Add reader in Scheme.
[mes.git] / mes.c
1 /* -*-comment-start: "//";comment-end:""-*-
2  * Mes --- Maxwell Equations of Software
3  * Copyright © 2016 Jan Nieuwenhuizen <janneke@gnu.org>
4  *
5  * This file is part of Mes.
6  *
7  * Mes is free software; you can redistribute it and/or modify it
8  * under the terms of the GNU General Public License as published by
9  * the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or (at
10  * your option) any later version.
11  *
12  * Mes is distributed in the hope that it will be useful, but
13  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15  * GNU General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU General Public License
18  * along with Mes.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
19  */
20
21 #define _GNU_SOURCE
22 #include <assert.h>
23 #include <ctype.h>
24 #include <limits.h>
25 #include <stdio.h>
26 #include <string.h>
27 #include <stdlib.h>
28 #include <stdbool.h>
29
30 #define DEBUG 0
31 #define QUASIQUOTE 1
32 //#define QUASISYNTAX 0
33
34 #define GC 1
35 #define MES_FULL 1
36 #define MES_MINI 0 // 1 for gc-2a.test, gc-3.test
37
38 #if MES_FULL
39 int ARENA_SIZE = 200000000;
40 int GC_SAFETY = 10000;
41 int GC_FREE = 20000;
42 #else
43 int ARENA_SIZE = 15000;
44 int GC_SAFETY = 1000;
45 int GC_FREE = 100;
46 #endif
47
48 typedef long SCM;
49 enum type_t {CHAR, FUNCTION, MACRO, NUMBER, PAIR, SPECIAL, STRING, SYMBOL, REF, VALUES, VECTOR, BROKEN_HEART};
50 typedef SCM (*function0_t) (void);
51 typedef SCM (*function1_t) (SCM);
52 typedef SCM (*function2_t) (SCM, SCM);
53 typedef SCM (*function3_t) (SCM, SCM, SCM);
54 typedef SCM (*functionn_t) (SCM);
55 typedef struct function_t {
56   union {
57     function0_t function0;
58     function1_t function1;
59     function2_t function2;
60     function3_t function3;
61     functionn_t functionn;
62   };
63   int arity;
64 } function;
65 struct scm_t;
66 typedef struct scm_t {
67   enum type_t type;
68   union {
69     char const *name;
70     SCM string;
71     SCM car;
72     SCM ref;
73     int length;
74   };
75   union {
76     int value;
77     int function;
78     SCM cdr;
79     SCM macro;
80     SCM vector;
81     int hits;
82   };
83 } scm;
84
85 function functions[200];
86 int g_function = 0;
87
88 #include "mes.symbols.h"
89 #include "define.h"
90 #include "lib.h"
91 #include "math.h"
92 #include "mes.h"
93 #include "posix.h"
94 #include "quasiquote.h"
95 #include "string.h"
96 #include "type.h"
97
98 SCM display_ (FILE* f, SCM x);
99 SCM display_helper (FILE*, SCM , bool, char const*, bool);
100
101 SCM symbols = 0;
102 SCM stack = 0;
103 SCM r0 = 0; // a/env
104 SCM r1 = 0; // param 1
105 SCM r2 = 0; // param 2
106 SCM r3 = 0; // param 3
107
108 scm scm_nil = {SPECIAL, "()"};
109 scm scm_f = {SPECIAL, "#f"};
110 scm scm_t = {SPECIAL, "#t"};
111 scm scm_dot = {SPECIAL, "."};
112 scm scm_undefined = {SPECIAL, "*undefined*"};
113 scm scm_unspecified = {SPECIAL, "*unspecified*"};
114 scm scm_closure = {SPECIAL, "*closure*"};
115 scm scm_circular = {SPECIAL, "*circular*"};
116 #if BOOT
117 scm scm_label = {
118   SPECIAL, "label"};
119 #endif
120 scm scm_begin = {SPECIAL, "*begin*"};
121
122 scm scm_symbol_lambda = {SYMBOL, "lambda"};
123 scm scm_symbol_begin = {SYMBOL, "begin"};
124 scm scm_symbol_if = {SYMBOL, "if"};
125 scm scm_symbol_define = {SYMBOL, "define"};
126 scm scm_symbol_define_macro = {SYMBOL, "define-macro"};
127 scm scm_symbol_set_x = {SYMBOL, "set!"};
128
129 scm scm_symbol_quote = {SYMBOL, "quote"};
130 scm scm_symbol_quasiquote = {SYMBOL, "quasiquote"};
131 scm scm_symbol_unquote = {SYMBOL, "unquote"};
132 scm scm_symbol_unquote_splicing = {SYMBOL, "unquote-splicing"};
133
134 scm scm_symbol_sc_expand = {SYMBOL, "sc-expand"};
135 scm scm_symbol_expand_macro = {SYMBOL, "expand-macro"};
136 scm scm_symbol_sc_expander_alist = {SYMBOL, "*sc-expander-alist*"};
137 scm scm_symbol_noexpand = {SYMBOL, "noexpand"};
138 scm scm_symbol_syntax = {SYMBOL, "syntax"};
139 scm scm_symbol_quasisyntax = {SYMBOL, "quasisyntax"};
140 scm scm_symbol_unsyntax = {SYMBOL, "unsyntax"};
141 scm scm_symbol_unsyntax_splicing = {SYMBOL, "unsyntax-splicing"};
142
143 scm scm_symbol_call_with_values = {SYMBOL, "call-with-values"};
144 scm scm_symbol_current_module = {SYMBOL, "current-module"};
145 scm scm_symbol_primitive_load = {SYMBOL, "primitive-load"};
146
147 scm scm_symbol_the_unquoters = {SYMBOL, "*the-unquoters*"};
148
149 scm char_eof = {CHAR, .name="*eof*", .value=-1};
150 scm char_nul = {CHAR, .name="nul", .value=0};
151 scm char_backspace = {CHAR, .name="backspace", .value=8};
152 scm char_tab = {CHAR, .name="tab", .value=9};
153 scm char_newline = {CHAR, .name="newline", .value=10};
154 scm char_vt = {CHAR, .name="vt", .value=11};
155 scm char_page = {CHAR, .name="page", .value=12};
156 scm char_return = {CHAR, .name="return", .value=13};
157 scm char_space = {CHAR, .name="space", .value=32};
158
159 scm g_free = {NUMBER, .value=0};
160 scm *g_cells;
161 scm *g_news = 0;
162
163 #define CAR(x) g_cells[x].car
164 #define CDR(x) g_cells[x].cdr
165 #define HITS(x) g_cells[x].hits
166 #define LENGTH(x) g_cells[x].length
167 #define NAME(x) g_cells[x].name
168 #define STRING(x) g_cells[x].string
169 #define TYPE(x) g_cells[x].type
170 #define MACRO(x) g_cells[x].macro
171 #define REF(x) g_cells[x].ref
172 #define VALUE(x) g_cells[x].value
173 #define VECTOR(x) g_cells[x].vector
174 #define FUNCTION(x) functions[g_cells[x].function]
175 #define NCAR(x) g_news[x].car
176 #define NTYPE(x) g_news[x].type
177
178 #define CAAR(x) CAR (CAR (x))
179 #define CDAR(x) CDR (CAR (x))
180 #define CAAR(x) CAR (CAR (x))
181 #define CADAR(x) CAR (CDR (CAR (x)))
182 #define CDADAR(x) CAR (CDR (CAR (CDR (x))))
183 #define CADR(x) CAR (CDR (x))
184
185 SCM
186 car (SCM x)
187 {
188   assert (TYPE (x) == PAIR);
189   return CAR (x);
190 }
191
192 SCM
193 cdr (SCM x)
194 {
195   assert (TYPE (x) == PAIR);
196   return CDR (x);
197 }
198
199 SCM
200 gc_alloc (int n)
201 {
202   assert (g_free.value + n < ARENA_SIZE);
203   SCM x = g_free.value;
204   g_free.value += n;
205   return x;
206 }
207
208 SCM g_start;
209 scm *
210 gc_news ()
211 {
212   g_news = (scm *)malloc (ARENA_SIZE*sizeof(scm));
213   g_news[0].type = VECTOR;
214   g_news[0].length = 1000;
215   g_news[0].vector = 0;
216   g_news++;
217   g_news[0].type = CHAR;
218   g_news[0].value = 'n';
219   return g_news;
220 }
221
222 SCM
223 gc ()
224 {
225   fprintf (stderr, "***gc[%d]...", g_free.value);
226   g_free.value = 1;
227   if (!g_news)
228     gc_news ();
229   for (int i=g_free.value; i<g_start; i++)
230     gc_copy (i);
231   symbols = gc_copy (symbols);
232   SCM new = gc_copy (stack);
233   fprintf (stderr, "new=%d, start=%d\n", new, stack);
234   stack = new;
235   return gc_loop (1);
236 }
237
238 SCM
239 gc_loop (SCM scan)
240 {
241   while (scan < g_free.value)
242     {
243       if (NTYPE (scan) == MACRO
244           || NTYPE (scan) == PAIR
245           || NTYPE (scan) == REF
246           || scan == 1
247           || ((NTYPE (scan) == SPECIAL && TYPE (NCAR (scan)) == PAIR)
248               || (NTYPE (scan) == STRING && TYPE (NCAR (scan)) == PAIR)
249               || (NTYPE (scan) == SYMBOL && TYPE (NCAR (scan)) == PAIR)))
250         {
251           SCM car = gc_copy (g_news[scan].car);
252           gc_relocate_car (scan, car);
253         }
254       if ((NTYPE (scan) == MACRO
255            || NTYPE (scan) == PAIR
256            || NTYPE (scan) == VALUES)
257           && g_news[scan].cdr) // allow for 0 terminated list of symbols
258         {
259           SCM cdr = gc_copy (g_news[scan].cdr);
260           gc_relocate_cdr (scan, cdr);
261         }
262       scan++;
263     }
264   return gc_flip ();
265 }
266
267 SCM
268 gc_copy (SCM old)
269 {
270   if (TYPE (old) == BROKEN_HEART) return g_cells[old].car;
271   SCM new = g_free.value++;
272   g_news[new] = g_cells[old];
273   if (NTYPE (new) == VECTOR)
274     {
275       g_news[new].vector = g_free.value;
276       for (int i=0; i<LENGTH (old); i++)
277         g_news[g_free.value++] = g_cells[VECTOR (old)+i];
278     }
279   g_cells[old].type = BROKEN_HEART;
280   g_cells[old].car = new;
281   return new;
282 }
283
284 SCM
285 gc_relocate_car (SCM new, SCM car)
286 {
287   g_news[new].car = car;
288   return cell_unspecified;
289 }
290
291 SCM
292 gc_relocate_cdr (SCM new, SCM cdr)
293 {
294   g_news[new].cdr = cdr;
295   return cell_unspecified;
296 }
297
298 SCM
299 gc_flip ()
300 {
301   scm *cells = g_cells;
302   g_cells = g_news;
303   g_news = cells;
304   fprintf (stderr, " => jam[%d]\n", g_free.value);
305   return stack;
306 }
307
308 SCM
309 gc_show ()
310 {
311   fprintf (stderr, "cells: ");
312   scm *t = g_cells;
313   display_ (stderr, -1);
314   fprintf (stderr, "\n");
315   if (g_news)
316     {
317       fprintf (stderr, "news: ");
318       g_cells = g_news;
319       display_ (stderr, -1);
320       fprintf (stderr, "\n");
321     }
322   g_cells = t;
323   return cell_unspecified;
324 }
325
326 SCM tmp;
327 SCM tmp_num;
328 SCM tmp_num2;
329 SCM tmp_num3;
330 SCM tmp_num4;
331
332 SCM
333 make_cell (SCM type, SCM car, SCM cdr)
334 {
335   SCM x = gc_alloc (1);
336   assert (TYPE (type) == NUMBER);
337   TYPE (x) = VALUE (type);
338   if (VALUE (type) == CHAR || VALUE (type) == NUMBER) {
339     if (car) CAR (x) = CAR (car);
340     if (cdr) CDR (x) = CDR (cdr);
341   } else if (VALUE (type) == FUNCTION) {
342     if (car) CAR (x) = car;
343     if (cdr) CDR (x) = CDR (cdr);
344   } else {
345     CAR (x) = car;
346     CDR (x) = cdr;
347   }
348   return x;
349 }
350
351 SCM
352 cons (SCM x, SCM y)
353 {
354   g_cells[tmp_num].value = PAIR;
355   return make_cell (tmp_num, x, y);
356 }
357
358 SCM
359 eq_p (SCM x, SCM y)
360 {
361   return (x == y
362           || (TYPE (x) == CHAR && TYPE (y) == CHAR
363               && VALUE (x) == VALUE (y))
364           || (TYPE (x) == NUMBER && TYPE (y) == NUMBER
365               && VALUE (x) == VALUE (y)))
366     ? cell_t : cell_f;
367 }
368
369 SCM
370 set_car_x (SCM x, SCM e)
371 {
372   assert (TYPE (x) == PAIR);
373   CAR (x) = e;
374   return cell_unspecified;
375 }
376
377 SCM
378 set_cdr_x (SCM x, SCM e)
379 {
380   assert (TYPE (x) == PAIR);
381   cache_invalidate (cdr (x));
382   CDR (x) = e;
383   return cell_unspecified;
384 }
385
386 SCM
387 set_env_x (SCM x, SCM e, SCM a)
388 {
389   cache_invalidate (x);
390   SCM p = assert_defined (x, assq (x, a));
391   return set_cdr_x (p, e);
392 }
393
394 SCM
395 quote (SCM x)
396 {
397   return cons (cell_symbol_quote, x);
398 }
399
400 SCM
401 quasiquote (SCM x)
402 {
403   return cons (cell_symbol_quasiquote, x);
404 }
405
406 SCM
407 quasisyntax (SCM x)
408 {
409   return cons (cell_symbol_quasisyntax, x);
410 }
411
412 SCM
413 pairlis (SCM x, SCM y, SCM a)
414 {
415   if (x == cell_nil)
416     return a;
417   if (pair_p (x) == cell_f)
418     return cons (cons (x, y), a);
419   return cons (cons (car (x), car (y)),
420                pairlis (cdr (x), cdr (y), a));
421 }
422
423 SCM
424 assq (SCM x, SCM a)
425 {
426   while (a != cell_nil && eq_p (x, CAAR (a)) == cell_f)
427     {
428       if (TYPE (a) == BROKEN_HEART || TYPE (CAR (a)) == BROKEN_HEART)
429         fprintf (stderr, "oops, broken heart\n");
430       a = CDR (a);
431     }
432   return a != cell_nil ? car (a) : cell_f;
433 }
434
435 #define ENV_CACHE 1
436 #define CACHE_SIZE 30
437 #define ENV_HEAD 15
438
439 #if !ENV_CACHE
440 SCM
441 assq_ref_cache (SCM x, SCM a)
442 {
443   x = assq (x, a);
444   if (x == cell_f) return cell_undefined;
445   return cdr (x);
446 }
447 SCM cache_invalidate (SCM x){}
448 SCM cache_invalidate_range (SCM p,SCM a){}
449 SCM cache_save (SCM p){}
450 SCM cache_lookup (SCM x){}
451
452 #else // ENV_CACHE
453
454 SCM env_cache_cars[CACHE_SIZE];
455 SCM env_cache_cdrs[CACHE_SIZE];
456 int cache_threshold = 0;
457 SCM
458 cache_save (SCM p)
459 {
460   int n = g_cells[car (p)].hits;
461   if (n < cache_threshold) return cell_unspecified;
462   int j = -1;
463   for (int i=0; i < CACHE_SIZE; i++) {
464     if (!env_cache_cars[i]) {
465       j = i;
466       break;
467     }
468     if (env_cache_cars[i] == car (p)) return cell_unspecified;
469     if (n > g_cells[env_cache_cars[i]].hits) {
470       n = g_cells[env_cache_cars[i]].hits;
471       j = i;
472     }
473   }
474   if (j >= 0) {
475     cache_threshold = g_cells[car (p)].hits;
476     env_cache_cars[j] = car (p);
477     env_cache_cdrs[j] = cdr (p);
478   }
479   return cell_unspecified;
480 }
481
482 SCM
483 cache_lookup (SCM x)
484 {
485   for (int i=0; i < CACHE_SIZE; i++) {
486     if (!env_cache_cars[i]) break;
487     if (env_cache_cars[i] == x) return env_cache_cdrs[i];
488   }
489   return cell_undefined;
490 }
491
492 SCM
493 cache_invalidate (SCM x)
494 {
495   for (int i=0; i < CACHE_SIZE; i++) {
496     if (env_cache_cars[i] == x) {
497       env_cache_cars[i] = 0;
498       break;
499     }
500   }
501   return cell_unspecified;
502 }
503
504 SCM
505 cache_invalidate_range (SCM p, SCM a)
506 {
507   do {
508     cache_invalidate (caar (p));
509     p = cdr (p);
510   } while (p != a);
511   return cell_unspecified;
512 }
513
514 SCM
515 assq_ref_cache (SCM x, SCM a)
516 {
517   g_cells[x].hits++;
518   SCM c = cache_lookup (x);
519   if (c != cell_undefined) return c;
520   int i = 0;
521   while (a != cell_nil && x != CAAR (a)) {i++;a = cdr (a);}
522   if (a == cell_nil) return cell_undefined;
523   if (i>ENV_HEAD) cache_save (car (a));
524   return cdar (a);
525 }
526 #endif // ENV_CACHE
527
528 SCM
529 assert_defined (SCM x, SCM e)
530 {
531   if (e == cell_undefined)
532     {
533       fprintf (stderr, "eval: unbound variable:");
534       display_ (stderr, x);
535       fprintf (stderr, "\n");
536       assert (!"unbound variable");
537     }
538   return e;
539 }
540
541 SCM
542 gc_frame (SCM stack)
543 {
544   SCM frame = car (stack);
545   r1 = car (frame);
546   r2 = cadr (frame);
547   r3 = caddr (frame);
548   r0 = cadddr (frame);
549   return frame;
550 }
551
552 SCM
553 gc_stack (SCM a)
554 {
555   SCM frame = cons (r1, cons (r2, cons (r3, cons (r0, cell_nil))));
556   stack = cons (frame, stack);
557   stack = gc (stack);
558   gc_frame (stack);
559   stack = cdr (stack);
560   return stack;
561 }
562
563 SCM
564 vm_call (function0_t f, SCM p1, SCM p2, SCM a)
565 {
566   SCM frame = cons (r1, cons (r2, cons (r3, cons (r0, cell_nil))));
567   stack = cons (frame, stack);
568   r1 = p1;
569   r2 = p2;
570   r0 = a;
571   if (f == vm_if_env && g_free.value + GC_SAFETY > ARENA_SIZE)
572     {
573       cache_invalidate_range (r0, cell_nil);
574       gc_stack (stack);
575       frame = car (stack);
576     }
577
578   SCM r = f ();
579   frame = gc_frame (stack);
580   stack = cdr (stack);
581   return r;
582 }
583
584 SCM
585 evlis_env (SCM m, SCM a)
586 {
587   return vm_call (vm_evlis_env, m, cell_undefined, a);
588 }
589
590 SCM
591 apply_env (SCM fn, SCM x, SCM a)
592 {
593   return vm_call (vm_apply_env, fn, x, a);
594 }
595
596 SCM
597 eval_env (SCM e, SCM a)
598 {
599   return vm_call (vm_eval_env, e, cell_undefined, a);
600 }
601
602 SCM
603 expand_macro_env (SCM e, SCM a)
604 {
605   return vm_call (vm_expand_macro_env, e, cell_undefined, a);
606 }
607
608 SCM
609 begin_env (SCM e, SCM a)
610 {
611   return vm_call (vm_begin_env, e, cell_undefined, a);
612 }
613
614 SCM
615 if_env (SCM e, SCM a)
616 {
617   return vm_call (vm_if_env, e, cell_undefined, a);
618 }
619
620 SCM
621 call_lambda (SCM e, SCM x, SCM aa, SCM a) ///((internal))
622 {
623   SCM cl = cons (cons (cell_closure, x), x);
624   r1 = e;
625   r0 = cl;
626   r2 = a;
627   r3 = aa;
628   cache_invalidate_range (r0, CDR (r3));
629   SCM r = vm_call_lambda ();
630   cache_invalidate_range (r0, CDR (r3));
631   return r;
632 }
633
634 SCM
635 vm_evlis_env ()
636 {
637   if (r1 == cell_nil) return cell_nil;
638   if (TYPE (r1) != PAIR) return eval_env (r1, r0);
639   r2 = eval_env (car (r1), r0);
640   r1 = evlis_env (cdr (r1), r0);
641   return cons (r2, r1);
642 }
643
644 SCM
645 vm_call_lambda ()
646 {
647   return vm_call (vm_begin_env, r1, cell_undefined, r0);
648 }
649
650 SCM
651 vm_apply_env ()
652 {
653   if (TYPE (r1) != PAIR)
654     {
655       if (TYPE (r1) == FUNCTION) return call (r1, r2);
656       if (r1 == cell_symbol_call_with_values)
657         return call_with_values_env (car (r2), cadr (r2), r0);
658       if (r1 == cell_symbol_current_module) return r0;
659     }
660   else if (car (r1) == cell_symbol_lambda) {
661     SCM args = cadr (r1);
662     SCM body = cddr (r1);
663     SCM p = pairlis (args, r2, r0);
664     return call_lambda (body, p, p, r0);
665   }
666   else if (car (r1) == cell_closure) {
667     SCM args = caddr (r1);
668     SCM body = cdddr (r1);
669     SCM aa = cdadr (r1);
670     aa = cdr (aa);
671     SCM p = pairlis (args, r2, aa);
672     return call_lambda (body, p, aa, r0);
673   }
674 #if BOOT
675   else if (car (r1) == cell_symbol_label)
676     return apply_env (caddr (r1), r2, cons (cons (cadr (r1), caddr (r1)), r0));
677 #endif
678   SCM e = eval_env (r1, r0);
679   char const* type = 0;
680   if (e == cell_f || e == cell_t) type = "bool";
681   if (TYPE (e) == CHAR) type = "char";
682   if (TYPE (e) == NUMBER) type = "number";
683   if (TYPE (e) == STRING) type = "string";
684   if (e == cell_unspecified) type = "*unspecified*";
685   if (e == cell_undefined) type =  "*undefined*";
686   if (type)
687     {
688       fprintf (stderr, "cannot apply: %s: ", type);
689       display_ (stderr, e);
690       fprintf (stderr, " [");
691       display_ (stderr, r1);
692       fprintf (stderr, "]\n");
693       assert (!"cannot apply");
694     }
695   return apply_env (e, r2, r0);
696 }
697
698 SCM cstring_to_list (char const* s);
699
700 SCM
701 vm_eval_env ()
702 {
703   switch (TYPE (r1))
704     {
705     case PAIR:
706       {
707         if (car (r1) == cell_symbol_quote)
708           return cadr (r1);
709 #if QUASISYNTAX
710         if (car (r1) == cell_symbol_syntax)
711           return r1;
712 #endif
713         if (car (r1) == cell_symbol_begin)
714           return begin_env (r1, r0);
715         if (car (r1) == cell_symbol_lambda)
716           return make_closure (cadr (r1), cddr (r1), assq (cell_closure, r0));
717         if (car (r1) == cell_closure)
718           return r1;
719         if (car (r1) == cell_symbol_if)
720           return if_env (cdr (r1), r0);
721 #if !BOOT
722         if (car (r1) == cell_symbol_define)
723           return define_env (r1, r0);
724         if (car (r1) == cell_symbol_define_macro)
725           return define_env (r1, r0);
726         if (car (r1) == cell_symbol_primitive_load)
727           return begin_env (read_input_file_env (r0), r0);
728 #else
729         if (car (r1) == cell_symbol_define) {
730         fprintf (stderr, "C DEFINE: ");
731         display_ (stderr,
732                   TYPE (cadr (r1)) == SYMBOL
733                   ? STRING (cadr (r1))
734                   : STRING (caadr (r1)));
735         fprintf (stderr, "\n");
736       }
737       assert (car (r1) != cell_symbol_define);
738       assert (car (r1) != cell_symbol_define_macro);
739 #endif
740 #if 1 //!BOOT
741       if (car (r1) == cell_symbol_set_x)
742         return set_env_x (cadr (r1), eval_env (caddr (r1), r0), r0);
743 #else
744       assert (car (r1) != cell_symbol_set_x);
745 #endif
746 #if QUASIQUOTE
747       if (car (r1) == cell_symbol_unquote)
748         return eval_env (cadr (r1), r0);
749       if (car (r1) == cell_symbol_quasiquote)
750         return eval_quasiquote (cadr (r1), add_unquoters (r0));
751 #endif //QUASIQUOTE
752 #if QUASISYNTAX
753       if (car (r1) == cell_symbol_unsyntax)
754         return eval_env (cadr (r1), r0);
755       if (car (r1) == cell_symbol_quasisyntax)
756         return eval_quasisyntax (cadr (r1), add_unsyntaxers (r0));
757 #endif //QUASISYNTAX
758       SCM x = expand_macro_env (r1, r0);
759       if (x != r1)
760           return eval_env (x, r0);
761       SCM m = evlis_env (CDR (r1), r0);
762       return apply_env (car (r1), m, r0);
763       }
764     case SYMBOL: return assert_defined (r1, assq_ref_cache (r1, r0));
765     default: return r1;
766     }
767 }
768
769 SCM
770 vm_expand_macro_env ()
771 {
772   if (TYPE (CAR (r1)) == STRING && string_to_symbol (CAR (r1)) == cell_symbol_noexpand)
773     return cadr (r1);
774
775   SCM macro;
776   SCM expanders;
777   if (TYPE (r1) == PAIR
778       && (macro = lookup_macro (car (r1), r0)) != cell_f)
779     return apply_env (macro, CDR (r1), r0);
780   else if (TYPE (r1) == PAIR
781            && TYPE (CAR (r1)) == SYMBOL
782            && ((expanders = assq_ref_cache (cell_symbol_sc_expander_alist, r0)) != cell_undefined)
783            && ((macro = assq (CAR (r1), expanders)) != cell_f))
784     {
785       SCM sc_expand = assq_ref_cache (cell_symbol_expand_macro, r0);
786       if (sc_expand != cell_undefined && sc_expand != cell_f)
787         r1 = apply_env (sc_expand, cons (r1, cell_nil), r0);
788     }
789   return r1;
790 }
791
792 SCM
793 vm_begin_env ()
794 {
795   SCM r = cell_unspecified;
796   while (r1 != cell_nil) {
797     if (TYPE (r1) == PAIR && TYPE (CAR (r1)) == PAIR && caar (r1) == cell_symbol_begin)
798       r1 = append2 (cdar (r1), cdr (r1));
799     r = eval_env (car (r1), r0);
800     r1 = CDR (r1);
801   }
802   return r;
803 }
804
805 SCM
806 vm_if_env ()
807 {
808   SCM x = eval_env (car (r1), r0);
809   if (x != cell_f)
810     return eval_env (cadr (r1), r0);
811   if (cddr (r1) != cell_nil)
812     return eval_env (caddr (r1), r0);
813   return cell_unspecified;
814 }
815
816 SCM
817 call (SCM fn, SCM x)
818 {
819   if ((FUNCTION (fn).arity > 0 || FUNCTION (fn).arity == -1)
820       && x != cell_nil && TYPE (CAR (x)) == VALUES)
821     x = cons (CADAR (x), CDR (x));
822   if ((FUNCTION (fn).arity > 1 || FUNCTION (fn).arity == -1)
823       && x != cell_nil && TYPE (CDR (x)) == PAIR && TYPE (CADR (x)) == VALUES)
824     x = cons (CAR (x), cons (CDADAR (x), CDR (x)));
825   switch (FUNCTION (fn).arity)
826     {
827     case 0: return FUNCTION (fn).function0 ();
828     case 1: return FUNCTION (fn).function1 (car (x));
829     case 2: return FUNCTION (fn).function2 (car (x), cadr (x));
830     case 3: return FUNCTION (fn).function3 (car (x), cadr (x), caddr (x));
831     case -1: return FUNCTION (fn).functionn (x);
832     }
833   return cell_unspecified;
834 }
835
836 SCM
837 append2 (SCM x, SCM y)
838 {
839   if (x == cell_nil) return y;
840   assert (TYPE (x) == PAIR);
841   return cons (car (x), append2 (cdr (x), y));
842 }
843
844 SCM
845 append (SCM x) ///((arity . n))
846  {
847   if (x == cell_nil) return cell_nil;
848   return append2 (car (x), append (cdr (x)));
849  }
850
851 SCM
852 make_char (int x)
853 {
854   g_cells[tmp_num].value = CHAR;
855   g_cells[tmp_num2].value = x;
856   return make_cell (tmp_num, tmp_num2, tmp_num2);
857 }
858
859 SCM
860 make_function (SCM name, SCM id, SCM arity)
861 {
862   g_cells[tmp_num3].value = FUNCTION;
863   function *f = (function*)malloc (sizeof (function));
864   f->arity = VALUE (arity);
865   g_cells[tmp_num4].value = (long)f;
866   return make_cell (tmp_num3, name, tmp_num4);
867 }
868
869 SCM
870 make_macro (SCM name, SCM x)
871 {
872   g_cells[tmp_num].value = MACRO;
873   return make_cell (tmp_num, STRING (name), x);
874 }
875
876 SCM
877 make_number (int x)
878 {
879   g_cells[tmp_num].value = NUMBER;
880   g_cells[tmp_num2].value = x;
881   return make_cell (tmp_num, tmp_num2, tmp_num2);
882 }
883
884 SCM
885 make_ref (SCM x)
886 {
887   g_cells[tmp_num].value = REF;
888   return make_cell (tmp_num, x, x);
889 }
890
891 SCM
892 make_string (SCM x)
893 {
894   g_cells[tmp_num].value = STRING;
895   return make_cell (tmp_num, x, 0);
896 }
897
898 SCM
899 cstring_to_list (char const* s)
900 {
901   SCM p = cell_nil;
902   int i = strlen (s);
903   while (i--)
904     p = cons (make_char (s[i]), p);
905   return p;
906 }
907
908 /// read: from type.c
909 SCM
910 null_p (SCM x)
911 {
912   return x == cell_nil ? cell_t : cell_f;
913 }
914
915 SCM
916 list_of_char_equal_p (SCM a, SCM b)
917 {
918   while (a != cell_nil && b != cell_nil && VALUE (car (a)) == VALUE (car (b))) {
919     assert (TYPE (car (a)) == CHAR);
920     assert (TYPE (car (b)) == CHAR);
921     a = cdr (a);
922     b = cdr (b);
923   }
924   return (a == cell_nil && b == cell_nil) ? cell_t : cell_f;
925 }
926
927 SCM
928 internal_lookup_symbol (SCM s)
929 {
930   SCM x = symbols;
931   while (x) {
932     // .string and .name is the same field; .name is used as a handy
933     // static field initializer.  A string can only be mistaken for a
934     // cell with type == PAIR for the one character long, zero-padded
935     // #\etx.
936     SCM p = STRING (car (x));
937     if (p < 0 || p >= g_free.value || TYPE (p) != PAIR)
938       STRING (car (x)) = cstring_to_list (NAME (car (x)));
939     if (list_of_char_equal_p (STRING (car (x)), s) == cell_t) break;
940     x = cdr (x);
941   }
942   if (x) x = car (x);
943   return x;
944 }
945
946 SCM
947 internal_make_symbol (SCM s)
948 {
949   g_cells[tmp_num].value = SYMBOL;
950   SCM x = make_cell (tmp_num, s, 0);
951   symbols = cons (x, symbols);
952   return x;
953 }
954
955 SCM
956 make_symbol (SCM s)
957 {
958   SCM x = internal_lookup_symbol (s);
959   return x ? x : internal_make_symbol (s);
960 }
961
962 SCM
963 make_vector (SCM n)
964 {
965   int k = VALUE (n);
966   g_cells[tmp_num].value = VECTOR;
967   SCM v = gc_alloc (k);
968   SCM x = make_cell (tmp_num, k, v);
969   for (int i=0; i<k; i++) g_cells[v+i] = g_cells[vector_entry (cell_unspecified)];
970   return x;
971 }
972
973 SCM
974 values (SCM x) ///((arity . n))
975 {
976   SCM v = cons (0, x);
977   TYPE (v) = VALUES;
978   return v;
979 }
980
981 SCM
982 call_with_values_env (SCM producer, SCM consumer, SCM a)
983 {
984   SCM v = apply_env (producer, cell_nil, a);
985   if (TYPE (v) == VALUES)
986     v = CDR (v);
987   return apply_env (consumer, v, a);
988 }
989
990 SCM
991 vector_length (SCM x)
992 {
993   assert (TYPE (x) == VECTOR);
994   return make_number (LENGTH (x));
995 }
996
997 SCM
998 vector_ref (SCM x, SCM i)
999 {
1000   assert (TYPE (x) == VECTOR);
1001   assert (VALUE (i) < LENGTH (x));
1002   SCM e = VECTOR (x) + VALUE (i);
1003   if (TYPE (e) == REF) e = g_cells[e].ref;
1004   if (TYPE (e) == CHAR) e = make_char (VALUE (e));
1005   if (TYPE (e) == NUMBER) e = make_number (VALUE (e));
1006   return e;
1007 }
1008
1009 SCM
1010 vector_entry (SCM x) {
1011   if (TYPE (x) == PAIR || TYPE (x) == SPECIAL || TYPE (x) == STRING || TYPE (x) == SYMBOL || TYPE (x) == VECTOR) x = make_ref (x);
1012   return x;
1013 }
1014
1015 SCM
1016 vector_set_x (SCM x, SCM i, SCM e)
1017 {
1018   assert (TYPE (x) == VECTOR);
1019   assert (VALUE (i) < LENGTH (x));
1020   g_cells[VECTOR (x)+g_cells[i].value] = g_cells[vector_entry (e)];
1021   return cell_unspecified;
1022 }
1023
1024 SCM
1025 list_to_vector (SCM x)
1026 {
1027   VALUE (tmp_num) = VALUE (length (x));
1028   SCM v = make_vector (tmp_num);
1029   SCM p = VECTOR (v);
1030   while (x != cell_nil)
1031     {
1032       g_cells[p++] = g_cells[vector_entry (car (x))];
1033       x = cdr (x);
1034     }
1035   return v;
1036 }
1037
1038 SCM
1039 lookup (SCM s, SCM a)
1040 {
1041   if (isdigit (VALUE (car (s))) || (VALUE (car (s)) == '-' && cdr (s) != cell_nil)) {
1042     SCM p = s;
1043     int sign = 1;
1044     if (VALUE (car (s)) == '-') {
1045       sign = -1;
1046       p = cdr (s);
1047     }
1048     int n = 0;
1049     while (p != cell_nil && isdigit (VALUE (car (p)))) {
1050       n *= 10;
1051       n += VALUE (car (p)) - '0';
1052       p = cdr (p);
1053     }
1054     if (p == cell_nil) return make_number (n * sign);
1055   }
1056
1057   SCM x = internal_lookup_symbol (s);
1058   if (x) return x;
1059
1060   if (cdr (s) == cell_nil) {
1061     if (VALUE (car (s)) == '\'') return cell_symbol_quote;
1062     if (VALUE (car (s)) == '`') return cell_symbol_quasiquote;
1063     if (VALUE (car (s)) == ',') return cell_symbol_unquote;
1064   }
1065   else if (cddr (s) == cell_nil) {
1066     if (VALUE (car (s)) == ',' && VALUE (cadr (s)) == '@') return cell_symbol_unquote_splicing;
1067     if (VALUE (car (s)) == '#' && VALUE (cadr (s)) == '\'') return cell_symbol_syntax;
1068     if (VALUE (car (s)) == '#' && VALUE (cadr (s)) == '`') return cell_symbol_quasisyntax;
1069     if (VALUE (car (s)) == '#' && VALUE (cadr (s)) == ',') return cell_symbol_unsyntax;
1070   }
1071   else if (cdddr (s) == cell_nil) {
1072     if (VALUE (car (s)) == '#' && VALUE (cadr (s)) == ',' && VALUE (caddr (s)) == '@') return cell_symbol_unsyntax_splicing;
1073         if (VALUE (car (s)) == 'E' && VALUE (cadr (s)) == 'O' && VALUE (caddr (s)) == 'F') {
1074       fprintf (stderr, "mes: got EOF\n");
1075       return cell_nil; // `EOF': eval program, which may read stdin
1076     }
1077   }
1078
1079   return internal_make_symbol (s);
1080 }
1081
1082 SCM
1083 lookup_char (int c, SCM a)
1084 {
1085   return lookup (cons (make_char (c), cell_nil), a);
1086 }
1087
1088 SCM
1089 force_output (SCM p) ///((arity . n))
1090 {
1091   int fd = 1;
1092   if (TYPE (p) == PAIR && TYPE (car (p)) == NUMBER) fd = VALUE (car (p));
1093   FILE *f = fd == 1 ? stdout : stderr;
1094   fflush (f);
1095 }
1096
1097 SCM
1098 display_ (FILE* f, SCM x)
1099 {
1100   return display_helper (f, x, false, "", false);
1101 }
1102
1103 SCM
1104 display (SCM x) ///((arity . n))
1105 {
1106   SCM e = car (x);
1107   SCM p = cdr (x);
1108   int fd = 1;
1109   if (TYPE (p) == PAIR && TYPE (car (p)) == NUMBER) fd = HITS (car (p));
1110   FILE *f = fd == 1 ? stdout : stderr;
1111   return display_helper (f, e, false, "", false);
1112 }
1113
1114 SCM
1115 newline (SCM p) ///((arity . n))
1116 {
1117   int fd = 1;
1118   if (TYPE (p) == PAIR && TYPE (car (p)) == NUMBER) fd = VALUE (car (p));
1119   FILE *f = fd == 1 ? stdout : stderr;
1120   fputs ("\n", f);
1121   return cell_unspecified;
1122 }
1123
1124 SCM
1125 display_helper (FILE* f, SCM x, bool cont, char const *sep, bool quote)
1126 {
1127   SCM r;
1128   fprintf (f, "%s", sep);
1129   switch (TYPE (x))
1130     {
1131     case CHAR:
1132       {
1133         char const *name = 0;
1134         if (VALUE (x) == char_nul.value) name = char_nul.name;
1135         else if (VALUE (x) == char_backspace.value) name = char_backspace.name;
1136         else if (VALUE (x) == char_tab.value) name = char_tab.name;
1137         else if (VALUE (x) == char_newline.value) name = char_newline.name;
1138         else if (VALUE (x) == char_vt.value) name = char_vt.name;
1139         else if (VALUE (x) == char_page.value) name = char_page.name;
1140         else if (VALUE (x) == char_return.value) name = char_return.name;
1141         else if (VALUE (x) == char_space.value) name = char_space.name;
1142         if (name) fprintf (f, "#\\%s", name);
1143         else fprintf (f, "#\\%c", VALUE (x));
1144         break;
1145       }
1146     case MACRO:
1147       fprintf (f, "(*macro* ");
1148       display_helper (f, g_cells[x].macro, cont, sep, quote);
1149       fprintf (f, ")");
1150       break;
1151     case NUMBER: fprintf (f, "%d", VALUE (x)); break;
1152     case PAIR:
1153       {
1154         if (car (x) == cell_circular) {
1155           fprintf (f, "(*circ* . #-1#)");
1156           return cell_unspecified;
1157         }
1158         if (car (x) == cell_closure) {
1159           fprintf (f, "(*closure* . #-1#)");
1160           return cell_unspecified;
1161         }
1162         if (car (x) == cell_symbol_quote) {
1163           fprintf (f, "'");
1164           return display_helper (f, car (cdr (x)), cont, "", true);
1165         }
1166         if (!cont) fprintf (f, "(");
1167         display_ (f, car (x));
1168         if (cdr (x) && TYPE (cdr (x)) == PAIR)
1169           display_helper (f, cdr (x), true, " ", false);
1170         else if (cdr (x) != cell_nil) {
1171           fprintf (f, " . ");
1172           display_ (f, cdr (x));
1173         }
1174         if (!cont) fprintf (f, ")");
1175         break;
1176       }
1177     case VECTOR:
1178       {
1179         fprintf (f, "#(");
1180         for (int i = 0; i < LENGTH (x); i++) {
1181           if (TYPE (VECTOR (x)+i) == VECTOR
1182               || (TYPE (VECTOR (x)+i) == REF
1183                   && TYPE (REF (VECTOR (x)+i)) == VECTOR))
1184             fprintf (f, "%s#(...)", i ? " " : "");
1185           else
1186             display_helper (f,VECTOR (x)+i, false, i ? " " : "", false);
1187         }
1188         fprintf (f, ")");
1189         break;
1190       }
1191     case REF: display_helper (f, g_cells[x].ref, cont, "", true); break;
1192     case FUNCTION:
1193       {
1194         fprintf (f, "#<procedure ");
1195         SCM p = STRING (x);
1196         if (p < 0 || p >= g_free.value || TYPE (p) != PAIR)
1197           fprintf (f, "%s", NAME (x));
1198         else
1199           display_ (f, STRING (x));
1200         fprintf (f, ">");
1201         break;
1202       }
1203     case BROKEN_HEART: fprintf (f, "<3"); break;
1204     default:
1205       if (STRING (x))
1206         {
1207           SCM p = STRING (x);
1208           assert (p);
1209           while (p != cell_nil) {
1210             assert (TYPE (car (p)) == CHAR);
1211             fputc (VALUE (car (p)), f);
1212             p = cdr (p);
1213           }
1214         }
1215       else if (TYPE (x) != PAIR && NAME (x)) fprintf (f, "%s", NAME (x));
1216     }
1217   return cell_unspecified;
1218 }
1219
1220 // READ
1221
1222 FILE *g_stdin;
1223 int
1224 getchar ()
1225 {
1226   return getc (g_stdin);
1227 }
1228
1229 int
1230 ungetchar (int c)
1231 {
1232   return ungetc (c, g_stdin);
1233 }
1234
1235 int
1236 peekchar ()
1237 {
1238   int c = getchar ();
1239   ungetchar (c);
1240   return c;
1241 }
1242
1243 SCM
1244 peek_byte ()
1245 {
1246   return make_number (peekchar ());
1247 }
1248
1249 SCM
1250 read_byte ()
1251 {
1252   return make_number (getchar ());
1253 }
1254
1255 SCM
1256 unread_byte (SCM i)
1257 {
1258   return ungetchar (VALUE (i));
1259 }
1260
1261 SCM
1262 peek_char ()
1263 {
1264   return make_char (peekchar ());
1265 }
1266
1267 SCM
1268 read_char ()
1269 {
1270   return make_char (getchar ());
1271 }
1272
1273 SCM
1274 unread_char (SCM c)
1275 {
1276   return ungetchar (VALUE (c));
1277 }
1278
1279 SCM
1280 write_char (SCM x) ///((arity . n))
1281 {
1282   SCM c = car (x);
1283   SCM p = cdr (x);
1284   int fd = 1;
1285   if (TYPE (p) == PAIR && TYPE (car (p)) == NUMBER) fd = VALUE (car (p));
1286   FILE *f = fd == 1 ? stdout : stderr;
1287   assert (TYPE (c) == NUMBER || TYPE (c) == CHAR);
1288   fputc (VALUE (c), f);
1289   return c;
1290 }
1291
1292 SCM
1293 unget_char (SCM c)
1294 {
1295   assert (TYPE (c) == NUMBER || TYPE (c) == CHAR);
1296   ungetchar (VALUE (c));
1297   return c;
1298 }
1299
1300 SCM
1301 symbol_to_list (SCM x)
1302 {
1303   assert (TYPE (x) == SYMBOL);
1304   return STRING (x);
1305 }
1306
1307 SCM
1308 char_to_integer (SCM x)
1309 {
1310   assert (TYPE (x) == CHAR);
1311   return make_number (VALUE (x));
1312 }
1313
1314 SCM
1315 integer_to_char (SCM x)
1316 {
1317   assert (TYPE (x) == NUMBER);
1318   return make_char (VALUE (x));
1319 }
1320
1321 int
1322 readcomment (int c)
1323 {
1324   if (c == '\n') return c;
1325   return readcomment (getchar ());
1326 }
1327
1328 int
1329 readblock (int c)
1330 {
1331   if (c == '!' && peekchar () == '#') return getchar ();
1332   return readblock (getchar ());
1333 }
1334
1335 SCM
1336 readword (int c, SCM w, SCM a)
1337 {
1338   if (c == EOF && w == cell_nil) return cell_nil;
1339   if (c == '\n' && w == cell_nil) return readword (getchar (), w, a);
1340   if (c == '\n' && VALUE (car (w)) == '.' && cdr (w) == cell_nil) return cell_dot;
1341   if (c == EOF || c == '\n') return lookup (w, a);
1342   if (c == ' ') return readword ('\n', w, a);
1343   if (c == '"' && w == cell_nil) return read_string ();
1344   if (c == '"') {ungetchar (c); return lookup (w, a);}
1345   if (c == '(' && w == cell_nil) return readlist (a);
1346   if (c == '(') {ungetchar (c); return lookup (w, a);}
1347   if (c == ')' && w == cell_nil) {ungetchar (c); return cell_nil;}
1348   if (c == ')') {ungetchar (c); return lookup (w, a);}
1349   if (c == ',' && peekchar () == '@') {getchar (); return cons (lookup (STRING (cell_symbol_unquote_splicing), a),
1350                                                                    cons (readword (getchar (), w, a),
1351                                                                          cell_nil));}
1352   if ((c == '\''
1353        || c == '`'
1354        || c == ',')
1355       && w == cell_nil) {return cons (lookup_char (c, a),
1356                                      cons (readword (getchar (), w, a),
1357                                            cell_nil));}
1358   if (c == '#' && peekchar () == ',' && w == cell_nil) {
1359     getchar ();
1360     if (peekchar () == '@'){getchar (); return cons (lookup (STRING (cell_symbol_unsyntax_splicing), a),
1361                                                      cons (readword (getchar (), w, a),
1362                                                            cell_nil));}
1363     return cons (lookup (STRING (cell_symbol_unsyntax), a), cons (readword (getchar (), w, a), cell_nil));
1364   }
1365   if (c == '#' && (peekchar () == '\'' || peekchar () == '`') && w == cell_nil) {
1366     c = getchar ();
1367     return cons (lookup (cons (make_char ('#'), cons (make_char (c), cell_nil)), a),
1368                  cons (readword (getchar (), w, a), cell_nil));}
1369   if (c == ';') {readcomment (c); return readword ('\n', w, a);}
1370   if (c == '#' && peekchar () == 'x') {getchar (); return read_hex ();}
1371   if (c == '#' && peekchar () == '\\') {getchar (); return read_character ();}
1372   if (c == '#' && w == cell_nil && peekchar () == '(') {getchar (); return list_to_vector (readlist (a));}
1373   if (c == '#' && peekchar () == '!') {getchar (); readblock (getchar ()); return readword (getchar (), w, a);}
1374   return readword (getchar (), append2 (w, cons (make_char (c), cell_nil)), a);
1375 }
1376
1377 SCM
1378 read_character ()
1379 {
1380   int c = getchar ();
1381   if (c >= '0' && c <= '7'
1382       && peekchar () >= '0' && peekchar () <= '7') {
1383     c = c - '0';
1384     while (peekchar () >= '0' && peekchar () <= '7') {
1385       c <<= 3;
1386       c += getchar () - '0';
1387     }
1388   }
1389   else if (c >= 'a' && c <= 'z'
1390       && peekchar () >= 'a' && peekchar () <= 'z') {
1391     char buf[10];
1392     char *p = buf;
1393     *p++ = c;
1394     while (peekchar () >= 'a' && peekchar () <= 'z') {
1395       *p++ = getchar ();
1396     }
1397     *p = 0;
1398     if (!strcmp (buf, char_nul.name)) c = char_nul.value;
1399     else if (!strcmp (buf, char_backspace.name)) c = char_backspace.value;
1400     else if (!strcmp (buf, char_tab.name)) c = char_tab.value;
1401     else if (!strcmp (buf, char_newline.name)) c = char_newline.value;
1402     else if (!strcmp (buf, char_vt.name)) c = char_vt.value;
1403     else if (!strcmp (buf, char_page.name)) c = char_page.value;
1404     else if (!strcmp (buf, char_return.name)) c = char_return.value;
1405     else if (!strcmp (buf, char_space.name)) c = char_space.value;
1406     else {
1407       fprintf (stderr, "char not supported: %s\n", buf);
1408       assert (!"char not supported");
1409     }
1410   }
1411   return make_char (c);
1412 }
1413
1414 SCM
1415 read_hex ()
1416 {
1417   int n = 0;
1418   int c = peekchar ();
1419   while ((c >= '0' && c <= '9')
1420          || (c >= 'A' && c <= 'F')
1421          || (c >= 'a' && c <= 'f')) {
1422     n <<= 4;
1423     if (c >= 'a') n += c - 'a' + 10;
1424     else if (c >= 'A') n += c - 'A' + 10;
1425     else n+= c - '0';
1426     getchar ();
1427     c = peekchar ();
1428   }
1429   return make_number (n);
1430 }
1431
1432 SCM
1433 append_char (SCM x, int i)
1434 {
1435   return append2 (x, cons (make_char (i), cell_nil));
1436 }
1437
1438 SCM
1439 read_string ()
1440 {
1441   SCM p = cell_nil;
1442   int c = getchar ();
1443   while (true) {
1444     if (c == '"') break;
1445     if (c == '\\' && peekchar () == '"') p = append_char (p, getchar ());
1446     else if (c == '\\' && peekchar () == 'n') {getchar (); p = append_char (p, '\n');}
1447     else if (c == EOF) assert (!"EOF in string");
1448     else p = append_char (p, c);
1449     c = getchar ();
1450   }
1451   return make_string (p);
1452 }
1453
1454 int
1455 eat_whitespace (int c)
1456 {
1457   while (c == ' ' || c == '\t' || c == '\n') c = getchar ();
1458   if (c == ';') return eat_whitespace (readcomment (c));
1459   if (c == '#' && peekchar () == '!') {getchar (); readblock (getchar ()); return eat_whitespace (getchar ());}
1460   return c;
1461 }
1462
1463 SCM
1464 readlist (SCM a)
1465 {
1466   int c = getchar ();
1467   c = eat_whitespace (c);
1468   if (c == ')') return cell_nil;
1469   SCM w = readword (c, cell_nil, a);
1470   if (w == cell_dot)
1471     return car (readlist (a));
1472   return cons (w, readlist (a));
1473 }
1474
1475 SCM
1476 read_env (SCM a)
1477 {
1478   return readword (getchar (), cell_nil, a);
1479 }
1480
1481 SCM
1482 acons (SCM key, SCM value, SCM alist)
1483 {
1484   return cons (cons (key, value), alist);
1485 }
1486
1487 SCM
1488 add_environment (SCM a, char const *name, SCM x)
1489 {
1490   return acons (make_symbol (cstring_to_list (name)), x, a);
1491 }
1492
1493 void
1494 print_f (scm *f)
1495 {
1496   fprintf (stderr, "  g_function=%d; //%s\n", f->function, f->name);
1497 }
1498
1499 SCM
1500 mes_symbols () ///((internal))
1501 {
1502   g_cells = (scm *)malloc (ARENA_SIZE*sizeof(scm));
1503   g_cells[0].type = VECTOR;
1504   g_cells[0].length = 1000;
1505   g_cells[0].vector = 0;
1506   g_cells++;
1507
1508   g_cells[0].type = CHAR;
1509   g_cells[0].value = 'c';
1510   g_free.value = 1; // 0 is tricky
1511
1512 #include "mes.symbols.i"
1513
1514   SCM symbol_max = g_free.value;
1515
1516   tmp = g_free.value++;
1517   tmp_num = g_free.value++;
1518   g_cells[tmp_num].type = NUMBER;
1519   tmp_num2 = g_free.value++;
1520   g_cells[tmp_num2].type = NUMBER;
1521   tmp_num3 = g_free.value++;
1522   g_cells[tmp_num3].type = NUMBER;
1523   tmp_num4 = g_free.value++;
1524   g_cells[tmp_num4].type = NUMBER;
1525
1526   g_start = g_free.value;
1527
1528   symbols = 0;
1529   for (int i=1; i<symbol_max; i++)
1530     symbols = cons (i, symbols);
1531
1532   SCM a = cell_nil;
1533
1534 #if BOOT
1535   a = acons (cell_symbol_label, cell_t, a);
1536 #endif
1537   a = acons (cell_symbol_begin, cell_begin, a);
1538   a = add_environment (a, "sc-expand", cell_f);
1539   a = acons (cell_closure, a, a);
1540
1541   internal_lookup_symbol (cell_nil);
1542
1543   return a;
1544 }
1545
1546 SCM
1547 mes_builtins (SCM a)
1548 {
1549 #include "mes.i"
1550
1551 #include "define.i"
1552 #include "lib.i"
1553 #include "math.i"
1554 #include "posix.i"
1555 #include "quasiquote.i"
1556 #include "string.i"
1557 #include "type.i"
1558
1559 #include "define.environment.i"
1560 #include "lib.environment.i"
1561 #include "math.environment.i"
1562 #include "mes.environment.i"
1563 #include "posix.environment.i"
1564   //#include "quasiquote.environment.i"
1565 #include "string.environment.i"
1566 #include "type.environment.i"
1567
1568   SCM cell_unquote = assq_ref_cache (cell_symbol_unquote, a);
1569   SCM cell_unquote_splicing = assq_ref_cache (cell_symbol_unquote_splicing, a);
1570   SCM the_unquoters = cons (cons (cell_symbol_unquote, cell_unquote),
1571                             cons (cons (cell_symbol_unquote_splicing, cell_unquote_splicing),
1572                                   cell_nil));
1573   a = acons (cell_symbol_the_unquoters, the_unquoters, a);
1574
1575   a = add_environment (a, "*foo-bar-baz*", cell_nil); // FIXME: some off-by one?
1576
1577   return a;
1578 }
1579
1580 SCM
1581 mes_stack (SCM a) ///((internal))
1582 {
1583   r0 = a;
1584   r1 = make_char (0);
1585   r2 = make_char (0);
1586   r3 = make_char (0);
1587   stack = cons (cell_nil, cell_nil);
1588   return r0;
1589 }
1590
1591 SCM
1592 mes_environment () ///((internal))
1593 {
1594   SCM a = mes_symbols ();
1595   return mes_stack (a);
1596 }
1597
1598 SCM
1599 make_lambda (SCM args, SCM body)
1600 {
1601   return cons (cell_symbol_lambda, cons (args, body));
1602 }
1603
1604 SCM
1605 make_closure (SCM args, SCM body, SCM a)
1606 {
1607   return cons (cell_closure, cons (cons (cell_circular, a), cons (args, body)));
1608 }
1609
1610 SCM
1611 lookup_macro (SCM x, SCM a)
1612 {
1613   if (TYPE (x) != SYMBOL) return cell_f;
1614   SCM m = assq_ref_cache (x, a);
1615   if (macro_p (m) == cell_t) return MACRO (m);
1616   return cell_f;
1617 }
1618
1619 SCM
1620 read_input_file_env_ (SCM e, SCM a)
1621 {
1622   if (e == cell_nil) return e;
1623   return cons (e, read_input_file_env_ (read_env (a), a));
1624 }
1625
1626 SCM
1627 read_input_file_env (SCM a)
1628 {
1629   gc_stack (stack);
1630   return read_input_file_env_ (read_env (r0), r0);
1631 }
1632
1633 bool g_dump_p = false;
1634
1635 SCM
1636 load_env (SCM a)
1637 {
1638   r3 = read_input_file_env (r0);
1639   if (g_dump_p && !g_function)
1640     {
1641       r1 = symbols;
1642       SCM frame = cons (r1, cons (r2, cons (r3, cons (r0, cell_nil))));
1643       stack = cons (frame, stack);
1644       stack = gc (stack);
1645       gc_frame (stack);
1646       char *p = (char*)g_cells;
1647       fputc ('M', stdout);
1648       fputc ('E', stdout);
1649       fputc ('S', stdout);
1650       fputc (stack >> 8, stdout);
1651       fputc (stack % 256, stdout);
1652       for (int i=0; i<g_free.value * sizeof(scm); i++)
1653         fputc (*p++, stdout);
1654       return 0;
1655     }
1656   if (!g_function)
1657     r0 = mes_builtins (r0);
1658   return begin_env (r3, r0);
1659 }
1660
1661 SCM
1662 bload_env (SCM a)
1663 {
1664   g_stdin = fopen ("read-0.mo", "r");
1665   char *p = (char*)g_cells;
1666   assert (getchar () == 'M');
1667   assert (getchar () == 'E');
1668   assert (getchar () == 'S');
1669   stack = getchar () << 8;
1670   stack += getchar ();
1671   int c = getchar ();
1672   while (c != EOF)
1673     {
1674       *p++ = c;
1675       c = getchar ();
1676     }
1677   g_free.value = (p-(char*)g_cells) / sizeof (scm);
1678   gc_frame (stack);
1679   symbols = r1;
1680   g_stdin = stdin;
1681
1682   r0 = mes_builtins (r0);
1683
1684   return begin_env (r3, r0);
1685 }
1686
1687 #include "type.c"
1688 #include "define.c"
1689 #include "lib.c"
1690 #include "math.c"
1691 #include "posix.c"
1692 #include "quasiquote.c"
1693 #include "string.c"
1694
1695 int
1696 main (int argc, char *argv[])
1697 {
1698   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--dump")) g_dump_p = true;
1699   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--help")) return puts ("Usage: mes < FILE\n");
1700   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--version")) return puts ("Mes 0.2\n");
1701   g_stdin = stdin;
1702   SCM a = mes_environment ();
1703   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--load"))
1704     display_ (stderr, bload_env (a));
1705   else
1706     display_ (stderr, load_env (a));
1707   fputs ("", stderr);
1708   gc (stack);
1709   fprintf (stderr, "\nstats: [%d]\n", g_free.value);
1710   return 0;
1711 }