altos/lisp: Add continuations
[fw/altos] / src / lisp / ao_lisp_stack.c
diff --git a/src/lisp/ao_lisp_stack.c b/src/lisp/ao_lisp_stack.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..9c773e8
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,279 @@
+/*
+ * 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.
+ */
+
+#define DBG_EVAL 0
+#include "ao_lisp.h"
+
+const struct ao_lisp_type ao_lisp_stack_type;
+
+static int
+stack_size(void *addr)
+{
+       (void) addr;
+       return sizeof (struct ao_lisp_stack);
+}
+
+static void
+stack_mark(void *addr)
+{
+       struct ao_lisp_stack    *stack = addr;
+       for (;;) {
+               ao_lisp_poly_mark(stack->sexprs, 0);
+               ao_lisp_poly_mark(stack->values, 0);
+               /* no need to mark values_tail */
+               ao_lisp_poly_mark(stack->frame, 0);
+               ao_lisp_poly_mark(stack->list, 0);
+               stack = ao_lisp_poly_stack(stack->prev);
+               if (ao_lisp_mark_memory(&ao_lisp_stack_type, stack))
+                       break;
+       }
+}
+
+static void
+stack_move(void *addr)
+{
+       struct ao_lisp_stack    *stack = addr;
+
+       while (stack) {
+               struct ao_lisp_stack    *prev;
+               int                     ret;
+               (void) ao_lisp_poly_move(&stack->sexprs, 0);
+               (void) ao_lisp_poly_move(&stack->values, 0);
+               (void) ao_lisp_poly_move(&stack->values_tail, 0);
+               (void) ao_lisp_poly_move(&stack->frame, 0);
+               (void) ao_lisp_poly_move(&stack->list, 0);
+               prev = ao_lisp_poly_stack(stack->prev);
+               if (!prev)
+                       break;
+               ret = ao_lisp_move_memory(&ao_lisp_stack_type, (void **) &prev);
+               if (prev != ao_lisp_poly_stack(stack->prev))
+                       stack->prev = ao_lisp_stack_poly(prev);
+               if (ret)
+                       break;
+               stack = prev;
+       }
+}
+
+const struct ao_lisp_type ao_lisp_stack_type = {
+       .size = stack_size,
+       .mark = stack_mark,
+       .move = stack_move,
+       .name = "stack"
+};
+
+struct ao_lisp_stack           *ao_lisp_stack_free_list;
+
+void
+ao_lisp_stack_reset(struct ao_lisp_stack *stack)
+{
+       stack->state = eval_sexpr;
+       stack->sexprs = AO_LISP_NIL;
+       stack->values = AO_LISP_NIL;
+       stack->values_tail = AO_LISP_NIL;
+}
+
+static struct ao_lisp_stack *
+ao_lisp_stack_new(void)
+{
+       struct ao_lisp_stack *stack;
+
+       if (ao_lisp_stack_free_list) {
+               stack = ao_lisp_stack_free_list;
+               ao_lisp_stack_free_list = ao_lisp_poly_stack(stack->prev);
+       } else {
+               stack = ao_lisp_alloc(sizeof (struct ao_lisp_stack));
+               if (!stack)
+                       return 0;
+               stack->type = AO_LISP_STACK;
+       }
+       ao_lisp_stack_reset(stack);
+       return stack;
+}
+
+int
+ao_lisp_stack_push(void)
+{
+       struct ao_lisp_stack    *stack = ao_lisp_stack_new();
+
+       if (!stack)
+               return 0;
+
+       stack->prev = ao_lisp_stack_poly(ao_lisp_stack);
+       stack->frame = ao_lisp_frame_poly(ao_lisp_frame_current);
+       stack->list = AO_LISP_NIL;
+
+       ao_lisp_stack = stack;
+
+       DBGI("stack push\n");
+       DBG_FRAMES();
+       DBG_IN();
+       return 1;
+}
+
+void
+ao_lisp_stack_pop(void)
+{
+       ao_poly                 prev;
+       struct ao_lisp_frame    *prev_frame;
+
+       if (!ao_lisp_stack)
+               return;
+       prev = ao_lisp_stack->prev;
+       if (!ao_lisp_stack_marked(ao_lisp_stack)) {
+               ao_lisp_stack->prev = ao_lisp_stack_poly(ao_lisp_stack_free_list);
+               ao_lisp_stack_free_list = ao_lisp_stack;
+       }
+
+       ao_lisp_stack = ao_lisp_poly_stack(prev);
+       prev_frame = ao_lisp_frame_current;
+       if (ao_lisp_stack)
+               ao_lisp_frame_current = ao_lisp_poly_frame(ao_lisp_stack->frame);
+       else
+               ao_lisp_frame_current = NULL;
+       if (ao_lisp_frame_current != prev_frame)
+               ao_lisp_frame_free(prev_frame);
+       DBG_OUT();
+       DBGI("stack pop\n");
+       DBG_FRAMES();
+}
+
+void
+ao_lisp_stack_clear(void)
+{
+       ao_lisp_stack = NULL;
+       ao_lisp_frame_current = NULL;
+       ao_lisp_v = AO_LISP_NIL;
+}
+
+void
+ao_lisp_stack_print(ao_poly poly)
+{
+       struct ao_lisp_stack *s = ao_lisp_poly_stack(poly);
+
+       if (s->type & AO_LISP_STACK_PRINT) {
+               printf("[recurse...]");
+               return;
+       }
+       while (s) {
+               s->type |= AO_LISP_STACK_PRINT;
+               printf("\t[\n");
+               printf("\t\texpr:   "); ao_lisp_poly_print(s->list); printf("\n");
+               printf("\t\tstate:  %s\n", ao_lisp_state_names[s->state]);
+               ao_lisp_error_poly ("values: ", s->values, s->values_tail);
+               ao_lisp_error_poly ("sexprs: ", s->sexprs, AO_LISP_NIL);
+               ao_lisp_error_frame(2, "frame:  ", ao_lisp_poly_frame(s->frame));
+               printf("\t]\n");
+               s->type &= ~AO_LISP_STACK_PRINT;
+               s = ao_lisp_poly_stack(s->prev);
+       }
+}
+
+/*
+ * Copy a stack, being careful to keep everybody referenced
+ */
+static struct ao_lisp_stack *
+ao_lisp_stack_copy(struct ao_lisp_stack *old)
+{
+       struct ao_lisp_stack *new = NULL;
+       struct ao_lisp_stack *n, *prev = NULL;
+
+       while (old) {
+               ao_lisp_stack_stash(0, old);
+               ao_lisp_stack_stash(1, new);
+               ao_lisp_stack_stash(2, prev);
+               n = ao_lisp_stack_new();
+               prev = ao_lisp_stack_fetch(2);
+               new = ao_lisp_stack_fetch(1);
+               old = ao_lisp_stack_fetch(0);
+               if (!n)
+                       return NULL;
+
+               ao_lisp_stack_mark(old);
+               ao_lisp_frame_mark(ao_lisp_poly_frame(old->frame));
+               *n = *old;
+
+               if (prev)
+                       prev->prev = ao_lisp_stack_poly(n);
+               else
+                       new = n;
+               prev = n;
+
+               old = ao_lisp_poly_stack(old->prev);
+       }
+       return new;
+}
+
+/*
+ * Evaluate a continuation invocation
+ */
+ao_poly
+ao_lisp_stack_eval(void)
+{
+       struct ao_lisp_stack    *new = ao_lisp_stack_copy(ao_lisp_poly_stack(ao_lisp_v));
+       if (!new)
+               return AO_LISP_NIL;
+
+       struct ao_lisp_cons     *cons = ao_lisp_poly_cons(ao_lisp_stack->values);
+
+       if (!cons || !cons->cdr)
+               return ao_lisp_error(AO_LISP_INVALID, "continuation requires a value");
+
+       new->state = eval_val;
+
+       ao_lisp_stack = new;
+       ao_lisp_frame_current = ao_lisp_poly_frame(ao_lisp_stack->frame);
+
+       return ao_lisp_poly_cons(cons->cdr)->car;
+}
+
+/*
+ * Call with current continuation. This calls a lambda, passing
+ * it a single argument which is the current continuation
+ */
+ao_poly
+ao_lisp_call_cc(struct ao_lisp_cons *cons)
+{
+       struct ao_lisp_stack    *new;
+       ao_poly                 v;
+
+       /* Make sure the single parameter is a lambda */
+       if (!ao_lisp_check_argc(_ao_lisp_atom_call2fcc, cons, 1, 1))
+               return AO_LISP_NIL;
+       if (!ao_lisp_check_argt(_ao_lisp_atom_call2fcc, cons, 0, AO_LISP_LAMBDA, 0))
+               return AO_LISP_NIL;
+
+       /* go get the lambda */
+       ao_lisp_v = ao_lisp_arg(cons, 0);
+
+       /* Note that the whole call chain now has
+        * a reference to it which may escape
+        */
+       new = ao_lisp_stack_copy(ao_lisp_stack);
+       if (!new)
+               return AO_LISP_NIL;
+
+       /* re-fetch cons after the allocation */
+       cons = ao_lisp_poly_cons(ao_lisp_poly_cons(ao_lisp_stack->values)->cdr);
+
+       /* Reset the arg list to the current stack,
+        * and call the lambda
+        */
+
+       cons->car = ao_lisp_stack_poly(new);
+       cons->cdr = AO_LISP_NIL;
+       v = ao_lisp_lambda_eval();
+       ao_lisp_stack->sexprs = v;
+       ao_lisp_stack->state = eval_progn;
+       return AO_LISP_NIL;
+}