Add compiler
[app-scheme79asm.git] / lib / App / Scheme79asm / Compiler.pm
diff --git a/lib/App/Scheme79asm/Compiler.pm b/lib/App/Scheme79asm/Compiler.pm
new file mode 100644 (file)
index 0000000..9a28e1c
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,263 @@
+package App::Scheme79asm::Compiler;
+
+use 5.014000;
+use strict;
+use warnings;
+use parent qw/Exporter/;
+
+our @EXPORT_OK = qw/pretty_print/;
+our $VERSION = 0.004;
+
+use Carp qw/croak/;
+use Data::Dumper qw/Dumper/;
+use Scalar::Util qw/looks_like_number/;
+
+use Data::SExpression qw/cons consp scalarp/;
+use List::MoreUtils qw/firstidx/;
+
+our @PRIMOPS = qw/car cdr cons atom progn reverse-list/;
+
+BEGIN {
+       *cons    = *Data::SExpression::cons;
+       *consp   = *Data::SExpression::consp;
+       *scalarp = *Data::SExpression::scalarp;
+}
+
+# list processing routines
+sub append {
+       my ($expr, $rest) = @_;
+       if (defined $expr) {
+               cons $expr->car, append($expr->cdr, $rest)
+       } else {
+               $rest
+       }
+}
+
+sub mapcar (&@);
+
+sub mapcar (&@) {
+       my ($block, $expr) = @_;
+       if (defined $expr) {
+               my $result;
+               do {
+                       local $_ = $expr->car;
+                       $result = $block->()
+               };
+               cons $result, mapcar { $block->($_) } $expr->cdr
+       } else {
+               undef
+       }
+}
+
+sub revacc {
+       my ($expr, $acc) = @_;
+       if (defined $expr) {
+               revacc ($expr->cdr, cons($expr->car, $acc))
+       } else {
+               $acc
+       }
+}
+
+sub rev {
+       my ($expr) = @_;
+       revacc $expr, undef;
+}
+
+sub positionacc {
+       my ($expr, $list, $acc) = @_;
+       if (!defined $list) {
+               undef
+       } elsif ($list->car eq $expr) {
+               $acc
+       } else {
+               positionacc($expr, $list->cdr, $acc + 1)
+       }
+}
+
+sub position {
+       my ($expr, $list) = @_;
+       positionacc $expr, $list, 0
+}
+
+sub pretty_print {
+       my ($expr) = @_;
+       if (!defined $expr) {
+               '()'
+       } elsif (scalarp $expr) {
+               "$expr"
+       } elsif (ref $expr eq 'ARRAY') {
+               '(' . join (' ', map { pretty_print($_) } @$expr). ')'
+       } else {
+               my $cdr = $expr->cdr;
+               my $car = $expr->car;
+               my $acc = '(' . pretty_print($car);
+               while (defined $cdr) {
+                       $car = $cdr->car;
+                       $cdr = $cdr->cdr;
+                       $acc .= ' ' . pretty_print($car);
+               }
+               $acc . ')'
+       }
+}
+# end list processing routines
+
+sub new {
+       my ($class) = @_;
+       my %self = (
+               symbols => ['', '', 'T'],
+               nsymbols => 3,
+               symbol_map => {}
+       );
+       bless \%self, $class;
+}
+
+sub process_quoted {
+       my ($self, $expr) = @_;
+       if (!defined $expr) { # nil
+               [list => 0]
+       } elsif (scalarp $expr) {
+               $expr = uc $expr;
+               if (!exists $self->{symbol_map}{$expr}) {
+                       $self->{symbol_map}{$expr} = $self->{nsymbols};
+                       $self->{nsymbols}++;
+                       push @{$self->{symbols}}, $expr;
+               }
+               [symbol => $self->{symbol_map}{$expr}]
+       } elsif (consp $expr) {
+               [list => $self->process_quoted($expr->cdr), $self->process_quoted($expr->car)]
+       } else {
+               croak 'argument to process_quoted is not a scalar, cons, or nil: ', Dumper($expr);
+       }
+}
+
+sub process_proc {
+       my ($self, $func_name, $func_args, $func_body, $env) = @_;
+       my $new_env = append $env, (cons $func_name, rev $func_args);
+       $self->process_toplevel($func_body, $new_env)
+}
+
+sub rest_of_funcall {
+       my ($self, $func, $args) = @_;
+       if (!defined $args) {
+               $func
+       } else {
+               [more => $self->rest_of_funcall($func, $args->cdr), $args->car]
+       }
+}
+
+sub process_funcall {
+       my ($self, $func_name, $func_args, $env) = @_;
+       my $prim_idx = firstidx { uc $_ eq uc $func_name } @PRIMOPS;
+       my $processed_args =
+         mapcar { $self->process_toplevel($_, $env) } $func_args;
+       if ($prim_idx > -1) {
+               if (!defined $processed_args) {
+                       croak "Cannot call primitive $func_name with no arguments";
+               }
+               [call => $self->rest_of_funcall([lc $func_name, 0], $processed_args->cdr), $processed_args->car]
+       } else {
+               my $final_args = append $processed_args, cons ($self->process_toplevel($func_name, $env), undef);
+               [call => $self->rest_of_funcall([funcall => 0], $final_args->cdr), $final_args->car]
+       }
+}
+
+sub process_toplevel {
+       my ($self, $expr, $env) = @_;
+       if (!defined $expr) {
+               [list => 0]
+       } elsif (scalarp $expr) {
+               if (looks_like_number $expr) {
+                       $self->process_quoted($expr);
+               } elsif (uc $expr eq 'T') {
+                       [symbol => 2]
+               } elsif (uc $expr eq 'NIL') {
+                       [list => 0]
+               } else {
+                       my $position = position $expr, $env;
+                       if (defined $position) {
+                               [var => -1 - $position]
+                       } else {
+                               croak "Variable $expr not in environment";
+                       }
+               }
+       } else {
+               my $func = uc $expr->car;
+               if ($func eq 'QUOTE') {
+                       $self->process_quoted($expr->cdr->car)
+               } elsif ($func eq 'LAMBDA') {
+                       my $func_name = $expr->cdr->car;
+                       my $func_args = $expr->cdr->cdr->car;
+                       my $func_body = $expr->cdr->cdr->cdr->car;
+                       [proc => $self->process_proc($func_name, $func_args, $func_body, $env)]
+               } elsif ($func eq 'IF') {
+                       my ($if_cond, $if_then, $if_else) =
+                         map { $self->process_toplevel($_, $env) }
+                         ($expr->cdr->car, $expr->cdr->cdr->car, $expr->cdr->cdr->cdr->car);
+                       [if => [list => $if_else, $if_then], $if_cond]
+               } else {
+                       $self->process_funcall($expr->car, $expr->cdr, $env)
+               }
+       }
+}
+
+sub compile_sexp {
+       my ($self, $expr) = @_;
+       $self->process_toplevel($expr, undef)
+}
+
+sub compile_string {
+       my ($self, $string) = @_;
+       my $sexp = Data::SExpression->new(
+               {fold_lists => 0, use_symbol_class => 1}
+       );
+       my $expr = $sexp->read($string);
+       $self->compile_sexp($expr)
+}
+
+1;
+__END__
+
+=encoding utf-8
+
+=head1 NAME
+
+App::Scheme79asm::Compiler - compile Lisp code to SIMPLE assembly
+
+=head1 SYNOPSIS
+
+  use App::Scheme79asm;
+  use App::Scheme79asm::Compiler;
+  use Data::SExpression qw/cons/;
+
+  my $asm = App::Scheme79asm->new;
+  my $compiler = App::Scheme79asm::Compiler->new;
+  my $string = '(reverse-list 2 1)';
+  my $assembly_sexp = $compiler->compile_string($string);
+  $asm->process($assembly_sexp);
+  $asm->print_verilog
+
+=head1 DESCRIPTION
+
+This module takes Lisp code and compiles it to the format that
+L<App::Scheme79asm> wants it to be.
+
+The two main methods are B<compile_sexp>(I<$sexp>) which compiles an
+already-parsed sexp to assembly format, and
+B<compile_string>(I<$string>) which compiles a string to assembly
+format. The assembly format is a L<Data::SExpression> object that can
+be passed to App::Scheme79asm->B<process>.
+
+=head1 AUTHOR
+
+Marius Gavrilescu, E<lt>marius@ieval.roE<gt>
+
+=head1 COPYRIGHT AND LICENSE
+
+Copyright (C) 2018 by Marius Gavrilescu
+
+This library is free software; you can redistribute it and/or modify
+it under the same terms as Perl itself, either Perl version 5.24.3 or,
+at your option, any later version of Perl 5 you may have available.
+
+
+=cut
This page took 0.01369 seconds and 4 git commands to generate.