Added some type conversion prims.
[scheme.forth.jl.git] / scheme.4th
index 120edd2..644ee19 100644 (file)
@@ -6,17 +6,18 @@ include defer-is.4th
 
 \ ------ Types ------
 
-0 constant number-type
+0 constant fixnum-type
 1 constant boolean-type
 2 constant character-type
 3 constant string-type
 4 constant nil-type
 5 constant pair-type
 6 constant symbol-type
+7 constant primitive-type
 : istype? ( obj type -- obj bool )
     over = ;
 
-\ ------ Memory ------
+\ ------ Cons cell memory ------ {{{
 
 1000 constant N
 create car-cells N allot
@@ -50,10 +51,27 @@ variable nextfree
     cdr-type-cells + @
 ;
 
+: set-car! ( obj pair-obj -- )
+    drop dup
+    rot swap  car-type-cells + !
+    car-cells + !
+;
+
+: set-cdr! ( obj pair-obj -- )
+    drop dup
+    rot swap  cdr-type-cells + !
+    cdr-cells + !
+;
+
+: caar car car ;
+: cadr cdr car ;
+: cdar car cdr ;
+: cddr cdr cdr ;
+
 : nil 0 nil-type ;
 : nil? nil-type istype? ;
 
-: objvar create 0 , 0 , ;
+: objvar create nil swap , , ;
 
 : value@ ( objvar -- val ) @ ;
 : type@ ( objvar -- type ) 1+ @ ;
@@ -62,10 +80,28 @@ variable nextfree
 : setobj ( newobj objvar -- ) dup rot swap 1+ ! ! ; 
 : fetchobj ( objvar -- obj ) dup @ swap 1+ @ ; 
 
-objvar symbol-table
-nil symbol-table setobj
+: objeq? ( obj obj -- bool )
+    rot = -rot = and ;
+
+: 2rot ( a1 a2 b1 b2 c1 c2 -- b1 b2 c1 c2 a1 a2 )
+    >R >R ( a1 a2 b1 b2 )
+    2swap ( b1 b2 a1 a2 )
+    R> R> ( b1 b2 a1 a2 c1 c2 )
+    2swap
+;
+
+: -2rot ( a1 a2 b1 b2 c1 c2 -- c1 c2 a1 a2 b1 b2 )
+    2swap ( a1 a2 c1 c2 b1 b2 )
+    >R >R ( a1 a2 c1 c2 )
+    2swap ( c1 c2 a1 a2 )
+    R> R>
+;
+
+\ }}}
 
-\ ---- Pre-defined symbols ----
+\ ---- Pre-defined symbols ---- {{{
+
+objvar symbol-table
 
 : (create-symbol) ( addr n -- symbol-obj )
     dup 0= if
@@ -82,17 +118,202 @@ nil symbol-table setobj
 : create-symbol ( -- )
     bl word
     count
+
     (create-symbol)
     drop symbol-type
 
+    2dup
+
     symbol-table fetchobj
     cons
     symbol-table setobj
+
+    create swap , ,
+    does> dup @ swap 1+ @
+;
+
+create-symbol quote     quote-symbol
+create-symbol define    define-symbol
+create-symbol set!      set!-symbol
+create-symbol ok        ok-symbol
+create-symbol if        if-symbol
+
+\ }}}
+
+\ ---- Environments ---- {{{
+
+: enclosing-env ( env -- env )
+    cdr ;
+
+: first-frame ( env -- frame )
+    car ;
+
+: make-frame ( vars vals -- frame )
+    cons ;
+
+: frame-vars ( frame -- vars )
+    car ;
+
+: frame-vals ( frame -- vals )
+    cdr ;
+
+: add-binding ( var val frame -- )
+    2swap 2over frame-vals cons
+    2over set-cdr!
+    2swap 2over frame-vars cons
+    2swap set-car!
 ;
 
-create-symbol quote
+: extend-env ( vars vals env -- env )
+    >R >R
+    make-frame
+    R> R>
+    cons
+;
+
+objvar vars
+objvar vals
+
+: get-vars-vals-frame ( var frame -- bool )
+    2dup frame-vars vars setobj
+    frame-vals vals setobj
+
+    begin
+        vars fetchobj nil objeq? false =
+    while
+        2dup vars fetchobj car objeq? if
+            2drop true
+            exit
+        then
 
-\ ---- Read ----
+        vars fetchobj cdr vars setobj
+        vals fetchobj cdr vals setobj
+    repeat
+
+    2drop false
+;
+
+: get-vars-vals ( var env -- vars? vals? bool )
+
+    begin
+        2dup nil objeq? false =
+    while
+        2over 2over first-frame
+        get-vars-vals-frame if
+            2drop 2drop
+            vars fetchobj vals fetchobj true
+            exit
+        then
+
+        enclosing-env
+    repeat
+
+    2drop 2drop
+    false
+;
+
+hide vars
+hide vals
+
+: lookup-var ( var env -- val )
+    get-vars-vals if
+        2swap 2drop car
+    else
+        bold fg red ." Tried to read unbound variable." reset-term cr abort
+    then
+;
+
+: set-var ( var val env -- )
+    >R >R 2swap R> R> ( val var env )
+    get-vars-vals if
+        2swap 2drop ( val vals )
+        set-car!
+    else
+        bold fg red ." Tried to set unbound variable." reset-term cr abort
+    then
+;
+
+objvar env
+
+: define-var ( var val env -- )
+    env setobj 
+
+    2over env fetchobj ( var val var env )
+    get-vars-vals if
+        2swap 2drop ( var val vals )
+        set-car!
+        2drop
+    else
+        env fetchobj
+        first-frame ( var val frame )
+        add-binding
+    then
+;
+
+hide env
+
+objvar global-env
+nil nil nil extend-env
+global-env setobj
+
+\ }}}
+
+\ ---- Primitives ---- {{{
+
+: make-primitive ( cfa -- )
+    bl word
+    count
+
+    (create-symbol)
+    drop symbol-type
+    
+    2dup
+
+    symbol-table fetchobj
+    cons
+    symbol-table setobj
+
+    rot primitive-type ( var prim )
+    global-env fetchobj define-var
+;
+
+: arg-count-error
+            bold fg red ." Incorrect argument count." reset-term cr
+            abort
+;
+
+: ensure-arg-count ( args n -- )
+    dup 0= if
+        drop nil objeq? false = if
+            arg-count-error
+        then
+    else
+        -rot 2dup nil objeq? if
+            arg-count-error
+        then
+        
+        cdr rot 1- recurse
+    then
+;
+
+: arg-type-error
+            bold fg red ." Incorrect argument type." reset-term cr
+            abort
+;
+
+: ensure-arg-type ( arg type -- )
+    istype? false = if
+        arg-type-error
+    then
+;
+
+include scheme-primitives.4th
+
+\ }}}
+
+\ ---- Read ---- {{{
+
+defer read
 
 variable parse-idx
 variable stored-parse-idx
@@ -172,10 +393,20 @@ parse-idx-stack parse-idx-sp !
 : minus? ( -- bool )
     nextchar [char] - = ;
 
-: number? ( -- bool )
-    digit? minus? or false = if
-        false
-        exit
+: fixnum? ( -- bool )
+    minus? if
+        inc-parse-idx
+
+        delim? if
+            dec-parse-idx
+            false exit
+        else
+            dec-parse-idx
+        then
+    else
+        digit? false = if
+            false exit
+        then
     then
 
     push-parse-idx
@@ -261,30 +492,6 @@ parse-idx-stack parse-idx-sp !
 : string? ( -- bool )
     nextchar [char] " = ;
 
-: initial? ( -- bool )
-    nextchar [char] A >= nextchar [char] Z <= and if true exit then
-    nextchar [char] a >= nextchar [char] z <= and if true exit then
-    nextchar [char] * = if true exit then
-    nextchar [char] / = if true exit then
-    nextchar [char] > = if true exit then
-    nextchar [char] < = if true exit then
-    nextchar [char] = = if true exit then
-    nextchar [char] ? = if true exit then
-    nextchar [char] ! = if true exit then
-    false
-;
-
-: symbol? ( -- bool )
-    initial? if true exit then
-    nextchar [char] + =
-    nextchar [char] - = or if
-        inc-parse-idx
-        delim? if dec-parse-idx true exit then
-        dec-parse-idx
-    then
-    false
-;
-
 : readnum ( -- num-atom )
     minus? dup if
         inc-parse-idx
@@ -299,7 +506,7 @@ parse-idx-stack parse-idx-sp !
 
     swap if negate then
 
-    number-type
+    fixnum-type
 ;
 
 : readbool ( -- bool-atom )
@@ -425,8 +632,6 @@ parse-idx-stack parse-idx-sp !
     symbol-table setobj
 ;
 
-defer read
-
 : readpair ( -- pairobj )
     eatspaces
 
@@ -474,7 +679,7 @@ defer read
 
     eatspaces
 
-    number? if
+    fixnum? if
         readnum
         exit
     then
@@ -491,6 +696,7 @@ defer read
 
     string? if
         inc-parse-idx
+
         readstring
         drop string-type
 
@@ -500,11 +706,7 @@ defer read
         then
 
         inc-parse-idx
-        exit
-    then
 
-    symbol? if
-        readsymbol charlist>symbol
         exit
     then
 
@@ -527,34 +729,226 @@ defer read
         exit
     then
 
+    nextchar [char] ' = if
+        inc-parse-idx
+        quote-symbol recurse nil cons cons exit
+    then
+
     eof? if
         bold fg blue ." Moriturus te saluto." reset-term ."  ok" cr
         quit
     then
 
-    bold fg red ." Error parsing string starting at character '"
-    nextchar emit
-    ." '. Aborting." reset-term cr
-    abort
+    \ Anything else is parsed as a symbol
+    readsymbol charlist>symbol
 
 ; is read
 
-\ ---- Eval ----
+\ }}}
+
+\ ---- Eval ---- {{{
+
+defer eval
 
 : self-evaluating? ( obj -- obj bool )
-    true \ everything self-evaluating for now
+    boolean-type istype? if true exit then
+    fixnum-type istype? if true exit then
+    character-type istype? if true exit then
+    string-type istype? if true exit then
+    nil-type istype? if true exit then
+
+    false
 ;
 
-: eval
+: tagged-list? ( obj tag-obj -- obj bool )
+    2over 
+    pair-type istype? false = if
+        2drop 2drop false
+    else
+        car objeq?
+    then ;
+
+: quote? ( obj -- obj bool )
+    quote-symbol tagged-list?  ;
+
+: quote-body ( quote-obj -- quote-body-obj )
+    cadr ;
+
+: variable? ( obj -- obj bool )
+    symbol-type istype? ;
+
+: definition? ( obj -- obj bool )
+    define-symbol tagged-list? ;
+
+: definition-var ( obj -- var )
+    cdr car ;
+
+: definition-val ( obj -- val )
+    cdr cdr car ;
+
+: assignment? ( obj -- obj bool )
+    set!-symbol tagged-list? ;
+
+: assignment-var ( obj -- var )
+    cdr car ;
+    
+: assignment-val ( obj -- val )
+    cdr cdr car ;
+
+: eval-definition ( obj env -- res )
+    2swap 
+    2over 2over ( env obj env obj )
+    definition-val 2swap ( env obj valexp env )
+    eval  ( env obj val )
+    
+    2swap definition-var 2swap ( env var val )
+
+    2rot ( var val env )
+    define-var
+
+    ok-symbol
+;
+    
+: eval-assignment ( obj env -- res )
+    2swap 
+    2over 2over ( env obj env obj )
+    assignment-val 2swap ( env obj valexp env )
+    eval  ( env obj val )
+    
+    2swap assignment-var 2swap ( env var val )
+
+    2rot ( var val env )
+    set-var
+
+    ok-symbol
+;
+
+: if? ( obj -- obj bool )
+    if-symbol tagged-list? ;
+
+: if-predicate ( ifobj -- pred )
+    cdr car ;
+
+: if-consequent ( ifobj -- conseq )
+    cdr cdr car ;
+
+: if-alternative ( ifobj -- alt|false )
+    cdr cdr cdr
+    2dup nil objeq? if
+        2drop false
+    else
+        car
+    then ;
+
+: false? ( boolobj -- boolean )
+    boolean-type istype? if
+        false boolean-type objeq?
+    else
+        2drop false
+    then
+;
+
+: true? ( boolobj -- bool )
+    false? invert ;
+
+: application? ( obj -- obj bool)
+    pair-type istype? ;
+
+: operator ( obj -- operator )
+    car ;
+
+: operands ( obj -- operands )
+    cdr ;
+
+: nooperands? ( operands -- bool )
+    nil objeq? ;
+
+: first-operand ( operands -- operand )
+    car ;
+
+: rest-operands ( operands -- other-operands )
+    cdr ;
+
+: list-of-vals ( args env -- vals )
+    2swap
+
+    2dup nooperands? if
+        2swap 2drop
+    else
+        2over 2over first-operand 2swap eval
+        -2rot rest-operands 2swap recurse
+        cons
+    then
+;
+
+:noname ( obj env -- result )
+    2swap
+
     self-evaluating? if
+        2swap 2drop
+        exit
+    then
+
+    quote? if
+        quote-body
+        2swap 2drop
+        exit
+    then
+
+    variable? if
+        2swap lookup-var
+        exit
+    then
+
+    definition? if
+        2swap eval-definition
+        exit
+    then
+
+    assignment? if
+        2swap eval-assignment
+        exit
+    then
+
+    if? if
+        2over 2over
+        if-predicate
+        2swap eval 
+
+        true? if
+            if-consequent
+        else
+            if-alternative
+        then
+
+        2swap ['] eval goto
+    then
+
+    application? if
+        2over 2over
+        operator 2swap eval
+
+        primitive-type istype? false = if
+            bold fg red ." Object not applicable. Aboring." reset-term cr
+            abort
+        then
+
+        -2rot
+        operands 2swap list-of-vals
+
+        2swap drop execute
         exit
     then
 
     bold fg red ." Error evaluating expression - unrecognized type. Aborting." reset-term cr
     abort
-;
+; is eval
+
+\ }}}
 
-\ ---- Print ----
+\ ---- Print ---- {{{
+
+defer print
 
 : printnum ( numobj -- ) drop 0 .R ;
 
@@ -605,7 +999,6 @@ defer read
 : printnil ( nilobj -- )
     2drop ." ()" ;
 
-defer print
 : printpair ( pairobj -- )
     2dup
     car print
@@ -615,19 +1008,25 @@ defer print
     ."  . " print
 ;
 
+: printprim ( primobj -- )
+    2drop ." <primitive procedure>" ;
+
 :noname ( obj -- )
-    number-type istype? if printnum exit then
+    fixnum-type istype? if printnum exit then
     boolean-type istype? if printbool exit then
     character-type istype? if printchar exit then
     string-type istype? if printstring exit then
     symbol-type istype? if printsymbol exit then
     nil-type istype? if printnil exit then
     pair-type istype? if ." (" printpair ." )" exit then
+    primitive-type istype? if printprim exit then
 
     bold fg red ." Error printing expression - unrecognized type. Aborting" reset-term cr
     abort
 ; is print
 
+\ }}}
+
 \ ---- REPL ----
 
 : repl
@@ -639,9 +1038,11 @@ defer print
     begin
         cr bold fg green ." > " reset-term
         read
-        eval
+        global-env fetchobj eval
         fg cyan ." ; " print reset-term
     again
 ;
 
 forth definitions
+
+\ vim:fdm=marker