src/lib.4th

   1 : / /MOD SWAP DROP ;
   2 : MOD /MOD DROP ;
   3 : */ -ROT * SWAP / ;
   4
   5 : NEGATE 0 SWAP - ;
   6
   7 : TRUE -1 ;
   8 : FALSE 0 ;
   9 : NOT 0= ;
  10
  11 : CELLS ; \ Allow for slightly more portable code
  12
  13 : DEPTH PSP@ PSP0 @ - ;
  14
  15 : '\n' 10 ;
  16 : BL 32 ;
  17
  18 : LITERAL IMMEDIATE ' LIT , , ;
  19
  20 : ':' [ CHAR : ] LITERAL ;
  21 : ';' [ CHAR ; ] LITERAL ;
  22 : '(' [ CHAR ( ] LITERAL ;
  23 : ')' [ CHAR ) ] LITERAL ;
  24 : '<' [ CHAR < ] LITERAL ;
  25 : '>' [ CHAR > ] LITERAL ;
  26 : '"' [ CHAR " ] LITERAL ;
  27 : 'A' [ CHAR A ] LITERAL ;
  28 : '0' [ CHAR 0 ] LITERAL ;
  29 : '-' [ CHAR - ] LITERAL ;
  30 : '.' [ CHAR . ] LITERAL ;
  31
  32 : CR '\n' emit ;
  33 : SPACE BL emit ;
  34
  35 : [COMPILE] IMMEDIATE
  36         WORD            \ get the next word
  37         FIND            \ find it in the dictionary
  38         >CFA            \ get its codeword
  39         ,               \ and compile that
  40 ;
  41
  42 : RECURSE IMMEDIATE
  43         LATEST @        \ LATEST points to the word being compiled at the moment
  44         >CFA            \ get the codeword
  45         ,               \ compile it
  46 ;
  47
  48 : DEBUGON TRUE DEBUG ! ;
  49 : DEBUGOFF FALSE DEBUG ! ;
  50
  51 \ CONTROL STRUCTURES ----------------------------------------------------------------------
  52
  53 : IF IMMEDIATE
  54         ' 0BRANCH ,     \ compile 0BRANCH
  55         HERE @          \ save location of the offset on the stack
  56         0 ,             \ compile a dummy offset
  57 ;
  58
  59 : THEN IMMEDIATE
  60         DUP
  61         HERE @ SWAP -   \ calculate the offset from the address saved on the stack
  62         SWAP !          \ store the offset in the back-filled location
  63 ;
  64
  65 : ELSE IMMEDIATE
  66         ' BRANCH ,      \ definite branch to just over the false-part
  67         HERE @          \ save location of the offset on the stack
  68         0 ,             \ compile a dummy offset
  69         SWAP            \ now back-fill the original (IF) offset
  70         DUP             \ same as for THEN word above
  71         HERE @ SWAP -
  72         SWAP !
  73 ;
  74
  75 : BEGIN IMMEDIATE
  76         HERE @          \ save location on the stack
  77 ;
  78
  79 : UNTIL IMMEDIATE
  80         ' 0BRANCH ,     \ compile 0BRANCH
  81         HERE @ -        \ calculate the offset from the address saved on the stack
  82         ,               \ compile the offset here
  83 ;
  84
  85 : AGAIN IMMEDIATE
  86         ' BRANCH ,      \ compile BRANCH
  87         HERE @ -        \ calculate the offset back
  88         ,               \ compile the offset here
  89 ;
  90
  91 : WHILE IMMEDIATE
  92         ' 0BRANCH ,     \ compile 0BRANCH
  93         HERE @          \ save location of the offset2 on the stack
  94         0 ,             \ compile a dummy offset2
  95 ;
  96
  97 : REPEAT IMMEDIATE
  98         ' BRANCH ,      \ compile BRANCH
  99         SWAP            \ get the original offset (from BEGIN)
 100         HERE @ - ,      \ and compile it after BRANCH
 101         DUP
 102         HERE @ SWAP -   \ calculate the offset2
 103         SWAP !          \ and back-fill it in the original location
 104 ;
 105
 106 : UNLESS IMMEDIATE
 107         ' NOT ,         \ compile NOT (to reverse the test)
 108         [COMPILE] IF    \ continue by calling the normal IF
 109 ;
 110
 111 : DO IMMEDIATE
 112         ' LIT , -1 , [COMPILE] IF
 113         ' >R , ' >R ,
 114         ' LIT , HERE @ 0 , ' >R ,
 115         HERE @
 116 ;
 117
 118 : ?DO IMMEDIATE
 119         ' 2DUP , ' - , [COMPILE] IF
 120         ' >R , ' >R ,
 121         ' LIT , HERE @ 0 , ' >R ,
 122         HERE @
 123 ;
 124
 125 : I RSP@ 3 - @ ;
 126
 127 : J RSP@ 6 - @ ;
 128
 129 : ?LEAVE IMMEDIATE
 130         ' 0BRANCH , 13 ,
 131         ' R> , ' RDROP , ' RDROP ,
 132         ' LIT ,  HERE @ 7 + , ' DUP , ' -ROT , ' - , ' SWAP , ' ! ,
 133         ' BRANCH ,
 134         0 ,
 135 ;
 136
 137 : LEAVE IMMEDIATE
 138         ' LIT , -1 ,
 139         [COMPILE] ?LEAVE
 140 ;
 141
 142 : +LOOP IMMEDIATE
 143         ' DUP , \ Store copy of increment
 144
 145         ' R> , ' SWAP , ' R> , ' SWAP , ' R> , ' SWAP , ' + , ' 2DUP , ' - ,
 146         ' SWAP , ' >R , ' SWAP , ' >R , ' SWAP , ' >R ,
 147
 148         \ Condition differently depending on sign of increment
 149         ' SWAP , ' 0>= , [COMPILE] IF
 150             ' 0<= ,
 151         [COMPILE] ELSE
 152             ' 0> ,
 153         [COMPILE] THEN
 154
 155         \ Branch back to begining of loop kernel
 156         ' 0BRANCH , HERE @ - ,
 157
 158         \ Clean up
 159         ' RDROP , ' RDROP , ' RDROP ,
 160
 161         \ Record address of loop end for any LEAVEs to use
 162         HERE @ SWAP !
 163
 164         [COMPILE] ELSE
 165             ' 2DROP , \ Clean up if loop was entirely skipped (?DO)
 166         [COMPILE] THEN
 167 ;
 168
 169 : LOOP IMMEDIATE
 170         ' LIT , 1 ,
 171         [COMPILE] +LOOP
 172 ;
 173
 174 \ COMMENTS ----------------------------------------------------------------------
 175
 176 : ( IMMEDIATE
 177         1               \ allowed nested parens by keeping track of depth
 178         BEGIN
 179                 KEY             \ read next character
 180                 DUP '(' = IF    \ open paren?
 181                         DROP            \ drop the open paren
 182                         1+              \ depth increases
 183                 ELSE
 184                         ')' = IF        \ close paren?
 185                                 1-              \ depth decreases
 186                         THEN
 187                 THEN
 188         DUP 0= UNTIL            \ continue until we reach matching close paren, depth 0
 189         DROP            \ drop the depth counter
 190 ;
 191
 192 ( Some more complicated stack examples, showing the stack notation. )
 193 : NIP ( x y -- y ) SWAP DROP ;
 194 : TUCK ( x y -- y x y ) DUP -ROT ;
 195 : PICK ( x_u ... x_1 x_0 u -- x_u ... x_1 x_0 x_u )
 196         1+              ( add one because of 'u' on the stack )
 197         PSP@ SWAP -     ( add to the stack pointer )
 198         @               ( and fetch )
 199 ;
 200 : ROLL ( x_u x_u-1... x_0 u -- x_u-1 ... x_0 x_u )
 201         1+ DUP PICK SWAP    ( x_u x_u-1 ... x_0 x_u u+1 )
 202         PSP@ 1- SWAP - PSP@ 2- SWAP
 203         DO
 204             i 1+ @ i !
 205         LOOP
 206         SWAP DROP
 207 ;
 208
 209 ( With the looping constructs, we can now write SPACES, which writes n spaces to stdout. )
 210 : SPACES        ( n -- )
 211         DUP 0> IF
 212             0 DO SPACE LOOP
 213         ELSE
 214             DROP
 215         THEN
 216 ;
 217
 218 ( Standard words for manipulating BASE. )
 219 : DECIMAL ( -- ) 10 BASE ! ;
 220 : HEX ( -- ) 16 BASE ! ;
 221
 222 ( Compute absolute value. )
 223 : ABS           ( n -- |n| )
 224         dup 0< if
 225                 negate
 226         then
 227 ;
 228
 229 : MAX           ( n m -- max )
 230         2dup - 0< if
 231                 swap drop
 232         else
 233                 drop
 234         then
 235 ;
 236
 237 : MIN           ( n m -- max )
 238         2dup - 0> if
 239                 swap drop
 240         else
 241                 drop
 242         then
 243 ;
 244
 245 ( PRINTING NUMBERS ---------------------------------------------------------------------- )
 246
 247 ( This is the underlying recursive definition of U. )
 248 : U.            ( u -- )
 249         BASE @ /MOD     ( width rem quot )
 250         ?DUP IF                 ( if quotient <> 0 then )
 251                 RECURSE         ( print the quotient )
 252         THEN
 253
 254         ( print the remainder )
 255         DUP 10 < IF
 256                 '0'             ( decimal digits 0..9 )
 257         ELSE
 258                 10 -            ( hex and beyond digits A..Z )
 259                 'A'
 260         THEN
 261         +
 262         EMIT
 263 ;
 264
 265 ( This word returns the width (in characters) of an unsigned number in the current base )
 266 : UWIDTH        ( u -- width )
 267         BASE @ /        ( rem quot )
 268         ?DUP IF         ( if quotient <> 0 then )
 269                 RECURSE 1+      ( return 1+recursive call )
 270         ELSE
 271                 1               ( return 1 )
 272         THEN
 273 ;
 274
 275 : U.R           ( u width -- )
 276         SWAP            ( width u )
 277         DUP             ( width u u )
 278         UWIDTH          ( width u uwidth )
 279         ROT            ( u uwidth width )
 280         SWAP -          ( u width-uwidth )
 281         ( At this point if the requested width is narrower, we'll have a negative number on the stack.
 282           Otherwise the number on the stack is the number of spaces to print.  But SPACES won't print
 283           a negative number of spaces anyway, so it's now safe to call SPACES ... )
 284         SPACES
 285         ( ... and then call the underlying implementation of U. )
 286         U.
 287 ;
 288
 289 : .R            ( n width -- )
 290         SWAP            ( width n )
 291         DUP 0< IF
 292                 NEGATE          ( width u )
 293                 1               ( save a flag to remember that it was negative | width n 1 )
 294                 -ROT             ( 1 width u )
 295                 SWAP            ( 1 u width )
 296                 1-              ( 1 u width-1 )
 297         ELSE
 298                 0               ( width u 0 )
 299                 -ROT             ( 0 width u )
 300                 SWAP            ( 0 u width )
 301         THEN
 302         SWAP            ( flag width u )
 303         DUP             ( flag width u u )
 304         UWIDTH          ( flag width u uwidth )
 305         ROT            ( flag u uwidth width )
 306         SWAP -          ( flag u width-uwidth )
 307
 308         SPACES          ( flag u )
 309         SWAP            ( u flag )
 310
 311         IF                      ( was it negative? print the - character )
 312                 '-' EMIT
 313         THEN
 314
 315         U.
 316 ;
 317
 318 : . 0 .R SPACE ;
 319
 320 : .S            ( -- )
 321         '<' EMIT DEPTH U. '>' EMIT SPACE
 322         PSP0 @ 1+
 323         BEGIN
 324                 DUP PSP@ 2 - <=
 325         WHILE
 326                 DUP @ .
 327                 1+
 328         REPEAT
 329         DROP
 330 ;
 331
 332 : U. U. SPACE ;
 333
 334 ( ? fetches the integer at an address and prints it. )
 335 : ? ( addr -- ) @ . ;
 336
 337 ( c a b WITHIN returns true if a <= c and c < b )
 338 : WITHIN
 339         -ROT             ( b c a )
 340         OVER            ( b c a c )
 341         <= IF
 342                 > IF            ( b c -- )
 343                         TRUE
 344                 ELSE
 345                         FALSE
 346                 THEN
 347         ELSE
 348                 2DROP           ( b c -- )
 349                 FALSE
 350         THEN
 351 ;