altos/lisp: Split out read debug, add memory validation
[fw/altos] / src / lisp / ao_lisp_builtin.c
index ebc69f7759ec0d348f427c2480b3682170173061..fdca020849177c9d2684bc22cfd91ef2c7c20b0a 100644 (file)
@@ -13,6 +13,8 @@
  */
 
 #include "ao_lisp.h"
+#include <limits.h>
+#include <math.h>
 
 static int
 builtin_size(void *addr)
@@ -40,52 +42,24 @@ const struct ao_lisp_type ao_lisp_builtin_type = {
 };
 
 #ifdef AO_LISP_MAKE_CONST
-char *ao_lisp_builtin_name(enum ao_lisp_builtin_id b) {
-       return "???";
-}
+
+#define AO_LISP_BUILTIN_CASENAME
+#include "ao_lisp_builtin.h"
+
 char *ao_lisp_args_name(uint8_t args) {
-       return "???";
+       args &= AO_LISP_FUNC_MASK;
+       switch (args) {
+       case AO_LISP_FUNC_LAMBDA: return ao_lisp_poly_atom(_ao_lisp_atom_lambda)->name;
+       case AO_LISP_FUNC_LEXPR: return ao_lisp_poly_atom(_ao_lisp_atom_lexpr)->name;
+       case AO_LISP_FUNC_NLAMBDA: return ao_lisp_poly_atom(_ao_lisp_atom_nlambda)->name;
+       case AO_LISP_FUNC_MACRO: return ao_lisp_poly_atom(_ao_lisp_atom_macro)->name;
+       default: return "???";
+       }
 }
 #else
-static const ao_poly builtin_names[] = {
-       [builtin_eval] = _ao_lisp_atom_eval,
-       [builtin_read] = _ao_lisp_atom_read,
-       [builtin_lambda] = _ao_lisp_atom_lambda,
-       [builtin_lexpr] = _ao_lisp_atom_lexpr,
-       [builtin_nlambda] = _ao_lisp_atom_nlambda,
-       [builtin_macro] = _ao_lisp_atom_macro,
-       [builtin_car] = _ao_lisp_atom_car,
-       [builtin_cdr] = _ao_lisp_atom_cdr,
-       [builtin_cons] = _ao_lisp_atom_cons,
-       [builtin_last] = _ao_lisp_atom_last,
-       [builtin_length] = _ao_lisp_atom_length,
-       [builtin_quote] = _ao_lisp_atom_quote,
-       [builtin_set] = _ao_lisp_atom_set,
-       [builtin_setq] = _ao_lisp_atom_setq,
-       [builtin_cond] = _ao_lisp_atom_cond,
-       [builtin_progn] = _ao_lisp_atom_progn,
-       [builtin_while] = _ao_lisp_atom_while,
-       [builtin_print] = _ao_lisp_atom_print,
-       [builtin_patom] = _ao_lisp_atom_patom,
-       [builtin_plus] = _ao_lisp_atom_2b,
-       [builtin_minus] = _ao_lisp_atom_2d,
-       [builtin_times] = _ao_lisp_atom_2a,
-       [builtin_divide] = _ao_lisp_atom_2f,
-       [builtin_mod] = _ao_lisp_atom_25,
-       [builtin_equal] = _ao_lisp_atom_3d,
-       [builtin_less] = _ao_lisp_atom_3c,
-       [builtin_greater] = _ao_lisp_atom_3e,
-       [builtin_less_equal] = _ao_lisp_atom_3c3d,
-       [builtin_greater_equal] = _ao_lisp_atom_3e3d,
-       [builtin_pack] = _ao_lisp_atom_pack,
-       [builtin_unpack] = _ao_lisp_atom_unpack,
-       [builtin_flush] = _ao_lisp_atom_flush,
-       [builtin_delay] = _ao_lisp_atom_delay,
-       [builtin_led] = _ao_lisp_atom_led,
-       [builtin_save] = _ao_lisp_atom_save,
-       [builtin_restore] = _ao_lisp_atom_restore,
 
-};
+#define AO_LISP_BUILTIN_ARRAYNAME
+#include "ao_lisp_builtin.h"
 
 static char *
 ao_lisp_builtin_name(enum ao_lisp_builtin_id b) {
@@ -104,6 +78,7 @@ static const ao_poly ao_lisp_args_atoms[] = {
 char *
 ao_lisp_args_name(uint8_t args)
 {
+       args &= AO_LISP_FUNC_MASK;
        if (args < sizeof ao_lisp_args_atoms / sizeof ao_lisp_args_atoms[0])
                return ao_lisp_poly_atom(ao_lisp_args_atoms[args])->name;
        return "(unknown)";
@@ -111,12 +86,10 @@ ao_lisp_args_name(uint8_t args)
 #endif
 
 void
-ao_lisp_builtin_print(ao_poly b)
+ao_lisp_builtin_write(ao_poly b)
 {
        struct ao_lisp_builtin *builtin = ao_lisp_poly_builtin(b);
-       printf("[builtin %s %s]",
-              ao_lisp_args_name(builtin->args),
-              ao_lisp_builtin_name(builtin->func));
+       printf("%s", ao_lisp_builtin_name(builtin->func));
 }
 
 ao_poly
@@ -126,11 +99,11 @@ ao_lisp_check_argc(ao_poly name, struct ao_lisp_cons *cons, int min, int max)
 
        while (cons && argc <= max) {
                argc++;
-               cons = ao_lisp_poly_cons(cons->cdr);
+               cons = ao_lisp_cons_cdr(cons);
        }
        if (argc < min || argc > max)
                return ao_lisp_error(AO_LISP_INVALID, "%s: invalid arg count", ao_lisp_poly_atom(name)->name);
-       return _ao_lisp_atom_t;
+       return _ao_lisp_bool_true;
 }
 
 ao_poly
@@ -141,7 +114,7 @@ ao_lisp_arg(struct ao_lisp_cons *cons, int argc)
        while (argc--) {
                if (!cons)
                        return AO_LISP_NIL;
-               cons = ao_lisp_poly_cons(cons->cdr);
+               cons = ao_lisp_cons_cdr(cons);
        }
        return cons->car;
 }
@@ -152,12 +125,12 @@ ao_lisp_check_argt(ao_poly name, struct ao_lisp_cons *cons, int argc, int type,
        ao_poly car = ao_lisp_arg(cons, argc);
 
        if ((!car && !nil_ok) || ao_lisp_poly_type(car) != type)
-               return ao_lisp_error(AO_LISP_INVALID, "%s: invalid type for arg %d", ao_lisp_poly_atom(name)->name, argc);
-       return _ao_lisp_atom_t;
+               return ao_lisp_error(AO_LISP_INVALID, "%s: arg %d invalid type %v", ao_lisp_poly_atom(name)->name, argc, car);
+       return _ao_lisp_bool_true;
 }
 
 ao_poly
-ao_lisp_car(struct ao_lisp_cons *cons)
+ao_lisp_do_car(struct ao_lisp_cons *cons)
 {
        if (!ao_lisp_check_argc(_ao_lisp_atom_car, cons, 1, 1))
                return AO_LISP_NIL;
@@ -167,7 +140,7 @@ ao_lisp_car(struct ao_lisp_cons *cons)
 }
 
 ao_poly
-ao_lisp_cdr(struct ao_lisp_cons *cons)
+ao_lisp_do_cdr(struct ao_lisp_cons *cons)
 {
        if (!ao_lisp_check_argc(_ao_lisp_atom_cdr, cons, 1, 1))
                return AO_LISP_NIL;
@@ -177,48 +150,46 @@ ao_lisp_cdr(struct ao_lisp_cons *cons)
 }
 
 ao_poly
-ao_lisp_cons(struct ao_lisp_cons *cons)
+ao_lisp_do_cons(struct ao_lisp_cons *cons)
 {
        ao_poly car, cdr;
        if(!ao_lisp_check_argc(_ao_lisp_atom_cons, cons, 2, 2))
                return AO_LISP_NIL;
-       if (!ao_lisp_check_argt(_ao_lisp_atom_cons, cons, 1, AO_LISP_CONS, 1))
-               return AO_LISP_NIL;
        car = ao_lisp_arg(cons, 0);
        cdr = ao_lisp_arg(cons, 1);
-       return ao_lisp_cons_poly(ao_lisp_cons_cons(car, ao_lisp_poly_cons(cdr)));
+       return ao_lisp__cons(car, cdr);
 }
 
 ao_poly
-ao_lisp_last(struct ao_lisp_cons *cons)
+ao_lisp_do_last(struct ao_lisp_cons *cons)
 {
-       ao_poly l;
+       struct ao_lisp_cons     *list;
        if (!ao_lisp_check_argc(_ao_lisp_atom_last, cons, 1, 1))
                return AO_LISP_NIL;
        if (!ao_lisp_check_argt(_ao_lisp_atom_last, cons, 0, AO_LISP_CONS, 1))
                return AO_LISP_NIL;
-       l = ao_lisp_arg(cons, 0);
-       while (l) {
-               struct ao_lisp_cons *list = ao_lisp_poly_cons(l);
+       for (list = ao_lisp_poly_cons(ao_lisp_arg(cons, 0));
+            list;
+            list = ao_lisp_cons_cdr(list))
+       {
                if (!list->cdr)
                        return list->car;
-               l = list->cdr;
        }
        return AO_LISP_NIL;
 }
 
 ao_poly
-ao_lisp_length(struct ao_lisp_cons *cons)
+ao_lisp_do_length(struct ao_lisp_cons *cons)
 {
-       if (!ao_lisp_check_argc(_ao_lisp_atom_last, cons, 1, 1))
+       if (!ao_lisp_check_argc(_ao_lisp_atom_length, cons, 1, 1))
                return AO_LISP_NIL;
-       if (!ao_lisp_check_argt(_ao_lisp_atom_last, cons, 0, AO_LISP_CONS, 1))
+       if (!ao_lisp_check_argt(_ao_lisp_atom_length, cons, 0, AO_LISP_CONS, 1))
                return AO_LISP_NIL;
        return ao_lisp_int_poly(ao_lisp_cons_length(ao_lisp_poly_cons(ao_lisp_arg(cons, 0))));
 }
 
 ao_poly
-ao_lisp_quote(struct ao_lisp_cons *cons)
+ao_lisp_do_quote(struct ao_lisp_cons *cons)
 {
        if (!ao_lisp_check_argc(_ao_lisp_atom_quote, cons, 1, 1))
                return AO_LISP_NIL;
@@ -226,7 +197,7 @@ ao_lisp_quote(struct ao_lisp_cons *cons)
 }
 
 ao_poly
-ao_lisp_set(struct ao_lisp_cons *cons)
+ao_lisp_do_set(struct ao_lisp_cons *cons)
 {
        if (!ao_lisp_check_argc(_ao_lisp_atom_set, cons, 2, 2))
                return AO_LISP_NIL;
@@ -237,35 +208,50 @@ ao_lisp_set(struct ao_lisp_cons *cons)
 }
 
 ao_poly
-ao_lisp_setq(struct ao_lisp_cons *cons)
+ao_lisp_do_def(struct ao_lisp_cons *cons)
 {
-       struct ao_lisp_cons     *expand = 0;
-       if (!ao_lisp_check_argc(_ao_lisp_atom_setq, cons, 2, 2))
+       if (!ao_lisp_check_argc(_ao_lisp_atom_def, cons, 2, 2))
                return AO_LISP_NIL;
-       expand = ao_lisp_cons_cons(_ao_lisp_atom_set,
-                                  ao_lisp_cons_cons(ao_lisp_cons_poly(ao_lisp_cons_cons(_ao_lisp_atom_quote,
-                                                                      ao_lisp_cons_cons(cons->car, NULL))),
-                                                    ao_lisp_poly_cons(cons->cdr)));
-       return ao_lisp_cons_poly(expand);
+       if (!ao_lisp_check_argt(_ao_lisp_atom_def, cons, 0, AO_LISP_ATOM, 0))
+               return AO_LISP_NIL;
+
+       return ao_lisp_atom_def(ao_lisp_arg(cons, 0), ao_lisp_arg(cons, 1));
 }
 
 ao_poly
-ao_lisp_cond(struct ao_lisp_cons *cons)
+ao_lisp_do_setq(struct ao_lisp_cons *cons)
+{
+       ao_poly name;
+       if (!ao_lisp_check_argc(_ao_lisp_atom_set21, cons, 2, 2))
+               return AO_LISP_NIL;
+       name = cons->car;
+       if (ao_lisp_poly_type(name) != AO_LISP_ATOM)
+               return ao_lisp_error(AO_LISP_INVALID, "set! of non-atom %v", name);
+       if (!ao_lisp_atom_ref(name))
+               return ao_lisp_error(AO_LISP_INVALID, "atom %v not defined", name);
+       return ao_lisp__cons(_ao_lisp_atom_set,
+                            ao_lisp__cons(ao_lisp__cons(_ao_lisp_atom_quote,
+                                                        ao_lisp__cons(name, AO_LISP_NIL)),
+                                          cons->cdr));
+}
+
+ao_poly
+ao_lisp_do_cond(struct ao_lisp_cons *cons)
 {
        ao_lisp_set_cond(cons);
        return AO_LISP_NIL;
 }
 
 ao_poly
-ao_lisp_progn(struct ao_lisp_cons *cons)
+ao_lisp_do_begin(struct ao_lisp_cons *cons)
 {
-       ao_lisp_stack->state = eval_progn;
+       ao_lisp_stack->state = eval_begin;
        ao_lisp_stack->sexprs = ao_lisp_cons_poly(cons);
        return AO_LISP_NIL;
 }
 
 ao_poly
-ao_lisp_while(struct ao_lisp_cons *cons)
+ao_lisp_do_while(struct ao_lisp_cons *cons)
 {
        ao_lisp_stack->state = eval_while;
        ao_lisp_stack->sexprs = ao_lisp_cons_poly(cons);
@@ -273,75 +259,143 @@ ao_lisp_while(struct ao_lisp_cons *cons)
 }
 
 ao_poly
-ao_lisp_print(struct ao_lisp_cons *cons)
+ao_lisp_do_write(struct ao_lisp_cons *cons)
 {
        ao_poly val = AO_LISP_NIL;
        while (cons) {
                val = cons->car;
-               ao_lisp_poly_print(val);
-               cons = ao_lisp_poly_cons(cons->cdr);
+               ao_lisp_poly_write(val);
+               cons = ao_lisp_cons_cdr(cons);
                if (cons)
                        printf(" ");
        }
        printf("\n");
-       return val;
+       return _ao_lisp_bool_true;
 }
 
 ao_poly
-ao_lisp_patom(struct ao_lisp_cons *cons)
+ao_lisp_do_display(struct ao_lisp_cons *cons)
 {
        ao_poly val = AO_LISP_NIL;
        while (cons) {
                val = cons->car;
-               ao_lisp_poly_patom(val);
-               cons = ao_lisp_poly_cons(cons->cdr);
+               ao_lisp_poly_display(val);
+               cons = ao_lisp_cons_cdr(cons);
        }
-       return val;
+       return _ao_lisp_bool_true;
 }
 
 ao_poly
-ao_lisp_math(struct ao_lisp_cons *cons, enum ao_lisp_builtin_id op)
+ao_lisp_math(struct ao_lisp_cons *orig_cons, enum ao_lisp_builtin_id op)
 {
+       struct ao_lisp_cons *cons = cons;
        ao_poly ret = AO_LISP_NIL;
 
-       while (cons) {
+       for (cons = orig_cons; cons; cons = ao_lisp_cons_cdr(cons)) {
                ao_poly         car = cons->car;
                uint8_t         rt = ao_lisp_poly_type(ret);
                uint8_t         ct = ao_lisp_poly_type(car);
 
-               cons = ao_lisp_poly_cons(cons->cdr);
-
-               if (rt == AO_LISP_NIL)
+               if (cons == orig_cons) {
                        ret = car;
-
-               else if (rt == AO_LISP_INT && ct == AO_LISP_INT) {
-                       int     r = ao_lisp_poly_int(ret);
-                       int     c = ao_lisp_poly_int(car);
+                       if (cons->cdr == AO_LISP_NIL) {
+                               switch (op) {
+                               case builtin_minus:
+                                       if (ao_lisp_integer_typep(ct))
+                                               ret = ao_lisp_integer_poly(-ao_lisp_poly_integer(ret));
+                                       else if (ct == AO_LISP_FLOAT)
+                                               ret = ao_lisp_float_get(-ao_lisp_poly_number(ret));
+                                       break;
+                               case builtin_divide:
+                                       if (ao_lisp_integer_typep(ct) && ao_lisp_poly_integer(ret) == 1)
+                                               ;
+                                       else if (ao_lisp_number_typep(ct)) {
+                                               float   v = ao_lisp_poly_number(ret);
+                                               ret = ao_lisp_float_get(1/v);
+                                       }
+                                       break;
+                               default:
+                                       break;
+                               }
+                       }
+               } else if (ao_lisp_integer_typep(rt) && ao_lisp_integer_typep(ct)) {
+                       int32_t r = ao_lisp_poly_integer(ret);
+                       int32_t c = ao_lisp_poly_integer(car);
+                       int64_t t;
 
                        switch(op) {
                        case builtin_plus:
                                r += c;
+                       check_overflow:
+                               if (r < AO_LISP_MIN_BIGINT || AO_LISP_MAX_BIGINT < r)
+                                       goto inexact;
                                break;
                        case builtin_minus:
                                r -= c;
+                               goto check_overflow;
                                break;
                        case builtin_times:
-                               r *= c;
+                               t = (int64_t) r * (int64_t) c;
+                               if (t < AO_LISP_MIN_BIGINT || AO_LISP_MAX_BIGINT < t)
+                                       goto inexact;
+                               r = (int32_t) t;
                                break;
                        case builtin_divide:
+                               if (c != 0 && (r % c) == 0)
+                                       r /= c;
+                               else
+                                       goto inexact;
+                               break;
+                       case builtin_quotient:
                                if (c == 0)
-                                       return ao_lisp_error(AO_LISP_DIVIDE_BY_ZERO, "divide by zero");
-                               r /= c;
+                                       return ao_lisp_error(AO_LISP_DIVIDE_BY_ZERO, "quotient by zero");
+                               if (r % c != 0 && (c < 0) != (r < 0))
+                                       r = r / c - 1;
+                               else
+                                       r = r / c;
+                               break;
+                       case builtin_remainder:
+                               if (c == 0)
+                                       return ao_lisp_error(AO_LISP_DIVIDE_BY_ZERO, "remainder by zero");
+                               r %= c;
                                break;
-                       case builtin_mod:
+                       case builtin_modulo:
                                if (c == 0)
-                                       return ao_lisp_error(AO_LISP_DIVIDE_BY_ZERO, "mod by zero");
+                                       return ao_lisp_error(AO_LISP_DIVIDE_BY_ZERO, "modulo by zero");
                                r %= c;
+                               if ((r < 0) != (c < 0))
+                                       r += c;
+                               break;
+                       default:
+                               break;
+                       }
+                       ret = ao_lisp_integer_poly(r);
+               } else if (ao_lisp_number_typep(rt) && ao_lisp_number_typep(ct)) {
+                       float r, c;
+               inexact:
+                       r = ao_lisp_poly_number(ret);
+                       c = ao_lisp_poly_number(car);
+                       switch(op) {
+                       case builtin_plus:
+                               r += c;
+                               break;
+                       case builtin_minus:
+                               r -= c;
+                               break;
+                       case builtin_times:
+                               r *= c;
+                               break;
+                       case builtin_divide:
+                               r /= c;
                                break;
+                       case builtin_quotient:
+                       case builtin_remainder:
+                       case builtin_modulo:
+                               return ao_lisp_error(AO_LISP_INVALID, "non-integer value in integer divide");
                        default:
                                break;
                        }
-                       ret = ao_lisp_int_poly(r);
+                       ret = ao_lisp_float_get(r);
                }
 
                else if (rt == AO_LISP_STRING && ct == AO_LISP_STRING && op == builtin_plus)
@@ -354,33 +408,45 @@ ao_lisp_math(struct ao_lisp_cons *cons, enum ao_lisp_builtin_id op)
 }
 
 ao_poly
-ao_lisp_plus(struct ao_lisp_cons *cons)
+ao_lisp_do_plus(struct ao_lisp_cons *cons)
 {
        return ao_lisp_math(cons, builtin_plus);
 }
 
 ao_poly
-ao_lisp_minus(struct ao_lisp_cons *cons)
+ao_lisp_do_minus(struct ao_lisp_cons *cons)
 {
        return ao_lisp_math(cons, builtin_minus);
 }
 
 ao_poly
-ao_lisp_times(struct ao_lisp_cons *cons)
+ao_lisp_do_times(struct ao_lisp_cons *cons)
 {
        return ao_lisp_math(cons, builtin_times);
 }
 
 ao_poly
-ao_lisp_divide(struct ao_lisp_cons *cons)
+ao_lisp_do_divide(struct ao_lisp_cons *cons)
 {
        return ao_lisp_math(cons, builtin_divide);
 }
 
 ao_poly
-ao_lisp_mod(struct ao_lisp_cons *cons)
+ao_lisp_do_quotient(struct ao_lisp_cons *cons)
 {
-       return ao_lisp_math(cons, builtin_mod);
+       return ao_lisp_math(cons, builtin_quotient);
+}
+
+ao_poly
+ao_lisp_do_modulo(struct ao_lisp_cons *cons)
+{
+       return ao_lisp_math(cons, builtin_modulo);
+}
+
+ao_poly
+ao_lisp_do_remainder(struct ao_lisp_cons *cons)
+{
+       return ao_lisp_math(cons, builtin_remainder);
 }
 
 ao_poly
@@ -389,39 +455,38 @@ ao_lisp_compare(struct ao_lisp_cons *cons, enum ao_lisp_builtin_id op)
        ao_poly left;
 
        if (!cons)
-               return _ao_lisp_atom_t;
+               return _ao_lisp_bool_true;
 
        left = cons->car;
-       cons = ao_lisp_poly_cons(cons->cdr);
-       while (cons) {
+       for (cons = ao_lisp_cons_cdr(cons); cons; cons = ao_lisp_cons_cdr(cons)) {
                ao_poly right = cons->car;
 
                if (op == builtin_equal) {
                        if (left != right)
-                               return AO_LISP_NIL;
+                               return _ao_lisp_bool_false;
                } else {
                        uint8_t lt = ao_lisp_poly_type(left);
                        uint8_t rt = ao_lisp_poly_type(right);
-                       if (lt == AO_LISP_INT && rt == AO_LISP_INT) {
-                               int l = ao_lisp_poly_int(left);
-                               int r = ao_lisp_poly_int(right);
+                       if (ao_lisp_integer_typep(lt) && ao_lisp_integer_typep(rt)) {
+                               int32_t l = ao_lisp_poly_integer(left);
+                               int32_t r = ao_lisp_poly_integer(right);
 
                                switch (op) {
                                case builtin_less:
                                        if (!(l < r))
-                                               return AO_LISP_NIL;
+                                               return _ao_lisp_bool_false;
                                        break;
                                case builtin_greater:
                                        if (!(l > r))
-                                               return AO_LISP_NIL;
+                                               return _ao_lisp_bool_false;
                                        break;
                                case builtin_less_equal:
                                        if (!(l <= r))
-                                               return AO_LISP_NIL;
+                                               return _ao_lisp_bool_false;
                                        break;
                                case builtin_greater_equal:
                                        if (!(l >= r))
-                                               return AO_LISP_NIL;
+                                               return _ao_lisp_bool_false;
                                        break;
                                default:
                                        break;
@@ -432,19 +497,19 @@ ao_lisp_compare(struct ao_lisp_cons *cons, enum ao_lisp_builtin_id op)
                                switch (op) {
                                case builtin_less:
                                        if (!(c < 0))
-                                               return AO_LISP_NIL;
+                                               return _ao_lisp_bool_false;
                                        break;
                                case builtin_greater:
                                        if (!(c > 0))
-                                               return AO_LISP_NIL;
+                                               return _ao_lisp_bool_false;
                                        break;
                                case builtin_less_equal:
                                        if (!(c <= 0))
-                                               return AO_LISP_NIL;
+                                               return _ao_lisp_bool_false;
                                        break;
                                case builtin_greater_equal:
                                        if (!(c >= 0))
-                                               return AO_LISP_NIL;
+                                               return _ao_lisp_bool_false;
                                        break;
                                default:
                                        break;
@@ -452,72 +517,71 @@ ao_lisp_compare(struct ao_lisp_cons *cons, enum ao_lisp_builtin_id op)
                        }
                }
                left = right;
-               cons = ao_lisp_poly_cons(cons->cdr);
        }
-       return _ao_lisp_atom_t;
+       return _ao_lisp_bool_true;
 }
 
 ao_poly
-ao_lisp_equal(struct ao_lisp_cons *cons)
+ao_lisp_do_equal(struct ao_lisp_cons *cons)
 {
        return ao_lisp_compare(cons, builtin_equal);
 }
 
 ao_poly
-ao_lisp_less(struct ao_lisp_cons *cons)
+ao_lisp_do_less(struct ao_lisp_cons *cons)
 {
        return ao_lisp_compare(cons, builtin_less);
 }
 
 ao_poly
-ao_lisp_greater(struct ao_lisp_cons *cons)
+ao_lisp_do_greater(struct ao_lisp_cons *cons)
 {
        return ao_lisp_compare(cons, builtin_greater);
 }
 
 ao_poly
-ao_lisp_less_equal(struct ao_lisp_cons *cons)
+ao_lisp_do_less_equal(struct ao_lisp_cons *cons)
 {
        return ao_lisp_compare(cons, builtin_less_equal);
 }
 
 ao_poly
-ao_lisp_greater_equal(struct ao_lisp_cons *cons)
+ao_lisp_do_greater_equal(struct ao_lisp_cons *cons)
 {
        return ao_lisp_compare(cons, builtin_greater_equal);
 }
 
 ao_poly
-ao_lisp_pack(struct ao_lisp_cons *cons)
+ao_lisp_do_list_to_string(struct ao_lisp_cons *cons)
 {
-       if (!ao_lisp_check_argc(_ao_lisp_atom_pack, cons, 1, 1))
+       if (!ao_lisp_check_argc(_ao_lisp_atom_list2d3estring, cons, 1, 1))
                return AO_LISP_NIL;
-       if (!ao_lisp_check_argt(_ao_lisp_atom_pack, cons, 0, AO_LISP_CONS, 1))
+       if (!ao_lisp_check_argt(_ao_lisp_atom_list2d3estring, cons, 0, AO_LISP_CONS, 1))
                return AO_LISP_NIL;
        return ao_lisp_string_pack(ao_lisp_poly_cons(ao_lisp_arg(cons, 0)));
 }
 
 ao_poly
-ao_lisp_unpack(struct ao_lisp_cons *cons)
+ao_lisp_do_string_to_list(struct ao_lisp_cons *cons)
 {
-       if (!ao_lisp_check_argc(_ao_lisp_atom_unpack, cons, 1, 1))
+       if (!ao_lisp_check_argc(_ao_lisp_atom_string2d3elist, cons, 1, 1))
                return AO_LISP_NIL;
-       if (!ao_lisp_check_argt(_ao_lisp_atom_unpack, cons, 0, AO_LISP_STRING, 0))
+       if (!ao_lisp_check_argt(_ao_lisp_atom_string2d3elist, cons, 0, AO_LISP_STRING, 0))
                return AO_LISP_NIL;
        return ao_lisp_string_unpack(ao_lisp_poly_string(ao_lisp_arg(cons, 0)));
 }
 
 ao_poly
-ao_lisp_flush(struct ao_lisp_cons *cons)
+ao_lisp_do_flush_output(struct ao_lisp_cons *cons)
 {
-       if (!ao_lisp_check_argc(_ao_lisp_atom_flush, cons, 0, 0))
+       if (!ao_lisp_check_argc(_ao_lisp_atom_flush2doutput, cons, 0, 0))
                return AO_LISP_NIL;
        ao_lisp_os_flush();
-       return _ao_lisp_atom_t;
+       return _ao_lisp_bool_true;
 }
 
 ao_poly
-ao_lisp_led(struct ao_lisp_cons *cons)
+ao_lisp_do_led(struct ao_lisp_cons *cons)
 {
        ao_poly led;
        if (!ao_lisp_check_argc(_ao_lisp_atom_led, cons, 1, 1))
@@ -530,7 +594,7 @@ ao_lisp_led(struct ao_lisp_cons *cons)
 }
 
 ao_poly
-ao_lisp_delay(struct ao_lisp_cons *cons)
+ao_lisp_do_delay(struct ao_lisp_cons *cons)
 {
        ao_poly delay;
        if (!ao_lisp_check_argc(_ao_lisp_atom_led, cons, 1, 1))
@@ -551,6 +615,15 @@ ao_lisp_do_eval(struct ao_lisp_cons *cons)
        return cons->car;
 }
 
+ao_poly
+ao_lisp_do_apply(struct ao_lisp_cons *cons)
+{
+       if (!ao_lisp_check_argc(_ao_lisp_atom_apply, cons, 2, INT_MAX))
+               return AO_LISP_NIL;
+       ao_lisp_stack->state = eval_apply;
+       return ao_lisp_cons_poly(cons);
+}
+
 ao_poly
 ao_lisp_do_read(struct ao_lisp_cons *cons)
 {
@@ -559,42 +632,239 @@ ao_lisp_do_read(struct ao_lisp_cons *cons)
        return ao_lisp_read();
 }
 
-const ao_lisp_func_t ao_lisp_builtins[] = {
-       [builtin_eval] = ao_lisp_do_eval,
-       [builtin_read] = ao_lisp_do_read,
-       [builtin_lambda] = ao_lisp_lambda,
-       [builtin_lexpr] = ao_lisp_lexpr,
-       [builtin_nlambda] = ao_lisp_nlambda,
-       [builtin_macro] = ao_lisp_macro,
-       [builtin_car] = ao_lisp_car,
-       [builtin_cdr] = ao_lisp_cdr,
-       [builtin_cons] = ao_lisp_cons,
-       [builtin_last] = ao_lisp_last,
-       [builtin_length] = ao_lisp_length,
-       [builtin_quote] = ao_lisp_quote,
-       [builtin_set] = ao_lisp_set,
-       [builtin_setq] = ao_lisp_setq,
-       [builtin_cond] = ao_lisp_cond,
-       [builtin_progn] = ao_lisp_progn,
-       [builtin_while] = ao_lisp_while,
-       [builtin_print] = ao_lisp_print,
-       [builtin_patom] = ao_lisp_patom,
-       [builtin_plus] = ao_lisp_plus,
-       [builtin_minus] = ao_lisp_minus,
-       [builtin_times] = ao_lisp_times,
-       [builtin_divide] = ao_lisp_divide,
-       [builtin_mod] = ao_lisp_mod,
-       [builtin_equal] = ao_lisp_equal,
-       [builtin_less] = ao_lisp_less,
-       [builtin_greater] = ao_lisp_greater,
-       [builtin_less_equal] = ao_lisp_less_equal,
-       [builtin_greater_equal] = ao_lisp_greater_equal,
-       [builtin_pack] = ao_lisp_pack,
-       [builtin_unpack] = ao_lisp_unpack,
-       [builtin_flush] = ao_lisp_flush,
-       [builtin_led] = ao_lisp_led,
-       [builtin_delay] = ao_lisp_delay,
-       [builtin_save] = ao_lisp_save,
-       [builtin_restore] = ao_lisp_restore,
-};
+ao_poly
+ao_lisp_do_collect(struct ao_lisp_cons *cons)
+{
+       int     free;
+       (void) cons;
+       free = ao_lisp_collect(AO_LISP_COLLECT_FULL);
+       return ao_lisp_int_poly(free);
+}
+
+ao_poly
+ao_lisp_do_nullp(struct ao_lisp_cons *cons)
+{
+       if (!ao_lisp_check_argc(_ao_lisp_atom_led, cons, 1, 1))
+               return AO_LISP_NIL;
+       if (ao_lisp_arg(cons, 0) == AO_LISP_NIL)
+               return _ao_lisp_bool_true;
+       else
+               return _ao_lisp_bool_false;
+}
+
+ao_poly
+ao_lisp_do_not(struct ao_lisp_cons *cons)
+{
+       if (!ao_lisp_check_argc(_ao_lisp_atom_led, cons, 1, 1))
+               return AO_LISP_NIL;
+       if (ao_lisp_arg(cons, 0) == _ao_lisp_bool_false)
+               return _ao_lisp_bool_true;
+       else
+               return _ao_lisp_bool_false;
+}
+
+static ao_poly
+ao_lisp_do_typep(int type, struct ao_lisp_cons *cons)
+{
+       if (!ao_lisp_check_argc(_ao_lisp_atom_led, cons, 1, 1))
+               return AO_LISP_NIL;
+       if (ao_lisp_poly_type(ao_lisp_arg(cons, 0)) == type)
+               return _ao_lisp_bool_true;
+       return _ao_lisp_bool_false;
+}
+
+ao_poly
+ao_lisp_do_pairp(struct ao_lisp_cons *cons)
+{
+       ao_poly v;
+       if (!ao_lisp_check_argc(_ao_lisp_atom_led, cons, 1, 1))
+               return AO_LISP_NIL;
+       v = ao_lisp_arg(cons, 0);
+       if (v != AO_LISP_NIL && ao_lisp_poly_type(v) == AO_LISP_CONS)
+               return _ao_lisp_bool_true;
+       return _ao_lisp_bool_false;
+}
+
+ao_poly
+ao_lisp_do_integerp(struct ao_lisp_cons *cons)
+{
+       if (!ao_lisp_check_argc(_ao_lisp_atom_led, cons, 1, 1))
+               return AO_LISP_NIL;
+       switch (ao_lisp_poly_type(ao_lisp_arg(cons, 0))) {
+       case AO_LISP_INT:
+       case AO_LISP_BIGINT:
+               return _ao_lisp_bool_true;
+       default:
+               return _ao_lisp_bool_false;
+       }
+}
+
+ao_poly
+ao_lisp_do_numberp(struct ao_lisp_cons *cons)
+{
+       if (!ao_lisp_check_argc(_ao_lisp_atom_led, cons, 1, 1))
+               return AO_LISP_NIL;
+       switch (ao_lisp_poly_type(ao_lisp_arg(cons, 0))) {
+       case AO_LISP_INT:
+       case AO_LISP_BIGINT:
+       case AO_LISP_FLOAT:
+               return _ao_lisp_bool_true;
+       default:
+               return _ao_lisp_bool_false;
+       }
+}
+
+ao_poly
+ao_lisp_do_stringp(struct ao_lisp_cons *cons)
+{
+       return ao_lisp_do_typep(AO_LISP_STRING, cons);
+}
+
+ao_poly
+ao_lisp_do_symbolp(struct ao_lisp_cons *cons)
+{
+       return ao_lisp_do_typep(AO_LISP_ATOM, cons);
+}
+
+ao_poly
+ao_lisp_do_booleanp(struct ao_lisp_cons *cons)
+{
+       return ao_lisp_do_typep(AO_LISP_BOOL, cons);
+}
+
+ao_poly
+ao_lisp_do_procedurep(struct ao_lisp_cons *cons)
+{
+       if (!ao_lisp_check_argc(_ao_lisp_atom_led, cons, 1, 1))
+               return AO_LISP_NIL;
+       switch (ao_lisp_poly_type(ao_lisp_arg(cons, 0))) {
+       case AO_LISP_BUILTIN:
+       case AO_LISP_LAMBDA:
+               return _ao_lisp_bool_true;
+       default:
+       return _ao_lisp_bool_false;
+       }
+}
+
+/* This one is special -- a list is either nil or
+ * a 'proper' list with only cons cells
+ */
+ao_poly
+ao_lisp_do_listp(struct ao_lisp_cons *cons)
+{
+       ao_poly v;
+       if (!ao_lisp_check_argc(_ao_lisp_atom_led, cons, 1, 1))
+               return AO_LISP_NIL;
+       v = ao_lisp_arg(cons, 0);
+       for (;;) {
+               if (v == AO_LISP_NIL)
+                       return _ao_lisp_bool_true;
+               if (ao_lisp_poly_type(v) != AO_LISP_CONS)
+                       return _ao_lisp_bool_false;
+               v = ao_lisp_poly_cons(v)->cdr;
+       }
+}
+
+ao_poly
+ao_lisp_do_set_car(struct ao_lisp_cons *cons)
+{
+       if (!ao_lisp_check_argc(_ao_lisp_atom_led, cons, 2, 2))
+               return AO_LISP_NIL;
+       if (!ao_lisp_check_argt(_ao_lisp_atom_led, cons, 0, AO_LISP_CONS, 0))
+               return AO_LISP_NIL;
+       return ao_lisp_poly_cons(ao_lisp_arg(cons, 0))->car = ao_lisp_arg(cons, 1);
+}
+
+ao_poly
+ao_lisp_do_set_cdr(struct ao_lisp_cons *cons)
+{
+       if (!ao_lisp_check_argc(_ao_lisp_atom_led, cons, 2, 2))
+               return AO_LISP_NIL;
+       if (!ao_lisp_check_argt(_ao_lisp_atom_led, cons, 0, AO_LISP_CONS, 0))
+               return AO_LISP_NIL;
+       return ao_lisp_poly_cons(ao_lisp_arg(cons, 0))->cdr = ao_lisp_arg(cons, 1);
+}
+
+ao_poly
+ao_lisp_do_symbol_to_string(struct ao_lisp_cons *cons)
+{
+       if (!ao_lisp_check_argc(_ao_lisp_atom_led, cons, 1, 1))
+               return AO_LISP_NIL;
+       if (!ao_lisp_check_argt(_ao_lisp_atom_led, cons, 0, AO_LISP_ATOM, 0))
+               return AO_LISP_NIL;
+       return ao_lisp_string_poly(ao_lisp_string_copy(ao_lisp_poly_atom(ao_lisp_arg(cons, 0))->name));
+}
+
+ao_poly
+ao_lisp_do_string_to_symbol(struct ao_lisp_cons *cons)
+{
+       if (!ao_lisp_check_argc(_ao_lisp_atom_led, cons, 1, 1))
+               return AO_LISP_NIL;
+       if (!ao_lisp_check_argt(_ao_lisp_atom_led, cons, 0, AO_LISP_STRING, 0))
+               return AO_LISP_NIL;
+
+       return ao_lisp_atom_poly(ao_lisp_atom_intern(ao_lisp_poly_string(ao_lisp_arg(cons, 0))));
+}
+
+ao_poly
+ao_lisp_do_read_char(struct ao_lisp_cons *cons)
+{
+       int     c;
+       if (!ao_lisp_check_argc(_ao_lisp_atom_led, cons, 0, 0))
+               return AO_LISP_NIL;
+       c = getchar();
+       return ao_lisp_int_poly(c);
+}
+
+ao_poly
+ao_lisp_do_write_char(struct ao_lisp_cons *cons)
+{
+       if (!ao_lisp_check_argc(_ao_lisp_atom_led, cons, 1, 1))
+               return AO_LISP_NIL;
+       if (!ao_lisp_check_argt(_ao_lisp_atom_led, cons, 0, AO_LISP_INT, 0))
+               return AO_LISP_NIL;
+       putchar(ao_lisp_poly_integer(ao_lisp_arg(cons, 0)));
+       return _ao_lisp_bool_true;
+}
+
+ao_poly
+ao_lisp_do_exit(struct ao_lisp_cons *cons)
+{
+       if (!ao_lisp_check_argc(_ao_lisp_atom_led, cons, 0, 0))
+               return AO_LISP_NIL;
+       ao_lisp_exception |= AO_LISP_EXIT;
+       return _ao_lisp_bool_true;
+}
+
+ao_poly
+ao_lisp_do_current_jiffy(struct ao_lisp_cons *cons)
+{
+       int     jiffy;
+
+       if (!ao_lisp_check_argc(_ao_lisp_atom_led, cons, 0, 0))
+               return AO_LISP_NIL;
+       jiffy = ao_lisp_os_jiffy();
+       return (ao_lisp_int_poly(jiffy));
+}
+
+ao_poly
+ao_lisp_do_current_second(struct ao_lisp_cons *cons)
+{
+       int     second;
+
+       if (!ao_lisp_check_argc(_ao_lisp_atom_led, cons, 0, 0))
+               return AO_LISP_NIL;
+       second = ao_lisp_os_jiffy() / AO_LISP_JIFFIES_PER_SECOND;
+       return (ao_lisp_int_poly(second));
+}
+
+ao_poly
+ao_lisp_do_jiffies_per_second(struct ao_lisp_cons *cons)
+{
+       if (!ao_lisp_check_argc(_ao_lisp_atom_led, cons, 0, 0))
+               return AO_LISP_NIL;
+       return (ao_lisp_int_poly(AO_LISP_JIFFIES_PER_SECOND));
+}
 
+#define AO_LISP_BUILTIN_FUNCS
+#include "ao_lisp_builtin.h"