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   (defun null (x)
  82     (eq x nil))
  83
  84   (defmacro return (&optional value)
  85     `(return-from nil ,value))
  86
  87   (defmacro while (condition &body body)
  88     `(block nil (%while ,condition ,@body)))
  89
  90   (defvar *gensym-counter* 0)
  91   (defun gensym (&optional (prefix "G"))
  92     (setq *gensym-counter* (+ *gensym-counter* 1))
  93     (make-symbol (concat-two prefix (integer-to-string *gensym-counter*))))
  94
  95   (defun boundp (x)
  96     (boundp x))
  97
  98   ;; Basic functions
  99   (defun = (x y) (= x y))
 100   (defun + (x y) (+ x y))
 101   (defun - (x y) (- x y))
 102   (defun * (x y) (* x y))
 103   (defun / (x y) (/ x y))
 104   (defun 1+ (x) (+ x 1))
 105   (defun 1- (x) (- x 1))
 106   (defun zerop (x) (= x 0))
 107   (defun truncate (x y) (floor (/ x y)))
 108
 109   (defun eql (x y) (eq x y))
 110
 111   (defun not (x) (if x nil t))
 112
 113   (defun cons (x y ) (cons x y))
 114   (defun consp (x) (consp x))
 115
 116   (defun car (x)
 117     "Return the CAR part of a cons, or NIL if X is null."
 118     (car x))
 119
 120   (defun cdr (x) (cdr x))
 121   (defun caar (x) (car (car x)))
 122   (defun cadr (x) (car (cdr x)))
 123   (defun cdar (x) (cdr (car x)))
 124   (defun cddr (x) (cdr (cdr x)))
 125   (defun caddr (x) (car (cdr (cdr x))))
 126   (defun cdddr (x) (cdr (cdr (cdr x))))
 127   (defun cadddr (x) (car (cdr (cdr (cdr x)))))
 128   (defun first (x) (car x))
 129   (defun second (x) (cadr x))
 130   (defun third (x) (caddr x))
 131   (defun fourth (x) (cadddr x))
 132
 133   (defun list (&rest args) args)
 134   (defun atom (x)
 135     (not (consp x)))
 136
 137   ;; Basic macros
 138
 139   (defmacro incf (x &optional (delta 1))
 140     `(setq ,x (+ ,x ,delta)))
 141
 142   (defmacro decf (x &optional (delta 1))
 143     `(setq ,x (- ,x ,delta)))
 144
 145   (defmacro push (x place)
 146     `(setq ,place (cons ,x ,place)))
 147
 148   (defmacro dolist (iter &body body)
 149     (let ((var (first iter))
 150           (g!list (gensym)))
 151       `(block nil
 152          (let ((,g!list ,(second iter))
 153                (,var nil))
 154            (%while ,g!list
 155                    (setq ,var (car ,g!list))
 156                    (tagbody ,@body)
 157                    (setq ,g!list (cdr ,g!list)))
 158            ,(third iter)))))
 159
 160   (defmacro dotimes (iter &body body)
 161     (let ((g!to (gensym))
 162           (var (first iter))
 163           (to (second iter))
 164           (result (third iter)))
 165       `(block nil
 166          (let ((,var 0)
 167                (,g!to ,to))
 168            (%while (< ,var ,g!to)
 169                    (tagbody ,@body)
 170                    (incf ,var))
 171            ,result))))
 172
 173   (defmacro cond (&rest clausules)
 174     (if (null clausules)
 175         nil
 176         (if (eq (caar clausules) t)
 177             `(progn ,@(cdar clausules))
 178             `(if ,(caar clausules)
 179                  (progn ,@(cdar clausules))
 180                  (cond ,@(cdr clausules))))))
 181
 182   (defmacro case (form &rest clausules)
 183     (let ((!form (gensym)))
 184       `(let ((,!form ,form))
 185          (cond
 186            ,@(mapcar (lambda (clausule)
 187                        (if (eq (car clausule) t)
 188                            clausule
 189                            `((eql ,!form ',(car clausule))
 190                              ,@(cdr clausule))))
 191                      clausules)))))
 192
 193   (defmacro ecase (form &rest clausules)
 194     `(case ,form
 195        ,@(append
 196           clausules
 197           `((t
 198              (error "ECASE expression failed."))))))
 199
 200   (defmacro and (&rest forms)
 201     (cond
 202       ((null forms)
 203        t)
 204       ((null (cdr forms))
 205        (car forms))
 206       (t
 207        `(if ,(car forms)
 208             (and ,@(cdr forms))
 209             nil))))
 210
 211   (defmacro or (&rest forms)
 212     (cond
 213       ((null forms)
 214        nil)
 215       ((null (cdr forms))
 216        (car forms))
 217       (t
 218        (let ((g (gensym)))
 219          `(let ((,g ,(car forms)))
 220             (if ,g ,g (or ,@(cdr forms))))))))
 221
 222   (defmacro prog1 (form &body body)
 223     (let ((value (gensym)))
 224       `(let ((,value ,form))
 225          ,@body
 226          ,value)))
 227
 228   (defmacro prog2 (form1 result &body body)
 229     `(prog1 (progn ,form1 ,result) ,@body)))
 230
 231
 232 ;;; This couple of helper functions will be defined in both Common
 233 ;;; Lisp and in Ecmalisp.
 234 (defun ensure-list (x)
 235   (if (listp x)
 236       x
 237       (list x)))
 238
 239 (defun !reduce (func list initial)
 240   (if (null list)
 241       initial
 242       (!reduce func
 243                (cdr list)
 244                (funcall func initial (car list)))))
 245
 246 ;;; Go on growing the Lisp language in Ecmalisp, with more high
 247 ;;; level utilities as well as correct versions of other
 248 ;;; constructions.
 249 #+ecmalisp
 250 (progn
 251   (defun append-two (list1 list2)
 252     (if (null list1)
 253         list2
 254         (cons (car list1)
 255               (append (cdr list1) list2))))
 256
 257   (defun append (&rest lists)
 258     (!reduce #'append-two lists '()))
 259
 260   (defun revappend (list1 list2)
 261     (while list1
 262       (push (car list1) list2)
 263       (setq list1 (cdr list1)))
 264     list2)
 265
 266   (defun reverse (list)
 267     (revappend list '()))
 268
 269   (defun list-length (list)
 270     (let ((l 0))
 271       (while (not (null list))
 272         (incf l)
 273         (setq list (cdr list)))
 274       l))
 275
 276   (defun length (seq)
 277     (if (stringp seq)
 278         (string-length seq)
 279         (list-length seq)))
 280
 281   (defun concat-two (s1 s2)
 282     (concat-two s1 s2))
 283
 284   (defun mapcar (func list)
 285     (if (null list)
 286         '()
 287         (cons (funcall func (car list))
 288               (mapcar func (cdr list)))))
 289
 290   (defun identity (x) x)
 291
 292   (defun copy-list (x)
 293     (mapcar #'identity x))
 294
 295   (defun code-char (x) x)
 296   (defun char-code (x) x)
 297   (defun char= (x y) (= x y))
 298
 299   (defun integerp (x)
 300     (and (numberp x) (= (floor x) x)))
 301
 302   (defun plusp (x) (< 0 x))
 303   (defun minusp (x) (< x 0))
 304
 305   (defun listp (x)
 306     (or (consp x) (null x)))
 307
 308   (defun nthcdr (n list)
 309     (while (and (plusp n) list)
 310       (setq n (1- n))
 311       (setq list (cdr list)))
 312     list)
 313
 314   (defun nth (n list)
 315     (car (nthcdr n list)))
 316
 317   (defun last (x)
 318     (while (consp (cdr x))
 319       (setq x (cdr x)))
 320     x)
 321
 322   (defun butlast (x)
 323     (and (consp (cdr x))
 324          (cons (car x) (butlast (cdr x)))))
 325
 326   (defun member (x list)
 327     (while list
 328       (when (eql x (car list))
 329         (return list))
 330       (setq list (cdr list))))
 331
 332   (defun remove (x list)
 333     (cond
 334       ((null list)
 335        nil)
 336       ((eql x (car list))
 337        (remove x (cdr list)))
 338       (t
 339        (cons (car list) (remove x (cdr list))))))
 340
 341   (defun remove-if (func list)
 342     (cond
 343       ((null list)
 344        nil)
 345       ((funcall func (car list))
 346        (remove-if func (cdr list)))
 347       (t
 348        (cons (car list) (remove-if func (cdr list))))))
 349
 350   (defun remove-if-not (func list)
 351     (cond
 352       ((null list)
 353        nil)
 354       ((funcall func (car list))
 355        (cons (car list) (remove-if-not func (cdr list))))
 356       (t
 357        (remove-if-not func (cdr list)))))
 358
 359   (defun digit-char-p (x)
 360     (if (and (<= #\0 x) (<= x #\9))
 361         (- x #\0)
 362         nil))
 363
 364   (defun subseq (seq a &optional b)
 365     (cond
 366       ((stringp seq)
 367        (if b
 368            (slice seq a b)
 369            (slice seq a)))
 370       (t
 371        (error "Unsupported argument."))))
 372
 373   (defun parse-integer (string)
 374     (let ((value 0)
 375           (index 0)
 376           (size (length string)))
 377       (while (< index size)
 378         (setq value (+ (* value 10) (digit-char-p (char string index))))
 379         (incf index))
 380       value))
 381
 382   (defun some (function seq)
 383     (cond
 384       ((stringp seq)
 385        (let ((index 0)
 386              (size (length seq)))
 387          (while (< index size)
 388            (when (funcall function (char seq index))
 389              (return-from some t))
 390            (incf index))
 391          nil))
 392       ((listp seq)
 393        (dolist (x seq nil)
 394          (when (funcall function x)
 395            (return t))))
 396       (t
 397        (error "Unknown sequence."))))
 398
 399   (defun every (function seq)
 400     (cond
 401       ((stringp seq)
 402        (let ((index 0)
 403              (size (length seq)))
 404          (while (< index size)
 405            (unless (funcall function (char seq index))
 406              (return-from every nil))
 407            (incf index))
 408          t))
 409       ((listp seq)
 410        (dolist (x seq t)
 411          (unless (funcall function x)
 412            (return))))
 413       (t
 414        (error "Unknown sequence."))))
 415
 416   (defun assoc (x alist)
 417     (while alist
 418       (if (eql x (caar alist))
 419           (return)
 420           (setq alist (cdr alist))))
 421     (car alist))
 422
 423   (defun string (x)
 424     (cond ((stringp x) x)
 425           ((symbolp x) (symbol-name x))
 426           (t (char-to-string x))))
 427
 428   (defun string= (s1 s2)
 429     (equal s1 s2))
 430
 431   (defun fdefinition (x)
 432     (cond
 433       ((functionp x)
 434        x)
 435       ((symbolp x)
 436        (symbol-function x))
 437       (t
 438        (error "Invalid function"))))
 439
 440   (defun disassemble (function)
 441     (write-line (lambda-code (fdefinition function)))
 442     nil)
 443
 444   (defun documentation (x type)
 445     "Return the documentation of X. TYPE must be the symbol VARIABLE or FUNCTION."
 446     (ecase type
 447       (function
 448        (let ((func (fdefinition x)))
 449          (oget func "docstring")))
 450       (variable
 451        (unless (symbolp x)
 452          (error "Wrong argument type! it should be a symbol"))
 453        (oget x "vardoc"))))
 454
 455   ;; Packages
 456
 457   (defvar *package-list* nil)
 458
 459   (defun make-package (name &optional use)
 460     (let ((package (new))
 461           (use (mapcar #'find-package-or-fail use)))
 462       (oset package "packageName" name)
 463       (oset package "symbols" (new))
 464       (oset package "exports" (new))
 465       (oset package "use" use)
 466       (push package *package-list*)
 467       package))
 468
 469   (defun packagep (x)
 470     (and (objectp x) (in "symbols" x)))
 471
 472   (defun find-package (package-designator)
 473     (when (packagep package-designator)
 474       (return-from find-package package-designator))
 475     (let ((name (string package-designator)))
 476       (dolist (package *package-list*)
 477         (when (string= (package-name package) name)
 478           (return package)))))
 479
 480   (defun find-package-or-fail (package-designator)
 481     (or (find-package package-designator)
 482         (error "Package unknown.")))
 483
 484   (defun package-name (package-designator)
 485     (let ((package (find-package-or-fail package-designator)))
 486       (oget package "packageName")))
 487
 488   (defun %package-symbols (package-designator)
 489     (let ((package (find-package-or-fail package-designator)))
 490       (oget package "symbols")))
 491
 492   (defun package-use-list (package-designator)
 493     (let ((package (find-package-or-fail package-designator)))
 494       (oget package "use")))
 495
 496   (defun %package-external-symbols (package-designator)
 497     (let ((package (find-package-or-fail package-designator)))
 498       (oget package "exports")))
 499
 500   (defvar *common-lisp-package*
 501     (make-package "CL"))
 502
 503   (defvar *user-package*
 504     (make-package "CL-USER" (list *common-lisp-package*)))
 505
 506   (defvar *package* *common-lisp-package*)
 507
 508   (defmacro in-package (package-designator)
 509     `(eval-when-compile
 510        (setq *package* (find-package-or-fail ,package-designator))))
 511
 512   ;; This function is used internally to initialize the CL package
 513   ;; with the symbols built during bootstrap.
 514   (defun %intern-symbol (symbol)
 515     (let ((symbols (%package-symbols *common-lisp-package*)))
 516       (oset symbol "package" *common-lisp-package*)
 517       (oset symbols (symbol-name symbol) symbol)))
 518
 519   (defun %find-symbol (name package)
 520     (let ((package (find-package-or-fail package)))
 521       (let ((symbols (%package-symbols package)))
 522         (if (in name symbols)
 523             (cons (oget symbols name) t)
 524             (dolist (used (package-use-list package) (cons nil nil))
 525               (let ((exports (%package-external-symbols used)))
 526                 (when (in name exports)
 527                   (return (cons (oget exports name) t)))))))))
 528
 529   (defun find-symbol (name &optional (package *package*))
 530     (car (%find-symbol name package)))
 531
 532   (defun intern (name &optional (package *package*))
 533     (let ((result (%find-symbol name package)))
 534       (if (cdr result)
 535           (car result)
 536           (let ((symbols (%package-symbols package)))
 537             (oget symbols name)
 538             (let ((symbol (make-symbol name)))
 539               (oset symbol "package" package)
 540               (oset symbols name symbol))))))
 541
 542   (defun symbol-package (symbol)
 543     (unless (symbolp symbol)
 544       (error "it is not a symbol"))
 545     (oget symbol "package"))
 546
 547   (defun export (symbols &optional (package *package*))
 548     (let ((exports (%package-external-symbols package)))
 549       (dolist (symb symbols t)
 550         (oset exports (symbol-name symb) symb)))))
 551
 552
 553 ;;; The compiler offers some primitives and special forms which are
 554 ;;; not found in Common Lisp, for instance, while. So, we grow Common
 555 ;;; Lisp a bit to it can execute the rest of the file.
 556 #+common-lisp
 557 (progn
 558   (defmacro while (condition &body body)
 559     `(do ()
 560          ((not ,condition))
 561        ,@body))
 562
 563   (defmacro eval-when-compile (&body body)
 564     `(eval-when (:compile-toplevel :load-toplevel :execute)
 565        ,@body))
 566
 567   (defun concat-two (s1 s2)
 568     (concatenate 'string s1 s2))
 569
 570   (defun setcar (cons new)
 571     (setf (car cons) new))
 572   (defun setcdr (cons new)
 573     (setf (cdr cons) new)))
 574
 575 ;;; At this point, no matter if Common Lisp or ecmalisp is compiling
 576 ;;; from here, this code will compile on both. We define some helper
 577 ;;; functions now for string manipulation and so on. They will be
 578 ;;; useful in the compiler, mostly.
 579
 580 (defvar *newline* (string (code-char 10)))
 581
 582 (defun concat (&rest strs)
 583   (!reduce #'concat-two strs ""))
 584
 585 (defmacro concatf (variable &body form)
 586   `(setq ,variable (concat ,variable (progn ,@form))))
 587
 588 ;;; Concatenate a list of strings, with a separator
 589 (defun join (list &optional (separator ""))
 590   (cond
 591     ((null list)
 592      "")
 593     ((null (cdr list))
 594      (car list))
 595     (t
 596      (concat (car list)
 597              separator
 598              (join (cdr list) separator)))))
 599
 600 (defun join-trailing (list &optional (separator ""))
 601   (if (null list)
 602       ""
 603       (concat (car list) separator (join-trailing (cdr list) separator))))
 604
 605 (defun mapconcat (func list)
 606   (join (mapcar func list)))
 607
 608 ;;; Like CONCAT, but prefix each line with four spaces. Two versions
 609 ;;; of this function are available, because the Ecmalisp version is
 610 ;;; very slow and bootstraping was annoying.
 611
 612 #+ecmalisp
 613 (defun indent (&rest string)
 614   (let ((input (join string)))
 615     (let ((output "")
 616           (index 0)
 617           (size (length input)))
 618       (when (plusp (length input)) (concatf output "    "))
 619       (while (< index size)
 620         (let ((str
 621                (if (and (char= (char input index) #\newline)
 622                         (< index (1- size))
 623                         (not (char= (char input (1+ index)) #\newline)))
 624                    (concat (string #\newline) "    ")
 625                    (string (char input index)))))
 626           (concatf output str))
 627         (incf index))
 628       output)))
 629
 630 #+common-lisp
 631 (defun indent (&rest string)
 632   (with-output-to-string (*standard-output*)
 633     (with-input-from-string (input (join string))
 634       (loop
 635          for line = (read-line input nil)
 636          while line
 637          do (write-string "    ")
 638          do (write-line line)))))
 639
 640
 641 (defun integer-to-string (x)
 642   (cond
 643     ((zerop x)
 644      "0")
 645     ((minusp x)
 646      (concat "-" (integer-to-string (- 0 x))))
 647     (t
 648      (let ((digits nil))
 649        (while (not (zerop x))
 650          (push (mod x 10) digits)
 651          (setq x (truncate x 10)))
 652        (join (mapcar (lambda (d) (string (char "0123456789" d)))
 653                      digits))))))
 654
 655
 656 ;;; Wrap X with a Javascript code to convert the result from
 657 ;;; Javascript generalized booleans to T or NIL.
 658 (defun js!bool (x)
 659   (concat "(" x "?" (ls-compile t) ": " (ls-compile nil) ")"))
 660
 661 ;;; Concatenate the arguments and wrap them with a self-calling
 662 ;;; Javascript anonymous function. It is used to make some Javascript
 663 ;;; statements valid expressions and provide a private scope as well.
 664 ;;; It could be defined as function, but we could do some
 665 ;;; preprocessing in the future.
 666 (defmacro js!selfcall (&body body)
 667   `(concat "(function(){" *newline* (indent ,@body) "})()"))
 668
 669
 670 ;;; Printer
 671
 672 #+ecmalisp
 673 (progn
 674   (defun prin1-to-string (form)
 675     (cond
 676       ((symbolp form) (symbol-name form))
 677       ((integerp form) (integer-to-string form))
 678       ((stringp form) (concat "\"" (escape-string form) "\""))
 679       ((functionp form)
 680        (let ((name (oget form "fname")))
 681          (if name
 682              (concat "#<FUNCTION " name ">")
 683              (concat "#<FUNCTION>"))))
 684       ((listp form)
 685        (concat "("
 686                (join-trailing (mapcar #'prin1-to-string (butlast form)) " ")
 687                (let ((last (last form)))
 688                  (if (null (cdr last))
 689                      (prin1-to-string (car last))
 690                      (concat (prin1-to-string (car last)) " . " (prin1-to-string (cdr last)))))
 691                ")"))
 692       ((packagep form)
 693        (concat "#<PACKAGE " (package-name form) ">"))))
 694
 695   (defun write-line (x)
 696     (write-string x)
 697     (write-string *newline*)
 698     x)
 699
 700   (defun warn (string)
 701     (write-string "WARNING: ")
 702     (write-line string))
 703
 704   (defun print (x)
 705     (write-line (prin1-to-string x))
 706     x))
 707
 708
 709 ;;;; Reader
 710
 711 ;;; The Lisp reader, parse strings and return Lisp objects. The main
 712 ;;; entry points are `ls-read' and `ls-read-from-string'.
 713
 714 (defun make-string-stream (string)
 715   (cons string 0))
 716
 717 (defun %peek-char (stream)
 718   (and (< (cdr stream) (length (car stream)))
 719        (char (car stream) (cdr stream))))
 720
 721 (defun %read-char (stream)
 722   (and (< (cdr stream) (length (car stream)))
 723        (prog1 (char (car stream) (cdr stream))
 724          (setcdr stream (1+ (cdr stream))))))
 725
 726 (defun whitespacep (ch)
 727   (or (char= ch #\space) (char= ch #\newline) (char= ch #\tab)))
 728
 729 (defun skip-whitespaces (stream)
 730   (let (ch)
 731     (setq ch (%peek-char stream))
 732     (while (and ch (whitespacep ch))
 733       (%read-char stream)
 734       (setq ch (%peek-char stream)))))
 735
 736 (defun terminalp (ch)
 737   (or (null ch) (whitespacep ch) (char= #\) ch) (char= #\( ch)))
 738
 739 (defun read-until (stream func)
 740   (let ((string "")
 741         (ch))
 742     (setq ch (%peek-char stream))
 743     (while (and ch (not (funcall func ch)))
 744       (setq string (concat string (string ch)))
 745       (%read-char stream)
 746       (setq ch (%peek-char stream)))
 747     string))
 748
 749 (defun skip-whitespaces-and-comments (stream)
 750   (let (ch)
 751     (skip-whitespaces stream)
 752     (setq ch (%peek-char stream))
 753     (while (and ch (char= ch #\;))
 754       (read-until stream (lambda (x) (char= x #\newline)))
 755       (skip-whitespaces stream)
 756       (setq ch (%peek-char stream)))))
 757
 758 (defun %read-list (stream)
 759   (skip-whitespaces-and-comments stream)
 760   (let ((ch (%peek-char stream)))
 761     (cond
 762       ((null ch)
 763        (error "Unspected EOF"))
 764       ((char= ch #\))
 765        (%read-char stream)
 766        nil)
 767       ((char= ch #\.)
 768        (%read-char stream)
 769        (prog1 (ls-read stream)
 770          (skip-whitespaces-and-comments stream)
 771          (unless (char= (%read-char stream) #\))
 772            (error "')' was expected."))))
 773       (t
 774        (cons (ls-read stream) (%read-list stream))))))
 775
 776 (defun read-string (stream)
 777   (let ((string "")
 778         (ch nil))
 779     (setq ch (%read-char stream))
 780     (while (not (eql ch #\"))
 781       (when (null ch)
 782         (error "Unexpected EOF"))
 783       (when (eql ch #\\)
 784         (setq ch (%read-char stream)))
 785       (setq string (concat string (string ch)))
 786       (setq ch (%read-char stream)))
 787     string))
 788
 789 (defun read-sharp (stream)
 790   (%read-char stream)
 791   (ecase (%read-char stream)
 792     (#\'
 793      (list 'function (ls-read stream)))
 794     (#\\
 795      (let ((cname
 796             (concat (string (%read-char stream))
 797                     (read-until stream #'terminalp))))
 798        (cond
 799          ((string= cname "space") (char-code #\space))
 800          ((string= cname "tab") (char-code #\tab))
 801          ((string= cname "newline") (char-code #\newline))
 802          (t (char-code (char cname 0))))))
 803     (#\+
 804      (let ((feature (read-until stream #'terminalp)))
 805        (cond
 806          ((string= feature "common-lisp")
 807           (ls-read stream)              ;ignore
 808           (ls-read stream))
 809          ((string= feature "ecmalisp")
 810           (ls-read stream))
 811          (t
 812           (error "Unknown reader form.")))))))
 813
 814 (defvar *eof* (make-symbol "EOF"))
 815 (defun ls-read (stream)
 816   (skip-whitespaces-and-comments stream)
 817   (let ((ch (%peek-char stream)))
 818     (cond
 819       ((null ch)
 820        *eof*)
 821       ((char= ch #\()
 822        (%read-char stream)
 823        (%read-list stream))
 824       ((char= ch #\')
 825        (%read-char stream)
 826        (list 'quote (ls-read stream)))
 827       ((char= ch #\`)
 828        (%read-char stream)
 829        (list 'backquote (ls-read stream)))
 830       ((char= ch #\")
 831        (%read-char stream)
 832        (read-string stream))
 833       ((char= ch #\,)
 834        (%read-char stream)
 835        (if (eql (%peek-char stream) #\@)
 836            (progn (%read-char stream) (list 'unquote-splicing (ls-read stream)))
 837            (list 'unquote (ls-read stream))))
 838       ((char= ch #\#)
 839        (read-sharp stream))
 840       (t
 841        (let ((string (read-until stream #'terminalp)))
 842          (if (every #'digit-char-p string)
 843              (parse-integer string)
 844              (intern (string-upcase string))))))))
 845
 846 (defun ls-read-from-string (string)
 847   (ls-read (make-string-stream string)))
 848
 849
 850 ;;;; Compiler
 851
 852 ;;; Translate the Lisp code to Javascript. It will compile the special
 853 ;;; forms. Some primitive functions are compiled as special forms
 854 ;;; too. The respective real functions are defined in the target (see
 855 ;;; the beginning of this file) as well as some primitive functions.
 856
 857 (defvar *compilation-unit-checks* '())
 858
 859 (defun make-binding (name type value &optional declarations)
 860   (list name type value declarations))
 861
 862 (defun binding-name (b) (first b))
 863 (defun binding-type (b) (second b))
 864 (defun binding-value (b) (third b))
 865 (defun binding-declarations (b) (fourth b))
 866
 867 (defun set-binding-value (b value)
 868   (setcar (cddr b) value))
 869
 870 (defun set-binding-declarations (b value)
 871   (setcar (cdddr b) value))
 872
 873 (defun push-binding-declaration (decl b)
 874   (set-binding-declarations b (cons decl (binding-declarations b))))
 875
 876
 877 (defun make-lexenv ()
 878   (list nil nil nil nil))
 879
 880 (defun copy-lexenv (lexenv)
 881   (copy-list lexenv))
 882
 883 (defun push-to-lexenv (binding lexenv namespace)
 884   (ecase namespace
 885     (variable   (setcar        lexenv  (cons binding (car lexenv))))
 886     (function   (setcar   (cdr lexenv) (cons binding (cadr lexenv))))
 887     (block      (setcar  (cddr lexenv) (cons binding (caddr lexenv))))
 888     (gotag      (setcar (cdddr lexenv) (cons binding (cadddr lexenv))))))
 889
 890 (defun extend-lexenv (bindings lexenv namespace)
 891   (let ((env (copy-lexenv lexenv)))
 892     (dolist (binding (reverse bindings) env)
 893       (push-to-lexenv binding env namespace))))
 894
 895 (defun lookup-in-lexenv (name lexenv namespace)
 896   (assoc name (ecase namespace
 897                 (variable (first lexenv))
 898                 (function (second lexenv))
 899                 (block (third lexenv))
 900                 (gotag (fourth lexenv)))))
 901
 902 (defvar *environment* (make-lexenv))
 903
 904 (defvar *variable-counter* 0)
 905 (defun gvarname (symbol)
 906   (concat "v" (integer-to-string (incf *variable-counter*))))
 907
 908 (defun translate-variable (symbol)
 909   (binding-value (lookup-in-lexenv symbol *environment* 'variable)))
 910
 911 (defun extend-local-env (args)
 912   (let ((new (copy-lexenv *environment*)))
 913     (dolist (symbol args new)
 914       (let ((b (make-binding symbol 'lexical-variable (gvarname symbol))))
 915         (push-to-lexenv b new 'variable)))))
 916
 917 ;;; Toplevel compilations
 918 (defvar *toplevel-compilations* nil)
 919
 920 (defun toplevel-compilation (string)
 921   (push string *toplevel-compilations*))
 922
 923 (defun null-or-empty-p (x)
 924   (zerop (length x)))
 925
 926 (defun get-toplevel-compilations ()
 927   (reverse (remove-if #'null-or-empty-p *toplevel-compilations*)))
 928
 929 (defun %compile-defmacro (name lambda)
 930   (toplevel-compilation (ls-compile `',name))
 931   (push-to-lexenv (make-binding name 'macro lambda) *environment* 'function))
 932
 933 (defun global-binding (name type namespace)
 934   (or (lookup-in-lexenv name *environment* namespace)
 935       (let ((b (make-binding name type nil)))
 936         (push-to-lexenv b *environment* namespace)
 937         b)))
 938
 939 (defun claimp (symbol namespace claim)
 940   (let ((b (lookup-in-lexenv symbol *environment* namespace)))
 941     (and b (member claim (binding-declarations b)))))
 942
 943 (defun !proclaim (decl)
 944   (case (car decl)
 945     (notinline
 946      (dolist (name (cdr decl))
 947        (let ((b (global-binding name 'function 'function)))
 948          (push-binding-declaration 'notinline b))))
 949     (constant
 950      (dolist (name (cdr decl))
 951        (let ((b (global-binding name 'variable 'variable)))
 952          (push-binding-declaration 'constant b))))
 953     (non-overridable
 954      (dolist (name (cdr decl))
 955        (let ((b (global-binding name 'function 'function)))
 956          (push-binding-declaration 'non-overridable b))))))
 957
 958 #+ecmalisp
 959 (fset 'proclaim #'!proclaim)
 960
 961 ;;; Special forms
 962
 963 (defvar *compilations* nil)
 964
 965 (defmacro define-compilation (name args &body body)
 966   ;; Creates a new primitive `name' with parameters args and
 967   ;; @body. The body can access to the local environment through the
 968   ;; variable *ENVIRONMENT*.
 969   `(push (list ',name (lambda ,args (block ,name ,@body)))
 970          *compilations*))
 971
 972 (define-compilation if (condition true false)
 973   (concat "(" (ls-compile condition) " !== " (ls-compile nil)
 974           " ? " (ls-compile true)
 975           " : " (ls-compile false)
 976           ")"))
 977
 978 (defvar *lambda-list-keywords* '(&optional &rest))
 979
 980 (defun list-until-keyword (list)
 981   (if (or (null list) (member (car list) *lambda-list-keywords*))
 982       nil
 983       (cons (car list) (list-until-keyword (cdr list)))))
 984
 985 (defun lambda-list-required-arguments (lambda-list)
 986   (list-until-keyword lambda-list))
 987
 988 (defun lambda-list-optional-arguments-with-default (lambda-list)
 989   (mapcar #'ensure-list (list-until-keyword (cdr (member '&optional lambda-list)))))
 990
 991 (defun lambda-list-optional-arguments (lambda-list)
 992   (mapcar #'car (lambda-list-optional-arguments-with-default lambda-list)))
 993
 994 (defun lambda-list-rest-argument (lambda-list)
 995   (let ((rest (list-until-keyword (cdr (member '&rest lambda-list)))))
 996     (when (cdr rest)
 997       (error "Bad lambda-list"))
 998     (car rest)))
 999
1000
1001 (defun lambda-docstring-wrapper (docstring &rest strs)
1002   (if docstring
1003       (js!selfcall
1004         "var func = " (join strs) ";" *newline*
1005         "func.docstring = '" docstring "';" *newline*
1006         "return func;" *newline*)
1007       (join strs)))
1008
1009 (define-compilation lambda (lambda-list &rest body)
1010   (let ((required-arguments (lambda-list-required-arguments lambda-list))
1011         (optional-arguments (lambda-list-optional-arguments lambda-list))
1012         (rest-argument (lambda-list-rest-argument lambda-list))
1013         documentation)
1014     ;; Get the documentation string for the lambda function
1015     (when (and (stringp (car body))
1016                (not (null (cdr body))))
1017       (setq documentation (car body))
1018       (setq body (cdr body)))
1019     (let ((n-required-arguments (length required-arguments))
1020           (n-optional-arguments (length optional-arguments))
1021           (*environment* (extend-local-env
1022                           (append (ensure-list rest-argument)
1023                                   required-arguments
1024                                   optional-arguments))))
1025       (lambda-docstring-wrapper
1026        documentation
1027        "(function ("
1028        (join (mapcar #'translate-variable
1029                      (append required-arguments optional-arguments))
1030              ",")
1031        "){" *newline*
1032        ;; Check number of arguments
1033        (indent
1034         (if required-arguments
1035             (concat "if (arguments.length < " (integer-to-string n-required-arguments)
1036                     ") throw 'too few arguments';" *newline*)
1037             "")
1038         (if (not rest-argument)
1039             (concat "if (arguments.length > "
1040                     (integer-to-string (+ n-required-arguments n-optional-arguments))
1041                     ") throw 'too many arguments';" *newline*)
1042             "")
1043         ;; Optional arguments
1044         (if optional-arguments
1045             (concat "switch(arguments.length){" *newline*
1046                     (let ((optional-and-defaults
1047                            (lambda-list-optional-arguments-with-default lambda-list))
1048                           (cases nil)
1049                           (idx 0))
1050                       (progn
1051                         (while (< idx n-optional-arguments)
1052                           (let ((arg (nth idx optional-and-defaults)))
1053                             (push (concat "case "
1054                                           (integer-to-string (+ idx n-required-arguments)) ":" *newline*
1055                                           (translate-variable (car arg))
1056                                           "="
1057                                           (ls-compile (cadr arg))
1058                                           ";" *newline*)
1059                                   cases)
1060                             (incf idx)))
1061                         (push (concat "default: break;" *newline*) cases)
1062                         (join (reverse cases))))
1063                     "}" *newline*)
1064             "")
1065         ;; &rest/&body argument
1066         (if rest-argument
1067             (let ((js!rest (translate-variable rest-argument)))
1068               (concat "var " js!rest "= " (ls-compile nil) ";" *newline*
1069                       "for (var i = arguments.length-1; i>="
1070                       (integer-to-string (+ n-required-arguments n-optional-arguments))
1071                       "; i--)" *newline*
1072                       (indent js!rest " = "
1073                               "{car: arguments[i], cdr: ") js!rest "};"
1074                       *newline*))
1075             "")
1076         ;; Body
1077         (ls-compile-block body t)) *newline*
1078        "})"))))
1079
1080 (define-compilation setq (var val)
1081   (let ((b (lookup-in-lexenv var *environment* 'variable)))
1082     (if (eq (binding-type b) 'lexical-variable)
1083         (concat (binding-value b) " = " (ls-compile val))
1084         (ls-compile `(set ',var ,val)))))
1085
1086 ;;; FFI Variable accessors
1087 (define-compilation js-vref (var)
1088   var)
1089
1090 (define-compilation js-vset (var val)
1091   (concat "(" var " = " (ls-compile val) ")"))
1092
1093
1094 ;;; Literals
1095 (defun escape-string (string)
1096   (let ((output "")
1097         (index 0)
1098         (size (length string)))
1099     (while (< index size)
1100       (let ((ch (char string index)))
1101         (when (or (char= ch #\") (char= ch #\\))
1102           (setq output (concat output "\\")))
1103         (when (or (char= ch #\newline))
1104           (setq output (concat output "\\"))
1105           (setq ch #\n))
1106         (setq output (concat output (string ch))))
1107       (incf index))
1108     output))
1109
1110
1111 (defvar *literal-symbols* nil)
1112 (defvar *literal-counter* 0)
1113
1114 (defun genlit ()
1115   (concat "l" (integer-to-string (incf *literal-counter*))))
1116
1117 (defun literal (sexp &optional recursive)
1118   (cond
1119     ((integerp sexp) (integer-to-string sexp))
1120     ((stringp sexp) (concat "\"" (escape-string sexp) "\""))
1121     ((symbolp sexp)
1122      (or (cdr (assoc sexp *literal-symbols*))
1123          (let ((v (genlit))
1124                (s #+common-lisp (concat "{name: \"" (escape-string (symbol-name sexp)) "\"}")
1125                   #+ecmalisp (ls-compile `(intern ,(symbol-name sexp)))))
1126            (push (cons sexp v) *literal-symbols*)
1127            (toplevel-compilation (concat "var " v " = " s))
1128            v)))
1129     ((consp sexp)
1130      (let ((c (concat "{car: " (literal (car sexp) t) ", "
1131                       "cdr: " (literal (cdr sexp) t) "}")))
1132        (if recursive
1133            c
1134            (let ((v (genlit)))
1135              (toplevel-compilation (concat "var " v " = " c))
1136              v))))))
1137
1138 (define-compilation quote (sexp)
1139   (literal sexp))
1140
1141 (define-compilation %while (pred &rest body)
1142   (js!selfcall
1143     "while(" (ls-compile pred) " !== " (ls-compile nil) "){" *newline*
1144     (indent (ls-compile-block body))
1145     "}"
1146     "return " (ls-compile nil) ";" *newline*))
1147
1148 (define-compilation function (x)
1149   (cond
1150     ((and (listp x) (eq (car x) 'lambda))
1151      (ls-compile x))
1152     ((symbolp x)
1153      (ls-compile `(symbol-function ',x)))))
1154
1155 (define-compilation eval-when-compile (&rest body)
1156   (eval (cons 'progn body))
1157   nil)
1158
1159 (defmacro define-transformation (name args form)
1160   `(define-compilation ,name ,args
1161      (ls-compile ,form)))
1162
1163 (define-compilation progn (&rest body)
1164   (js!selfcall (ls-compile-block body t)))
1165
1166 (defun dynamic-binding-wrapper (bindings body)
1167   (if (null bindings)
1168       body
1169       (concat
1170        "try {" *newline*
1171        (indent
1172         "var tmp;" *newline*
1173         (join
1174          (mapcar (lambda (b)
1175                    (let ((s (ls-compile `(quote ,(car b)))))
1176                      (concat "tmp = " s ".value;" *newline*
1177                              s ".value = " (cdr b) ";" *newline*
1178                              (cdr b) " = tmp;" *newline*)))
1179                  bindings))
1180         body)
1181        "}" *newline*
1182        "finally {"  *newline*
1183        (indent
1184         (join-trailing
1185          (mapcar (lambda (b)
1186                    (let ((s (ls-compile `(quote ,(car b)))))
1187                      (concat s ".value" " = " (cdr b))))
1188                  bindings)
1189          (concat ";" *newline*)))
1190        "}" *newline*)))
1191
1192
1193 (define-compilation let (bindings &rest body)
1194   (let ((bindings (mapcar #'ensure-list bindings)))
1195     (let ((variables (mapcar #'first bindings))
1196           (values    (mapcar #'second bindings)))
1197       (let ((cvalues (mapcar #'ls-compile values))
1198             (*environment* (extend-local-env (remove-if #'boundp variables)))
1199             (dynamic-bindings))
1200         (concat "(function("
1201                 (join (mapcar (lambda (x)
1202                                 (if (boundp x)
1203                                     (let ((v (gvarname x)))
1204                                       (push (cons x v) dynamic-bindings)
1205                                       v)
1206                                     (translate-variable x)))
1207                               variables)
1208                       ",")
1209                 "){" *newline*
1210                 (let ((body (ls-compile-block body t)))
1211                   (indent (dynamic-binding-wrapper dynamic-bindings body)))
1212                 "})(" (join cvalues ",") ")")))))
1213
1214
1215 (defvar *block-counter* 0)
1216
1217 (define-compilation block (name &rest body)
1218   (let ((tr (integer-to-string (incf *block-counter*))))
1219     (let ((b (make-binding name 'block tr)))
1220       (js!selfcall
1221         "try {" *newline*
1222         (let ((*environment* (extend-lexenv (list b) *environment* 'block)))
1223           (indent "return " (ls-compile `(progn ,@body)) ";" *newline*))
1224         "}" *newline*
1225         "catch (cf){" *newline*
1226         "    if (cf.type == 'block' && cf.id == " tr ")" *newline*
1227         "        return cf.value;" *newline*
1228         "    else" *newline*
1229         "        throw cf;" *newline*
1230         "}" *newline*))))
1231
1232 (define-compilation return-from (name &optional value)
1233   (let ((b (lookup-in-lexenv name *environment* 'block)))
1234     (if b
1235         (js!selfcall
1236           "throw ({"
1237           "type: 'block', "
1238           "id: " (binding-value b) ", "
1239           "value: " (ls-compile value) ", "
1240           "message: 'Return from unknown block " (symbol-name name) ".'"
1241           "})")
1242         (error (concat "Unknown block `" (symbol-name name) "'.")))))
1243
1244
1245 (define-compilation catch (id &rest body)
1246   (js!selfcall
1247     "var id = " (ls-compile id) ";" *newline*
1248     "try {" *newline*
1249     (indent "return " (ls-compile `(progn ,@body))
1250             ";" *newline*)
1251     "}" *newline*
1252     "catch (cf){" *newline*
1253     "    if (cf.type == 'catch' && cf.id == id)" *newline*
1254     "        return cf.value;" *newline*
1255     "    else" *newline*
1256     "        throw cf;" *newline*
1257     "}" *newline*))
1258
1259 (define-compilation throw (id &optional value)
1260   (js!selfcall
1261     "throw ({"
1262     "type: 'catch', "
1263     "id: " (ls-compile id) ", "
1264     "value: " (ls-compile value) ", "
1265     "message: 'Throw uncatched.'"
1266     "})"))
1267
1268
1269 (defvar *tagbody-counter* 0)
1270 (defvar *go-tag-counter* 0)
1271
1272 (defun go-tag-p (x)
1273   (or (integerp x) (symbolp x)))
1274
1275 (defun declare-tagbody-tags (tbidx body)
1276   (let ((bindings
1277          (mapcar (lambda (label)
1278                    (let ((tagidx (integer-to-string (incf *go-tag-counter*))))
1279                      (make-binding label 'gotag (list tbidx tagidx))))
1280                  (remove-if-not #'go-tag-p body))))
1281     (extend-lexenv bindings *environment* 'gotag)))
1282
1283 (define-compilation tagbody (&rest body)
1284   ;; Ignore the tagbody if it does not contain any go-tag. We do this
1285   ;; because 1) it is easy and 2) many built-in forms expand to a
1286   ;; implicit tagbody, so we save some space.
1287   (unless (some #'go-tag-p body)
1288     (return-from tagbody (ls-compile `(progn ,@body nil))))
1289   ;; The translation assumes the first form in BODY is a label
1290   (unless (go-tag-p (car body))
1291     (push (gensym "START") body))
1292   ;; Tagbody compilation
1293   (let ((tbidx (integer-to-string *tagbody-counter*)))
1294     (let ((*environment* (declare-tagbody-tags tbidx body))
1295           initag)
1296       (let ((b (lookup-in-lexenv (first body) *environment* 'gotag)))
1297         (setq initag (second (binding-value b))))
1298       (js!selfcall
1299         "var tagbody_" tbidx " = " initag ";" *newline*
1300         "tbloop:" *newline*
1301         "while (true) {" *newline*
1302         (indent "try {" *newline*
1303                 (indent (let ((content ""))
1304                           (concat "switch(tagbody_" tbidx "){" *newline*
1305                                   "case " initag ":" *newline*
1306                                   (dolist (form (cdr body) content)
1307                                     (concatf content
1308                                       (if (not (go-tag-p form))
1309                                           (indent (ls-compile form) ";" *newline*)
1310                                           (let ((b (lookup-in-lexenv form *environment* 'gotag)))
1311                                             (concat "case " (second (binding-value b)) ":" *newline*)))))
1312                                   "default:" *newline*
1313                                   "    break tbloop;" *newline*
1314                                   "}" *newline*)))
1315                 "}" *newline*
1316                 "catch (jump) {" *newline*
1317                 "    if (jump.type == 'tagbody' && jump.id == " tbidx ")" *newline*
1318                 "        tagbody_" tbidx " = jump.label;" *newline*
1319                 "    else" *newline*
1320                 "        throw(jump);" *newline*
1321                 "}" *newline*)
1322         "}" *newline*
1323         "return " (ls-compile nil) ";" *newline*))))
1324
1325 (define-compilation go (label)
1326   (let ((b (lookup-in-lexenv label *environment* 'gotag))
1327         (n (cond
1328              ((symbolp label) (symbol-name label))
1329              ((integerp label) (integer-to-string label)))))
1330     (if b
1331         (js!selfcall
1332           "throw ({"
1333           "type: 'tagbody', "
1334           "id: " (first (binding-value b)) ", "
1335           "label: " (second (binding-value b)) ", "
1336           "message: 'Attempt to GO to non-existing tag " n "'"
1337           "})" *newline*)
1338         (error (concat "Unknown tag `" n "'.")))))
1339
1340
1341 (define-compilation unwind-protect (form &rest clean-up)
1342   (js!selfcall
1343     "var ret = " (ls-compile nil) ";" *newline*
1344     "try {" *newline*
1345     (indent "ret = " (ls-compile form) ";" *newline*)
1346     "} finally {" *newline*
1347     (indent (ls-compile-block clean-up))
1348     "}" *newline*
1349     "return ret;" *newline*))
1350
1351
1352 ;;; A little backquote implementation without optimizations of any
1353 ;;; kind for ecmalisp.
1354 (defun backquote-expand-1 (form)
1355   (cond
1356     ((symbolp form)
1357      (list 'quote form))
1358     ((atom form)
1359      form)
1360     ((eq (car form) 'unquote)
1361      (car form))
1362     ((eq (car form) 'backquote)
1363      (backquote-expand-1 (backquote-expand-1 (cadr form))))
1364     (t
1365      (cons 'append
1366            (mapcar (lambda (s)
1367                      (cond
1368                        ((and (listp s) (eq (car s) 'unquote))
1369                         (list 'list (cadr s)))
1370                        ((and (listp s) (eq (car s) 'unquote-splicing))
1371                         (cadr s))
1372                        (t
1373                         (list 'list (backquote-expand-1 s)))))
1374                    form)))))
1375
1376 (defun backquote-expand (form)
1377   (if (and (listp form) (eq (car form) 'backquote))
1378       (backquote-expand-1 (cadr form))
1379       form))
1380
1381 (defmacro backquote (form)
1382   (backquote-expand-1 form))
1383
1384 (define-transformation backquote (form)
1385   (backquote-expand-1 form))
1386
1387 ;;; Primitives
1388
1389 (defvar *builtins* nil)
1390
1391 (defmacro define-raw-builtin (name args &body body)
1392   ;; Creates a new primitive function `name' with parameters args and
1393   ;; @body. The body can access to the local environment through the
1394   ;; variable *ENVIRONMENT*.
1395   `(push (list ',name (lambda ,args (block ,name ,@body)))
1396          *builtins*))
1397
1398 (defmacro define-builtin (name args &body body)
1399   `(progn
1400      (define-raw-builtin ,name ,args
1401        (let ,(mapcar (lambda (arg) `(,arg (ls-compile ,arg))) args)
1402          ,@body))))
1403
1404 ;;; DECLS is a list of (JSVARNAME TYPE LISPFORM) declarations.
1405 (defmacro type-check (decls &body body)
1406   `(js!selfcall
1407      ,@(mapcar (lambda (decl)
1408                    `(concat "var " ,(first decl) " = " ,(third decl) ";" *newline*))
1409                  decls)
1410      ,@(mapcar (lambda (decl)
1411                  `(concat "if (typeof " ,(first decl) " != '" ,(second decl) "')" *newline*
1412                           (indent "throw 'The value ' + "
1413                                   ,(first decl)
1414                                   " + ' is not a type "
1415                                   ,(second decl)
1416                                   ".';"
1417                                   *newline*)))
1418                decls)
1419      (concat "return " (progn ,@body) ";" *newline*)))
1420
1421 (defun num-op-num (x op y)
1422   (type-check (("x" "number" x) ("y" "number" y))
1423     (concat "x" op "y")))
1424
1425 (define-builtin + (x y) (num-op-num x "+" y))
1426 (define-builtin - (x y) (num-op-num x "-" y))
1427 (define-builtin * (x y) (num-op-num x "*" y))
1428 (define-builtin / (x y) (num-op-num x "/" y))
1429
1430 (define-builtin mod (x y) (num-op-num x "%" y))
1431
1432 (define-builtin < (x y)  (js!bool (num-op-num x "<" y)))
1433 (define-builtin > (x y)  (js!bool (num-op-num x ">" y)))
1434 (define-builtin = (x y)  (js!bool (num-op-num x "==" y)))
1435 (define-builtin <= (x y) (js!bool (num-op-num x "<=" y)))
1436 (define-builtin >= (x y) (js!bool (num-op-num x ">=" y)))
1437
1438 (define-builtin numberp (x)
1439   (js!bool (concat "(typeof (" x ") == \"number\")")))
1440
1441 (define-builtin floor (x)
1442   (type-check (("x" "number" x))
1443     "Math.floor(x)"))
1444
1445 (define-builtin cons (x y)
1446   (concat "({car: " x ", cdr: " y "})"))
1447
1448 (define-builtin consp (x)
1449   (js!bool
1450    (js!selfcall
1451      "var tmp = " x ";" *newline*
1452      "return (typeof tmp == 'object' && 'car' in tmp);" *newline*)))
1453
1454 (define-builtin car (x)
1455   (js!selfcall
1456     "var tmp = " x ";" *newline*
1457     "return tmp === " (ls-compile nil)
1458     "? " (ls-compile nil)
1459     ": tmp.car;" *newline*))
1460
1461 (define-builtin cdr (x)
1462   (js!selfcall
1463     "var tmp = " x ";" *newline*
1464     "return tmp === " (ls-compile nil) "? "
1465     (ls-compile nil)
1466     ": tmp.cdr;" *newline*))
1467
1468 (define-builtin setcar (x new)
1469   (type-check (("x" "object" x))
1470     (concat "(x.car = " new ")")))
1471
1472 (define-builtin setcdr (x new)
1473   (type-check (("x" "object" x))
1474     (concat "(x.cdr = " new ")")))
1475
1476 (define-builtin symbolp (x)
1477   (js!bool
1478    (js!selfcall
1479      "var tmp = " x ";" *newline*
1480      "return (typeof tmp == 'object' && 'name' in tmp);" *newline*)))
1481
1482 (define-builtin make-symbol (name)
1483   (type-check (("name" "string" name))
1484     "({name: name})"))
1485
1486 (define-builtin symbol-name (x)
1487   (concat "(" x ").name"))
1488
1489 (define-builtin set (symbol value)
1490   (concat "(" symbol ").value = " value))
1491
1492 (define-builtin fset (symbol value)
1493   (concat "(" symbol ").function = " value))
1494
1495 (define-builtin boundp (x)
1496   (js!bool (concat "(" x ".value !== undefined)")))
1497
1498 (define-builtin symbol-value (x)
1499   (js!selfcall
1500     "var symbol = " x ";" *newline*
1501     "var value = symbol.value;" *newline*
1502     "if (value === undefined) throw \"Variable `\" + symbol.name + \"' is unbound.\";" *newline*
1503     "return value;" *newline*))
1504
1505 (define-builtin symbol-function (x)
1506   (js!selfcall
1507     "var symbol = " x ";" *newline*
1508     "var func = symbol.function;" *newline*
1509     "if (func === undefined) throw \"Function `\" + symbol.name + \"' is undefined.\";" *newline*
1510     "return func;" *newline*))
1511
1512 (define-builtin symbol-plist (x)
1513   (concat "((" x ").plist || " (ls-compile nil) ")"))
1514
1515 (define-builtin lambda-code (x)
1516   (concat "(" x ").toString()"))
1517
1518
1519 (define-builtin eq    (x y) (js!bool (concat "(" x " === " y ")")))
1520 (define-builtin equal (x y) (js!bool (concat "(" x  " == " y ")")))
1521
1522 (define-builtin char-to-string (x)
1523   (type-check (("x" "number" x))
1524     "String.fromCharCode(x)"))
1525
1526 (define-builtin stringp (x)
1527   (js!bool (concat "(typeof(" x ") == \"string\")")))
1528
1529 (define-builtin string-upcase (x)
1530   (type-check (("x" "string" x))
1531     "x.toUpperCase()"))
1532
1533 (define-builtin string-length (x)
1534   (type-check (("x" "string" x))
1535     "x.length"))
1536
1537 (define-raw-builtin slice (string a &optional b)
1538   (js!selfcall
1539     "var str = " (ls-compile string) ";" *newline*
1540     "var a = " (ls-compile a) ";" *newline*
1541     "var b;" *newline*
1542     (if b
1543         (concat "b = " (ls-compile b) ";" *newline*)
1544         "")
1545     "return str.slice(a,b);" *newline*))
1546
1547 (define-builtin char (string index)
1548   (type-check (("string" "string" string)
1549                ("index" "number" index))
1550     "string.charCodeAt(index)"))
1551
1552 (define-builtin concat-two (string1 string2)
1553   (type-check (("string1" "string" string1)
1554                ("string2" "string" string2))
1555     "string1.concat(string2)"))
1556
1557 (define-raw-builtin funcall (func &rest args)
1558   (concat "(" (ls-compile func) ")("
1559           (join (mapcar #'ls-compile args)
1560                 ", ")
1561           ")"))
1562
1563 (define-raw-builtin apply (func &rest args)
1564   (if (null args)
1565       (concat "(" (ls-compile func) ")()")
1566       (let ((args (butlast args))
1567             (last (car (last args))))
1568         (js!selfcall
1569           "var f = " (ls-compile func) ";" *newline*
1570           "var args = [" (join (mapcar #'ls-compile args)
1571                                ", ")
1572           "];" *newline*
1573           "var tail = (" (ls-compile last) ");" *newline*
1574           "while (tail != " (ls-compile nil) "){" *newline*
1575           "    args.push(tail.car);" *newline*
1576           "    tail = tail.cdr;" *newline*
1577           "}" *newline*
1578           "return f.apply(this, args);" *newline*))))
1579
1580 (define-builtin js-eval (string)
1581   (type-check (("string" "string" string))
1582     "eval.apply(window, [string])"))
1583
1584 (define-builtin error (string)
1585   (js!selfcall "throw " string ";" *newline*))
1586
1587 (define-builtin new () "{}")
1588
1589 (define-builtin objectp (x)
1590   (js!bool (concat "(typeof (" x ") === 'object')")))
1591
1592 (define-builtin oget (object key)
1593   (js!selfcall
1594     "var tmp = " "(" object ")[" key "];" *newline*
1595     "return tmp == undefined? " (ls-compile nil) ": tmp ;" *newline*))
1596
1597 (define-builtin oset (object key value)
1598   (concat "((" object ")[" key "] = " value ")"))
1599
1600 (define-builtin in (key object)
1601   (js!bool (concat "((" key ") in (" object "))")))
1602
1603 (define-builtin functionp (x)
1604   (js!bool (concat "(typeof " x " == 'function')")))
1605
1606 (define-builtin write-string (x)
1607   (type-check (("x" "string" x))
1608     "lisp.write(x)"))
1609
1610 (defun macro (x)
1611   (and (symbolp x)
1612        (let ((b (lookup-in-lexenv x *environment* 'function)))
1613          (and (eq (binding-type b) 'macro)
1614               b))))
1615
1616 (defun ls-macroexpand-1 (form)
1617   (let ((macro-binding (macro (car form))))
1618     (if macro-binding
1619         (let ((expander (binding-value macro-binding)))
1620           (when (listp expander)
1621             (let ((compiled (eval expander)))
1622               ;; The list representation are useful while
1623               ;; bootstrapping, as we can dump the definition of the
1624               ;; macros easily, but they are slow because we have to
1625               ;; evaluate them and compile them now and again. So, let
1626               ;; us replace the list representation version of the
1627               ;; function with the compiled one.
1628               ;;
1629               #+ecmalisp (set-binding-value macro-binding compiled)
1630               (setq expander compiled)))
1631           (apply expander (cdr form)))
1632         form)))
1633
1634 (defun compile-funcall (function args)
1635   (if (and (symbolp function)
1636            (claimp function 'function 'non-overridable))
1637       (concat (ls-compile `',function) ".function("
1638               (join (mapcar #'ls-compile args)
1639                     ", ")
1640               ")")
1641       (concat (ls-compile `#',function) "("
1642               (join (mapcar #'ls-compile args)
1643                     ", ")
1644               ")")))
1645
1646 (defun ls-compile-block (sexps &optional return-last-p)
1647   (if return-last-p
1648       (concat (ls-compile-block (butlast sexps))
1649               "return " (ls-compile (car (last sexps))) ";")
1650       (join-trailing
1651        (remove-if #'null-or-empty-p (mapcar #'ls-compile sexps))
1652        (concat ";" *newline*))))
1653
1654 (defun ls-compile (sexp)
1655   (cond
1656     ((symbolp sexp)
1657      (let ((b (lookup-in-lexenv sexp *environment* 'variable)))
1658        (cond
1659          ((eq (binding-type b) 'lexical-variable)
1660           (binding-value b))
1661          ((claimp sexp 'variable 'constant)
1662           (concat (ls-compile `',sexp) ".value"))
1663          (t
1664           (ls-compile `(symbol-value ',sexp))))))
1665     ((integerp sexp) (integer-to-string sexp))
1666     ((stringp sexp) (concat "\"" (escape-string sexp) "\""))
1667     ((listp sexp)
1668      (let ((name (car sexp))
1669            (args (cdr sexp)))
1670        (cond
1671          ;; Special forms
1672          ((assoc name *compilations*)
1673           (let ((comp (second (assoc name *compilations*))))
1674             (apply comp args)))
1675          ;; Built-in functions
1676          ((and (assoc name *builtins*)
1677                (not (claimp name 'function 'notinline)))
1678           (let ((comp (second (assoc name *builtins*))))
1679             (apply comp args)))
1680          (t
1681           (if (macro name)
1682               (ls-compile (ls-macroexpand-1 sexp))
1683               (compile-funcall name args))))))))
1684
1685 (defun ls-compile-toplevel (sexp)
1686   (let ((*toplevel-compilations* nil))
1687     (cond
1688       ((and (consp sexp) (eq (car sexp) 'progn))
1689        (let ((subs (mapcar #'ls-compile-toplevel (cdr sexp))))
1690          (join (remove-if #'null-or-empty-p subs))))
1691       (t
1692        (let ((code (ls-compile sexp)))
1693          (concat (join-trailing (get-toplevel-compilations)
1694                                 (concat ";" *newline*))
1695                  (if code
1696                      (concat code ";" *newline*)
1697                      "")))))))
1698
1699
1700 ;;; Once we have the compiler, we define the runtime environment and
1701 ;;; interactive development (eval), which works calling the compiler
1702 ;;; and evaluating the Javascript result globally.
1703
1704 #+ecmalisp
1705 (progn
1706   (defmacro with-compilation-unit (&body body)
1707     `(prog1
1708          (progn
1709            (setq *compilation-unit-checks* nil)
1710            ,@body)
1711        (dolist (check *compilation-unit-checks*)
1712          (funcall check))))
1713
1714   (defun eval (x)
1715     (let ((code
1716            (with-compilation-unit
1717                (ls-compile-toplevel x))))
1718       (js-eval code)))
1719
1720   (export '(* *gensym-counter* *package* + - / 1+ 1- < <= = = > >= and append
1721             apply assoc atom block boundp boundp butlast caar cadddr
1722             caddr cadr car car case catch cdar cdddr cddr cdr cdr char
1723             char-code char= code-char cond cons consp copy-list decf
1724             declaim defparameter defun defvar digit-char-p disassemble
1725             documentation dolist dotimes ecase eq eql equal error eval
1726             every export fdefinition find-package find-symbol first
1727             fourth fset funcall function functionp gensym go identity
1728             in-package incf integerp integerp intern lambda-code last
1729             length let list listp make-package make-symbol mapcar
1730             member minusp mod nil not nth nthcdr null numberp or
1731             package-name package-use-list packagep plusp
1732             prin1-to-string print proclaim prog1 prog2 pron push quote
1733             remove remove-if remove-if-not return return-from
1734             revappend reverse second set setq some string-upcase
1735             string string= stringp subseq symbol-function symbol-name
1736             symbol-package symbol-plist symbol-value symbolp t tagbody
1737             third throw truncate unless unwind-protect variable warn
1738             when write-line write-string zerop))
1739
1740   ;; (setq *package* *user-package*)
1741
1742   (js-eval "var lisp")
1743   (js-vset "lisp" (new))
1744   (js-vset "lisp.read" #'ls-read-from-string)
1745   (js-vset "lisp.print" #'prin1-to-string)
1746   (js-vset "lisp.eval" #'eval)
1747   (js-vset "lisp.compile" #'ls-compile-toplevel)
1748   (js-vset "lisp.evalString" (lambda (str) (eval (ls-read-from-string str))))
1749   (js-vset "lisp.compileString" (lambda (str) (ls-compile-toplevel (ls-read-from-string str))))
1750
1751   ;; Set the initial global environment to be equal to the host global
1752   ;; environment at this point of the compilation.
1753   (eval-when-compile
1754     (toplevel-compilation
1755      (ls-compile
1756       `(progn
1757          ,@(mapcar (lambda (s) `(%intern-symbol (js-vref ,(cdr s))))
1758                    *literal-symbols*)
1759          (setq *literal-symbols* ',*literal-symbols*)
1760          (setq *environment* ',*environment*)
1761          (setq *variable-counter* ,*variable-counter*)
1762          (setq *gensym-counter* ,*gensym-counter*)
1763          (setq *block-counter* ,*block-counter*)))))
1764
1765   (eval-when-compile
1766     (toplevel-compilation
1767      (ls-compile
1768       `(setq *literal-counter* ,*literal-counter*)))))
1769
1770
1771 ;;; Finally, we provide a couple of functions to easily bootstrap
1772 ;;; this. It just calls the compiler with this file as input.
1773
1774 #+common-lisp
1775 (progn
1776   (defun read-whole-file (filename)
1777     (with-open-file (in filename)
1778       (let ((seq (make-array (file-length in) :element-type 'character)))
1779         (read-sequence seq in)
1780         seq)))
1781
1782   (defun ls-compile-file (filename output)
1783     (setq *compilation-unit-checks* nil)
1784     (with-open-file (out output :direction :output :if-exists :supersede)
1785       (let* ((source (read-whole-file filename))
1786              (in (make-string-stream source)))
1787         (loop
1788            for x = (ls-read in)
1789            until (eq x *eof*)
1790            for compilation = (ls-compile-toplevel x)
1791            when (plusp (length compilation))
1792            do (write-string compilation out))
1793         (dolist (check *compilation-unit-checks*)
1794           (funcall check))
1795         (setq *compilation-unit-checks* nil))))
1796
1797   (defun bootstrap ()
1798     (setq *environment* (make-lexenv))
1799     (setq *literal-symbols* nil)
1800     (setq *variable-counter* 0
1801           *gensym-counter* 0
1802           *literal-counter* 0
1803           *block-counter* 0)
1804     (ls-compile-file "ecmalisp.lisp" "ecmalisp.js")))