[gforth] / gforth / oof.fs  

gforth: gforth/oof.fs


1 : pazsan 1.1 \ oof.fs Object Oriented FORTH
2 :     \ This file is (c) 1996 by Bernd Paysan
3 :     \ e-mail: paysan@informatik.tu-muenchen.de
4 :     \
5 :     \ Please copy and share this program, modify it for your system
6 :     \ and improve it as you like. But don't remove this notice.
7 :     \
8 :     \ Thank you.
9 :     \
10 :    
11 :     \ Loadscreen 27dec95py
12 :    
13 :     decimal
14 :    
15 :     : define? ( -- flag )
16 :     bl word find nip 0= ;
17 :    
18 :     define? cell [IF] 1 cells Constant cell [THEN]
19 :    
20 :     define? ?EXIT [IF]
21 :     : ?EXIT postpone IF postpone EXIT postpone THEN ; immediate
22 :     [THEN]
23 :    
24 :     define? Vocabulary [IF]
25 :     : Vocabulary wordlist create ,
26 :     DOES> @ >r get-order nip r> swap set-order ;
27 :     [THEN]
28 :    
29 :     Vocabulary Objects also Objects also definitions
30 :    
31 :     Vocabulary types types also
32 :    
33 :     0 cells Constant :wordlist
34 :     1 cells Constant :parent
35 :     2 cells Constant :child
36 :     3 cells Constant :next
37 :     4 cells Constant :method#
38 :     5 cells Constant :var#
39 :     6 cells Constant :newlink
40 :     7 cells Constant :iface
41 :     8 cells Constant :init
42 :    
43 :     0 cells Constant :inext
44 :     1 cells Constant :ilist
45 :     2 cells Constant :ilen
46 :     3 cells Constant :inum
47 :    
48 :     Variable op
49 :     : op! ( o -- ) op ! ;
50 :    
51 :     Forth definitions
52 :    
53 :     Create ostack 0 , 16 cells allot
54 :    
55 :     : ^ ( -- o ) op @ ;
56 :     : o@ ( -- o ) op @ @ ;
57 :     : >o ( o -- )
58 :     state @
59 :     IF postpone ^ postpone >r postpone op!
60 :     ELSE 1 ostack +! ^ ostack dup @ cells + ! op!
61 :     THEN ; immediate
62 :     : o> ( -- )
63 :     state @
64 :     IF postpone r> postpone op!
65 :     ELSE ostack dup @ cells + @ op! -1 ostack +!
66 :     THEN ; immediate
67 :     : o[] ( n -- ) o@ :var# + @ * ^ + op! ;
68 :    
69 :     Objects definitions
70 :    
71 :     \ Coding 27dec95py
72 :    
73 :     0 Constant #static
74 :     1 Constant #method
75 :     2 Constant #early
76 :     3 Constant #var
77 :     4 Constant #defer
78 :    
79 :     : exec? ( addr -- flag )
80 :     >body cell+ @ #method = ;
81 :     : static? ( addr -- flag )
82 :     >body cell+ @ #static = ;
83 :     : early? ( addr -- flag )
84 :     >body cell+ @ #early = ;
85 :     : defer? ( addr -- flag )
86 :     >body cell+ @ #defer = ;
87 :    
88 :     define? faligned [IF] false [ELSE] 1 faligned 8 = [THEN]
89 :     [IF] : 8aligned ( n1 -- n2 ) faligned ;
90 :     [ELSE] : 8aligned ( n1 -- n2 ) 7 + -8 and ;
91 :     [THEN]
92 :    
93 :     : o+, ( addr offset -- )
94 :     postpone Literal postpone ^ postpone +
95 :     postpone >o drop ;
96 :     : o*, ( addr offset -- )
97 :     postpone Literal postpone * postpone Literal postpone +
98 :     postpone >o ;
99 :     : ^+@ ( offset -- addr ) ^ + @ ;
100 :     : o+@, ( addr offset -- )
101 :     postpone Literal postpone ^+@ postpone >o drop ;
102 :     : ^*@ ( offset -- addr ) ^ + @ tuck @ :var# + @ 8aligned * + ;
103 :     : o+@*, ( addr offset -- )
104 :     postpone Literal postpone ^*@ postpone >o drop ;
105 :    
106 :     \ variables / memory allocation 30oct94py
107 :    
108 :     Variable lastob
109 :     Variable lastparent 0 lastparent !
110 :     Variable vars
111 :     Variable methods
112 :     Variable decl 0 decl !
113 :     Variable 'link
114 :    
115 :     : crash true abort" unbound method" ;
116 :    
117 :     : link, ( addr -- ) align here 'link ! , 0 , 0 , ;
118 :    
119 :     0 link,
120 :    
121 :     \ type declaration 30oct94py
122 :    
123 :     : vallot ( size -- offset ) vars @ >r dup vars +!
124 :     'link @ 0=
125 :     IF lastparent @ dup IF :newlink + @ THEN link,
126 :     THEN
127 :     'link @ 2 cells + +! r> ;
128 :    
129 :     : valign ( -- ) vars @ aligned vars ! ;
130 :     define? faligned 0= [IF]
131 :     : vfalign ( -- ) vars @ faligned vars ! ;
132 :     [THEN]
133 :    
134 :     : mallot ( -- offset ) methods @ cell methods +! ;
135 :    
136 :     types definitions
137 :    
138 :     : static ( -- ) mallot Create , #static ,
139 :     DOES> @ o@ + ;
140 :     : method ( -- ) mallot Create , #method ,
141 :     DOES> @ o@ + @ execute ;
142 :     : early ( -- ) Create ['] crash , #early ,
143 :     DOES> @ execute ;
144 :     : var ( size -- ) vallot Create , #var ,
145 :     DOES> @ ^ + ;
146 :     : defer ( -- ) valign cell vallot Create , #defer ,
147 :     DOES> @ ^ + @ execute ;
148 :    
149 :     \ dealing with threads 29oct94py
150 :    
151 :     Objects definitions
152 :    
153 :     : object-order ( wid0 .. widm m addr -- wid0 .. widn n )
154 :     dup IF 2@ >r recurse r> swap 1+ ELSE drop THEN ;
155 :    
156 :     : interface-order ( wid0 .. widm m addr -- wid0 .. widn n )
157 :     dup IF 2@ >r recurse r> :ilist + @ swap 1+
158 :     ELSE drop THEN ;
159 :    
160 :     : add-order ( addr -- n ) >r
161 :     get-order r> swap >r 0 swap object-order
162 :     r> over >r + set-order r> ;
163 :    
164 :     : drop-order ( n -- ) 0 ?DO previous LOOP ;
165 :    
166 :     \ object compiling/executing 20feb95py
167 :    
168 :     : o, ( xt early? -- )
169 :     over exec? over and IF
170 :     drop >body @ o@ + @ compile, EXIT THEN
171 :     over static? over and IF
172 :     drop >body @ o@ + @ postpone Literal EXIT THEN
173 :     drop dup early? IF >body @ THEN compile, ;
174 :    
175 :     : findo ( string -- cfa n )
176 :     >r get-order 0
177 :     o@ object-order
178 :     o@ :iface + @ interface-order set-order
179 :     r> find
180 :     ?dup 0= IF drop set-order true abort" method not found!" THEN
181 :     >r >r set-order r> r> ;
182 :    
183 :     false Value method?
184 :     : method, ( object early? -- ) true to method?
185 :     swap >o >r bl word findo 0< state @ and
186 :     IF r> o, ELSE r> drop execute THEN o> false to method? ;
187 :    
188 :     : early, ( object -- ) true method,
189 :     state @ IF postpone o> THEN ;
190 :     : late, ( object -- ) false method,
191 :     state @ IF postpone o> THEN ;
192 :    
193 :     \ new, 29oct94py
194 :    
195 :     previous Objects definitions
196 :    
197 :     Variable alloc
198 :     0 Value ohere
199 :    
200 :     : oallot ( n -- ) ohere + to ohere ;
201 :    
202 :     : ((new, ( link -- )
203 :     dup @ ?dup IF recurse THEN cell+ 2@ swap ohere + >r
204 :     ?dup IF ohere >r dup >r :newlink + @ recurse r> r> ! THEN
205 :     r> to ohere ;
206 :    
207 :     : (new ( object -- )
208 :     ohere >r dup >r :newlink + @ ((new, r> r> ! ;
209 :    
210 :     : init-instance ( pos link -- pos )
211 :     dup >r @ ?dup IF recurse THEN r> cell+ 2@
212 :     IF drop dup >r ^ +
213 :     >o o@ :init + @ execute 0 o@ :newlink + @ recurse o>
214 :     r> THEN + ;
215 :    
216 :     : init-object ( object -- size )
217 :     >o o@ :init + @ execute 0 o@ :newlink + @ init-instance o> ;
218 :    
219 :     : (new, ( object -- ) ohere dup >r over :var# + @ erase (new
220 :     r> init-object drop ;
221 :    
222 :     : size@ ( objc -- size ) :var# + @ 8aligned ;
223 :     : (new[], ( n o -- addr ) ohere >r
224 :     dup size@ rot over * oallot r@ ohere dup >r 2 pick -
225 :     ?DO I to ohere >r dup >r (new, r> r> dup negate +LOOP
226 :     2drop r> to ohere r> ;
227 :    
228 :     \ new, 29oct94py
229 :    
230 :     Create chunks here 16 cells dup allot erase
231 :    
232 :     : DelFix ( addr root -- ) dup @ 2 pick ! ! ;
233 :    
234 :     : NewFix ( root size # -- addr )
235 :     BEGIN 2 pick @ ?dup 0=
236 :     WHILE 2dup * allocate throw over 0
237 :     ?DO dup 4 pick DelFix 2 pick +
238 :     LOOP
239 :     drop
240 :     REPEAT
241 :     >r drop r@ @ rot ! r@ swap erase r> ;
242 :    
243 :     : >chunk ( n -- root n' )
244 : pazsan 1.4 1- -8 and dup 3 rshift cells chunks + swap 8 + ;
245 : pazsan 1.1
246 :     : Dalloc ( size -- addr )
247 :     dup 128 > IF allocate throw EXIT THEN
248 :     >chunk 2048 over / NewFix ;
249 :    
250 :     : Salloc ( size -- addr ) align here swap allot ;
251 :    
252 :     : dispose, ( addr size -- )
253 :     dup 128 > IF drop free throw EXIT THEN
254 :     >chunk drop DelFix ;
255 :    
256 :     : new, ( o -- addr ) dup :var# + @
257 :     alloc @ execute dup >r to ohere (new, r> ;
258 :    
259 :     : new[], ( n o -- addr ) dup :var# + @ 8aligned
260 :     2 pick * alloc @ execute to ohere (new[], ;
261 :    
262 :     Forth definitions
263 :    
264 :     : dynamic ['] Dalloc alloc ! ; dynamic
265 :     : static ['] Salloc alloc ! ;
266 :    
267 :     Objects definitions
268 :    
269 :     \ instance creation 29mar94py
270 :    
271 :     : instance, ( o -- ) alloc @ >r static new, r> alloc ! drop
272 :     DOES> state @ IF dup postpone Literal postpone >o THEN early, ;
273 :     : ptr, ( o -- ) 0 , ,
274 :     DOES> state @
275 :     IF postpone Literal postpone @ postpone >o cell+
276 :     ELSE @ THEN late, ;
277 :    
278 :     : array, ( n o -- ) alloc @ >r static new[], r> alloc ! drop
279 :     DOES> ( n -- ) dup dup @ size@
280 :     state @ IF o*, ELSE nip rot * + THEN early, ;
281 :    
282 :     \ class creation 29mar94py
283 :    
284 :     Variable voc#
285 :     Variable classlist
286 :     Variable old-current
287 :     Variable ob-interface
288 :    
289 :     : voc! ( addr -- ) get-current old-current !
290 :     add-order 2 + voc# !
291 :     get-order wordlist tuck classlist ! 1+ set-order
292 :     also types classlist @ set-current ;
293 :    
294 :     : (class ( parent -- )
295 :     here lastob ! true decl ! 0 ob-interface !
296 :     0 , dup voc! dup lastparent !
297 :     dup 0= IF 0 ELSE :method# + 2@ THEN methods ! vars !
298 :     DOES> false method, ;
299 :    
300 :     : (is ( addr -- ) bl word findo drop
301 :     dup defer? abort" not deferred!"
302 :     >body @ state @
303 :     IF postpone ^ postpone Literal postpone + postpone !
304 :     ELSE ^ + ! THEN ;
305 :    
306 :     : inherit ( -- ) bl word findo drop
307 :     dup exec? IF >body @ dup o@ + @ swap lastob @ + ! EXIT THEN
308 :     abort" Not a polymorph method!" ;
309 :    
310 :     \ instance variables inside objects 27dec93py
311 :    
312 :     : instvar, ( addr -- ) dup , here 0 , 0 vallot swap !
313 :     'link @ 2 cells + @ IF 'link @ link, THEN
314 :     'link @ >r dup r@ cell+ ! :var# + @ dup vars +! r> 2 cells + !
315 :     DOES> dup 2@ swap state @ IF o+, ELSE ^ + nip nip THEN
316 :     early, ;
317 :    
318 :     : instptr> ( -- ) DOES> dup 2@ swap
319 :     state @ IF o+@, ELSE ^ + @ nip nip THEN late, ;
320 :    
321 :     : instptr, ( addr -- ) , here 0 , cell vallot swap !
322 :     instptr> ;
323 :    
324 :     : (o* ( i addr -- addr' ) dup @ :var# + @ 8aligned rot * + ;
325 :    
326 :     : instarray, ( addr -- ) , here 0 , cell vallot swap !
327 :     DOES> dup 2@ swap
328 :     state @ IF o+@*, ELSE ^ + @ nip nip (o* THEN
329 :     late, ;
330 :    
331 :     \ bind instance pointers 27mar94py
332 :    
333 :     : ((link ( addr -- o addr' ) 2@ swap ^ + ;
334 :    
335 :     : (link ( -- o addr ) bl word findo drop >body state @
336 :     IF postpone Literal postpone ((link EXIT THEN ((link ;
337 :    
338 :     : parent? ( class o -- class class' ) @
339 :     BEGIN 2dup = ?EXIT dup WHILE :parent + @ REPEAT ;
340 :    
341 :     : (bound ( obj1 obj2 adr2 -- ) >r over parent?
342 :     nip 0= abort" not the same class !" r> ! ;
343 :    
344 :     : (bind ( addr -- ) \ <name>
345 :     (link state @ IF postpone (bound EXIT THEN (bound ;
346 :    
347 :     : (sbound ( o addr -- ) dup cell+ @ swap (bound ;
348 :    
349 :     Forth definitions
350 :    
351 :     : bind ( o -- ) ' state @
352 :     IF postpone Literal postpone >body postpone (sbound EXIT THEN
353 :     >body (sbound ; immediate
354 :    
355 :     Objects definitions
356 :    
357 :     \ method implementation 29oct94py
358 :    
359 :     Variable m-name
360 :     Variable last-interface 0 last-interface !
361 :    
362 :     : interface, ( -- ) last-interface @
363 :     BEGIN dup WHILE dup , @ REPEAT drop ;
364 :    
365 :     : inter, ( iface -- )
366 :     align here over :inum + @ lastob @ + !
367 :     here over :ilen + @ dup allot move ;
368 :    
369 :     : interfaces, ( -- ) ob-interface @ lastob @ :iface + !
370 :     ob-interface @
371 :     BEGIN dup WHILE 2@ inter, REPEAT drop ;
372 :    
373 :     : lastob! ( -- ) lastob @ dup
374 :     BEGIN nip dup @ here cell+ 2 pick ! dup 0= UNTIL drop
375 : pazsan 1.3 dup , [ order ] op! o@ lastob ! ;
376 : pazsan 1.1
377 :     : thread, ( -- ) classlist @ , ;
378 :     : var, ( -- ) methods @ , vars @ , ;
379 :     : parent, ( -- o parent )
380 :     o@ lastparent @ 2dup dup , 0 ,
381 :     dup IF :child + dup @ , ! ELSE , drop THEN ;
382 :     : 'link, ( -- )
383 :     'link @ ?dup 0=
384 :     IF lastparent @ dup IF :newlink + @ THEN THEN , ;
385 :     : cells, ( -- )
386 :     methods @ :init ?DO ['] crash , cell +LOOP ;
387 :    
388 :     \ method implementation 20feb95py
389 :    
390 :     types definitions
391 :    
392 :     : how: ( -- ) decl @ 0= abort" not twice!" 0 decl !
393 :     align interface,
394 :     lastob! thread, parent, var, 'link, 0 , cells, interfaces,
395 :     dup
396 :     IF dup :method# + @ >r :init + swap r> :init /string move
397 :     ELSE 2drop THEN ;
398 :    
399 :     : class; ( -- ) decl @ IF how: THEN 0 'link !
400 :     voc# @ drop-order old-current @ set-current ;
401 :    
402 :     : ptr ( -- ) Create immediate lastob @ here lastob ! instptr, ;
403 :     : asptr ( addr -- ) cell+ @ Create immediate
404 :     lastob @ here lastob ! , , instptr> ;
405 :    
406 :     : : ( <methodname> -- ) decl @ abort" HOW: missing! "
407 :     bl word findo 0= abort" not found"
408 :     dup exec? over early? or over >body cell+ @ 0< or
409 :     0= abort" not a method"
410 :     m-name ! :noname ;
411 :    
412 :     Forth
413 :    
414 :     : ; ( xt colon-sys -- ) postpone ;
415 :     m-name @ dup >body swap exec?
416 :     IF @ o@ +
417 :     ELSE dup cell+ @ 0< IF 2@ swap o@ + @ + THEN
418 :     THEN ! ; immediate
419 :    
420 :     Forth definitions
421 :    
422 :     \ object 23mar95py
423 :    
424 :     Create object immediate 0 (class \ do not create as subclass
425 :     cell var oblink \ create offset for backlink
426 :     static thread \ method/variable wordlist
427 :     static parento \ pointer to parent
428 :     static childo \ ptr to first child
429 :     static nexto \ ptr to next child of parent
430 :     static method# \ number of methods (bytes)
431 :     static size \ number of variables (bytes)
432 :     static newlink \ ptr to allocated space
433 :     static ilist \ interface list
434 :     method init
435 :     method dispose
436 :    
437 :     early class
438 :     early new immediate
439 :     early new[] immediate
440 :     early :
441 :     early ptr
442 :     early asptr
443 :     early []
444 :     early :: immediate
445 :     early class?
446 :     early super immediate
447 :     early self
448 :     early bind immediate
449 :     early is immediate
450 :     early bound
451 :     early link immediate
452 :     early ' immediate
453 :     early send immediate
454 :    
455 :     \ base object class implementation part 23mar95py
456 :    
457 :     how: 0 parento !
458 :     0 childo !
459 :     0 nexto !
460 :     : class ( -- ) Create immediate o@ (class ;
461 :     : : ( -- ) Create immediate o@
462 :     decl @ IF instvar, ELSE instance, THEN ;
463 :     : ptr ( -- ) Create immediate o@
464 :     decl @ IF instptr, ELSE ptr, THEN ;
465 :     : asptr ( addr -- )
466 :     decl @ 0= abort" only in declaration!"
467 :     Create immediate o@ , cell+ @ , instptr> ;
468 :     : [] ( n -- ) Create immediate o@
469 :     decl @ IF instarray, ELSE array, THEN ;
470 :     : new ( -- o ) o@ state @
471 :     IF postpone Literal postpone new, ELSE new, THEN ;
472 :     : new[] ( n -- o ) o@ state @
473 :     IF postpone Literal postpone new[], ELSE new[], THEN ;
474 :     : dispose ( -- ) ^ size @ dispose, ;
475 :     : bind ( addr -- ) (bind ;
476 :     : bound ( o1 o2 addr2 -- ) (bound ;
477 :     : link ( -- o addr ) (link ;
478 :     : class? ( class -- flag ) ^ parent? nip 0<> ;
479 :     : :: ( -- )
480 :     state @ IF ^ true method, ELSE inherit THEN ;
481 :     : super ( -- ) parento true method, ;
482 :     : is ( cfa -- ) (is ;
483 :     : self ( -- obj ) ^ ;
484 :     : init ( -- ) ;
485 :    
486 :     : ' ( -- xt ) bl word findo 0= abort" not found!"
487 :     state @ IF postpone Literal THEN ;
488 :     : send ( xt -- ) execute ;
489 :     class; \ object
490 :    
491 :     \ interface 01sep96py
492 :    
493 :     Objects definitions
494 :    
495 :     : implement ( interface -- )
496 :     align here over , ob-interface @ , ob-interface !
497 : pazsan 1.2 :ilist + @ >r get-order r> swap 1+ set-order 1 voc# +! ;
498 : pazsan 1.1
499 :     : inter-method, ( interface -- )
500 :     :ilist + @ bl word count 2dup s" '" compare
501 :     0= dup >r IF 2drop bl word count THEN
502 :     rot search-wordlist
503 :     dup 0= abort" Not an interface method!"
504 :     r> IF drop state @ IF postpone Literal THEN EXIT THEN
505 :     0< state @ and IF compile, ELSE execute THEN ;
506 :    
507 :     Variable inter-list
508 :     Variable lastif
509 :     Variable inter#
510 :    
511 :     Vocabulary interfaces interfaces definitions
512 :    
513 :     : method ( -- ) mallot Create , inter# @ ,
514 :     DOES> 2@ swap o@ + @ + @ execute ;
515 :    
516 :     : how: ( -- ) align
517 :     here lastif @ ! 0 decl !
518 : pazsan 1.4 here last-interface @ , last-interface !
519 :     inter-list @ , methods @ , inter# @ ,
520 : pazsan 1.1 methods @ :inum cell+ ?DO ['] crash , LOOP ;
521 :    
522 :     : interface; ( -- ) old-current @ set-current
523 :     previous previous ;
524 :    
525 :     : : ( <methodname> -- ) decl @ abort" HOW: missing! "
526 :     bl word count lastif @ @ :ilist + @
527 :     search-wordlist 0= abort" not found"
528 :     dup >body cell+ @ 0< 0= abort" not a method"
529 :     m-name ! :noname ;
530 :    
531 :     Forth
532 :    
533 :     : ; ( xt colon-sys -- ) postpone ;
534 :     m-name @ >body @ lastif @ @ + ! ; immediate
535 :    
536 :     Forth definitions
537 :    
538 :     : interface ( -- )
539 :     Create here lastif ! 0 , get-current old-current !
540 :     last-interface @ dup IF :inum @ THEN 1 cells - inter# !
541 :     get-order wordlist
542 :     dup inter-list ! dup set-current swap 1+ set-order
543 :     true decl !
544 :     0 vars ! :inum cell+ methods ! also interfaces
545 :     DOES> @ decl @ IF implement ELSE inter-method, THEN ;
546 :    
547 :     previous previous

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