altos/lisp: Add quasiquote
[fw/altos] / src / lisp / ao_lisp_const.lisp
index f8a709799ff5b05b580246bc176910b4345545d2..f1c2ed00d567bb1bc6c6bbdf79a41c3c7af55b45 100644 (file)
 ; Lisp code placed in ROM
 
                                        ; return a list containing all of the arguments
-
 (set (quote list) (lexpr (l) l))
 
-                                       ;
-                                       ; Define a variable without returning the value
-                                       ; Useful when defining functions to avoid
-                                       ; having lots of output generated
-                                       ;
+(set (quote set!)
+     (macro (name value rest)
+           (list
+            set
+            (list
+             quote
+             name)
+            value)
+           )
+     )
 
-(set (quote define) (macro (name val rest)
-                       (list
-                        'begin
-                        (list
-                         'set
-                         (list 'quote name)
-                         val)
-                        (list 'quote name)
-                        )
-                       )
+(set! append
+     (lexpr (args)
+           ((lambda (append-list append-lists)
+              (set! append-list
+                   (lambda (a b)
+                     (cond ((null? a) b)
+                           (else (cons (car a) (append-list (cdr a) b)))
+                           )
+                     )
+                   )
+              (set! append-lists
+                   (lambda (lists)
+                     (cond ((null? lists) lists)
+                           ((null? (cdr lists)) (car lists))
+                           (else (append-list (car lists) (append-lists (cdr lists))))
+                           )
+                     )
+                   )
+              (append-lists args)
+              ) () ())
+           )
+     )
+
+(append '(a b c) '(d e f) '(g h i))
+
+                                       ; boolean operators
+
+(set! or
+     (macro (l)
+           ((lambda (_or)
+              (set! _or
+                   (lambda (l)
+                     (cond ((null? l) #f)
+                           ((null? (cdr l))
+                            (car l))
+                           (else
+                            (list
+                             cond
+                             (list
+                              (car l))
+                             (list
+                              'else
+                              (_or (cdr l))
+                              )
+                             )
+                            )
+                           )
+                     )
+                   )
+              (_or l)) ())))
+
+                                       ; execute to resolve macros
+
+(or #f #t)
+
+
+(set! and
+     (macro (l)
+           ((lambda (_and)
+              (set! _and
+                   (lambda (l)
+                     (cond ((null? l) #t)
+                           ((null? (cdr l))
+                            (car l))
+                           (else
+                            (list
+                             cond
+                             (list
+                              (car l)
+                              (_and (cdr l))
+                              )
+                             )
+                            )
+                           )
+                     )
+                   )
+              (_and l)) ())
+           )
      )
 
+
+                                       ; execute to resolve macros
+
+(and #t #f)
+
+(set! quasiquote
+  (macro (x rest)
+        ((lambda (constant? combine-skeletons expand-quasiquote)
+           (set! constant?
+                                       ; A constant value is either a pair starting with quote,
+                                       ; or anything which is neither a pair nor a symbol
+
+                (lambda (exp)
+                  (cond ((pair? exp)
+                         (eq? (car exp) 'quote)
+                         )
+                        (else
+                         (not (symbol? exp))
+                         )
+                        )
+                  )
+                )
+           (set! combine-skeletons
+                (lambda (left right exp)
+                  (cond
+                   ((and (constant? left) (constant? right)) 
+                    (cond ((and (eqv? (eval left) (car exp))
+                                (eqv? (eval right) (cdr exp)))
+                           (list 'quote exp)
+                           )
+                          (else
+                           (list 'quote (cons (eval left) (eval right)))
+                           )
+                          )
+                    )
+                   ((null? right)
+                    (list 'list left)
+                    )
+                   ((and (pair? right) (eq? (car right) 'list))
+                    (cons 'list (cons left (cdr right)))
+                    )
+                   (else
+                    (list 'cons left right)
+                    )
+                   )
+                  )
+                )
+
+           (set! expand-quasiquote
+                (lambda (exp nesting)
+                  (cond
+
+                                       ; non cons -- constants
+                                       ; themselves, others are
+                                       ; quoted
+
+                   ((not (pair? exp)) 
+                    (cond ((constant? exp)
+                           exp
+                           )
+                          (else
+                           (list 'quote exp)
+                           )
+                          )
+                    )
+
+                                       ; check for an unquote exp and
+                                       ; add the param unquoted
+
+                   ((and (eq? (car exp) 'unquote) (= (length exp) 2))
+                    (cond ((= nesting 0)
+                           (car (cdr exp))
+                           )
+                          (else
+                           (combine-skeletons ''unquote 
+                                              (expand-quasiquote (cdr exp) (- nesting 1))
+                                              exp))
+                          )
+                    )
+
+                                       ; nested quasi-quote --
+                                       ; construct the right
+                                       ; expression
+
+                   ((and (eq? (car exp) 'quasiquote) (= (length exp) 2))
+                    (combine-skeletons ''quasiquote 
+                                       (expand-quasiquote (cdr exp) (+ nesting 1))
+                                       exp))
+
+                                       ; check for an
+                                       ; unquote-splicing member,
+                                       ; compute the expansion of the
+                                       ; value and append the rest of
+                                       ; the quasiquote result to it
+
+                   ((and (pair? (car exp))
+                         (eq? (car (car exp)) 'unquote-splicing)
+                         (= (length (car exp)) 2))
+                    (cond ((= nesting 0)
+                           (list 'append (car (cdr (car exp)))
+                                 (expand-quasiquote (cdr exp) nesting))
+                           )
+                          (else
+                           (combine-skeletons (expand-quasiquote (car exp) (- nesting 1))
+                                              (expand-quasiquote (cdr exp) nesting)
+                                              exp))
+                          )
+                    )
+
+                                       ; for other lists, just glue
+                                       ; the expansion of the first
+                                       ; element to the expansion of
+                                       ; the rest of the list
+
+                   (else (combine-skeletons (expand-quasiquote (car exp) nesting)
+                                            (expand-quasiquote (cdr exp) nesting)
+                                            exp)
+                         )
+                   )
+                  )
+                )
+           (expand-quasiquote x 0)
+           ) () () ())
+        )
+  )
                                        ;
-                                       ; A slightly more convenient form
-                                       ; for defining lambdas.
+                                       ; Define a variable without returning the value
+                                       ; Useful when defining functions to avoid
+                                       ; having lots of output generated.
                                        ;
-                                       ; (defun <name> (<params>) s-exprs)
+                                       ; Also accepts the alternate
+                                       ; form for defining lambdas of
+                                       ; (define (name x y z) sexprs ...) 
                                        ;
 
-(define defun (macro (name args exprs)
-                 (list
-                  define
-                  name
-                  (cons 'lambda (cons args exprs))
+(set! define
+      (macro (first rest)
+
+                                       ; check for alternate lambda definition form
+
+            (cond ((list? first)
+                   (set! rest
+                         (append
+                          (list
+                           'lambda
+                           (cdr first))
+                          rest))
+                   (set! first (car first))
+                   )
+                  (else
+                   (set! rest (car rest))
+                   )
                   )
-                 )
-     )
+            `(begin
+              (set! ,first ,rest)
+              (quote ,first))
+            )
+      )
 
                                        ; basic list accessors
 
 
-(defun caar (l) (car (car l)))
+(define (caar l) (car (car l)))
 
-(defun cadr (l) (car (cdr l)))
+(define (cadr l) (car (cdr l)))
 
-(defun caddr (l) (car (cdr (cdr l))))
+(define (cdar l) (cdr (car l)))
 
-(define list-tail (lambda (x k)
-                   (if (zero? k)
-                       x
-                     (list-tail (cdr x (- k 1)))
-                     )
-                   )
-  )
+(define (caddr l) (car (cdr (cdr l))))
 
-(define list-ref (lambda (x k)
-                  (car (list-tail x k))
-                  )
+(define (list-tail x k)
+  (if (zero? k)
+      x
+    (list-tail (cdr x (- k 1)))
+    )
   )
 
-                                       ; simple math operators
+(define (list-ref x k)
+  (car (list-tail x k))
+  )
 
-(defun 1+ (x) (+ x 1))
-(defun 1- (x) (- x 1))
+                                       ; (if <condition> <if-true>)
+                                       ; (if <condition> <if-true> <if-false)
 
-(define zero? (macro (value rest)
-                    (list
-                     eq?
-                     value
-                     0)
-                    )
+(define if
+  (macro (test args)
+        (cond ((null? (cdr args))
+               `(cond (,test ,(car args)))
+               )
+              (else
+               `(cond (,test ,(car args))
+                      (else ,(cadr args)))
+               )
+              )
+        )
   )
 
+(if (> 3 2) 'yes)
+(if (> 3 2) 'yes 'no)
+(if (> 2 3) 'no 'yes)
+(if (> 2 3) 'no)
+
+                                       ; simple math operators
+
+(define zero? (macro (value rest) `(eq? ,value 0)))
+
 (zero? 1)
 (zero? 0)
 (zero? "hello")
 
-(define positive? (macro (value rest)
-                        (list
-                         >
-                         value
-                         0)
-                        )
-  )
+(define positive? (macro (value rest) `(> ,value 0)))
 
 (positive? 12)
 (positive? -12)
 
-(define negative? (macro (value rest)
-                        (list
-                         <
-                         value
-                         0)
-                        )
-  )
+(define negative? (macro (value rest) `(< ,value 0)))
 
 (negative? 12)
 (negative? -12)
 
-(defun abs (x) (cond ((>= x 0) x)
-                    (else (- x)))
-       )
+(define (abs x) (if (>= x 0) x (- x)))
 
 (abs 12)
 (abs -12)
 (min 1 2 3)
 (min 3 2 1)
 
-(defun even? (x) (zero? (% x 2)))
+(define (even? x) (zero? (% x 2)))
 
 (even? 2)
 (even? -2)
 (even? 3)
 (even? -1)
 
-(defun odd? (x) (not (even? x)))
+(define (odd? x) (not (even? x)))
 
 (odd? 2)
 (odd? -2)
 (odd? 3)
 (odd? -1)
 
-                                       ; (if <condition> <if-true>)
-                                       ; (if <condition> <if-true> <if-false)
-
-(define if (macro (test args)
-              (cond ((null? (cdr args))
-                     (list
-                      cond
-                      (list test (car args)))
-                     )
-                    (else
-                     (list
-                      cond
-                      (list test (car args))
-                      (list 'else (cadr args))
-                      )
-                     )
-                    )
-              )
-     )
-
-(if (> 3 2) 'yes)
-(if (> 3 2) 'yes 'no)
-(if (> 2 3) 'no 'yes)
-(if (> 2 3) 'no)
 
                                        ; define a set of local
                                        ; variables and then evaluate
                                      (cond ((not (null? vars))
                                             (cons (car (car vars))
                                                   (make-names (cdr vars))))
+                                           (else ())
                                            )
                                      )
                         )
                                              (make-exprs (cdr vars) exprs)
                                              )
                                             )
-                                           (exprs)
+                                           (else exprs)
                                            )
                                      )
                         )
 
                   (set! make-nils (lambda (vars)
                                     (cond ((not (null? vars)) (cons () (make-nils (cdr vars))))
+                                          (else ())
                                           )
                                     )
                         )
 (let ((x 1)) x)
 
 (define let* let)
-                                       ; boolean operators
 
-(define or (lexpr (l)
-              (let ((ret #f))
-                (while (not (null? l))
-                  (cond ((car l) (set! ret #t) (set! l ()))
-                        ((set! l (cdr l)))))
-                ret
-                )
-              )
-     )
+(define when (macro (test l)
+                   (list
+                    cond
+                    (cons test l))))
 
-                                       ; execute to resolve macros
-
-(or #f #t)
+(when #t (display 'when))
 
-(define and (lexpr (l)
-              (let ((ret #t))
-                (while (not (null? l))
-                  (cond ((car l)
-                         (set! l (cdr l)))
-                        (#t
-                         (set! ret #f)
-                         (set! l ()))
-                        )
-                  )
-                ret
-                )
-              )
-     )
-
-                                       ; execute to resolve macros
-
-(and #t #f)
-
-
-(define append (lexpr (args)
-                     (let ((append-list (lambda (a b)
-                                          (cond ((null? a) b)
-                                                (else (cons (car a) (append-list (cdr a) b)))
-                                                )
-                                          )
-                                        )
-                           (append-lists (lambda (lists)
-                                           (cond ((null? lists) lists)
-                                                 ((null? (cdr lists)) (car lists))
-                                                 (else (append-list (car lists) (append-lists (cdr lists))))
-                                                 )
-                                           )
-                                         )
-                           )
-                       (append-lists args)
-                       )
-                     )
-  )
+(define unless (macro (test l)
+                     (list
+                      cond
+                      (cons (list not test) l))))
 
-(append '(a b c) '(d e f) '(g h i))
+(unless #f (display 'unless))
 
-(defun reverse (list)
+(define (reverse list)
   (let ((result ()))
     (while (not (null? list))
       (set! result (cons (car list) result))
 
 (reverse '(1 2 3))
 
-(define list-tail
-  (lambda (x k)
-    (if (zero? k)
-       x
-      (list-tail (cdr x) (- k 1)))))
+(define (list-tail x k)
+  (if (zero? k)
+      x
+    (list-tail (cdr x) (- k 1)))))
 
 (list-tail '(1 2 3) 2)
 
-(defun list-ref (x k) (car (list-tail x k)))
+(define (list-ref x k) (car (list-tail x k)))
 
 (list-ref '(1 2 3) 2)
-
     
                                        ; recursive equality
 
-(defun equal? (a b)
+(define (equal? a b)
   (cond ((eq? a b) #t)
        ((and (pair? a) (pair? b))
         (and (equal? (car a) (car b))
 (equal? '(a b c) '(a b c))
 (equal? '(a b c) '(a b b))
 
-(defun _member (obj list test?)
+(define (_member obj list test?)
   (if (null? list)
       #f
     (if (test? obj (car list))
        list
       (memq obj (cdr list)))))
 
-(defun memq (obj list) (_member obj list eq?))
+(define (memq obj list) (_member obj list eq?))
 
 (memq 2 '(1 2 3))
 
 (memq 4 '(1 2 3))
 
-(defun memv (obj list) (_member obj list eqv?))
+(define (memv obj list) (_member obj list eqv?))
 
 (memv 2 '(1 2 3))
 
 (memv 4 '(1 2 3))
 
-(defun member (obj list) (_member obj list equal?))
+(define (member obj list) (_member obj list equal?))
 
 (member '(2) '((1) (2) (3)))
 
 (member '(4) '((1) (2) (3)))
 
-(defun _assoc (obj list test?)
+(define (_assoc obj list test?)
   (if (null? list)
       #f
     (if (test? obj (caar list))
     )
   )
 
-(defun assq (obj list) (_assoc obj list eq?))
-(defun assv (obj list) (_assoc obj list eqv?))
-(defun assoc (obj list) (_assoc obj list equal?))
+(define (assq obj list) (_assoc obj list eq?))
+(define (assv obj list) (_assoc obj list eqv?))
+(define (assoc obj list) (_assoc obj list equal?))
 
 (assq 'a '((a 1) (b 2) (c 3)))
 (assv 'b '((a 1) (b 2) (c 3)))
 (char? #\q)
 (char? "h")
 
-(defun char-upper-case? (c) (<= #\A c #\Z))
+(define (char-upper-case? c) (<= #\A c #\Z))
 
 (char-upper-case? #\a)
 (char-upper-case? #\B)
 (char-upper-case? #\0)
 (char-upper-case? #\space)
 
-(defun char-lower-case? (c) (<= #\a c #\a))
+(define (char-lower-case? c) (<= #\a c #\a))
 
 (char-lower-case? #\a)
 (char-lower-case? #\B)
 (char-lower-case? #\0)
 (char-lower-case? #\space)
 
-(defun char-alphabetic? (c) (or (char-upper-case? c) (char-lower-case? c)))
+(define (char-alphabetic? c) (or (char-upper-case? c) (char-lower-case? c)))
 
 (char-alphabetic? #\a)
 (char-alphabetic? #\B)
 (char-alphabetic? #\0)
 (char-alphabetic? #\space)
 
-(defun char-numeric? (c) (<= #\0 c #\9))
+(define (char-numeric? c) (<= #\0 c #\9))
 
 (char-numeric? #\a)
 (char-numeric? #\B)
 (char-numeric? #\0)
 (char-numeric? #\space)
 
-(defun char-whitespace? (c) (or (<= #\tab c #\return) (= #\space c)))
+(define (char-whitespace? c) (or (<= #\tab c #\return) (= #\space c)))
 
 (char-whitespace? #\a)
 (char-whitespace? #\B)
 (char-whitespace? #\0)
 (char-whitespace? #\space)
 
-(defun char->integer (c) c)
-(defun integer->char (c) char-integer)
+(define (char->integer c) c)
+(define (integer->char c) char-integer)
 
-(defun char-upcase (c) (if (char-lower-case? c) (+ c (- #\A #\a)) c))
+(define (char-upcase c) (if (char-lower-case? c) (+ c (- #\A #\a)) c))
 
 (char-upcase #\a)
 (char-upcase #\B)
 (char-upcase #\0)
 (char-upcase #\space)
 
-(defun char-downcase (c) (if (char-upper-case? c) (+ c (- #\a #\A)) c))
+(define (char-downcase c) (if (char-upper-case? c) (+ c (- #\a #\A)) c))
 
 (char-downcase #\a)
 (char-downcase #\B)
 
 (for-each display '("hello" " " "world" "\n"))
 
-(define -string-ml (lambda (strings)
+(define _string-ml (lambda (strings)
                             (if (null? strings) ()
-                              (cons (string->list (car strings)) (-string-ml (cdr strings))))))
+                              (cons (string->list (car strings)) (_string-ml (cdr strings))))))
 
 (define string-map (lexpr (proc strings)
-                         (list->string (apply map proc (-string-ml strings))))))
+                         (list->string (apply map proc (_string-ml strings))))))
 
-(string-map 1+ "HAL")
+(string-map (lambda (x) (+ 1 x)) "HAL")
 
 (define string-for-each (lexpr (proc strings)
-                              (apply for-each proc (-string-ml strings))))
+                              (apply for-each proc (_string-ml strings))))
 
 (string-for-each write-char "IBM\n")
 
             '(54 0 37 -3 245 19))
    #t))
 
+
+                                       ; `q -> (quote q)
+                                       ; `(q) -> (append (quote (q)))
+                                       ; `(a ,(+ 1 2)) -> (append (quote (a)) (list (+ 1 2)))
+                                       ; `(a ,@(list 1 2 3) -> (append (quote (a)) (list 1 2 3))
+
+
+
+`(hello ,(+ 1 2) ,@(list 1 2 3) `foo)
+
 (define repeat (macro (count rest)
-                       (list
-                        let
-                        (list
-                         (list '__count__ count))
-                        (append
-                         (list
-                          while
-                          (list
-                           <=
-                           0
-                           (list
-                            set!
-                            '__count__
-                            (list
-                             -
-                             '__count__
-                             1))))
-                         rest))))
+                      `(let ((__count__ ,count))
+                         (while (<= 0 (set! __count__ (- __count__ 1))) ,@rest))))
+
+(repeat 2 (write 'hello))
+(repeat 3 (write 'goodbye))
+
+(define case (macro (test l)
+                   (let ((_unarrow
+                                       ; construct the body of the
+                                       ; case, dealing with the
+                                       ; lambda version ( => lambda)
+                          
+                          (lambda (l)
+                            (cond ((null? l) l)
+                                  ((eq? (car l) '=>) `(( ,(cadr l) __key__)))
+                                  (else l))))
+                         (_case (lambda (l)
+
+                                       ; Build the case elements, which is
+                                       ; simply a list of cond clauses
+
+                                  (cond ((null? l) ())
+
+                                       ; else case
+
+                                        ((eq? (caar l) 'else)
+                                         `((else ,@(_unarrow (cdr (car l))))))
+
+                                       ; regular case
+                                         
+                                        (else
+                                         (cons
+                                          `((eqv? ,(caar l) __key__)
+                                            ,@(_unarrow (cdr (car l))))
+                                          (_case (cdr l)))
+                                         )
+                                        ))))
+
+                                       ; now construct the overall
+                                       ; expression, using a lambda
+                                       ; to hold the computed value
+                                       ; of the test expression
+
+                     `((lambda (__key__)
+                         (cond ,@(_case l))) ,test))))
+
+(case 12 (1 "one") (2 "two") (3 => (lambda (x) (write "the value is" x))) (12 "twelve") (else "else"))
 
 ;(define number->string (lexpr (arg opt)
 ;                            (let ((base (if (null? opt) 10 (car opt)))