atom(else)
+#define _ao_lisp_atom_lambda   _atom(lambda)
+#define _ao_lisp_atom_led      _atom(led)
+#define _ao_lisp_atom_delay    _atom(delay)
+#define _ao_lisp_atom_pack     _atom(pack)
+#define _ao_lisp_atom_unpack   _atom(unpack)
+#define _ao_lisp_atom_flush    _atom(flush)
+#define _ao_lisp_atom_eval     _atom(eval)
+#define _ao_lisp_atom_read     _atom(read)
+#define _ao_lisp_atom_eof      _atom(eof)
+#define _ao_lisp_atom_save     _atom(save)
+#define _ao_lisp_atom_restore  _atom(restore)
+#define _ao_lisp_atom_call2fcc _atom(call/cc)
+#define _ao_lisp_atom_collect  _atom(collect)
+#define _ao_lisp_atom_symbolp   _atom(symbol?)
+#define _ao_lisp_atom_builtin   _atom(builtin?)
+#define _ao_lisp_atom_symbolp   _atom(symbol?)
+#define _ao_lisp_atom_symbolp   _atom(symbol?)
 #else
 #include "ao_lisp_const.h"
 #ifndef AO_LISP_POOL
 #define AO_LISP_POOL   3072
 #endif
-extern uint8_t         ao_lisp_pool[AO_LISP_POOL + AO_LISP_POOL_EXTRA];
+extern uint8_t         ao_lisp_pool[AO_LISP_POOL + AO_LISP_POOL_EXTRA] __attribute__((aligned(4)));
 #endif
 
 /* Primitive types */
@@ -99,7 +110,12 @@ extern uint8_t              ao_lisp_pool[AO_LISP_POOL + AO_LISP_POOL_EXTRA];
 #define AO_LISP_BUILTIN                5
 #define AO_LISP_FRAME          6
 #define AO_LISP_LAMBDA         7
-#define AO_LISP_NUM_TYPE       8
+#define AO_LISP_STACK          8
+#define AO_LISP_BOOL           9
+#define AO_LISP_NUM_TYPE       10
+
+/* Leave two bits for types to use as they please */
+#define AO_LISP_OTHER_TYPE_MASK        0x3f
 
 #define AO_LISP_NIL    0
 
@@ -120,6 +136,7 @@ ao_lisp_is_const(ao_poly poly) {
 
 #define AO_LISP_IS_CONST(a)    (ao_lisp_const <= ((uint8_t *) (a)) && ((uint8_t *) (a)) < ao_lisp_const + AO_LISP_POOL_CONST)
 #define AO_LISP_IS_POOL(a)     (ao_lisp_pool <= ((uint8_t *) (a)) && ((uint8_t *) (a)) < ao_lisp_pool + AO_LISP_POOL)
+#define AO_LISP_IS_INT(p)      (ao_lisp_poly_base_type(p) == AO_LISP_INT)
 
 void *
 ao_lisp_ref(ao_poly poly);
@@ -153,33 +170,27 @@ struct ao_lisp_val {
 
 struct ao_lisp_frame {
        uint8_t                 type;
-       uint8_t                 _num;
+       uint8_t                 num;
        ao_poly                 prev;
        struct ao_lisp_val      vals[];
 };
 
-#define AO_LISP_FRAME_NUM_MASK 0x7f
+struct ao_lisp_bool {
+       uint8_t                 type;
+       uint8_t                 value;
+       uint16_t                pad;
+};
 
-/* Set when the frame escapes the lambda */
+/* Set on type when the frame escapes the lambda */
 #define AO_LISP_FRAME_MARK     0x80
-
-static inline int ao_lisp_frame_num(struct ao_lisp_frame *f) {
-       if (f->_num == 0xff)
-               ao_lisp_abort();
-       return f->_num & AO_LISP_FRAME_NUM_MASK;
-}
+#define AO_LISP_FRAME_PRINT    0x40
 
 static inline int ao_lisp_frame_marked(struct ao_lisp_frame *f) {
-       if (f->_num == 0xff)
-               ao_lisp_abort();
-       return f->_num & AO_LISP_FRAME_MARK;
+       return f->type & AO_LISP_FRAME_MARK;
 }
 
 static inline struct ao_lisp_frame *
 ao_lisp_poly_frame(ao_poly poly) {
-       struct ao_lisp_frame *frame = ao_lisp_ref(poly);
-       if (frame && frame->_num == 0xff)
-               ao_lisp_abort();
        return ao_lisp_ref(poly);
 }
 
@@ -202,6 +213,7 @@ enum eval_state {
 };
 
 struct ao_lisp_stack {
+       uint8_t                 type;           /* AO_LISP_STACK */
        uint8_t                 state;          /* enum eval_state */
        ao_poly                 prev;           /* previous stack frame */
        ao_poly                 sexprs;         /* expressions to evaluate */
@@ -211,6 +223,17 @@ struct ao_lisp_stack {
        ao_poly                 list;           /* most recent function call */
 };
 
+#define AO_LISP_STACK_MARK     0x80    /* set on type when a reference has been taken */
+#define AO_LISP_STACK_PRINT    0x40    /* stack is being printed */
+
+static inline int ao_lisp_stack_marked(struct ao_lisp_stack *s) {
+       return s->type & AO_LISP_STACK_MARK;
+}
+
+static inline void ao_lisp_stack_mark(struct ao_lisp_stack *s) {
+       s->type |= AO_LISP_STACK_MARK;
+}
+
 static inline struct ao_lisp_stack *
 ao_lisp_poly_stack(ao_poly p)
 {
@@ -223,8 +246,6 @@ ao_lisp_stack_poly(struct ao_lisp_stack *stack)
        return ao_lisp_poly(stack, AO_LISP_OTHER);
 }
 
-extern struct ao_lisp_stack    *ao_lisp_stack;
-extern struct ao_lisp_stack    *ao_lisp_stack_free_list;
 extern ao_poly                 ao_lisp_v;
 
 #define AO_LISP_FUNC_LAMBDA    0
@@ -246,45 +267,8 @@ struct ao_lisp_builtin {
        uint16_t        func;
 };
 
-enum ao_lisp_builtin_id {
-       builtin_eval,
-       builtin_read,
-       builtin_lambda,
-       builtin_lexpr,
-       builtin_nlambda,
-       builtin_macro,
-       builtin_car,
-       builtin_cdr,
-       builtin_cons,
-       builtin_last,
-       builtin_length,
-       builtin_quote,
-       builtin_set,
-       builtin_setq,
-       builtin_cond,
-       builtin_progn,
-       builtin_while,
-       builtin_print,
-       builtin_patom,
-       builtin_plus,
-       builtin_minus,
-       builtin_times,
-       builtin_divide,
-       builtin_mod,
-       builtin_equal,
-       builtin_less,
-       builtin_greater,
-       builtin_less_equal,
-       builtin_greater_equal,
-       builtin_pack,
-       builtin_unpack,
-       builtin_flush,
-       builtin_delay,
-       builtin_led,
-       builtin_save,
-       builtin_restore,
-       _builtin_last
-};
+#define AO_LISP_BUILTIN_ID
+#include "ao_lisp_builtin.h"
 
 typedef ao_poly (*ao_lisp_func_t)(struct ao_lisp_cons *cons);
 
@@ -322,7 +306,11 @@ ao_lisp_poly_other(ao_poly poly) {
 
 static inline uint8_t
 ao_lisp_other_type(void *other) {
-       return *((uint8_t *) other);
+#if DBG_MEM
+       if ((*((uint8_t *) other) & AO_LISP_OTHER_TYPE_MASK) >= AO_LISP_NUM_TYPE)
+               ao_lisp_abort();
+#endif
+       return *((uint8_t *) other) & AO_LISP_OTHER_TYPE_MASK;
 }
 
 static inline ao_poly
@@ -416,6 +404,17 @@ ao_lisp_builtin_poly(struct ao_lisp_builtin *b)
        return ao_lisp_poly(b, AO_LISP_OTHER);
 }
 
+static inline ao_poly
+ao_lisp_bool_poly(struct ao_lisp_bool *b)
+{
+       return ao_lisp_poly(b, AO_LISP_OTHER);
+}
+
+static inline struct ao_lisp_bool *
+ao_lisp_poly_bool(ao_poly poly)
+{
+       return ao_lisp_ref(poly);
+}
 /* memory functions */
 
 extern int ao_lisp_collects[2];
@@ -456,23 +455,50 @@ ao_lisp_cons_stash(int id, struct ao_lisp_cons *cons);
 struct ao_lisp_cons *
 ao_lisp_cons_fetch(int id);
 
+void
+ao_lisp_poly_stash(int id, ao_poly poly);
+
+ao_poly
+ao_lisp_poly_fetch(int id);
+
 void
 ao_lisp_string_stash(int id, char *string);
 
 char *
 ao_lisp_string_fetch(int id);
 
+static inline void
+ao_lisp_stack_stash(int id, struct ao_lisp_stack *stack) {
+       ao_lisp_poly_stash(id, ao_lisp_stack_poly(stack));
+}
+
+static inline struct ao_lisp_stack *
+ao_lisp_stack_fetch(int id) {
+       return ao_lisp_poly_stack(ao_lisp_poly_fetch(id));
+}
+
+/* bool */
+
+extern const struct ao_lisp_type ao_lisp_bool_type;
+
 void
-ao_lisp_poly_stash(int id, ao_poly poly);
+ao_lisp_bool_print(ao_poly v);
 
-ao_poly
-ao_lisp_poly_fetch(int id);
+#ifdef AO_LISP_MAKE_CONST
+struct ao_lisp_bool    *ao_lisp_true, *ao_lisp_false;
+
+struct ao_lisp_bool *
+ao_lisp_bool_get(uint8_t value);
+#endif
 
 /* cons */
 extern const struct ao_lisp_type ao_lisp_cons_type;
 
 struct ao_lisp_cons *
-ao_lisp_cons_cons(ao_poly car, struct ao_lisp_cons *cdr);
+ao_lisp_cons_cons(ao_poly car, ao_poly cdr);
+
+ao_poly
+ao_lisp__cons(ao_poly car, ao_poly cdr);
 
 extern struct ao_lisp_cons *ao_lisp_cons_free_list;
 
@@ -599,7 +625,7 @@ ao_lisp_read_eval_print(void);
 /* frame */
 extern const struct ao_lisp_type ao_lisp_frame_type;
 
-#define AO_LISP_FRAME_FREE     4
+#define AO_LISP_FRAME_FREE     6
 
 extern struct ao_lisp_frame    *ao_lisp_frame_free_list[AO_LISP_FRAME_FREE];
 
@@ -615,6 +641,9 @@ ao_lisp_frame_new(int num);
 void
 ao_lisp_frame_free(struct ao_lisp_frame *frame);
 
+void
+ao_lisp_frame_bind(struct ao_lisp_frame *frame, int num, ao_poly atom, ao_poly val);
+
 int
 ao_lisp_frame_add(struct ao_lisp_frame **frame, ao_poly atom, ao_poly val);
 
@@ -624,6 +653,8 @@ ao_lisp_frame_print(ao_poly p);
 /* lambda */
 extern const struct ao_lisp_type ao_lisp_lambda_type;
 
+extern const char *ao_lisp_state_names[];
+
 struct ao_lisp_lambda *
 ao_lisp_lambda_new(ao_poly cons);
 
@@ -631,38 +662,48 @@ void
 ao_lisp_lambda_print(ao_poly lambda);
 
 ao_poly
-ao_lisp_lambda(struct ao_lisp_cons *cons);
+ao_lisp_lambda_eval(void);
 
-ao_poly
-ao_lisp_lexpr(struct ao_lisp_cons *cons);
+/* stack */
 
-ao_poly
-ao_lisp_nlambda(struct ao_lisp_cons *cons);
+extern const struct ao_lisp_type ao_lisp_stack_type;
+extern struct ao_lisp_stack    *ao_lisp_stack;
+extern struct ao_lisp_stack    *ao_lisp_stack_free_list;
 
-ao_poly
-ao_lisp_macro(struct ao_lisp_cons *cons);
+void
+ao_lisp_stack_reset(struct ao_lisp_stack *stack);
 
-ao_poly
-ao_lisp_lambda_eval(void);
+int
+ao_lisp_stack_push(void);
+
+void
+ao_lisp_stack_pop(void);
 
-/* save */
+void
+ao_lisp_stack_clear(void);
 
-ao_poly
-ao_lisp_save(struct ao_lisp_cons *cons);
+void
+ao_lisp_stack_print(ao_poly stack);
 
 ao_poly
-ao_lisp_restore(struct ao_lisp_cons *cons);
+ao_lisp_stack_eval(void);
 
 /* error */
 
-extern const struct ao_lisp_type ao_lisp_stack_type;
+void
+ao_lisp_error_poly(char *name, ao_poly poly, ao_poly last);
 
 void
-ao_lisp_stack_print(void);
+ao_lisp_error_frame(int indent, char *name, struct ao_lisp_frame *frame);
 
 ao_poly
 ao_lisp_error(int error, char *format, ...);
 
+/* builtins */
+
+#define AO_LISP_BUILTIN_DECLS
+#include "ao_lisp_builtin.h"
+
 /* debugging macros */
 
 #if DBG_EVAL
@@ -678,7 +719,7 @@ int ao_lisp_stack_depth;
 #define DBG_CONS(a)    ao_lisp_cons_print(ao_lisp_cons_poly(a))
 #define DBG_POLY(a)    ao_lisp_poly_print(a)
 #define OFFSET(a)      ((a) ? (int) ((uint8_t *) a - ao_lisp_pool) : -1)
-#define DBG_STACK()    ao_lisp_stack_print()
+#define DBG_STACK()    ao_lisp_stack_print(ao_lisp_stack_poly(ao_lisp_stack))
 static inline void
 ao_lisp_frames_dump(void)
 {
@@ -703,7 +744,6 @@ ao_lisp_frames_dump(void)
 #define DBG_FRAMES()
 #endif
 
-#define DBG_MEM                0
 #define DBG_MEM_START  1
 
 #if DBG_MEM