ecmalisp.lisp

   1 ;;; ecmalisp.lisp ---
   2
   3 ;; Copyright (C) 2012, 2013 David Vazquez
   4 ;; Copyright (C) 2012 Raimon Grau
   5
   6 ;; This program is free software: you can redistribute it and/or
   7 ;; modify it under the terms of the GNU General Public License as
   8 ;; published by the Free Software Foundation, either version 3 of the
   9 ;; License, or (at your option) any later version.
  10 ;;
  11 ;; This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  12 ;; WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13 ;; MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14 ;; General Public License for more details.
  15 ;;
  16 ;; You should have received a copy of the GNU General Public License
  17 ;; along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  18
  19 ;;; This code is executed when ecmalisp compiles this file
  20 ;;; itself. The compiler provides compilation of some special forms,
  21 ;;; as well as funcalls and macroexpansion, but no functions. So, we
  22 ;;; define the Lisp world from scratch. This code has to define enough
  23 ;;; language to the compiler to be able to run.
  24
  25 #+ecmalisp
  26 (progn
  27   (eval-when-compile
  28     (%compile-defmacro 'defmacro
  29                        '(lambda (name args &rest body)
  30                          `(eval-when-compile
  31                             (%compile-defmacro ',name
  32                                                '(lambda ,(mapcar (lambda (x)
  33                                                                    (if (eq x '&body)
  34                                                                        '&rest
  35                                                                        x))
  36                                                                  args)
  37                                                  ,@body))))))
  38
  39   (defmacro declaim (&rest decls)
  40     `(eval-when-compile
  41        ,@(mapcar (lambda (decl) `(!proclaim ',decl)) decls)))
  42
  43   (declaim (constant nil t))
  44   (setq nil 'nil)
  45   (setq t 't)
  46
  47   (defmacro when (condition &body body)
  48     `(if ,condition (progn ,@body) nil))
  49
  50   (defmacro unless (condition &body body)
  51     `(if ,condition nil (progn ,@body)))
  52
  53   (defmacro defvar (name value &optional docstring)
  54     `(progn
  55        (unless (boundp ',name) (setq ,name ,value))
  56        ,@(when (stringp docstring) `((oset ',name "vardoc" ,docstring)))
  57        ',name))
  58
  59   (defmacro defparameter (name value &optional docstring)
  60     `(progn
  61        (setq ,name ,value)
  62        ,@(when (stringp docstring) `((oset ',name "vardoc" ,docstring)))
  63        ',name))
  64
  65   (defmacro named-lambda (name args &rest body)
  66     (let ((x (gensym "FN")))
  67       `(let ((,x (lambda ,args ,@body)))
  68          (oset ,x "fname" ,name)
  69          ,x)))
  70
  71   (defmacro defun (name args &rest body)
  72     `(progn
  73        (declaim (non-overridable ,name))
  74        (fset ',name
  75              (named-lambda ,(symbol-name name) ,args
  76                ,@(if (and (stringp (car body)) (not (null (cdr body))))
  77                      `(,(car body) (block ,name ,@(cdr body)))
  78                      `((block ,name ,@body)))))
  79        ',name))
  80
  81   (defvar *package* (new))
  82
  83   (defun null (x)
  84     (eq x nil))
  85
  86   (defmacro return (&optional value)
  87     `(return-from nil ,value))
  88
  89   (defmacro while (condition &body body)
  90     `(block nil (%while ,condition ,@body)))
  91
  92   (defun internp (name)
  93     (in name *package*))
  94
  95   (defun intern (name)
  96     (if (internp name)
  97         (oget *package* name)
  98         (oset *package* name (make-symbol name))))
  99
 100   (defun find-symbol (name)
 101     (oget *package* name))
 102
 103   (defvar *gensym-counter* 0)
 104   (defun gensym (&optional (prefix "G"))
 105     (setq *gensym-counter* (+ *gensym-counter* 1))
 106     (make-symbol (concat-two prefix (integer-to-string *gensym-counter*))))
 107
 108   (defun boundp (x)
 109     (boundp x))
 110
 111   ;; Basic functions
 112   (defun = (x y) (= x y))
 113   (defun + (x y) (+ x y))
 114   (defun - (x y) (- x y))
 115   (defun * (x y) (* x y))
 116   (defun / (x y) (/ x y))
 117   (defun 1+ (x) (+ x 1))
 118   (defun 1- (x) (- x 1))
 119   (defun zerop (x) (= x 0))
 120   (defun truncate (x y) (floor (/ x y)))
 121
 122   (defun eql (x y) (eq x y))
 123
 124   (defun not (x) (if x nil t))
 125
 126   (defun cons (x y ) (cons x y))
 127   (defun consp (x) (consp x))
 128
 129   (defun car (x)
 130     "Return the CAR part of a cons, or NIL if X is null."
 131     (car x))
 132
 133   (defun cdr (x) (cdr x))
 134   (defun caar (x) (car (car x)))
 135   (defun cadr (x) (car (cdr x)))
 136   (defun cdar (x) (cdr (car x)))
 137   (defun cddr (x) (cdr (cdr x)))
 138   (defun caddr (x) (car (cdr (cdr x))))
 139   (defun cdddr (x) (cdr (cdr (cdr x))))
 140   (defun cadddr (x) (car (cdr (cdr (cdr x)))))
 141   (defun first (x) (car x))
 142   (defun second (x) (cadr x))
 143   (defun third (x) (caddr x))
 144   (defun fourth (x) (cadddr x))
 145
 146   (defun list (&rest args) args)
 147   (defun atom (x)
 148     (not (consp x)))
 149
 150   ;; Basic macros
 151
 152   (defmacro incf (x &optional (delta 1))
 153     `(setq ,x (+ ,x ,delta)))
 154
 155   (defmacro decf (x &optional (delta 1))
 156     `(setq ,x (- ,x ,delta)))
 157
 158   (defmacro push (x place)
 159     `(setq ,place (cons ,x ,place)))
 160
 161   (defmacro dolist (iter &body body)
 162     (let ((var (first iter))
 163           (g!list (gensym)))
 164       `(block nil
 165          (let ((,g!list ,(second iter))
 166                (,var nil))
 167            (%while ,g!list
 168                    (setq ,var (car ,g!list))
 169                    (tagbody ,@body)
 170                    (setq ,g!list (cdr ,g!list)))
 171            ,(third iter)))))
 172
 173   (defmacro dotimes (iter &body body)
 174     (let ((g!to (gensym))
 175           (var (first iter))
 176           (to (second iter))
 177           (result (third iter)))
 178       `(block nil
 179          (let ((,var 0)
 180                (,g!to ,to))
 181            (%while (< ,var ,g!to)
 182                    (tagbody ,@body)
 183                    (incf ,var))
 184            ,result))))
 185
 186   (defmacro cond (&rest clausules)
 187     (if (null clausules)
 188         nil
 189         (if (eq (caar clausules) t)
 190             `(progn ,@(cdar clausules))
 191             `(if ,(caar clausules)
 192                  (progn ,@(cdar clausules))
 193                  (cond ,@(cdr clausules))))))
 194
 195   (defmacro case (form &rest clausules)
 196     (let ((!form (gensym)))
 197       `(let ((,!form ,form))
 198          (cond
 199            ,@(mapcar (lambda (clausule)
 200                        (if (eq (car clausule) t)
 201                            clausule
 202                            `((eql ,!form ',(car clausule))
 203                              ,@(cdr clausule))))
 204                      clausules)))))
 205
 206   (defmacro ecase (form &rest clausules)
 207     `(case ,form
 208        ,@(append
 209           clausules
 210           `((t
 211              (error "ECASE expression failed."))))))
 212
 213   (defmacro and (&rest forms)
 214     (cond
 215       ((null forms)
 216        t)
 217       ((null (cdr forms))
 218        (car forms))
 219       (t
 220        `(if ,(car forms)
 221             (and ,@(cdr forms))
 222             nil))))
 223
 224   (defmacro or (&rest forms)
 225     (cond
 226       ((null forms)
 227        nil)
 228       ((null (cdr forms))
 229        (car forms))
 230       (t
 231        (let ((g (gensym)))
 232          `(let ((,g ,(car forms)))
 233             (if ,g ,g (or ,@(cdr forms))))))))
 234
 235   (defmacro prog1 (form &body body)
 236     (let ((value (gensym)))
 237       `(let ((,value ,form))
 238          ,@body
 239          ,value)))
 240
 241   (defmacro prog2 (form1 result &body body)
 242     `(prog1 (progn ,form1 ,result) ,@body)))
 243
 244
 245 ;;; This couple of helper functions will be defined in both Common
 246 ;;; Lisp and in Ecmalisp.
 247 (defun ensure-list (x)
 248   (if (listp x)
 249       x
 250       (list x)))
 251
 252 (defun !reduce (func list initial)
 253   (if (null list)
 254       initial
 255       (!reduce func
 256                (cdr list)
 257                (funcall func initial (car list)))))
 258
 259 ;;; Go on growing the Lisp language in Ecmalisp, with more high
 260 ;;; level utilities as well as correct versions of other
 261 ;;; constructions.
 262 #+ecmalisp
 263 (progn
 264   (defun append-two (list1 list2)
 265     (if (null list1)
 266         list2
 267         (cons (car list1)
 268               (append (cdr list1) list2))))
 269
 270   (defun append (&rest lists)
 271     (!reduce #'append-two lists '()))
 272
 273   (defun revappend (list1 list2)
 274     (while list1
 275       (push (car list1) list2)
 276       (setq list1 (cdr list1)))
 277     list2)
 278
 279   (defun reverse (list)
 280     (revappend list '()))
 281
 282   (defun list-length (list)
 283     (let ((l 0))
 284       (while (not (null list))
 285         (incf l)
 286         (setq list (cdr list)))
 287       l))
 288
 289   (defun length (seq)
 290     (if (stringp seq)
 291         (string-length seq)
 292         (list-length seq)))
 293
 294   (defun concat-two (s1 s2)
 295     (concat-two s1 s2))
 296
 297   (defun mapcar (func list)
 298     (if (null list)
 299         '()
 300         (cons (funcall func (car list))
 301               (mapcar func (cdr list)))))
 302
 303   (defun identity (x) x)
 304
 305   (defun copy-list (x)
 306     (mapcar #'identity x))
 307
 308   (defun code-char (x) x)
 309   (defun char-code (x) x)
 310   (defun char= (x y) (= x y))
 311
 312   (defun integerp (x)
 313     (and (numberp x) (= (floor x) x)))
 314
 315   (defun plusp (x) (< 0 x))
 316   (defun minusp (x) (< x 0))
 317
 318   (defun listp (x)
 319     (or (consp x) (null x)))
 320
 321   (defun nthcdr (n list)
 322     (while (and (plusp n) list)
 323       (setq n (1- n))
 324       (setq list (cdr list)))
 325     list)
 326
 327   (defun nth (n list)
 328     (car (nthcdr n list)))
 329
 330   (defun last (x)
 331     (while (consp (cdr x))
 332       (setq x (cdr x)))
 333     x)
 334
 335   (defun butlast (x)
 336     (and (consp (cdr x))
 337          (cons (car x) (butlast (cdr x)))))
 338
 339   (defun member (x list)
 340     (while list
 341       (when (eql x (car list))
 342         (return list))
 343       (setq list (cdr list))))
 344
 345   (defun remove (x list)
 346     (cond
 347       ((null list)
 348        nil)
 349       ((eql x (car list))
 350        (remove x (cdr list)))
 351       (t
 352        (cons (car list) (remove x (cdr list))))))
 353
 354   (defun remove-if (func list)
 355     (cond
 356       ((null list)
 357        nil)
 358       ((funcall func (car list))
 359        (remove-if func (cdr list)))
 360       (t
 361        (cons (car list) (remove-if func (cdr list))))))
 362
 363   (defun remove-if-not (func list)
 364     (cond
 365       ((null list)
 366        nil)
 367       ((funcall func (car list))
 368        (cons (car list) (remove-if-not func (cdr list))))
 369       (t
 370        (remove-if-not func (cdr list)))))
 371
 372   (defun digit-char-p (x)
 373     (if (and (<= #\0 x) (<= x #\9))
 374         (- x #\0)
 375         nil))
 376
 377   (defun subseq (seq a &optional b)
 378     (cond
 379       ((stringp seq)
 380        (if b
 381            (slice seq a b)
 382            (slice seq a)))
 383       (t
 384        (error "Unsupported argument."))))
 385
 386   (defun parse-integer (string)
 387     (let ((value 0)
 388           (index 0)
 389           (size (length string)))
 390       (while (< index size)
 391         (setq value (+ (* value 10) (digit-char-p (char string index))))
 392         (incf index))
 393       value))
 394
 395   (defun some (function seq)
 396     (cond
 397       ((stringp seq)
 398        (let ((index 0)
 399              (size (length seq)))
 400          (while (< index size)
 401            (when (funcall function (char seq index))
 402              (return-from some t))
 403            (incf index))
 404          nil))
 405       ((listp seq)
 406        (dolist (x seq nil)
 407          (when (funcall function x)
 408            (return t))))
 409       (t
 410        (error "Unknown sequence."))))
 411
 412   (defun every (function seq)
 413     (cond
 414       ((stringp seq)
 415        (let ((index 0)
 416              (size (length seq)))
 417          (while (< index size)
 418            (unless (funcall function (char seq index))
 419              (return-from every nil))
 420            (incf index))
 421          t))
 422       ((listp seq)
 423        (dolist (x seq t)
 424          (unless (funcall function x)
 425            (return))))
 426       (t
 427        (error "Unknown sequence."))))
 428
 429   (defun assoc (x alist)
 430     (while alist
 431       (if (eql x (caar alist))
 432           (return)
 433           (setq alist (cdr alist))))
 434     (car alist))
 435
 436   (defun string= (s1 s2)
 437     (equal s1 s2))
 438
 439   (defun fdefinition (x)
 440     (cond
 441       ((functionp x)
 442        x)
 443       ((symbolp x)
 444        (symbol-function x))
 445       (t
 446        (error "Invalid function"))))
 447
 448   (defun disassemble (function)
 449     (write-line (lambda-code (fdefinition function)))
 450     nil)
 451
 452   (defun documentation (x type)
 453     "Return the documentation of X. TYPE must be the symbol VARIABLE or FUNCTION."
 454     (ecase type
 455       (function
 456        (let ((func (fdefinition x)))
 457          (oget func "docstring")))
 458       (variable
 459        (unless (symbolp x)
 460          (error "Wrong argument type! it should be a symbol"))
 461        (oget x "vardoc"))))
 462   )
 463
 464 ;;; The compiler offers some primitives and special forms which are
 465 ;;; not found in Common Lisp, for instance, while. So, we grow Common
 466 ;;; Lisp a bit to it can execute the rest of the file.
 467 #+common-lisp
 468 (progn
 469   (defmacro while (condition &body body)
 470     `(do ()
 471          ((not ,condition))
 472        ,@body))
 473
 474   (defmacro eval-when-compile (&body body)
 475     `(eval-when (:compile-toplevel :load-toplevel :execute)
 476        ,@body))
 477
 478   (defun concat-two (s1 s2)
 479     (concatenate 'string s1 s2))
 480
 481   (defun setcar (cons new)
 482     (setf (car cons) new))
 483   (defun setcdr (cons new)
 484     (setf (cdr cons) new)))
 485
 486 ;;; At this point, no matter if Common Lisp or ecmalisp is compiling
 487 ;;; from here, this code will compile on both. We define some helper
 488 ;;; functions now for string manipulation and so on. They will be
 489 ;;; useful in the compiler, mostly.
 490
 491 (defvar *newline* (string (code-char 10)))
 492
 493 (defun concat (&rest strs)
 494   (!reduce #'concat-two strs ""))
 495
 496 (defmacro concatf (variable &body form)
 497   `(setq ,variable (concat ,variable (progn ,@form))))
 498
 499 ;;; Concatenate a list of strings, with a separator
 500 (defun join (list &optional (separator ""))
 501   (cond
 502     ((null list)
 503      "")
 504     ((null (cdr list))
 505      (car list))
 506     (t
 507      (concat (car list)
 508              separator
 509              (join (cdr list) separator)))))
 510
 511 (defun join-trailing (list &optional (separator ""))
 512   (if (null list)
 513       ""
 514       (concat (car list) separator (join-trailing (cdr list) separator))))
 515
 516 (defun mapconcat (func list)
 517   (join (mapcar func list)))
 518
 519 ;;; Like CONCAT, but prefix each line with four spaces. Two versions
 520 ;;; of this function are available, because the Ecmalisp version is
 521 ;;; very slow and bootstraping was annoying.
 522
 523 #+ecmalisp
 524 (defun indent (&rest string)
 525   (let ((input (join string)))
 526     (let ((output "")
 527           (index 0)
 528           (size (length input)))
 529       (when (plusp (length input)) (concatf output "    "))
 530       (while (< index size)
 531         (let ((str
 532                (if (and (char= (char input index) #\newline)
 533                         (< index (1- size))
 534                         (not (char= (char input (1+ index)) #\newline)))
 535                    (concat (string #\newline) "    ")
 536                    (string (char input index)))))
 537           (concatf output str))
 538         (incf index))
 539       output)))
 540
 541 #+common-lisp
 542 (defun indent (&rest string)
 543   (with-output-to-string (*standard-output*)
 544     (with-input-from-string (input (join string))
 545       (loop
 546          for line = (read-line input nil)
 547          while line
 548          do (write-string "    ")
 549          do (write-line line)))))
 550
 551
 552 (defun integer-to-string (x)
 553   (cond
 554     ((zerop x)
 555      "0")
 556     ((minusp x)
 557      (concat "-" (integer-to-string (- 0 x))))
 558     (t
 559      (let ((digits nil))
 560        (while (not (zerop x))
 561          (push (mod x 10) digits)
 562          (setq x (truncate x 10)))
 563        (join (mapcar (lambda (d) (string (char "0123456789" d)))
 564                      digits))))))
 565
 566
 567 ;;; Wrap X with a Javascript code to convert the result from
 568 ;;; Javascript generalized booleans to T or NIL.
 569 (defun js!bool (x)
 570   (concat "(" x "?" (ls-compile t) ": " (ls-compile nil) ")"))
 571
 572 ;;; Concatenate the arguments and wrap them with a self-calling
 573 ;;; Javascript anonymous function. It is used to make some Javascript
 574 ;;; statements valid expressions and provide a private scope as well.
 575 ;;; It could be defined as function, but we could do some
 576 ;;; preprocessing in the future.
 577 (defmacro js!selfcall (&body body)
 578   `(concat "(function(){" *newline* (indent ,@body) "})()"))
 579
 580
 581 ;;; Printer
 582
 583 #+ecmalisp
 584 (progn
 585   (defun prin1-to-string (form)
 586     (cond
 587       ((symbolp form) (symbol-name form))
 588       ((integerp form) (integer-to-string form))
 589       ((stringp form) (concat "\"" (escape-string form) "\""))
 590       ((functionp form)
 591        (let ((name (oget form "fname")))
 592          (if name
 593              (concat "#<FUNCTION " name ">")
 594              (concat "#<FUNCTION>"))))
 595       ((listp form)
 596        (concat "("
 597                (join-trailing (mapcar #'prin1-to-string (butlast form)) " ")
 598                (let ((last (last form)))
 599                  (if (null (cdr last))
 600                      (prin1-to-string (car last))
 601                      (concat (prin1-to-string (car last)) " . " (prin1-to-string (cdr last)))))
 602                ")"))))
 603
 604   (defun write-line (x)
 605     (write-string x)
 606     (write-string *newline*)
 607     x)
 608
 609   (defun warn (string)
 610     (write-string "WARNING: ")
 611     (write-line string))
 612
 613   (defun print (x)
 614     (write-line (prin1-to-string x))
 615     x))
 616
 617
 618 ;;;; Reader
 619
 620 ;;; The Lisp reader, parse strings and return Lisp objects. The main
 621 ;;; entry points are `ls-read' and `ls-read-from-string'.
 622
 623 (defun make-string-stream (string)
 624   (cons string 0))
 625
 626 (defun %peek-char (stream)
 627   (and (< (cdr stream) (length (car stream)))
 628        (char (car stream) (cdr stream))))
 629
 630 (defun %read-char (stream)
 631   (and (< (cdr stream) (length (car stream)))
 632        (prog1 (char (car stream) (cdr stream))
 633          (setcdr stream (1+ (cdr stream))))))
 634
 635 (defun whitespacep (ch)
 636   (or (char= ch #\space) (char= ch #\newline) (char= ch #\tab)))
 637
 638 (defun skip-whitespaces (stream)
 639   (let (ch)
 640     (setq ch (%peek-char stream))
 641     (while (and ch (whitespacep ch))
 642       (%read-char stream)
 643       (setq ch (%peek-char stream)))))
 644
 645 (defun terminalp (ch)
 646   (or (null ch) (whitespacep ch) (char= #\) ch) (char= #\( ch)))
 647
 648 (defun read-until (stream func)
 649   (let ((string "")
 650         (ch))
 651     (setq ch (%peek-char stream))
 652     (while (and ch (not (funcall func ch)))
 653       (setq string (concat string (string ch)))
 654       (%read-char stream)
 655       (setq ch (%peek-char stream)))
 656     string))
 657
 658 (defun skip-whitespaces-and-comments (stream)
 659   (let (ch)
 660     (skip-whitespaces stream)
 661     (setq ch (%peek-char stream))
 662     (while (and ch (char= ch #\;))
 663       (read-until stream (lambda (x) (char= x #\newline)))
 664       (skip-whitespaces stream)
 665       (setq ch (%peek-char stream)))))
 666
 667 (defun %read-list (stream)
 668   (skip-whitespaces-and-comments stream)
 669   (let ((ch (%peek-char stream)))
 670     (cond
 671       ((null ch)
 672        (error "Unspected EOF"))
 673       ((char= ch #\))
 674        (%read-char stream)
 675        nil)
 676       ((char= ch #\.)
 677        (%read-char stream)
 678        (prog1 (ls-read stream)
 679          (skip-whitespaces-and-comments stream)
 680          (unless (char= (%read-char stream) #\))
 681            (error "')' was expected."))))
 682       (t
 683        (cons (ls-read stream) (%read-list stream))))))
 684
 685 (defun read-string (stream)
 686   (let ((string "")
 687         (ch nil))
 688     (setq ch (%read-char stream))
 689     (while (not (eql ch #\"))
 690       (when (null ch)
 691         (error "Unexpected EOF"))
 692       (when (eql ch #\\)
 693         (setq ch (%read-char stream)))
 694       (setq string (concat string (string ch)))
 695       (setq ch (%read-char stream)))
 696     string))
 697
 698 (defun read-sharp (stream)
 699   (%read-char stream)
 700   (ecase (%read-char stream)
 701     (#\'
 702      (list 'function (ls-read stream)))
 703     (#\\
 704      (let ((cname
 705             (concat (string (%read-char stream))
 706                     (read-until stream #'terminalp))))
 707        (cond
 708          ((string= cname "space") (char-code #\space))
 709          ((string= cname "tab") (char-code #\tab))
 710          ((string= cname "newline") (char-code #\newline))
 711          (t (char-code (char cname 0))))))
 712     (#\+
 713      (let ((feature (read-until stream #'terminalp)))
 714        (cond
 715          ((string= feature "common-lisp")
 716           (ls-read stream)              ;ignore
 717           (ls-read stream))
 718          ((string= feature "ecmalisp")
 719           (ls-read stream))
 720          (t
 721           (error "Unknown reader form.")))))))
 722
 723 (defvar *eof* (make-symbol "EOF"))
 724 (defun ls-read (stream)
 725   (skip-whitespaces-and-comments stream)
 726   (let ((ch (%peek-char stream)))
 727     (cond
 728       ((null ch)
 729        *eof*)
 730       ((char= ch #\()
 731        (%read-char stream)
 732        (%read-list stream))
 733       ((char= ch #\')
 734        (%read-char stream)
 735        (list 'quote (ls-read stream)))
 736       ((char= ch #\`)
 737        (%read-char stream)
 738        (list 'backquote (ls-read stream)))
 739       ((char= ch #\")
 740        (%read-char stream)
 741        (read-string stream))
 742       ((char= ch #\,)
 743        (%read-char stream)
 744        (if (eql (%peek-char stream) #\@)
 745            (progn (%read-char stream) (list 'unquote-splicing (ls-read stream)))
 746            (list 'unquote (ls-read stream))))
 747       ((char= ch #\#)
 748        (read-sharp stream))
 749       (t
 750        (let ((string (read-until stream #'terminalp)))
 751          (if (every #'digit-char-p string)
 752              (parse-integer string)
 753              (intern (string-upcase string))))))))
 754
 755 (defun ls-read-from-string (string)
 756   (ls-read (make-string-stream string)))
 757
 758
 759 ;;;; Compiler
 760
 761 ;;; Translate the Lisp code to Javascript. It will compile the special
 762 ;;; forms. Some primitive functions are compiled as special forms
 763 ;;; too. The respective real functions are defined in the target (see
 764 ;;; the beginning of this file) as well as some primitive functions.
 765
 766 (defvar *compilation-unit-checks* '())
 767
 768 (defun make-binding (name type value &optional declarations)
 769   (list name type value declarations))
 770
 771 (defun binding-name (b) (first b))
 772 (defun binding-type (b) (second b))
 773 (defun binding-value (b) (third b))
 774 (defun binding-declarations (b) (fourth b))
 775
 776 (defun set-binding-value (b value)
 777   (setcar (cddr b) value))
 778
 779 (defun set-binding-declarations (b value)
 780   (setcar (cdddr b) value))
 781
 782 (defun push-binding-declaration (decl b)
 783   (set-binding-declarations b (cons decl (binding-declarations b))))
 784
 785
 786 (defun make-lexenv ()
 787   (list nil nil nil nil))
 788
 789 (defun copy-lexenv (lexenv)
 790   (copy-list lexenv))
 791
 792 (defun push-to-lexenv (binding lexenv namespace)
 793   (ecase namespace
 794     (variable   (setcar        lexenv  (cons binding (car lexenv))))
 795     (function   (setcar   (cdr lexenv) (cons binding (cadr lexenv))))
 796     (block      (setcar  (cddr lexenv) (cons binding (caddr lexenv))))
 797     (gotag      (setcar (cdddr lexenv) (cons binding (cadddr lexenv))))))
 798
 799 (defun extend-lexenv (bindings lexenv namespace)
 800   (let ((env (copy-lexenv lexenv)))
 801     (dolist (binding (reverse bindings) env)
 802       (push-to-lexenv binding env namespace))))
 803
 804 (defun lookup-in-lexenv (name lexenv namespace)
 805   (assoc name (ecase namespace
 806                 (variable (first lexenv))
 807                 (function (second lexenv))
 808                 (block (third lexenv))
 809                 (gotag (fourth lexenv)))))
 810
 811 (defvar *environment* (make-lexenv))
 812
 813 (defvar *variable-counter* 0)
 814 (defun gvarname (symbol)
 815   (concat "v" (integer-to-string (incf *variable-counter*))))
 816
 817 (defun translate-variable (symbol)
 818   (binding-value (lookup-in-lexenv symbol *environment* 'variable)))
 819
 820 (defun extend-local-env (args)
 821   (let ((new (copy-lexenv *environment*)))
 822     (dolist (symbol args new)
 823       (let ((b (make-binding symbol 'lexical-variable (gvarname symbol))))
 824         (push-to-lexenv b new 'variable)))))
 825
 826 ;;; Toplevel compilations
 827 (defvar *toplevel-compilations* nil)
 828
 829 (defun toplevel-compilation (string)
 830   (push string *toplevel-compilations*))
 831
 832 (defun null-or-empty-p (x)
 833   (zerop (length x)))
 834
 835 (defun get-toplevel-compilations ()
 836   (reverse (remove-if #'null-or-empty-p *toplevel-compilations*)))
 837
 838 (defun %compile-defmacro (name lambda)
 839   (toplevel-compilation (ls-compile `',name))
 840   (push-to-lexenv (make-binding name 'macro lambda) *environment* 'function))
 841
 842 (defun global-binding (name type namespace)
 843   (or (lookup-in-lexenv name *environment* namespace)
 844       (let ((b (make-binding name type nil)))
 845         (push-to-lexenv b *environment* namespace)
 846         b)))
 847
 848 (defun claimp (symbol namespace claim)
 849   (let ((b (lookup-in-lexenv symbol *environment* namespace)))
 850     (and b (member claim (binding-declarations b)))))
 851
 852 (defun !proclaim (decl)
 853   (case (car decl)
 854     (notinline
 855      (dolist (name (cdr decl))
 856        (let ((b (global-binding name 'function 'function)))
 857          (push-binding-declaration 'notinline b))))
 858     (constant
 859      (dolist (name (cdr decl))
 860        (let ((b (global-binding name 'variable 'variable)))
 861          (push-binding-declaration 'constant b))))
 862     (non-overridable
 863      (dolist (name (cdr decl))
 864        (let ((b (global-binding name 'function 'function)))
 865          (push-binding-declaration 'non-overridable b))))))
 866
 867
 868 ;;; Special forms
 869
 870 (defvar *compilations* nil)
 871
 872 (defmacro define-compilation (name args &body body)
 873   ;; Creates a new primitive `name' with parameters args and
 874   ;; @body. The body can access to the local environment through the
 875   ;; variable *ENVIRONMENT*.
 876   `(push (list ',name (lambda ,args (block ,name ,@body)))
 877          *compilations*))
 878
 879 (define-compilation if (condition true false)
 880   (concat "(" (ls-compile condition) " !== " (ls-compile nil)
 881           " ? " (ls-compile true)
 882           " : " (ls-compile false)
 883           ")"))
 884
 885 (defvar *lambda-list-keywords* '(&optional &rest))
 886
 887 (defun list-until-keyword (list)
 888   (if (or (null list) (member (car list) *lambda-list-keywords*))
 889       nil
 890       (cons (car list) (list-until-keyword (cdr list)))))
 891
 892 (defun lambda-list-required-arguments (lambda-list)
 893   (list-until-keyword lambda-list))
 894
 895 (defun lambda-list-optional-arguments-with-default (lambda-list)
 896   (mapcar #'ensure-list (list-until-keyword (cdr (member '&optional lambda-list)))))
 897
 898 (defun lambda-list-optional-arguments (lambda-list)
 899   (mapcar #'car (lambda-list-optional-arguments-with-default lambda-list)))
 900
 901 (defun lambda-list-rest-argument (lambda-list)
 902   (let ((rest (list-until-keyword (cdr (member '&rest lambda-list)))))
 903     (when (cdr rest)
 904       (error "Bad lambda-list"))
 905     (car rest)))
 906
 907
 908 (defun lambda-docstring-wrapper (docstring &rest strs)
 909   (if docstring
 910       (js!selfcall
 911         "var func = " (join strs) ";" *newline*
 912         "func.docstring = '" docstring "';" *newline*
 913         "return func;" *newline*)
 914       (join strs)))
 915
 916 (define-compilation lambda (lambda-list &rest body)
 917   (let ((required-arguments (lambda-list-required-arguments lambda-list))
 918         (optional-arguments (lambda-list-optional-arguments lambda-list))
 919         (rest-argument (lambda-list-rest-argument lambda-list))
 920         documentation)
 921     ;; Get the documentation string for the lambda function
 922     (when (and (stringp (car body))
 923                (not (null (cdr body))))
 924       (setq documentation (car body))
 925       (setq body (cdr body)))
 926     (let ((n-required-arguments (length required-arguments))
 927           (n-optional-arguments (length optional-arguments))
 928           (*environment* (extend-local-env
 929                           (append (ensure-list rest-argument)
 930                                   required-arguments
 931                                   optional-arguments))))
 932       (lambda-docstring-wrapper
 933        documentation
 934        "(function ("
 935        (join (mapcar #'translate-variable
 936                      (append required-arguments optional-arguments))
 937              ",")
 938        "){" *newline*
 939        ;; Check number of arguments
 940        (indent
 941         (if required-arguments
 942             (concat "if (arguments.length < " (integer-to-string n-required-arguments)
 943                     ") throw 'too few arguments';" *newline*)
 944             "")
 945         (if (not rest-argument)
 946             (concat "if (arguments.length > "
 947                     (integer-to-string (+ n-required-arguments n-optional-arguments))
 948                     ") throw 'too many arguments';" *newline*)
 949             "")
 950         ;; Optional arguments
 951         (if optional-arguments
 952             (concat "switch(arguments.length){" *newline*
 953                     (let ((optional-and-defaults
 954                            (lambda-list-optional-arguments-with-default lambda-list))
 955                           (cases nil)
 956                           (idx 0))
 957                       (progn
 958                         (while (< idx n-optional-arguments)
 959                           (let ((arg (nth idx optional-and-defaults)))
 960                             (push (concat "case "
 961                                           (integer-to-string (+ idx n-required-arguments)) ":" *newline*
 962                                           (translate-variable (car arg))
 963                                           "="
 964                                           (ls-compile (cadr arg))
 965                                           ";" *newline*)
 966                                   cases)
 967                             (incf idx)))
 968                         (push (concat "default: break;" *newline*) cases)
 969                         (join (reverse cases))))
 970                     "}" *newline*)
 971             "")
 972         ;; &rest/&body argument
 973         (if rest-argument
 974             (let ((js!rest (translate-variable rest-argument)))
 975               (concat "var " js!rest "= " (ls-compile nil) ";" *newline*
 976                       "for (var i = arguments.length-1; i>="
 977                       (integer-to-string (+ n-required-arguments n-optional-arguments))
 978                       "; i--)" *newline*
 979                       (indent js!rest " = "
 980                               "{car: arguments[i], cdr: ") js!rest "};"
 981                       *newline*))
 982             "")
 983         ;; Body
 984         (ls-compile-block body t)) *newline*
 985        "})"))))
 986
 987 (define-compilation setq (var val)
 988   (let ((b (lookup-in-lexenv var *environment* 'variable)))
 989     (if (eq (binding-type b) 'lexical-variable)
 990         (concat (binding-value b) " = " (ls-compile val))
 991         (ls-compile `(set ',var ,val)))))
 992
 993 ;;; FFI Variable accessors
 994 (define-compilation js-vref (var)
 995   var)
 996
 997 (define-compilation js-vset (var val)
 998   (concat "(" var " = " (ls-compile val) ")"))
 999
1000
1001 ;;; Literals
1002 (defun escape-string (string)
1003   (let ((output "")
1004         (index 0)
1005         (size (length string)))
1006     (while (< index size)
1007       (let ((ch (char string index)))
1008         (when (or (char= ch #\") (char= ch #\\))
1009           (setq output (concat output "\\")))
1010         (when (or (char= ch #\newline))
1011           (setq output (concat output "\\"))
1012           (setq ch #\n))
1013         (setq output (concat output (string ch))))
1014       (incf index))
1015     output))
1016
1017
1018 (defvar *literal-symbols* nil)
1019 (defvar *literal-counter* 0)
1020
1021 (defun genlit ()
1022   (concat "l" (integer-to-string (incf *literal-counter*))))
1023
1024 (defun literal (sexp &optional recursive)
1025   (cond
1026     ((integerp sexp) (integer-to-string sexp))
1027     ((stringp sexp) (concat "\"" (escape-string sexp) "\""))
1028     ((symbolp sexp)
1029      (or (cdr (assoc sexp *literal-symbols*))
1030          (let ((v (genlit))
1031                (s #+common-lisp (concat "{name: \"" (escape-string (symbol-name sexp)) "\"}")
1032                   #+ecmalisp (ls-compile `(intern ,(symbol-name sexp)))))
1033            (push (cons sexp v) *literal-symbols*)
1034            (toplevel-compilation (concat "var " v " = " s))
1035            v)))
1036     ((consp sexp)
1037      (let ((c (concat "{car: " (literal (car sexp) t) ", "
1038                       "cdr: " (literal (cdr sexp) t) "}")))
1039        (if recursive
1040            c
1041            (let ((v (genlit)))
1042              (toplevel-compilation (concat "var " v " = " c))
1043              v))))))
1044
1045 (define-compilation quote (sexp)
1046   (literal sexp))
1047
1048 (define-compilation %while (pred &rest body)
1049   (js!selfcall
1050     "while(" (ls-compile pred) " !== " (ls-compile nil) "){" *newline*
1051     (indent (ls-compile-block body))
1052     "}"
1053     "return " (ls-compile nil) ";" *newline*))
1054
1055 (define-compilation function (x)
1056   (cond
1057     ((and (listp x) (eq (car x) 'lambda))
1058      (ls-compile x))
1059     ((symbolp x)
1060      (ls-compile `(symbol-function ',x)))))
1061
1062 (define-compilation eval-when-compile (&rest body)
1063   (eval (cons 'progn body))
1064   nil)
1065
1066 (defmacro define-transformation (name args form)
1067   `(define-compilation ,name ,args
1068      (ls-compile ,form)))
1069
1070 (define-compilation progn (&rest body)
1071   (js!selfcall (ls-compile-block body t)))
1072
1073 (defun dynamic-binding-wrapper (bindings body)
1074   (if (null bindings)
1075       body
1076       (concat
1077        "try {" *newline*
1078        (indent
1079         "var tmp;" *newline*
1080         (join
1081          (mapcar (lambda (b)
1082                    (let ((s (ls-compile `(quote ,(car b)))))
1083                      (concat "tmp = " s ".value;" *newline*
1084                              s ".value = " (cdr b) ";" *newline*
1085                              (cdr b) " = tmp;" *newline*)))
1086                  bindings))
1087         body)
1088        "}" *newline*
1089        "finally {"  *newline*
1090        (indent
1091         (join-trailing
1092          (mapcar (lambda (b)
1093                    (let ((s (ls-compile `(quote ,(car b)))))
1094                      (concat s ".value" " = " (cdr b))))
1095                  bindings)
1096          (concat ";" *newline*)))
1097        "}" *newline*)))
1098
1099
1100 (define-compilation let (bindings &rest body)
1101   (let ((bindings (mapcar #'ensure-list bindings)))
1102     (let ((variables (mapcar #'first bindings))
1103           (values    (mapcar #'second bindings)))
1104       (let ((cvalues (mapcar #'ls-compile values))
1105             (*environment* (extend-local-env (remove-if #'boundp variables)))
1106             (dynamic-bindings))
1107         (concat "(function("
1108                 (join (mapcar (lambda (x)
1109                                 (if (boundp x)
1110                                     (let ((v (gvarname x)))
1111                                       (push (cons x v) dynamic-bindings)
1112                                       v)
1113                                     (translate-variable x)))
1114                               variables)
1115                       ",")
1116                 "){" *newline*
1117                 (let ((body (ls-compile-block body t)))
1118                   (indent (dynamic-binding-wrapper dynamic-bindings body)))
1119                 "})(" (join cvalues ",") ")")))))
1120
1121
1122 (defvar *block-counter* 0)
1123
1124 (define-compilation block (name &rest body)
1125   (let ((tr (integer-to-string (incf *block-counter*))))
1126     (let ((b (make-binding name 'block tr)))
1127       (js!selfcall
1128         "try {" *newline*
1129         (let ((*environment* (extend-lexenv (list b) *environment* 'block)))
1130           (indent "return " (ls-compile `(progn ,@body)) ";" *newline*))
1131         "}" *newline*
1132         "catch (cf){" *newline*
1133         "    if (cf.type == 'block' && cf.id == " tr ")" *newline*
1134         "        return cf.value;" *newline*
1135         "    else" *newline*
1136         "        throw cf;" *newline*
1137         "}" *newline*))))
1138
1139 (define-compilation return-from (name &optional value)
1140   (let ((b (lookup-in-lexenv name *environment* 'block)))
1141     (if b
1142         (js!selfcall
1143           "throw ({"
1144           "type: 'block', "
1145           "id: " (binding-value b) ", "
1146           "value: " (ls-compile value) ", "
1147           "message: 'Return from unknown block " (symbol-name name) ".'"
1148           "})")
1149         (error (concat "Unknown block `" (symbol-name name) "'.")))))
1150
1151
1152 (define-compilation catch (id &rest body)
1153   (js!selfcall
1154     "var id = " (ls-compile id) ";" *newline*
1155     "try {" *newline*
1156     (indent "return " (ls-compile `(progn ,@body))
1157             ";" *newline*)
1158     "}" *newline*
1159     "catch (cf){" *newline*
1160     "    if (cf.type == 'catch' && cf.id == id)" *newline*
1161     "        return cf.value;" *newline*
1162     "    else" *newline*
1163     "        throw cf;" *newline*
1164     "}" *newline*))
1165
1166 (define-compilation throw (id &optional value)
1167   (js!selfcall
1168     "throw ({"
1169     "type: 'catch', "
1170     "id: " (ls-compile id) ", "
1171     "value: " (ls-compile value) ", "
1172     "message: 'Throw uncatched.'"
1173     "})"))
1174
1175
1176 (defvar *tagbody-counter* 0)
1177 (defvar *go-tag-counter* 0)
1178
1179 (defun go-tag-p (x)
1180   (or (integerp x) (symbolp x)))
1181
1182 (defun declare-tagbody-tags (tbidx body)
1183   (let ((bindings
1184          (mapcar (lambda (label)
1185                    (let ((tagidx (integer-to-string (incf *go-tag-counter*))))
1186                      (make-binding label 'gotag (list tbidx tagidx))))
1187                  (remove-if-not #'go-tag-p body))))
1188     (extend-lexenv bindings *environment* 'gotag)))
1189
1190 (define-compilation tagbody (&rest body)
1191   ;; Ignore the tagbody if it does not contain any go-tag. We do this
1192   ;; because 1) it is easy and 2) many built-in forms expand to a
1193   ;; implicit tagbody, so we save some space.
1194   (unless (some #'go-tag-p body)
1195     (return-from tagbody (ls-compile `(progn ,@body nil))))
1196   ;; The translation assumes the first form in BODY is a label
1197   (unless (go-tag-p (car body))
1198     (push (gensym "START") body))
1199   ;; Tagbody compilation
1200   (let ((tbidx (integer-to-string *tagbody-counter*)))
1201     (let ((*environment* (declare-tagbody-tags tbidx body))
1202           initag)
1203       (let ((b (lookup-in-lexenv (first body) *environment* 'gotag)))
1204         (setq initag (second (binding-value b))))
1205       (js!selfcall
1206         "var tagbody_" tbidx " = " initag ";" *newline*
1207         "tbloop:" *newline*
1208         "while (true) {" *newline*
1209         (indent "try {" *newline*
1210                 (indent (let ((content ""))
1211                           (concat "switch(tagbody_" tbidx "){" *newline*
1212                                   "case " initag ":" *newline*
1213                                   (dolist (form (cdr body) content)
1214                                     (concatf content
1215                                       (if (not (go-tag-p form))
1216                                           (indent (ls-compile form) ";" *newline*)
1217                                           (let ((b (lookup-in-lexenv form *environment* 'gotag)))
1218                                             (concat "case " (second (binding-value b)) ":" *newline*)))))
1219                                   "default:" *newline*
1220                                   "    break tbloop;" *newline*
1221                                   "}" *newline*)))
1222                 "}" *newline*
1223                 "catch (jump) {" *newline*
1224                 "    if (jump.type == 'tagbody' && jump.id == " tbidx ")" *newline*
1225                 "        tagbody_" tbidx " = jump.label;" *newline*
1226                 "    else" *newline*
1227                 "        throw(jump);" *newline*
1228                 "}" *newline*)
1229         "}" *newline*
1230         "return " (ls-compile nil) ";" *newline*))))
1231
1232 (define-compilation go (label)
1233   (let ((b (lookup-in-lexenv label *environment* 'gotag))
1234         (n (cond
1235              ((symbolp label) (symbol-name label))
1236              ((integerp label) (integer-to-string label)))))
1237     (if b
1238         (js!selfcall
1239           "throw ({"
1240           "type: 'tagbody', "
1241           "id: " (first (binding-value b)) ", "
1242           "label: " (second (binding-value b)) ", "
1243           "message: 'Attempt to GO to non-existing tag " n "'"
1244           "})" *newline*)
1245         (error (concat "Unknown tag `" n "'.")))))
1246
1247
1248 (define-compilation unwind-protect (form &rest clean-up)
1249   (js!selfcall
1250     "var ret = " (ls-compile nil) ";" *newline*
1251     "try {" *newline*
1252     (indent "ret = " (ls-compile form) ";" *newline*)
1253     "} finally {" *newline*
1254     (indent (ls-compile-block clean-up))
1255     "}" *newline*
1256     "return ret;" *newline*))
1257
1258
1259 ;;; A little backquote implementation without optimizations of any
1260 ;;; kind for ecmalisp.
1261 (defun backquote-expand-1 (form)
1262   (cond
1263     ((symbolp form)
1264      (list 'quote form))
1265     ((atom form)
1266      form)
1267     ((eq (car form) 'unquote)
1268      (car form))
1269     ((eq (car form) 'backquote)
1270      (backquote-expand-1 (backquote-expand-1 (cadr form))))
1271     (t
1272      (cons 'append
1273            (mapcar (lambda (s)
1274                      (cond
1275                        ((and (listp s) (eq (car s) 'unquote))
1276                         (list 'list (cadr s)))
1277                        ((and (listp s) (eq (car s) 'unquote-splicing))
1278                         (cadr s))
1279                        (t
1280                         (list 'list (backquote-expand-1 s)))))
1281                    form)))))
1282
1283 (defun backquote-expand (form)
1284   (if (and (listp form) (eq (car form) 'backquote))
1285       (backquote-expand-1 (cadr form))
1286       form))
1287
1288 (defmacro backquote (form)
1289   (backquote-expand-1 form))
1290
1291 (define-transformation backquote (form)
1292   (backquote-expand-1 form))
1293
1294 ;;; Primitives
1295
1296 (defvar *builtins* nil)
1297
1298 (defmacro define-raw-builtin (name args &body body)
1299   ;; Creates a new primitive function `name' with parameters args and
1300   ;; @body. The body can access to the local environment through the
1301   ;; variable *ENVIRONMENT*.
1302   `(push (list ',name (lambda ,args (block ,name ,@body)))
1303          *builtins*))
1304
1305 (defmacro define-builtin (name args &body body)
1306   `(progn
1307      (define-raw-builtin ,name ,args
1308        (let ,(mapcar (lambda (arg) `(,arg (ls-compile ,arg))) args)
1309          ,@body))))
1310
1311 ;;; DECLS is a list of (JSVARNAME TYPE LISPFORM) declarations.
1312 (defmacro type-check (decls &body body)
1313   `(js!selfcall
1314      ,@(mapcar (lambda (decl)
1315                    `(concat "var " ,(first decl) " = " ,(third decl) ";" *newline*))
1316                  decls)
1317      ,@(mapcar (lambda (decl)
1318                  `(concat "if (typeof " ,(first decl) " != '" ,(second decl) "')" *newline*
1319                           (indent "throw 'The value ' + "
1320                                   ,(first decl)
1321                                   " + ' is not a type "
1322                                   ,(second decl)
1323                                   ".';"
1324                                   *newline*)))
1325                decls)
1326      (concat "return " (progn ,@body) ";" *newline*)))
1327
1328 (defun num-op-num (x op y)
1329   (type-check (("x" "number" x) ("y" "number" y))
1330     (concat "x" op "y")))
1331
1332 (define-builtin + (x y) (num-op-num x "+" y))
1333 (define-builtin - (x y) (num-op-num x "-" y))
1334 (define-builtin * (x y) (num-op-num x "*" y))
1335 (define-builtin / (x y) (num-op-num x "/" y))
1336
1337 (define-builtin mod (x y) (num-op-num x "%" y))
1338
1339 (define-builtin < (x y)  (js!bool (num-op-num x "<" y)))
1340 (define-builtin > (x y)  (js!bool (num-op-num x ">" y)))
1341 (define-builtin = (x y)  (js!bool (num-op-num x "==" y)))
1342 (define-builtin <= (x y) (js!bool (num-op-num x "<=" y)))
1343 (define-builtin >= (x y) (js!bool (num-op-num x ">=" y)))
1344
1345 (define-builtin numberp (x)
1346   (js!bool (concat "(typeof (" x ") == \"number\")")))
1347
1348 (define-builtin floor (x)
1349   (type-check (("x" "number" x))
1350     "Math.floor(x)"))
1351
1352 (define-builtin cons (x y)
1353   (concat "({car: " x ", cdr: " y "})"))
1354
1355 (define-builtin consp (x)
1356   (js!bool
1357    (js!selfcall
1358      "var tmp = " x ";" *newline*
1359      "return (typeof tmp == 'object' && 'car' in tmp);" *newline*)))
1360
1361 (define-builtin car (x)
1362   (js!selfcall
1363     "var tmp = " x ";" *newline*
1364     "return tmp === " (ls-compile nil)
1365     "? " (ls-compile nil)
1366     ": tmp.car;" *newline*))
1367
1368 (define-builtin cdr (x)
1369   (js!selfcall
1370     "var tmp = " x ";" *newline*
1371     "return tmp === " (ls-compile nil) "? "
1372     (ls-compile nil)
1373     ": tmp.cdr;" *newline*))
1374
1375 (define-builtin setcar (x new)
1376   (type-check (("x" "object" x))
1377     (concat "(x.car = " new ")")))
1378
1379 (define-builtin setcdr (x new)
1380   (type-check (("x" "object" x))
1381     (concat "(x.cdr = " new ")")))
1382
1383 (define-builtin symbolp (x)
1384   (js!bool
1385    (js!selfcall
1386      "var tmp = " x ";" *newline*
1387      "return (typeof tmp == 'object' && 'name' in tmp);" *newline*)))
1388
1389 (define-builtin make-symbol (name)
1390   (type-check (("name" "string" name))
1391     "({name: name})"))
1392
1393 (define-builtin symbol-name (x)
1394   (concat "(" x ").name"))
1395
1396 (define-builtin set (symbol value)
1397   (concat "(" symbol ").value = " value))
1398
1399 (define-builtin fset (symbol value)
1400   (concat "(" symbol ").function = " value))
1401
1402 (define-builtin boundp (x)
1403   (js!bool (concat "(" x ".value !== undefined)")))
1404
1405 (define-builtin symbol-value (x)
1406   (js!selfcall
1407     "var symbol = " x ";" *newline*
1408     "var value = symbol.value;" *newline*
1409     "if (value === undefined) throw \"Variable `\" + symbol.name + \"' is unbound.\";" *newline*
1410     "return value;" *newline*))
1411
1412 (define-builtin symbol-function (x)
1413   (js!selfcall
1414     "var symbol = " x ";" *newline*
1415     "var func = symbol.function;" *newline*
1416     "if (func === undefined) throw \"Function `\" + symbol.name + \"' is undefined.\";" *newline*
1417     "return func;" *newline*))
1418
1419 (define-builtin symbol-plist (x)
1420   (concat "((" x ").plist || " (ls-compile nil) ")"))
1421
1422 (define-builtin lambda-code (x)
1423   (concat "(" x ").toString()"))
1424
1425
1426 (define-builtin eq    (x y) (js!bool (concat "(" x " === " y ")")))
1427 (define-builtin equal (x y) (js!bool (concat "(" x  " == " y ")")))
1428
1429 (define-builtin string (x)
1430   (type-check (("x" "number" x))
1431     "String.fromCharCode(x)"))
1432
1433 (define-builtin stringp (x)
1434   (js!bool (concat "(typeof(" x ") == \"string\")")))
1435
1436 (define-builtin string-upcase (x)
1437   (type-check (("x" "string" x))
1438     "x.toUpperCase()"))
1439
1440 (define-builtin string-length (x)
1441   (type-check (("x" "string" x))
1442     "x.length"))
1443
1444 (define-raw-builtin slice (string a &optional b)
1445   (js!selfcall
1446     "var str = " (ls-compile string) ";" *newline*
1447     "var a = " (ls-compile a) ";" *newline*
1448     "var b;" *newline*
1449     (if b
1450         (concat "b = " (ls-compile b) ";" *newline*)
1451         "")
1452     "return str.slice(a,b);" *newline*))
1453
1454 (define-builtin char (string index)
1455   (type-check (("string" "string" string)
1456                ("index" "number" index))
1457     "string.charCodeAt(index)"))
1458
1459 (define-builtin concat-two (string1 string2)
1460   (type-check (("string1" "string" string1)
1461                ("string2" "string" string2))
1462     "string1.concat(string2)"))
1463
1464 (define-raw-builtin funcall (func &rest args)
1465   (concat "(" (ls-compile func) ")("
1466           (join (mapcar #'ls-compile args)
1467                 ", ")
1468           ")"))
1469
1470 (define-raw-builtin apply (func &rest args)
1471   (if (null args)
1472       (concat "(" (ls-compile func) ")()")
1473       (let ((args (butlast args))
1474             (last (car (last args))))
1475         (js!selfcall
1476           "var f = " (ls-compile func) ";" *newline*
1477           "var args = [" (join (mapcar #'ls-compile args)
1478                                ", ")
1479           "];" *newline*
1480           "var tail = (" (ls-compile last) ");" *newline*
1481           "while (tail != " (ls-compile nil) "){" *newline*
1482           "    args.push(tail.car);" *newline*
1483           "    tail = tail.cdr;" *newline*
1484           "}" *newline*
1485           "return f.apply(this, args);" *newline*))))
1486
1487 (define-builtin js-eval (string)
1488   (type-check (("string" "string" string))
1489     "eval.apply(window, [string])"))
1490
1491 (define-builtin error (string)
1492   (js!selfcall "throw " string ";" *newline*))
1493
1494 (define-builtin new () "{}")
1495
1496 (define-builtin oget (object key)
1497   (js!selfcall
1498     "var tmp = " "(" object ")[" key "];" *newline*
1499     "return tmp == undefined? " (ls-compile nil) ": tmp ;" *newline*))
1500
1501 (define-builtin oset (object key value)
1502   (concat "((" object ")[" key "] = " value ")"))
1503
1504 (define-builtin in (key object)
1505   (js!bool (concat "((" key ") in (" object "))")))
1506
1507 (define-builtin functionp (x)
1508   (js!bool (concat "(typeof " x " == 'function')")))
1509
1510 (define-builtin write-string (x)
1511   (type-check (("x" "string" x))
1512     "lisp.write(x)"))
1513
1514 (defun macro (x)
1515   (and (symbolp x)
1516        (let ((b (lookup-in-lexenv x *environment* 'function)))
1517          (and (eq (binding-type b) 'macro)
1518               b))))
1519
1520 (defun ls-macroexpand-1 (form)
1521   (let ((macro-binding (macro (car form))))
1522     (if macro-binding
1523         (let ((expander (binding-value macro-binding)))
1524           (when (listp expander)
1525             (let ((compiled (eval expander)))
1526               ;; The list representation are useful while
1527               ;; bootstrapping, as we can dump the definition of the
1528               ;; macros easily, but they are slow because we have to
1529               ;; evaluate them and compile them now and again. So, let
1530               ;; us replace the list representation version of the
1531               ;; function with the compiled one.
1532               ;;
1533               #+ecmalisp (set-binding-value macro-binding compiled)
1534               (setq expander compiled)))
1535           (apply expander (cdr form)))
1536         form)))
1537
1538 (defun compile-funcall (function args)
1539   (if (and (symbolp function)
1540            (claimp function 'function 'non-overridable))
1541       (concat (ls-compile `',function) ".function("
1542               (join (mapcar #'ls-compile args)
1543                     ", ")
1544               ")")
1545       (concat (ls-compile `#',function) "("
1546               (join (mapcar #'ls-compile args)
1547                     ", ")
1548               ")")))
1549
1550 (defun ls-compile-block (sexps &optional return-last-p)
1551   (if return-last-p
1552       (concat (ls-compile-block (butlast sexps))
1553               "return " (ls-compile (car (last sexps))) ";")
1554       (join-trailing
1555        (remove-if #'null-or-empty-p (mapcar #'ls-compile sexps))
1556        (concat ";" *newline*))))
1557
1558 (defun ls-compile (sexp)
1559   (cond
1560     ((symbolp sexp)
1561      (let ((b (lookup-in-lexenv sexp *environment* 'variable)))
1562        (cond
1563          ((eq (binding-type b) 'lexical-variable)
1564           (binding-value b))
1565          ((claimp sexp 'variable 'constant)
1566           (concat (ls-compile `',sexp) ".value"))
1567          (t
1568           (ls-compile `(symbol-value ',sexp))))))
1569     ((integerp sexp) (integer-to-string sexp))
1570     ((stringp sexp) (concat "\"" (escape-string sexp) "\""))
1571     ((listp sexp)
1572      (let ((name (car sexp))
1573            (args (cdr sexp)))
1574        (cond
1575          ;; Special forms
1576          ((assoc name *compilations*)
1577           (let ((comp (second (assoc name *compilations*))))
1578             (apply comp args)))
1579          ;; Built-in functions
1580          ((and (assoc name *builtins*)
1581                (not (claimp name 'function 'notinline)))
1582           (let ((comp (second (assoc name *builtins*))))
1583             (apply comp args)))
1584          (t
1585           (if (macro name)
1586               (ls-compile (ls-macroexpand-1 sexp))
1587               (compile-funcall name args))))))))
1588
1589 (defun ls-compile-toplevel (sexp)
1590   (let ((*toplevel-compilations* nil))
1591     (cond
1592       ((and (consp sexp) (eq (car sexp) 'progn))
1593        (let ((subs (mapcar #'ls-compile-toplevel (cdr sexp))))
1594          (join (remove-if #'null-or-empty-p subs))))
1595       (t
1596        (let ((code (ls-compile sexp)))
1597          (concat (join-trailing (get-toplevel-compilations)
1598                                 (concat ";" *newline*))
1599                  (if code
1600                      (concat code ";" *newline*)
1601                      "")))))))
1602
1603
1604 ;;; Once we have the compiler, we define the runtime environment and
1605 ;;; interactive development (eval), which works calling the compiler
1606 ;;; and evaluating the Javascript result globally.
1607
1608 #+ecmalisp
1609 (progn
1610   (defmacro with-compilation-unit (&body body)
1611     `(prog1
1612          (progn
1613            (setq *compilation-unit-checks* nil)
1614            ,@body)
1615        (dolist (check *compilation-unit-checks*)
1616          (funcall check))))
1617
1618   (defun eval (x)
1619     (let ((code
1620            (with-compilation-unit
1621                (ls-compile-toplevel x))))
1622       (js-eval code)))
1623
1624   (js-eval "var lisp")
1625   (js-vset "lisp" (new))
1626   (js-vset "lisp.read" #'ls-read-from-string)
1627   (js-vset "lisp.print" #'prin1-to-string)
1628   (js-vset "lisp.eval" #'eval)
1629   (js-vset "lisp.compile" #'ls-compile-toplevel)
1630   (js-vset "lisp.evalString" (lambda (str) (eval (ls-read-from-string str))))
1631   (js-vset "lisp.compileString" (lambda (str) (ls-compile-toplevel (ls-read-from-string str))))
1632
1633   ;; Set the initial global environment to be equal to the host global
1634   ;; environment at this point of the compilation.
1635   (eval-when-compile
1636     (toplevel-compilation
1637      (ls-compile
1638       `(progn
1639          ,@(mapcar (lambda (s)
1640                      `(oset *package* ,(symbol-name (car s))
1641                             (js-vref ,(cdr s))))
1642                    *literal-symbols*)
1643          (setq *literal-symbols* ',*literal-symbols*)
1644          (setq *environment* ',*environment*)
1645          (setq *variable-counter* ,*variable-counter*)
1646          (setq *gensym-counter* ,*gensym-counter*)
1647          (setq *block-counter* ,*block-counter*)))))
1648
1649   (eval-when-compile
1650     (toplevel-compilation
1651      (ls-compile
1652       `(setq *literal-counter* ,*literal-counter*)))))
1653
1654
1655 ;;; Finally, we provide a couple of functions to easily bootstrap
1656 ;;; this. It just calls the compiler with this file as input.
1657
1658 #+common-lisp
1659 (progn
1660   (defun read-whole-file (filename)
1661     (with-open-file (in filename)
1662       (let ((seq (make-array (file-length in) :element-type 'character)))
1663         (read-sequence seq in)
1664         seq)))
1665
1666   (defun ls-compile-file (filename output)
1667     (setq *compilation-unit-checks* nil)
1668     (with-open-file (out output :direction :output :if-exists :supersede)
1669       (let* ((source (read-whole-file filename))
1670              (in (make-string-stream source)))
1671         (loop
1672            for x = (ls-read in)
1673            until (eq x *eof*)
1674            for compilation = (ls-compile-toplevel x)
1675            when (plusp (length compilation))
1676            do (write-string compilation out))
1677         (dolist (check *compilation-unit-checks*)
1678           (funcall check))
1679         (setq *compilation-unit-checks* nil))))
1680
1681   (defun bootstrap ()
1682     (setq *environment* (make-lexenv))
1683     (setq *literal-symbols* nil)
1684     (setq *variable-counter* 0
1685           *gensym-counter* 0
1686           *literal-counter* 0
1687           *block-counter* 0)
1688     (ls-compile-file "ecmalisp.lisp" "ecmalisp.js")))