altos/scheme: Rename to 'scheme', clean up build
[fw/altos] / src / lisp / ao_lisp_eval.c
diff --git a/src/lisp/ao_lisp_eval.c b/src/lisp/ao_lisp_eval.c
deleted file mode 100644 (file)
index c3dd2ed..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,578 +0,0 @@
-/*
- * Copyright © 2016 Keith Packard <keithp@keithp.com>
- *
- * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
- * it under the terms of the GNU General Public License as published by
- * the Free Software Foundation, either version 2 of the License, or
- * (at your option) any later version.
- *
- * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
- * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
- * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
- * General Public License for more details.
- */
-
-#include "ao_lisp.h"
-#include <assert.h>
-
-struct ao_lisp_stack           *ao_lisp_stack;
-ao_poly                                ao_lisp_v;
-uint8_t                                ao_lisp_skip_cons_free;
-
-ao_poly
-ao_lisp_set_cond(struct ao_lisp_cons *c)
-{
-       ao_lisp_stack->state = eval_cond;
-       ao_lisp_stack->sexprs = ao_lisp_cons_poly(c);
-       return AO_LISP_NIL;
-}
-
-static int
-func_type(ao_poly func)
-{
-       if (func == AO_LISP_NIL)
-               return ao_lisp_error(AO_LISP_INVALID, "func is nil");
-       switch (ao_lisp_poly_type(func)) {
-       case AO_LISP_BUILTIN:
-               return ao_lisp_poly_builtin(func)->args & AO_LISP_FUNC_MASK;
-       case AO_LISP_LAMBDA:
-               return ao_lisp_poly_lambda(func)->args;
-       case AO_LISP_STACK:
-               return AO_LISP_FUNC_LAMBDA;
-       default:
-               ao_lisp_error(AO_LISP_INVALID, "not a func");
-               return -1;
-       }
-}
-
-/*
- * Flattened eval to avoid stack issues
- */
-
-/*
- * Evaluate an s-expression
- *
- * For a list, evaluate all of the elements and
- * then execute the resulting function call.
- *
- * Each element of the list is evaluated in
- * a clean stack context.
- *
- * The current stack state is set to 'formal' so that
- * when the evaluation is complete, the value
- * will get appended to the values list.
- *
- * For other types, compute the value directly.
- */
-
-static int
-ao_lisp_eval_sexpr(void)
-{
-       DBGI("sexpr: %v\n", ao_lisp_v);
-       switch (ao_lisp_poly_type(ao_lisp_v)) {
-       case AO_LISP_CONS:
-               if (ao_lisp_v == AO_LISP_NIL) {
-                       if (!ao_lisp_stack->values) {
-                               /*
-                                * empty list evaluates to empty list
-                                */
-                               ao_lisp_v = AO_LISP_NIL;
-                               ao_lisp_stack->state = eval_val;
-                       } else {
-                               /*
-                                * done with arguments, go execute it
-                                */
-                               ao_lisp_v = ao_lisp_poly_cons(ao_lisp_stack->values)->car;
-                               ao_lisp_stack->state = eval_exec;
-                       }
-               } else {
-                       if (!ao_lisp_stack->values)
-                               ao_lisp_stack->list = ao_lisp_v;
-                       /*
-                        * Evaluate another argument and then switch
-                        * to 'formal' to add the value to the values
-                        * list
-                        */
-                       ao_lisp_stack->sexprs = ao_lisp_v;
-                       ao_lisp_stack->state = eval_formal;
-                       if (!ao_lisp_stack_push())
-                               return 0;
-                       /*
-                        * push will reset the state to 'sexpr', which
-                        * will evaluate the expression
-                        */
-                       ao_lisp_v = ao_lisp_poly_cons(ao_lisp_v)->car;
-               }
-               break;
-       case AO_LISP_ATOM:
-               DBGI("..frame "); DBG_POLY(ao_lisp_frame_poly(ao_lisp_frame_current)); DBG("\n");
-               ao_lisp_v = ao_lisp_atom_get(ao_lisp_v);
-               /* fall through */
-       case AO_LISP_BOOL:
-       case AO_LISP_INT:
-       case AO_LISP_BIGINT:
-       case AO_LISP_FLOAT:
-       case AO_LISP_STRING:
-       case AO_LISP_BUILTIN:
-       case AO_LISP_LAMBDA:
-               ao_lisp_stack->state = eval_val;
-               break;
-       }
-       DBGI(".. result "); DBG_POLY(ao_lisp_v); DBG("\n");
-       return 1;
-}
-
-/*
- * A value has been computed.
- *
- * If the value was computed from a macro,
- * then we want to reset the current context
- * to evaluate the macro result again.
- *
- * If not a macro, then pop the stack.
- * If the stack is empty, we're done.
- * Otherwise, the stack will contain
- * the next state.
- */
-
-static int
-ao_lisp_eval_val(void)
-{
-       DBGI("val: "); DBG_POLY(ao_lisp_v); DBG("\n");
-       /*
-        * Value computed, pop the stack
-        * to figure out what to do with the value
-        */
-       ao_lisp_stack_pop();
-       DBGI("..state %d\n", ao_lisp_stack ? ao_lisp_stack->state : -1);
-       return 1;
-}
-
-/*
- * A formal has been computed.
- *
- * If this is the first formal, then check to see if we've got a
- * lamda, macro or nlambda.
- *
- * For lambda, go compute another formal.  This will terminate
- * when the sexpr state sees nil.
- *
- * For macro/nlambda, we're done, so move the sexprs into the values
- * and go execute it.
- *
- * Macros have an additional step of saving a stack frame holding the
- * macro value execution context, which then gets the result of the
- * macro to run
- */
-
-static int
-ao_lisp_eval_formal(void)
-{
-       ao_poly                 formal;
-       struct ao_lisp_stack    *prev;
-
-       DBGI("formal: "); DBG_POLY(ao_lisp_v); DBG("\n");
-
-       /* Check what kind of function we've got */
-       if (!ao_lisp_stack->values) {
-               switch (func_type(ao_lisp_v)) {
-               case AO_LISP_FUNC_LAMBDA:
-                       DBGI(".. lambda\n");
-                       break;
-               case AO_LISP_FUNC_MACRO:
-                       /* Evaluate the result once more */
-                       ao_lisp_stack->state = eval_macro;
-                       if (!ao_lisp_stack_push())
-                               return 0;
-
-                       /* After the function returns, take that
-                        * value and re-evaluate it
-                        */
-                       prev = ao_lisp_poly_stack(ao_lisp_stack->prev);
-                       ao_lisp_stack->sexprs = prev->sexprs;
-
-                       DBGI(".. start macro\n");
-                       DBGI("\t.. sexprs       "); DBG_POLY(ao_lisp_stack->sexprs); DBG("\n");
-                       DBGI("\t.. values       "); DBG_POLY(ao_lisp_stack->values); DBG("\n");
-                       DBG_FRAMES();
-
-                       /* fall through ... */
-               case AO_LISP_FUNC_NLAMBDA:
-                       DBGI(".. nlambda or macro\n");
-
-                       /* use the raw sexprs as values */
-                       ao_lisp_stack->values = ao_lisp_stack->sexprs;
-                       ao_lisp_stack->values_tail = AO_LISP_NIL;
-                       ao_lisp_stack->state = eval_exec;
-
-                       /* ready to execute now */
-                       return 1;
-               case -1:
-                       return 0;
-               }
-       }
-
-       /* Append formal to list of values */
-       formal = ao_lisp__cons(ao_lisp_v, AO_LISP_NIL);
-       if (!formal)
-               return 0;
-
-       if (ao_lisp_stack->values_tail)
-               ao_lisp_poly_cons(ao_lisp_stack->values_tail)->cdr = formal;
-       else
-               ao_lisp_stack->values = formal;
-       ao_lisp_stack->values_tail = formal;
-
-       DBGI(".. values "); DBG_POLY(ao_lisp_stack->values); DBG("\n");
-
-       /*
-        * Step to the next argument, if this is last, then
-        * 'sexpr' will end up switching to 'exec'
-        */
-       ao_lisp_v = ao_lisp_poly_cons(ao_lisp_stack->sexprs)->cdr;
-
-       ao_lisp_stack->state = eval_sexpr;
-
-       DBGI(".. "); DBG_POLY(ao_lisp_v); DBG("\n");
-       return 1;
-}
-
-/*
- * Start executing a function call
- *
- * Most builtins are easy, just call the function.
- * 'cond' is magic; it sticks the list of clauses
- * in 'sexprs' and switches to 'cond' state. That
- * bit of magic is done in ao_lisp_set_cond.
- *
- * Lambdas build a new frame to hold the locals and
- * then re-use the current stack context to evaluate
- * the s-expression from the lambda.
- */
-
-static int
-ao_lisp_eval_exec(void)
-{
-       ao_poly v;
-       struct ao_lisp_builtin  *builtin;
-
-       DBGI("exec: "); DBG_POLY(ao_lisp_v); DBG(" values "); DBG_POLY(ao_lisp_stack->values); DBG ("\n");
-       ao_lisp_stack->sexprs = AO_LISP_NIL;
-       switch (ao_lisp_poly_type(ao_lisp_v)) {
-       case AO_LISP_BUILTIN:
-               ao_lisp_stack->state = eval_val;
-               builtin = ao_lisp_poly_builtin(ao_lisp_v);
-               v = ao_lisp_func(builtin) (
-                       ao_lisp_poly_cons(ao_lisp_poly_cons(ao_lisp_stack->values)->cdr));
-               DBG_DO(if (!ao_lisp_exception && ao_lisp_poly_builtin(ao_lisp_v)->func == builtin_set) {
-                               struct ao_lisp_cons *cons = ao_lisp_poly_cons(ao_lisp_stack->values);
-                               ao_poly atom = ao_lisp_arg(cons, 1);
-                               ao_poly val = ao_lisp_arg(cons, 2);
-                               DBGI("set "); DBG_POLY(atom); DBG(" = "); DBG_POLY(val); DBG("\n");
-                       });
-               builtin = ao_lisp_poly_builtin(ao_lisp_v);
-               if (builtin && (builtin->args & AO_LISP_FUNC_FREE_ARGS) && !ao_lisp_stack_marked(ao_lisp_stack) && !ao_lisp_skip_cons_free) {
-                       struct ao_lisp_cons *cons = ao_lisp_poly_cons(ao_lisp_stack->values);
-                       ao_lisp_stack->values = AO_LISP_NIL;
-                       ao_lisp_cons_free(cons);
-               }
-
-               ao_lisp_v = v;
-               ao_lisp_stack->values = AO_LISP_NIL;
-               ao_lisp_stack->values_tail = AO_LISP_NIL;
-               DBGI(".. result "); DBG_POLY(ao_lisp_v); DBG ("\n");
-               DBGI(".. frame "); DBG_POLY(ao_lisp_frame_poly(ao_lisp_frame_current)); DBG("\n");
-               break;
-       case AO_LISP_LAMBDA:
-               DBGI(".. frame "); DBG_POLY(ao_lisp_frame_poly(ao_lisp_frame_current)); DBG("\n");
-               ao_lisp_stack->state = eval_begin;
-               v = ao_lisp_lambda_eval();
-               ao_lisp_stack->sexprs = v;
-               ao_lisp_stack->values = AO_LISP_NIL;
-               ao_lisp_stack->values_tail = AO_LISP_NIL;
-               DBGI(".. sexprs "); DBG_POLY(ao_lisp_stack->sexprs); DBG("\n");
-               DBGI(".. frame "); DBG_POLY(ao_lisp_frame_poly(ao_lisp_frame_current)); DBG("\n");
-               break;
-       case AO_LISP_STACK:
-               DBGI(".. stack "); DBG_POLY(ao_lisp_v); DBG("\n");
-               ao_lisp_v = ao_lisp_stack_eval();
-               DBGI(".. value "); DBG_POLY(ao_lisp_v); DBG("\n");
-               DBGI(".. frame "); DBG_POLY(ao_lisp_frame_poly(ao_lisp_frame_current)); DBG("\n");
-               break;
-       }
-       ao_lisp_skip_cons_free = 0;
-       return 1;
-}
-
-/*
- * Finish setting up the apply evaluation
- *
- * The value is the list to execute
- */
-static int
-ao_lisp_eval_apply(void)
-{
-       struct ao_lisp_cons     *cons = ao_lisp_poly_cons(ao_lisp_v);
-       struct ao_lisp_cons     *cdr, *prev;
-
-       /* Glue the arguments into the right shape. That's all but the last
-        * concatenated onto the last
-        */
-       cdr = cons;
-       for (;;) {
-               prev = cdr;
-               cdr = ao_lisp_poly_cons(prev->cdr);
-               if (cdr->cdr == AO_LISP_NIL)
-                       break;
-       }
-       DBGI("before mangling: "); DBG_POLY(ao_lisp_v); DBG("\n");
-       prev->cdr = cdr->car;
-       ao_lisp_stack->values = ao_lisp_v;
-       ao_lisp_v = ao_lisp_poly_cons(ao_lisp_stack->values)->car;
-       DBGI("apply: "); DBG_POLY(ao_lisp_stack->values); DBG ("\n");
-       ao_lisp_stack->state = eval_exec;
-       ao_lisp_skip_cons_free = 1;
-       return 1;
-}
-
-/*
- * Start evaluating the next cond clause
- *
- * If the list of clauses is empty, then
- * the result of the cond is nil.
- *
- * Otherwise, set the current stack state to 'cond_test' and create a
- * new stack context to evaluate the test s-expression. Once that's
- * complete, we'll land in 'cond_test' to finish the clause.
- */
-static int
-ao_lisp_eval_cond(void)
-{
-       DBGI("cond: "); DBG_POLY(ao_lisp_stack->sexprs); DBG("\n");
-       DBGI(".. frame "); DBG_POLY(ao_lisp_frame_poly(ao_lisp_frame_current)); DBG("\n");
-       DBGI(".. saved frame "); DBG_POLY(ao_lisp_stack->frame); DBG("\n");
-       if (!ao_lisp_stack->sexprs) {
-               ao_lisp_v = _ao_lisp_bool_false;
-               ao_lisp_stack->state = eval_val;
-       } else {
-               ao_lisp_v = ao_lisp_poly_cons(ao_lisp_stack->sexprs)->car;
-               if (!ao_lisp_v || ao_lisp_poly_type(ao_lisp_v) != AO_LISP_CONS) {
-                       ao_lisp_error(AO_LISP_INVALID, "invalid cond clause");
-                       return 0;
-               }
-               ao_lisp_v = ao_lisp_poly_cons(ao_lisp_v)->car;
-               if (ao_lisp_v == _ao_lisp_atom_else)
-                       ao_lisp_v = _ao_lisp_bool_true;
-               ao_lisp_stack->state = eval_cond_test;
-               if (!ao_lisp_stack_push())
-                       return 0;
-       }
-       return 1;
-}
-
-/*
- * Finish a cond clause.
- *
- * Check the value from the test expression, if
- * non-nil, then set up to evaluate the value expression.
- *
- * Otherwise, step to the next clause and go back to the 'cond'
- * state
- */
-static int
-ao_lisp_eval_cond_test(void)
-{
-       DBGI("cond_test: "); DBG_POLY(ao_lisp_v); DBG(" sexprs "); DBG_POLY(ao_lisp_stack->sexprs); DBG("\n");
-       DBGI(".. frame "); DBG_POLY(ao_lisp_frame_poly(ao_lisp_frame_current)); DBG("\n");
-       DBGI(".. saved frame "); DBG_POLY(ao_lisp_stack->frame); DBG("\n");
-       if (ao_lisp_v != _ao_lisp_bool_false) {
-               struct ao_lisp_cons *car = ao_lisp_poly_cons(ao_lisp_poly_cons(ao_lisp_stack->sexprs)->car);
-               ao_poly c = car->cdr;
-
-               if (c) {
-                       ao_lisp_stack->state = eval_begin;
-                       ao_lisp_stack->sexprs = c;
-               } else
-                       ao_lisp_stack->state = eval_val;
-       } else {
-               ao_lisp_stack->sexprs = ao_lisp_poly_cons(ao_lisp_stack->sexprs)->cdr;
-               DBGI("next cond: "); DBG_POLY(ao_lisp_stack->sexprs); DBG("\n");
-               ao_lisp_stack->state = eval_cond;
-       }
-       return 1;
-}
-
-/*
- * Evaluate a list of sexprs, returning the value from the last one.
- *
- * ao_lisp_begin records the list in stack->sexprs, so we just need to
- * walk that list. Set ao_lisp_v to the car of the list and jump to
- * eval_sexpr. When that's done, it will land in eval_val. For all but
- * the last, leave a stack frame with eval_begin set so that we come
- * back here. For the last, don't add a stack frame so that we can
- * just continue on.
- */
-static int
-ao_lisp_eval_begin(void)
-{
-       DBGI("begin: "); DBG_POLY(ao_lisp_v); DBG(" sexprs "); DBG_POLY(ao_lisp_stack->sexprs); DBG("\n");
-       DBGI(".. frame "); DBG_POLY(ao_lisp_frame_poly(ao_lisp_frame_current)); DBG("\n");
-       DBGI(".. saved frame "); DBG_POLY(ao_lisp_stack->frame); DBG("\n");
-
-       if (!ao_lisp_stack->sexprs) {
-               ao_lisp_v = AO_LISP_NIL;
-               ao_lisp_stack->state = eval_val;
-       } else {
-               ao_lisp_v = ao_lisp_poly_cons(ao_lisp_stack->sexprs)->car;
-               ao_lisp_stack->sexprs = ao_lisp_poly_cons(ao_lisp_stack->sexprs)->cdr;
-
-               /* If there are more sexprs to do, then come back here, otherwise
-                * return the value of the last one by just landing in eval_sexpr
-                */
-               if (ao_lisp_stack->sexprs) {
-                       ao_lisp_stack->state = eval_begin;
-                       if (!ao_lisp_stack_push())
-                               return 0;
-               }
-               ao_lisp_stack->state = eval_sexpr;
-       }
-       return 1;
-}
-
-/*
- * Conditionally execute a list of sexprs while the first is true
- */
-static int
-ao_lisp_eval_while(void)
-{
-       DBGI("while: "); DBG_POLY(ao_lisp_stack->sexprs); DBG("\n");
-       DBGI(".. frame "); DBG_POLY(ao_lisp_frame_poly(ao_lisp_frame_current)); DBG("\n");
-       DBGI(".. saved frame "); DBG_POLY(ao_lisp_stack->frame); DBG("\n");
-
-       ao_lisp_stack->values = ao_lisp_v;
-       if (!ao_lisp_stack->sexprs) {
-               ao_lisp_v = AO_LISP_NIL;
-               ao_lisp_stack->state = eval_val;
-       } else {
-               ao_lisp_v = ao_lisp_poly_cons(ao_lisp_stack->sexprs)->car;
-               ao_lisp_stack->state = eval_while_test;
-               if (!ao_lisp_stack_push())
-                       return 0;
-       }
-       return 1;
-}
-
-/*
- * Check the while condition, terminate the loop if nil. Otherwise keep going
- */
-static int
-ao_lisp_eval_while_test(void)
-{
-       DBGI("while_test: "); DBG_POLY(ao_lisp_v); DBG(" sexprs "); DBG_POLY(ao_lisp_stack->sexprs); DBG("\n");
-       DBGI(".. frame "); DBG_POLY(ao_lisp_frame_poly(ao_lisp_frame_current)); DBG("\n");
-       DBGI(".. saved frame "); DBG_POLY(ao_lisp_stack->frame); DBG("\n");
-
-       if (ao_lisp_v != _ao_lisp_bool_false) {
-               ao_lisp_stack->values = ao_lisp_v;
-               ao_lisp_v = ao_lisp_poly_cons(ao_lisp_stack->sexprs)->cdr;
-               ao_lisp_stack->state = eval_while;
-               if (!ao_lisp_stack_push())
-                       return 0;
-               ao_lisp_stack->state = eval_begin;
-               ao_lisp_stack->sexprs = ao_lisp_v;
-       }
-       else
-       {
-               ao_lisp_stack->state = eval_val;
-               ao_lisp_v = ao_lisp_stack->values;
-       }
-       return 1;
-}
-
-/*
- * Replace the original sexpr with the macro expansion, then
- * execute that
- */
-static int
-ao_lisp_eval_macro(void)
-{
-       DBGI("macro: "); DBG_POLY(ao_lisp_v); DBG(" sexprs "); DBG_POLY(ao_lisp_stack->sexprs); DBG("\n");
-
-       if (ao_lisp_v == AO_LISP_NIL)
-               ao_lisp_abort();
-       if (ao_lisp_poly_type(ao_lisp_v) == AO_LISP_CONS) {
-               *ao_lisp_poly_cons(ao_lisp_stack->sexprs) = *ao_lisp_poly_cons(ao_lisp_v);
-               ao_lisp_v = ao_lisp_stack->sexprs;
-               DBGI("sexprs rewritten to: "); DBG_POLY(ao_lisp_v); DBG("\n");
-       }
-       ao_lisp_stack->sexprs = AO_LISP_NIL;
-       ao_lisp_stack->state = eval_sexpr;
-       return 1;
-}
-
-static int (*const evals[])(void) = {
-       [eval_sexpr] = ao_lisp_eval_sexpr,
-       [eval_val] = ao_lisp_eval_val,
-       [eval_formal] = ao_lisp_eval_formal,
-       [eval_exec] = ao_lisp_eval_exec,
-       [eval_apply] = ao_lisp_eval_apply,
-       [eval_cond] = ao_lisp_eval_cond,
-       [eval_cond_test] = ao_lisp_eval_cond_test,
-       [eval_begin] = ao_lisp_eval_begin,
-       [eval_while] = ao_lisp_eval_while,
-       [eval_while_test] = ao_lisp_eval_while_test,
-       [eval_macro] = ao_lisp_eval_macro,
-};
-
-const char *ao_lisp_state_names[] = {
-       [eval_sexpr] = "sexpr",
-       [eval_val] = "val",
-       [eval_formal] = "formal",
-       [eval_exec] = "exec",
-       [eval_apply] = "apply",
-       [eval_cond] = "cond",
-       [eval_cond_test] = "cond_test",
-       [eval_begin] = "begin",
-       [eval_while] = "while",
-       [eval_while_test] = "while_test",
-       [eval_macro] = "macro",
-};
-
-/*
- * Called at restore time to reset all execution state
- */
-
-void
-ao_lisp_eval_clear_globals(void)
-{
-       ao_lisp_stack = NULL;
-       ao_lisp_frame_current = NULL;
-       ao_lisp_v = AO_LISP_NIL;
-}
-
-int
-ao_lisp_eval_restart(void)
-{
-       return ao_lisp_stack_push();
-}
-
-ao_poly
-ao_lisp_eval(ao_poly _v)
-{
-       ao_lisp_v = _v;
-
-       ao_lisp_frame_init();
-
-       if (!ao_lisp_stack_push())
-               return AO_LISP_NIL;
-
-       while (ao_lisp_stack) {
-               if (!(*evals[ao_lisp_stack->state])() || ao_lisp_exception) {
-                       ao_lisp_stack_clear();
-                       return AO_LISP_NIL;
-               }
-       }
-       DBG_DO(if (ao_lisp_frame_current) {DBGI("frame left as "); DBG_POLY(ao_lisp_frame_poly(ao_lisp_frame_current)); DBG("\n");});
-       ao_lisp_frame_current = NULL;
-       return ao_lisp_v;
-}