08734a1c3a5e9ae978a2d4242efe7744aa51948e
[mes.git] / src / mes.c
1 /* -*-comment-start: "//";comment-end:""-*-
2  * Mes --- Maxwell Equations of Software
3  * Copyright © 2016,2017,2018 Jan (janneke) 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 #include <stdio.h>
22 #include <assert.h>
23 #include <stdlib.h>
24 #include <string.h>
25 #include <mlibc.h>
26
27 // minimal for boot-0.scm
28 // int ARENA_SIZE = 100000; // 32b: 1MiB, 64b: 2 MiB
29 // take a bit more to run all tests
30 int ARENA_SIZE = 400000; // 32b: 1MiB, 64b: 2 MiB
31 #if !_POSIX_SOURCE
32 //int MAX_ARENA_SIZE = 60000000; // 32b: ~ 300MiB
33 int MAX_ARENA_SIZE = 166600000; // 32b: ~ 2GiB
34 //int MAX_ARENA_SIZE = 500000000; // 32b: ~ 8GiB
35 #else
36 int MAX_ARENA_SIZE = 200000000; // 32b: 2.3GiB, 64b: 4.6GiB
37 #endif
38
39 int GC_SAFETY = 4000;
40
41 char *g_arena = 0;
42 typedef int SCM;
43
44 int g_debug = 0;
45 int g_free = 0;
46
47 SCM g_continuations = 0;
48 SCM g_symbols = 0;
49 SCM g_stack = 0;
50 // a/env
51 SCM r0 = 0;
52 // param 1
53 SCM r1 = 0;
54 // save 2+load/dump
55 SCM r2 = 0;
56 // continuation
57 SCM r3 = 0;
58 // macro
59 SCM g_macros = 1; // cell_nil
60
61
62 enum type_t {TCHAR, TCLOSURE, TCONTINUATION, TFUNCTION, TKEYWORD, TMACRO, TNUMBER, TPAIR, TREF, TSPECIAL, TSTRING, TSYMBOL, TVALUES, TVARIABLE, TVECTOR, TBROKEN_HEART};
63
64 #if !_POSIX_SOURCE
65 struct scm {
66   enum type_t type;
67   SCM car;
68   SCM cdr;
69 };
70 struct function {
71   int (*function) (void);
72   int arity;
73   char *name;
74 };
75 #else
76 typedef SCM (*function0_t) (void);
77 typedef SCM (*function1_t) (SCM);
78 typedef SCM (*function2_t) (SCM, SCM);
79 typedef SCM (*function3_t) (SCM, SCM, SCM);
80 typedef SCM (*functionn_t) (SCM);
81 struct function {
82   union {
83     function0_t function0;
84     function1_t function1;
85     function2_t function2;
86     function3_t function3;
87     functionn_t functionn;
88   };
89   int arity;
90   char const *name;
91 };
92 struct scm {
93   enum type_t type;
94   union {
95     char const* name;
96     SCM car;
97     SCM ref;
98     SCM string;
99     SCM variable;
100     int length;
101   };
102   union {
103     int value;
104     int function;
105     SCM cdr;
106     SCM closure;
107     SCM continuation;
108     SCM global_p;
109     SCM macro;
110     SCM vector;
111     int hits;
112   };
113 };
114 #endif
115
116 #if __MESC__
117 //FIXME
118 char *foobar = 0;
119 struct scm *g_cells = foobar;
120 struct scm *g_news = foobar;
121 #else
122 struct scm *g_cells = 0;
123 struct scm *g_news = 0;
124 #endif
125
126 struct scm scm_nil = {TSPECIAL, "()",0};
127 struct scm scm_f = {TSPECIAL, "#f",0};
128 struct scm scm_t = {TSPECIAL, "#t",0};
129 struct scm scm_dot = {TSPECIAL, ".",0};
130 struct scm scm_arrow = {TSPECIAL, "=>",0};
131 struct scm scm_undefined = {TSPECIAL, "*undefined*",0};
132 struct scm scm_unspecified = {TSPECIAL, "*unspecified*",0};
133 struct scm scm_closure = {TSPECIAL, "*closure*",0};
134 struct scm scm_circular = {TSPECIAL, "*circular*",0};
135 struct scm scm_begin = {TSPECIAL, "*begin*",0};
136
137 struct scm scm_symbol_dot = {TSYMBOL, "*dot*",0};
138 struct scm scm_symbol_lambda = {TSYMBOL, "lambda",0};
139 struct scm scm_symbol_begin = {TSYMBOL, "begin",0};
140 struct scm scm_symbol_if = {TSYMBOL, "if",0};
141 struct scm scm_symbol_quote = {TSYMBOL, "quote",0};
142 struct scm scm_symbol_define = {TSYMBOL, "define",0};
143 struct scm scm_symbol_define_macro = {TSYMBOL, "define-macro",0};
144
145 struct scm scm_symbol_quasiquote = {TSYMBOL, "quasiquote", 0};
146 struct scm scm_symbol_unquote = {TSYMBOL, "unquote", 0};
147 struct scm scm_symbol_unquote_splicing = {TSYMBOL, "unquote-splicing", 0};
148 struct scm scm_symbol_syntax = {TSYMBOL, "syntax",0};
149 struct scm scm_symbol_quasisyntax = {TSYMBOL, "quasisyntax", 0};
150 struct scm scm_symbol_unsyntax = {TSYMBOL, "unsyntax", 0};
151 struct scm scm_symbol_unsyntax_splicing = {TSYMBOL, "unsyntax-splicing", 0};
152
153 struct scm scm_symbol_set_x = {TSYMBOL, "set!",0};
154
155 struct scm scm_symbol_sc_expand = {TSYMBOL, "sc-expand",0};
156 struct scm scm_symbol_macro_expand = {TSYMBOL, "macro-expand",0};
157 struct scm scm_symbol_portable_macro_expand = {TSYMBOL, "portable-macro-expand",0};
158 struct scm scm_symbol_sc_expander_alist = {TSYMBOL, "*sc-expander-alist*",0};
159
160 struct scm scm_symbol_call_with_values = {TSYMBOL, "call-with-values",0};
161 struct scm scm_call_with_current_continuation = {TSPECIAL, "*call/cc*",0};
162 struct scm scm_symbol_call_with_current_continuation = {TSYMBOL, "call-with-current-continuation",0};
163 struct scm scm_symbol_current_module = {TSYMBOL, "current-module",0};
164 struct scm scm_symbol_primitive_load = {TSYMBOL, "primitive-load",0};
165 struct scm scm_symbol_read_input_file = {TSYMBOL, "read-input-file",0};
166 struct scm scm_symbol_write = {TSYMBOL, "write",0};
167 struct scm scm_symbol_display = {TSYMBOL, "display",0};
168
169 struct scm scm_symbol_throw = {TSYMBOL, "throw",0};
170 struct scm scm_symbol_not_a_number = {TSYMBOL, "not-a-number",0};
171 struct scm scm_symbol_not_a_pair = {TSYMBOL, "not-a-pair",0};
172 struct scm scm_symbol_system_error = {TSYMBOL, "system-error",0};
173 struct scm scm_symbol_wrong_number_of_args = {TSYMBOL, "wrong-number-of-args",0};
174 struct scm scm_symbol_wrong_type_arg = {TSYMBOL, "wrong-type-arg",0};
175 struct scm scm_symbol_unbound_variable = {TSYMBOL, "unbound-variable",0};
176
177 struct scm scm_symbol_argv = {TSYMBOL, "%argv",0};
178 struct scm scm_symbol_mes_prefix = {TSYMBOL, "%prefix",0};
179 struct scm scm_symbol_mes_version = {TSYMBOL, "%version",0};
180
181 struct scm scm_symbol_car = {TSYMBOL, "car",0};
182 struct scm scm_symbol_cdr = {TSYMBOL, "cdr",0};
183 struct scm scm_symbol_pmatch_car = {TSYMBOL, "pmatch-car",0};
184 struct scm scm_symbol_pmatch_cdr = {TSYMBOL, "pmatch-cdr",0};
185
186 struct scm scm_vm_evlis = {TSPECIAL, "*vm-evlis*",0};
187 struct scm scm_vm_evlis2 = {TSPECIAL, "*vm-evlis2*",0};
188 struct scm scm_vm_evlis3 = {TSPECIAL, "*vm-evlis3*",0};
189 struct scm scm_vm_apply = {TSPECIAL, "core:apply",0};
190 struct scm scm_vm_apply2 = {TSPECIAL, "*vm-apply2*",0};
191 struct scm scm_vm_eval = {TSPECIAL, "core:eval",0};
192
193 struct scm scm_vm_eval_pmatch_car = {TSPECIAL, "*vm-eval-pmatch-car*",0};
194 struct scm scm_vm_eval_pmatch_cdr = {TSPECIAL, "*vm-eval-pmatch-cdr*",0};
195 struct scm scm_vm_eval_define = {TSPECIAL, "*vm-eval-define*",0};
196
197 struct scm scm_vm_eval_set_x = {TSPECIAL, "*vm-eval-set!*",0};
198 struct scm scm_vm_eval_macro_expand_eval = {TSPECIAL, "*vm:eval-macro-expand-eval*",0};
199 struct scm scm_vm_eval_macro_expand_expand = {TSPECIAL, "*vm:eval-macro-expand-expand*",0};
200 struct scm scm_vm_eval_check_func = {TSPECIAL, "*vm-eval-check-func*",0};
201 struct scm scm_vm_eval2 = {TSPECIAL, "*vm-eval2*",0};
202 struct scm scm_vm_macro_expand = {TSPECIAL, "core:macro-expand",0};
203 struct scm scm_vm_macro_expand_define = {TSPECIAL, "*vm:core:macro-expand-define*",0};
204 struct scm scm_vm_macro_expand_define_macro = {TSPECIAL, "*vm:core:macro-expand-define-macro*",0};
205 struct scm scm_vm_macro_expand_lambda = {TSPECIAL, "*vm:core:macro-expand-lambda*",0};
206 struct scm scm_vm_macro_expand_set_x = {TSPECIAL, "*vm:core:macro-expand-set!*",0};
207 struct scm scm_vm_begin_expand_primitive_load = {TSPECIAL, "*vm:core:begin-expand-primitive-load*",0};
208 struct scm scm_vm_begin_primitive_load = {TSPECIAL, "*vm:core:begin-primitive-load*",0};
209 struct scm scm_vm_macro_expand_car = {TSPECIAL, "*vm:core:macro-expand-car*",0};
210 struct scm scm_vm_macro_expand_cdr = {TSPECIAL, "*vm:macro-expand-cdr*",0};
211 struct scm scm_vm_begin_expand = {TSPECIAL, "*vm:begin-expand*",0};
212 struct scm scm_vm_begin_expand_eval = {TSPECIAL, "*vm:begin-expand-eval*",0};
213 struct scm scm_vm_begin_expand_macro = {TSPECIAL, "*vm:begin-expand-macro*",0};
214 struct scm scm_vm_begin = {TSPECIAL, "*vm-begin*",0};
215 struct scm scm_vm_begin_read_input_file = {TSPECIAL, "*vm-begin-read-input-file*",0};
216 struct scm scm_vm_begin_eval = {TSPECIAL, "*vm:begin-eval*",0};
217 struct scm scm_vm_if = {TSPECIAL, "*vm-if*",0};
218 struct scm scm_vm_if_expr = {TSPECIAL, "*vm-if-expr*",0};
219 struct scm scm_vm_call_with_values2 = {TSPECIAL, "*vm-call-with-values2*",0};
220 struct scm scm_vm_call_with_current_continuation2 = {TSPECIAL, "*vm-call-with-current-continuation2*",0};
221 struct scm scm_vm_return = {TSPECIAL, "*vm-return*",0};
222
223 struct scm scm_symbol_gnuc = {TSYMBOL, "%gnuc",0};
224 struct scm scm_symbol_mesc = {TSYMBOL, "%mesc",0};
225
226 struct scm scm_test = {TSYMBOL, "test",0};
227
228 #if !_POSIX_SOURCE
229 #include "mes.mes.symbols.h"
230 #else
231 #include "mes.symbols.h"
232 #endif
233
234 struct function g_functions[200];
235 int g_function = 0;
236
237 #if !__GNUC__ || !_POSIX_SOURCE
238 #include "gc.mes.h"
239 #include "lib.mes.h"
240 #include "math.mes.h"
241 #include "mes.mes.h"
242 #include "posix.mes.h"
243 #include "reader.mes.h"
244 #include "vector.mes.h"
245 #else
246 #include "gc.h"
247 #include "lib.h"
248 #include "math.h"
249 #include "mes.h"
250 #include "posix.h"
251 #include "reader.h"
252 #include "vector.h"
253 #endif
254
255 #define TYPE(x) g_cells[x].type
256 #define CAR(x) g_cells[x].car
257 #define CDR(x) g_cells[x].cdr
258
259 #define NTYPE(x) g_news[x].type
260 #define NCAR(x) g_news[x].car
261 #define NCDR(x) g_news[x].cdr
262
263 #if !_POSIX_SOURCE
264 #define LENGTH(x) g_cells[x].car
265 #define REF(x) g_cells[x].car
266 #define STRING(x) g_cells[x].car
267 #define VARIABLE(x) g_cells[x].car
268 #define VARIABLE_GLOBAL_P(x) g_cells[x].cdr
269
270 #define CLOSURE(x) g_cells[x].cdr
271 #define CONTINUATION(x) g_cells[x].cdr
272
273 #define FUNCTION(x) g_functions[g_cells[x].cdr]
274 #define FUNCTION0(x) g_functions[g_cells[x].cdr].function
275 #define MACRO(x) g_cells[x].cdr
276 #define VALUE(x) g_cells[x].cdr
277 #define VECTOR(x) g_cells[x].cdr
278
279 #define NLENGTH(x) g_news[x].car
280
281 #define NVALUE(x) g_news[x].cdr
282 #define NVECTOR(x) g_news[x].cdr
283
284 #else
285 #define CONTINUATION(x) g_cells[x].cdr
286 #define HITS(x) g_cells[x].hits
287 #define LENGTH(x) g_cells[x].length
288 #define NAME(x) g_cells[x].name
289 #define STRING(x) g_cells[x].string
290 #define VARIABLE(x) g_cells[x].variable
291 #define VARIABLE_GLOBAL_P(x) g_cells[x].cdr
292
293 #define CLOSURE(x) g_cells[x].closure
294 #define MACRO(x) g_cells[x].macro
295 #define REF(x) g_cells[x].ref
296 #define VALUE(x) g_cells[x].value
297 #define VECTOR(x) g_cells[x].vector
298 #define FUNCTION(x) g_functions[g_cells[x].function]
299 #define FUNCTION0(x) g_functions[g_cells[x].function].function0
300
301 #define NLENGTH(x) g_news[x].length
302
303 #define NVALUE(x) g_news[x].value
304 #define NVECTOR(x) g_news[x].vector
305 #endif
306
307 #define MAKE_CHAR(n) make_cell__ (TCHAR, 0, n)
308 #define MAKE_CONTINUATION(n) make_cell__ (TCONTINUATION, n, g_stack)
309 #define MAKE_NUMBER(n) make_cell__ (TNUMBER, 0, n)
310 #define MAKE_REF(n) make_cell__ (TREF, n, 0)
311 #define MAKE_STRING(x) make_cell__ (TSTRING, x, 0)
312 #define MAKE_KEYWORD(x) make_cell__ (TKEYWORD, x, 0)
313 #define MAKE_MACRO(name, x) make_cell__ (TMACRO, STRING (name), x)
314
315 #define CAAR(x) CAR (CAR (x))
316 #define CADR(x) CAR (CDR (x))
317 #define CDAR(x) CDR (CAR (x))
318 #define CDDR(x) CDR (CDR (x))
319 #define CADAR(x) CAR (CDR (CAR (x)))
320 #define CADDR(x) CAR (CDR (CDR (x)))
321 #define CDADAR(x) CAR (CDR (CAR (CDR (x))))
322
323 SCM
324 alloc (int n)
325 {
326   assert (g_free + n < ARENA_SIZE);
327   SCM x = g_free;
328   g_free += n;
329   return x;
330 }
331
332 SCM
333 make_cell__ (int type, SCM car, SCM cdr)
334 {
335   SCM x = alloc (1);
336   TYPE (x) = type;
337   CAR (x) = car;
338   CDR (x) = cdr;
339   return x;
340 }
341
342 SCM
343 make_cell_ (SCM type, SCM car, SCM cdr)
344 {
345   assert (TYPE (type) == TNUMBER);
346   int t = VALUE (type);
347   if (t == TCHAR || t == TNUMBER)
348     return make_cell__ (t, car ? CAR (car) : 0, cdr ? CDR (cdr) : 0);
349   return make_cell__ (t, car, cdr);
350 }
351
352 SCM
353 make_symbol_ (SCM s) ///((internal))
354 {
355   SCM x = make_cell__ (TSYMBOL, s, 0);
356   g_symbols = cons (x, g_symbols);
357   return x;
358 }
359
360 SCM
361 list_of_char_equal_p (SCM a, SCM b) ///((internal))
362 {
363   while (a != cell_nil && b != cell_nil && VALUE (CAR (a)) == VALUE (CAR (b)))
364     {
365       assert (TYPE (CAR (a)) == TCHAR);
366       assert (TYPE (CAR (b)) == TCHAR);
367       a = CDR (a);
368       b = CDR (b);
369     }
370   return (a == cell_nil && b == cell_nil) ? cell_t : cell_f;
371 }
372
373 SCM
374 lookup_symbol_ (SCM s)
375 {
376   SCM x = g_symbols;
377   while (x)
378     {
379       if (list_of_char_equal_p (STRING (CAR (x)), s) == cell_t)
380         break;
381       x = CDR (x);
382     }
383   if (x)
384     x = CAR (x);
385   if (!x)
386     x = make_symbol_ (s);
387   return x;
388 }
389
390 SCM
391 type_ (SCM x)
392 {
393   return MAKE_NUMBER (TYPE (x));
394 }
395
396 SCM
397 car_ (SCM x)
398 {
399   return (TYPE (x) != TCONTINUATION
400           && (TYPE (CAR (x)) == TPAIR // FIXME: this is weird
401               || TYPE (CAR (x)) == TREF
402               || TYPE (CAR (x)) == TSPECIAL
403               || TYPE (CAR (x)) == TSYMBOL
404               || TYPE (CAR (x)) == TSTRING)) ? CAR (x) : MAKE_NUMBER (CAR (x));
405 }
406
407 SCM
408 cdr_ (SCM x)
409 {
410   return (TYPE (x) != TCHAR
411           && TYPE (x) != TNUMBER
412           && (TYPE (CDR (x)) == TPAIR
413               || TYPE (CDR (x)) == TREF
414               || TYPE (CDR (x)) == TSPECIAL
415               || TYPE (CDR (x)) == TSYMBOL
416               || TYPE (CDR (x)) == TSTRING)) ? CDR (x) : MAKE_NUMBER (CDR (x));
417 }
418
419 SCM
420 arity_ (SCM x)
421 {
422   assert (TYPE (x) == TFUNCTION);
423   return MAKE_NUMBER (FUNCTION (x).arity);
424 }
425
426 SCM
427 cons (SCM x, SCM y)
428 {
429   return make_cell__ (TPAIR, x, y);
430 }
431
432 SCM
433 car (SCM x)
434 {
435 #if !__MESC_MES__
436   if (TYPE (x) != TPAIR)
437     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_symbol_car));
438 #endif
439   return CAR (x);
440 }
441
442 SCM
443 cdr (SCM x)
444 {
445 #if !__MESC_MES__
446   if (TYPE (x) != TPAIR)
447     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_symbol_cdr));
448 #endif
449   return CDR (x);
450 }
451
452 SCM
453 list (SCM x) ///((arity . n))
454 {
455   return x;
456 }
457
458 SCM
459 null_p (SCM x)
460 {
461   return x == cell_nil ? cell_t : cell_f;
462 }
463
464 SCM
465 eq_p (SCM x, SCM y)
466 {
467   return (x == y
468           || ((TYPE (x) == TKEYWORD && TYPE (y) == TKEYWORD
469                && STRING (x) == STRING (y)))
470           || (TYPE (x) == TCHAR && TYPE (y) == TCHAR
471               && VALUE (x) == VALUE (y))
472           || (TYPE (x) == TNUMBER && TYPE (y) == TNUMBER
473               && VALUE (x) == VALUE (y)))
474     ? cell_t : cell_f;
475 }
476
477 SCM
478 values (SCM x) ///((arity . n))
479 {
480   SCM v = cons (0, x);
481   TYPE (v) = TVALUES;
482   return v;
483 }
484
485 SCM
486 acons (SCM key, SCM value, SCM alist)
487 {
488   return cons (cons (key, value), alist);
489 }
490
491 int
492 length__ (SCM x)
493 {
494   int n = 0;
495   while (x != cell_nil)
496     {
497       n++;
498       if (TYPE (x) != TPAIR)
499         return -1;
500       x = CDR (x);
501     }
502   return n;
503 }
504
505 SCM
506 length (SCM x)
507 {
508   return MAKE_NUMBER (length__ (x));
509 }
510
511 SCM apply (SCM, SCM, SCM);
512
513 SCM
514 error (SCM key, SCM x)
515 {
516 #if !__MESC_MES__
517   SCM throw;
518   if ((throw = assq_ref_env (cell_symbol_throw, r0)) != cell_undefined)
519     return apply (throw, cons (key, cons (x, cell_nil)), r0);
520 #endif
521   display_error_ (key);
522   eputs (": ");
523   write_error_ (x);
524   eputs ("\n");
525   exit (1);
526 }
527
528 SCM
529 cstring_to_list (char const* s)
530 {
531   SCM p = cell_nil;
532   int i = strlen (s);
533   while (i--)
534     p = cons (MAKE_CHAR (s[i]), p);
535   return p;
536 }
537
538 // \f extra lib
539 SCM
540 assert_defined (SCM x, SCM e) ///((internal))
541 {
542   if (e == cell_undefined)
543     return error (cell_symbol_unbound_variable, x);
544   return e;
545 }
546
547 SCM
548 check_formals (SCM f, SCM formals, SCM args) ///((internal))
549 {
550   int flen = (TYPE (formals) == TNUMBER) ? VALUE (formals) : VALUE (length (formals));
551   int alen = VALUE (length (args));
552   if (alen != flen && alen != -1 && flen != -1)
553     {
554       char *s = "apply: wrong number of arguments; expected: ";
555       eputs (s);
556       eputs (itoa (flen));
557       eputs (", got: ");
558       eputs (itoa (alen));
559       eputs ("\n");
560       write_error_ (f);
561       SCM e = MAKE_STRING (cstring_to_list (s));
562       return error (cell_symbol_wrong_number_of_args, cons (e, f));
563     }
564   return cell_unspecified;
565 }
566
567 SCM
568 check_apply (SCM f, SCM e) ///((internal))
569 {
570   char* type = 0;
571   if (f == cell_f || f == cell_t)
572     type = "bool";
573   if (f == cell_nil)
574     type = "nil";
575   if (f == cell_unspecified)
576     type = "*unspecified*";
577   if (f == cell_undefined)
578     type = "*undefined*";
579   if (TYPE (f) == TCHAR)
580     type = "char";
581   if (TYPE (f) == TNUMBER)
582     type = "number";
583   if (TYPE (f) == TSTRING)
584     type = "string";
585
586   if (type)
587     {
588       char *s = "cannot apply: ";
589       eputs (s);
590       eputs (type);
591       eputs ("[");
592       write_error_ (e);
593       eputs ("]\n");
594       SCM e = MAKE_STRING (cstring_to_list (s));
595       return error (cell_symbol_wrong_type_arg, cons (e, f));
596     }
597   return cell_unspecified;
598 }
599
600 SCM
601 gc_push_frame () ///((internal))
602 {
603   SCM frame = cons (r1, cons (r2, cons (r3, cons (r0, cell_nil))));
604   g_stack = cons (frame, g_stack);
605   return g_stack;
606 }
607
608 SCM
609 append2 (SCM x, SCM y)
610 {
611   if (x == cell_nil)
612     return y;
613   if (TYPE (x) != TPAIR)
614     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_append2));
615   return cons (car (x), append2 (cdr (x), y));
616 }
617
618 SCM
619 pairlis (SCM x, SCM y, SCM a)
620 {
621   if (x == cell_nil)
622     return a;
623   if (TYPE (x) != TPAIR)
624     return cons (cons (x, y), a);
625   return cons (cons (car (x), car (y)),
626                pairlis (cdr (x), cdr (y), a));
627 }
628
629 SCM
630 call (SCM fn, SCM x)
631 {
632   if ((FUNCTION (fn).arity > 0 || FUNCTION (fn).arity == -1)
633       && x != cell_nil && TYPE (CAR (x)) == TVALUES)
634     x = cons (CADAR (x), CDR (x));
635   if ((FUNCTION (fn).arity > 1 || FUNCTION (fn).arity == -1)
636       && x != cell_nil && TYPE (CDR (x)) == TPAIR && TYPE (CADR (x)) == TVALUES)
637     x = cons (CAR (x), cons (CDADAR (x), CDR (x)));
638   switch (FUNCTION (fn).arity)
639     {
640 #if __MESC__ || !_POSIX_SOURCE
641     case 0: return (FUNCTION (fn).function) ();
642     case 1: return ((SCM(*)(SCM))(FUNCTION (fn).function)) (CAR (x));
643     case 2: return ((SCM(*)(SCM,SCM))(FUNCTION (fn).function)) (CAR (x), CADR (x));
644     case 3: return ((SCM(*)(SCM,SCM,SCM))(FUNCTION (fn).function)) (CAR (x), CADR (x), CAR (CDDR (x)));
645     case -1: return ((SCM(*)(SCM))(FUNCTION (fn).function)) (x);
646     default: return ((SCM(*)(SCM))(FUNCTION (fn).function)) (x);
647 #else
648     case 0: return FUNCTION (fn).function0 ();
649     case 1: return FUNCTION (fn).function1 (CAR (x));
650     case 2: return FUNCTION (fn).function2 (CAR (x), CADR (x));
651     case 3: return FUNCTION (fn).function3 (CAR (x), CADR (x), CAR (CDDR (x)));
652     case -1: return FUNCTION (fn).functionn (x);
653 #endif
654     }
655
656   return cell_unspecified;
657 }
658
659 SCM
660 assq (SCM x, SCM a)
661 {
662   switch (TYPE (x))
663     {
664     case TCHAR:
665     case TNUMBER:
666       {
667         SCM v = VALUE (x);
668         while (a != cell_nil && v != VALUE (CAAR (a)))
669           a = CDR (a);
670         break;
671       }
672     case TKEYWORD:
673       {
674         SCM v = STRING (x);
675         while (a != cell_nil && v != STRING (CAAR (a)))
676           a = CDR (a);
677         break;
678       }
679       // case TSYMBOL:
680       // case TSPECIAL:
681     default:
682       while (a != cell_nil && x != CAAR (a))
683         a = CDR (a);
684     }
685   return a != cell_nil ? CAR (a) : cell_f;
686 }
687
688 SCM
689 assq_ref_env (SCM x, SCM a)
690 {
691   x = assq (x, a);
692   if (x == cell_f)
693     return cell_undefined;
694   return CDR (x);
695 }
696
697 SCM
698 set_car_x (SCM x, SCM e)
699 {
700   if (TYPE (x) != TPAIR)
701     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_set_car_x));
702   CAR (x) = e;
703   return cell_unspecified;
704 }
705
706 SCM
707 set_cdr_x (SCM x, SCM e)
708 {
709   if (TYPE (x) != TPAIR)
710     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_set_cdr_x));
711   CDR (x) = e;
712   return cell_unspecified;
713 }
714
715 SCM
716 set_env_x (SCM x, SCM e, SCM a)
717 {
718   SCM p;
719   if (TYPE (x) == TVARIABLE)
720     p = VARIABLE (x);
721   else
722     p = assert_defined (x, assq (x, a));
723   if (TYPE (p) != TPAIR)
724     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (p, x));
725   return set_cdr_x (p, e);
726 }
727
728 SCM
729 call_lambda (SCM e, SCM x, SCM aa, SCM a) ///((internal))
730 {
731   SCM cl = cons (cons (cell_closure, x), x);
732   r1 = e;
733   r0 = cl;
734   return cell_unspecified;
735 }
736
737 SCM
738 make_closure_ (SCM args, SCM body, SCM a) ///((internal))
739 {
740   return make_cell__ (TCLOSURE, cell_f, cons (cons (cell_circular, a), cons (args, body)));
741 }
742
743 SCM
744 make_variable_ (SCM var, SCM global_p) ///((internal))
745 {
746   return make_cell__ (TVARIABLE, var, global_p);
747 }
748
749 SCM
750 lookup_macro_ (SCM x, SCM a) ///((internal))
751 {
752   if (TYPE (x) != TSYMBOL)
753     return cell_f;
754   SCM m = assq (x, a);
755   if (m != cell_f)
756     return MACRO (CDR (m));
757   return cell_f;
758 }
759
760 SCM
761 push_cc (SCM p1, SCM p2, SCM a, SCM c) ///((internal))
762 {
763   SCM x = r3;
764   r3 = c;
765   r2 = p2;
766   gc_push_frame ();
767   r1 = p1;
768   r0 = a;
769   r3 = x;
770   return cell_unspecified;
771 }
772
773 SCM
774 gc_peek_frame () ///((internal))
775 {
776   SCM frame = CAR (g_stack);
777   r1 = CAR (frame);
778   r2 = CADR (frame);
779   r3 = CAR (CDDR (frame));
780   r0 = CADR (CDDR (frame));
781   return frame;
782 }
783
784 SCM
785 gc_pop_frame () ///((internal))
786 {
787   SCM frame = gc_peek_frame (g_stack);
788   g_stack = CDR (g_stack);
789   return frame;
790 }
791
792 char const* string_to_cstring (SCM s);
793
794 SCM
795 add_formals (SCM formals, SCM x)
796 {
797   while (TYPE (x) == TPAIR)
798     {
799       formals = cons (CAR (x), formals);
800       x = CDR (x);
801     }
802   if (TYPE (x) == TSYMBOL)
803     formals = cons (x, formals);
804   return formals;
805 }
806
807 int
808 formal_p (SCM x, SCM formals) /// ((internal))
809 {
810   if (TYPE (formals) == TSYMBOL)
811     {
812       if (x == formals)
813         return x;
814       else return cell_f;
815     }
816   while (TYPE (formals) == TPAIR && CAR (formals) != x)
817     formals = CDR (formals);
818   if (TYPE (formals) == TSYMBOL)
819     return formals == x;
820   return TYPE (formals) == TPAIR;
821 }
822
823 SCM
824 expand_variable_ (SCM x, SCM formals, int top_p) ///((internal))
825 {
826   while (TYPE (x) == TPAIR)
827     {
828       if (TYPE (CAR (x)) == TPAIR)
829         {
830           if (CAAR (x) == cell_symbol_lambda)
831             {
832               SCM f = CAR (CDAR (x));
833               formals = add_formals (formals, f);
834             }
835           else if (CAAR (x) == cell_symbol_define
836                    || CAAR (x) == cell_symbol_define_macro)
837             {
838               SCM f = CAR (CDAR (x));
839               formals = add_formals (formals, f);
840             }
841           if (CAAR (x) != cell_symbol_quote)
842             expand_variable_ (CAR (x), formals, 0);
843         }
844       else
845         {
846           if (CAR (x) == cell_symbol_lambda)
847             {
848               SCM f = CADR (x);
849               formals = add_formals (formals, f);
850               x = CDR (x);
851             }
852           else if (CAR (x) == cell_symbol_define
853                    || CAR (x) == cell_symbol_define_macro)
854             {
855               SCM f = CADR (x);
856               if (top_p && TYPE (f) == TPAIR)
857                 f = CDR (f);
858               formals = add_formals (formals, f);
859               x = CDR (x);
860             }
861           else if (CAR (x) == cell_symbol_quote)
862             return cell_unspecified;
863           else if (TYPE (CAR (x)) == TSYMBOL
864                    && CAR (x) != cell_begin
865                    && CAR (x) != cell_symbol_begin
866                    && CAR (x) != cell_symbol_current_module
867                    && CAR (x) != cell_symbol_primitive_load
868                    && CAR (x) != cell_symbol_if // HMM
869                    && !formal_p (CAR (x), formals))
870             {
871               SCM v = assq (CAR (x), r0);
872               if (v != cell_f)
873                 CAR (x) = make_variable_ (v, cell_t);
874             }
875         }
876       x = CDR (x);
877       top_p = 0;
878     }
879   return cell_unspecified;
880 }
881
882 SCM
883 expand_variable (SCM x, SCM formals) ///((internal))
884 {
885   return expand_variable_ (x, formals, 1);
886 }
887
888 SCM
889 eval_apply ()
890 {
891   SCM aa;
892   SCM args;
893   SCM body;
894   SCM cl;
895   SCM entry;
896   SCM expanders;
897   SCM formals;
898   SCM input;
899   SCM name;
900   SCM macro;
901   SCM p;
902   SCM program;
903   SCM sc_expand;
904   SCM x;
905   int global_p;
906   int macro_p;
907
908  eval_apply:
909   switch (r3)
910     {
911     case cell_vm_evlis: goto evlis;
912     case cell_vm_evlis2: goto evlis2;
913     case cell_vm_evlis3: goto evlis3;
914     case cell_vm_apply: goto apply;
915     case cell_vm_apply2: goto apply2;
916     case cell_vm_eval: goto eval;
917     case cell_vm_eval_pmatch_car: goto eval_pmatch_car;
918     case cell_vm_eval_pmatch_cdr: goto eval_pmatch_cdr;
919     case cell_vm_eval_define: goto eval_define;
920     case cell_vm_eval_set_x: goto eval_set_x;
921     case cell_vm_eval_macro_expand_eval: goto eval_macro_expand_eval;
922     case cell_vm_eval_macro_expand_expand: goto eval_macro_expand_expand;
923     case cell_vm_eval_check_func: goto eval_check_func;
924     case cell_vm_eval2: goto eval2;
925     case cell_vm_macro_expand: goto macro_expand;
926     case cell_vm_macro_expand_define: goto macro_expand_define;
927     case cell_vm_macro_expand_define_macro: goto macro_expand_define_macro;
928     case cell_vm_macro_expand_lambda: goto macro_expand_lambda;
929     case cell_vm_macro_expand_set_x: goto macro_expand_set_x;
930     case cell_vm_macro_expand_car: goto macro_expand_car;
931     case cell_vm_macro_expand_cdr: goto macro_expand_cdr;
932     case cell_vm_begin: goto begin;
933     case cell_vm_begin_eval: goto begin_eval;
934     case cell_vm_begin_primitive_load: goto begin_primitive_load;
935     case cell_vm_begin_expand: goto begin_expand;
936     case cell_vm_begin_expand_eval: goto begin_expand_eval;
937     case cell_vm_begin_expand_macro: goto begin_expand_macro;
938     case cell_vm_begin_expand_primitive_load: goto begin_expand_primitive_load;
939     case cell_vm_if: goto vm_if;
940     case cell_vm_if_expr: goto if_expr;
941     case cell_vm_call_with_current_continuation2: goto call_with_current_continuation2;
942     case cell_vm_call_with_values2: goto call_with_values2;
943     case cell_vm_return: goto vm_return;
944     case cell_unspecified: return r1;
945     default:
946       assert (0);
947     }
948
949  evlis:
950   if (r1 == cell_nil)
951     goto vm_return;
952   if (TYPE (r1) != TPAIR)
953     goto eval;
954   push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_evlis2);
955   goto eval;
956  evlis2:
957   push_cc (CDR (r2), r1, r0, cell_vm_evlis3);
958   goto evlis;
959  evlis3:
960   r1 = cons (r2, r1);
961   goto vm_return;
962
963  apply:
964   switch (TYPE (CAR (r1)))
965     {
966     case TFUNCTION:
967       {
968         check_formals (CAR (r1), MAKE_NUMBER (FUNCTION (CAR (r1)).arity), CDR (r1));
969         r1 = call (CAR (r1), CDR (r1)); /// FIXME: move into eval_apply
970         goto vm_return;
971       }
972     case TCLOSURE:
973       {
974         cl = CLOSURE (CAR (r1));
975         body = CDDR (cl);
976         formals = CADR (cl);
977         args = CDR (r1);
978         aa = CDAR (cl);
979         aa = CDR (aa);
980         check_formals (CAR (r1), formals, CDR (r1));
981         p = pairlis (formals, args, aa);
982         call_lambda (body, p, aa, r0);
983         goto begin;
984       }
985     case TCONTINUATION:
986       {
987         x = r1;
988         g_stack = CONTINUATION (CAR (r1));
989         gc_pop_frame ();
990         r1 = CADR (x);
991         goto eval_apply;
992       }
993     case TSPECIAL:
994       {
995         switch (CAR (r1))
996           {
997           case cell_vm_apply:
998             {
999               push_cc (cons (CADR (r1), CADDR (r1)), r1, r0, cell_vm_return);
1000               goto apply;
1001             }
1002           case cell_vm_eval:
1003             {
1004               push_cc (CADR (r1), r1, CADDR (r1), cell_vm_return);
1005               goto eval;
1006             }
1007           case cell_call_with_current_continuation:
1008             {
1009               r1 = CDR (r1);
1010               goto call_with_current_continuation;
1011             }
1012           default: check_apply (cell_f, CAR (r1));
1013           }
1014       }
1015     case TSYMBOL:
1016       {
1017         if (CAR (r1) == cell_symbol_call_with_values)
1018           {
1019             r1 = CDR (r1);
1020             goto call_with_values;
1021           }
1022         if (CAR (r1) == cell_symbol_current_module)
1023           {
1024             r1 = r0;
1025             goto vm_return;
1026           }
1027         break;
1028       }
1029     case TPAIR:
1030       {
1031         switch (CAAR (r1))
1032           {
1033           case cell_symbol_lambda:
1034             {
1035               formals = CADR (CAR (r1));
1036               args = CDR (r1);
1037               body = CDDR (CAR (r1));
1038               p = pairlis (formals, CDR (r1), r0);
1039               check_formals (r1, formals, args);
1040               call_lambda (body, p, p, r0);
1041               goto begin;
1042             }
1043           }
1044       }
1045     }
1046   push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_apply2);
1047   goto eval;
1048  apply2:
1049   check_apply (r1, CAR (r2));
1050   r1 = cons (r1, CDR (r2));
1051   goto apply;
1052
1053  eval:
1054   switch (TYPE (r1))
1055     {
1056     case TPAIR:
1057       {
1058         switch (CAR (r1))
1059           {
1060           case cell_symbol_pmatch_car:
1061             {
1062               push_cc (CADR (r1), r1, r0, cell_vm_eval_pmatch_car);
1063               goto eval;
1064             eval_pmatch_car:
1065               x = r1;
1066               gc_pop_frame ();
1067               r1 = CAR (x);
1068               goto eval_apply;
1069             }
1070           case cell_symbol_pmatch_cdr:
1071             {
1072               push_cc (CADR (r1), r1, r0, cell_vm_eval_pmatch_cdr);
1073               goto eval;
1074             eval_pmatch_cdr:
1075               x = r1;
1076               gc_pop_frame ();
1077               r1 = CDR (x);
1078               goto eval_apply;
1079             }
1080           case cell_symbol_quote:
1081             {
1082               x = r1;
1083               gc_pop_frame ();
1084               r1 = CADR (x);
1085               goto eval_apply;
1086             }
1087           case cell_symbol_begin:
1088             goto begin;
1089           case cell_symbol_lambda:
1090             {
1091               r1 = make_closure_ (CADR (r1), CDDR (r1), r0);
1092               goto vm_return;
1093             }
1094           case cell_symbol_if:
1095             {
1096               r1=CDR (r1);
1097               goto vm_if;
1098             }
1099           case cell_symbol_set_x:
1100             {
1101               push_cc (CAR (CDDR (r1)), r1, r0, cell_vm_eval_set_x);
1102               goto eval;
1103             eval_set_x:
1104               r1 = set_env_x (CADR (r2), r1, r0);
1105               goto vm_return;
1106             }
1107           case cell_vm_macro_expand:
1108             {
1109               push_cc (CADR (r1), r1, r0, cell_vm_eval_macro_expand_eval);
1110               goto eval;
1111             eval_macro_expand_eval:
1112               push_cc (r1, r2, r0, cell_vm_eval_macro_expand_expand);
1113               goto macro_expand;
1114             eval_macro_expand_expand:
1115               goto vm_return;
1116             }
1117           default:
1118             {
1119               if (TYPE (r1) == TPAIR
1120                   && (CAR (r1) == cell_symbol_define
1121                       || CAR (r1) == cell_symbol_define_macro))
1122                 {
1123                   global_p = CAAR (r0) != cell_closure;
1124                   macro_p = CAR (r1) == cell_symbol_define_macro;
1125                   if (global_p)
1126                     {
1127                       name = CADR (r1);
1128                       if (TYPE (CADR (r1)) == TPAIR)
1129                         name = CAR (name);
1130                       if (macro_p)
1131                         {
1132                           entry = assq (name, g_macros);
1133                           if (entry == cell_f)
1134                             {
1135                               entry = cons (name, cell_f);
1136                               g_macros = cons (entry, g_macros);
1137                             }
1138                         }
1139                       else
1140                         {
1141                           entry = assq (name, r0);
1142                           if (entry == cell_f)
1143                             {
1144                               entry = cons (name, cell_f);
1145                               aa = cons (entry, cell_nil);
1146                               set_cdr_x (aa, cdr (r0));
1147                               set_cdr_x (r0, aa);
1148                             }
1149                         }
1150                     }
1151                   r2 = r1;
1152                   if (TYPE (CADR (r1)) != TPAIR)
1153                     {
1154                       push_cc (CAR (CDDR (r1)), r2, cons (cons (CADR (r1), CADR (r1)), r0), cell_vm_eval_define);
1155                       goto eval;
1156                     }
1157                   else
1158                     {
1159                       p = pairlis (CADR (r1), CADR (r1), r0);
1160                       formals = CDR (CADR (r1));
1161                       body = CDDR (r1);
1162
1163                       if (macro_p || global_p)
1164                         expand_variable (body, formals);
1165                       r1 = cons (cell_symbol_lambda, cons (formals, body));
1166                       push_cc (r1, r2, p, cell_vm_eval_define);
1167                       goto eval;
1168                     }
1169                 eval_define:;
1170                   name = CADR (r2);
1171                   if (TYPE (CADR (r2)) == TPAIR)
1172                     name = CAR (name);
1173                   if (macro_p)
1174                     {
1175                       entry = assq (name, g_macros);
1176                       r1 = MAKE_MACRO (name, r1);
1177                       set_cdr_x (entry, r1);
1178                     }
1179                   else if (global_p)
1180                     {
1181                       entry = assq (name, r0);
1182                       set_cdr_x (entry, r1);
1183                     }
1184                   else
1185                     {
1186                       entry = cons (name, r1);
1187                       aa = cons (entry, cell_nil);
1188                       set_cdr_x (aa, cdr (r0));
1189                       set_cdr_x (r0, aa);
1190                       cl = assq (cell_closure, r0);
1191                       set_cdr_x (cl, aa);
1192                     }
1193                   r1 = cell_unspecified;
1194                   goto vm_return;
1195                 }
1196               push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_eval_check_func);
1197               gc_check ();
1198               goto eval;
1199             eval_check_func:
1200               push_cc (CDR (r2), r2, r0, cell_vm_eval2);
1201               goto evlis;
1202             eval2:
1203               r1 = cons (CAR (r2), r1);
1204               goto apply;
1205             }
1206           }
1207       }
1208     case TSYMBOL:
1209       {
1210         if (r1 == cell_symbol_current_module)
1211           goto vm_return;
1212         if (r1 == cell_symbol_begin) // FIXME
1213           {
1214             r1 = cell_begin;
1215             goto vm_return;
1216           }
1217         r1 = assert_defined (r1, assq_ref_env (r1, r0));
1218         goto vm_return;
1219       }
1220     case TVARIABLE:
1221       {
1222         r1 = CDR (VARIABLE (r1));
1223         goto vm_return;
1224       }
1225     default: goto vm_return;
1226     }
1227
1228  macro_expand:
1229   {
1230     macro;
1231     expanders;
1232
1233     if (TYPE (r1) != TPAIR || CAR (r1) == cell_symbol_quote)
1234       goto vm_return;
1235
1236     if (CAR (r1) == cell_symbol_lambda)
1237       {
1238         push_cc (CDDR (r1), r1, r0, cell_vm_macro_expand_lambda);
1239         goto macro_expand;
1240       macro_expand_lambda:
1241         CDDR (r2) = r1;
1242         r1 = r2;
1243         goto vm_return;
1244       }
1245
1246     if (TYPE (r1) == TPAIR
1247         && (macro = lookup_macro_ (CAR (r1), g_macros)) != cell_f)
1248       {
1249         r1 = cons (macro, CDR (r1));
1250         push_cc (r1, cell_nil, r0, cell_vm_macro_expand);
1251         goto apply;
1252       }
1253
1254     if (CAR (r1) == cell_symbol_define
1255         || CAR (r1) == cell_symbol_define_macro)
1256       {
1257         push_cc (CDDR (r1), r1, r0, cell_vm_macro_expand_define);
1258         goto macro_expand;
1259       macro_expand_define:
1260         CDDR (r2) = r1;
1261         r1 = r2;
1262         if (CAR (r1) == cell_symbol_define_macro)
1263           {
1264             push_cc (r1, r1, r0, cell_vm_macro_expand_define_macro);
1265             goto eval;
1266           macro_expand_define_macro:
1267             r1 = r2;
1268           }
1269         goto vm_return;
1270       }
1271
1272     if (CAR (r1) == cell_symbol_set_x)
1273       {
1274         push_cc (CDDR (r1), r1, r0, cell_vm_macro_expand_set_x);
1275         goto macro_expand;
1276       macro_expand_set_x:
1277         CDDR (r2) = r1;
1278         r1 = r2;
1279         goto vm_return;
1280       }
1281
1282     if (TYPE (r1) == TPAIR
1283         && TYPE (CAR (r1)) == TSYMBOL
1284         && CAR (r1) != cell_symbol_begin
1285         && ((macro = assq (cell_symbol_portable_macro_expand, g_macros)) != cell_f)
1286         && ((expanders = assq_ref_env (cell_symbol_sc_expander_alist, r0)) != cell_undefined)
1287         && ((macro = assq (CAR (r1), expanders)) != cell_f))
1288       {
1289         sc_expand = assq_ref_env (cell_symbol_macro_expand, r0);
1290         r2 = r1;
1291         if (sc_expand != cell_undefined && sc_expand != cell_f)
1292           {
1293             r1 = cons (sc_expand, cons (r1, cell_nil));
1294             goto apply;
1295           }
1296       }
1297
1298     push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_macro_expand_car);
1299     goto macro_expand;
1300
1301   macro_expand_car:
1302     CAR (r2) = r1;
1303     r1 = r2;
1304     if (CDR (r1) == cell_nil)
1305       goto vm_return;
1306
1307     push_cc (CDR (r1), r1, r0, cell_vm_macro_expand_cdr);
1308     goto macro_expand;
1309
1310   macro_expand_cdr:
1311     CDR (r2) = r1;
1312     r1 = r2;
1313
1314     goto vm_return;
1315   }
1316
1317  begin:
1318   x = cell_unspecified;
1319   while (r1 != cell_nil)
1320     {
1321       gc_check ();
1322       if (TYPE (r1) == TPAIR)
1323         {
1324           if (CAAR (r1) == cell_symbol_primitive_load)
1325             {
1326               program = cons (CAR (r1), cell_nil);
1327               push_cc (program, r1, r0, cell_vm_begin_primitive_load);
1328               goto begin_expand;
1329             begin_primitive_load:
1330               CAR (r2) = r1;
1331               r1 = r2;
1332             }
1333         }
1334
1335       if (TYPE (r1) == TPAIR && TYPE (CAR (r1)) == TPAIR)
1336         {
1337           if (CAAR (r1) == cell_symbol_begin)
1338             r1 = append2 (CDAR (r1), CDR (r1));
1339         }
1340       if (CDR (r1) == cell_nil)
1341         {
1342           r1 = CAR (r1);
1343           goto eval;
1344         }
1345       push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_begin_eval);
1346       goto eval;
1347     begin_eval:
1348       x = r1;
1349       r1 = CDR (r2);
1350     }
1351   r1 = x;
1352   goto vm_return;
1353
1354
1355  begin_expand:
1356   x = cell_unspecified;
1357   while (r1 != cell_nil)
1358     {
1359       gc_check ();
1360
1361       if (TYPE (r1) == TPAIR)
1362         {
1363           if (TYPE (CAR (r1)) == TPAIR && CAAR (r1) == cell_symbol_begin)
1364             r1 = append2 (CDAR (r1), CDR (r1));
1365           if (CAAR (r1) == cell_symbol_primitive_load)
1366             {
1367               push_cc (CADR (CAR (r1)), r1, r0, cell_vm_begin_expand_primitive_load);
1368               goto eval; // FIXME: expand too?!
1369             begin_expand_primitive_load:
1370               if (TYPE (r1) == TNUMBER && VALUE (r1) == 0)
1371                 ;
1372               else if (TYPE (r1) == TSTRING)
1373                 input = set_current_input_port (open_input_file (r1));
1374               else
1375                 assert (0);
1376               
1377               push_cc (input, r2, r0, cell_vm_return);
1378               x = read_input_file_env (r0);
1379               gc_pop_frame ();
1380               input = r1;
1381               r1 = x;
1382               set_current_input_port (input);
1383               r1 = cons (cell_symbol_begin, r1);
1384               CAR (r2) = r1;
1385               r1 = r2;
1386               continue;
1387             }
1388         }
1389
1390       push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_begin_expand_macro);
1391       goto macro_expand;
1392     begin_expand_macro:
1393       if (r1 != CAR (r2))
1394         {
1395           CAR (r2) = r1;
1396           r1 = r2;
1397           continue;
1398         }
1399       r1 = r2;
1400       expand_variable (CAR (r1), cell_nil);
1401       push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_begin_expand_eval);
1402       goto eval;
1403     begin_expand_eval:
1404       x = r1;
1405       r1 = CDR (r2);
1406     }
1407   r1 = x;
1408   goto vm_return;
1409
1410  vm_if:
1411   push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_if_expr);
1412   goto eval;
1413  if_expr:
1414   x = r1;
1415   r1 = r2;
1416   if (x != cell_f)
1417     {
1418       r1 = CADR (r1);
1419       goto eval;
1420     }
1421   if (CDDR (r1) != cell_nil)
1422     {
1423       r1 = CAR (CDDR (r1));
1424       goto eval;
1425     }
1426   r1 = cell_unspecified;
1427   goto vm_return;
1428
1429  call_with_current_continuation:
1430   gc_push_frame ();
1431   x = MAKE_CONTINUATION (g_continuations++);
1432   gc_pop_frame ();
1433   push_cc (cons (CAR (r1), cons (x, cell_nil)), x, r0, cell_vm_call_with_current_continuation2);
1434   goto apply;
1435  call_with_current_continuation2:
1436   CONTINUATION (r2) = g_stack;
1437   goto vm_return;
1438
1439  call_with_values:
1440   push_cc (cons (CAR (r1), cell_nil), r1, r0, cell_vm_call_with_values2);
1441   goto apply;
1442  call_with_values2:
1443   if (TYPE (r1) == TVALUES)
1444     r1 = CDR (r1);
1445   r1 = cons (CADR (r2), r1);
1446   goto apply;
1447
1448  vm_return:
1449   x = r1;
1450   gc_pop_frame ();
1451   r1 = x;
1452   goto eval_apply;
1453 }
1454
1455 SCM
1456 apply (SCM f, SCM x, SCM a) ///((internal))
1457 {
1458   push_cc (cons (f, x), cell_unspecified, r0, cell_unspecified);
1459   r3 = cell_vm_apply;
1460   return eval_apply ();
1461 }
1462
1463 SCM
1464 mes_g_stack (SCM a) ///((internal))
1465 {
1466   r0 = a;
1467   r1 = MAKE_CHAR (0);
1468   r2 = MAKE_CHAR (0);
1469   r3 = MAKE_CHAR (0);
1470   g_stack = cons (cell_nil, cell_nil);
1471   return r0;
1472 }
1473
1474 //\f Environment setup
1475
1476 #include "posix.c"
1477 #include "math.c"
1478 #include "lib.c"
1479
1480 //\f Jam Collector
1481 SCM g_symbol_max;
1482
1483 SCM
1484 gc_init_cells () ///((internal))
1485 {
1486   g_cells = (struct scm *)malloc (2*ARENA_SIZE*sizeof (struct scm));
1487   TYPE (0) = TVECTOR;
1488   LENGTH (0) = 1000;
1489   VECTOR (0) = 0;
1490   g_cells++;
1491   TYPE (0) = TCHAR;
1492   VALUE (0) = 'c';
1493   return 0;
1494 }
1495
1496 SCM
1497 gc_init_news () ///((internal))
1498 {
1499   g_news = g_cells-1 + ARENA_SIZE;
1500   NTYPE (0) = TVECTOR;
1501   NLENGTH (0) = 1000;
1502   NVECTOR (0) = 0;
1503   g_news++;
1504   NTYPE (0) = TCHAR;
1505   NVALUE (0) = 'n';
1506   return 0;
1507 }
1508
1509 SCM
1510 mes_symbols () ///((internal))
1511 {
1512   gc_init_cells ();
1513   gc_init_news ();
1514
1515 #if !_POSIX_SOURCE
1516 #include "mes.mes.symbols.i"
1517 #else
1518 #include "mes.symbols.i"
1519 #endif
1520
1521   g_symbol_max = g_free++;
1522   g_symbols = 0;
1523   for (int i=1; i<g_symbol_max; i++)
1524     g_symbols = cons (i, g_symbols);
1525
1526   SCM a = cell_nil;
1527
1528 #if !_POSIX_SOURCE
1529 #include "mes.mes.symbol-names.i"
1530 #else
1531 #include "mes.symbol-names.i"
1532 #endif
1533
1534   a = acons (cell_symbol_mes_version, MAKE_STRING (cstring_to_list (VERSION)), a);
1535   a = acons (cell_symbol_mes_prefix, MAKE_STRING (cstring_to_list (PREFIX)), a);
1536
1537   a = acons (cell_symbol_call_with_values, cell_symbol_call_with_values, a);
1538   a = acons (cell_symbol_current_module, cell_symbol_current_module, a);
1539   a = acons (cell_symbol_call_with_current_continuation, cell_call_with_current_continuation, a);
1540
1541
1542 #if __GNUC__
1543   a = acons (cell_symbol_gnuc, cell_t, a);
1544   a = acons (cell_symbol_mesc, cell_f, a);
1545 #else
1546   a = acons (cell_symbol_gnuc, cell_f, a);
1547   a = acons (cell_symbol_mesc, cell_t, a);
1548 #endif
1549   a = acons (cell_closure, a, a);
1550
1551   return a;
1552 }
1553
1554 SCM
1555 mes_environment () ///((internal))
1556 {
1557   SCM a = mes_symbols ();
1558   return mes_g_stack (a);
1559 }
1560
1561 SCM
1562 mes_builtins (SCM a) ///((internal))
1563 {
1564 #if !__GNUC__ || !_POSIX_SOURCE
1565 #include "mes.mes.i"
1566
1567   // Do not sort: Order of these includes define builtins
1568 #include "posix.mes.i"
1569 #include "math.mes.i"
1570 #include "lib.mes.i"
1571 #include "vector.mes.i"
1572 #include "gc.mes.i"
1573 #include "reader.mes.i"
1574
1575 #include "gc.mes.environment.i"
1576 #include "lib.mes.environment.i"
1577 #include "math.mes.environment.i"
1578 #include "mes.mes.environment.i"
1579 #include "posix.mes.environment.i"
1580 #include "reader.mes.environment.i"
1581 #include "vector.mes.environment.i"
1582 #else
1583 #include "mes.i"
1584
1585   // Do not sort: Order of these includes define builtins
1586 #include "posix.i"
1587 #include "math.i"
1588 #include "lib.i"
1589 #include "vector.i"
1590 #include "gc.i"
1591 #include "reader.i"
1592
1593 #include "gc.environment.i"
1594 #include "lib.environment.i"
1595 #include "math.environment.i"
1596 #include "mes.environment.i"
1597 #include "posix.environment.i"
1598 #include "reader.environment.i"
1599 #include "vector.environment.i"
1600 #endif
1601
1602   if (g_debug > 3)
1603     {
1604       fputs ("functions: ", STDERR);
1605       fputs (itoa (g_function), STDERR);
1606       fputs ("\n", STDERR);
1607       for (int i = 0; i < g_function; i++)
1608         {
1609           fputs ("[", STDERR);
1610           fputs (itoa (i), STDERR);
1611           fputs ("]: ", STDERR);
1612           fputs (g_functions[i].name, STDERR);
1613           fputs ("\n", STDERR);
1614         }
1615       fputs ("\n", STDERR);
1616     }
1617
1618   return a;
1619 }
1620
1621 SCM read_input_file_env (SCM);
1622
1623 SCM
1624 load_env (SCM a) ///((internal))
1625 {
1626   r0 = a;
1627   g_stdin = -1;
1628   char boot[128];
1629   char buf[128];
1630   if (getenv ("MES_BOOT"))
1631     strcpy (boot, getenv ("MES_BOOT"));
1632   else
1633     strcpy (boot, "boot-0.scm");
1634   if (getenv ("MES_PREFIX"))
1635     {
1636       strcpy (buf, getenv ("MES_PREFIX"));
1637       strcpy (buf + strlen (buf), "/module");
1638       strcpy (buf + strlen (buf), "/mes/");
1639       strcpy (buf + strlen (buf), boot);
1640       if (getenv ("MES_DEBUG"))
1641         {
1642           eputs ("MES_PREFIX reading boot-0:");
1643           eputs (buf);
1644           eputs ("\n");
1645         }
1646       g_stdin = open (buf, O_RDONLY);
1647     }
1648   if (g_stdin < 0)
1649     {
1650       char const *prefix = MODULEDIR "mes/";
1651       strcpy (buf, prefix);
1652       strcpy (buf + strlen (buf), boot);
1653       if (getenv ("MES_DEBUG"))
1654         {
1655           eputs ("MODULEDIR reading boot-0:");
1656           eputs (buf);
1657           eputs ("\n");
1658         }
1659       g_stdin = open (buf, O_RDONLY);
1660     }
1661   if (g_stdin < 0)
1662     {
1663       strcpy (buf, "module/mes/");
1664       strcpy (buf + strlen (buf), boot);
1665       if (getenv ("MES_DEBUG"))
1666         {
1667           eputs (". reading boot-0:");
1668           eputs (buf);
1669           eputs ("\n");
1670         }
1671       g_stdin = open (buf, O_RDONLY);
1672     }
1673   if (g_stdin < 0)
1674     {
1675       if (getenv ("MES_DEBUG"))
1676         {
1677           eputs (". reading boot-0:");
1678           eputs (boot);
1679           eputs ("\n");
1680         }
1681       g_stdin = open (boot, O_RDONLY);
1682     }
1683   if (g_stdin < 0)
1684     {
1685       eputs ("mes: boot failed: no such file: ");
1686       eputs (boot);
1687       eputs ("\n");
1688       exit (1);
1689     }
1690
1691   if (!g_function)
1692     r0 = mes_builtins (r0);
1693   r2 = read_input_file_env (r0);
1694   g_stdin = STDIN;
1695   return r2;
1696 }
1697
1698 SCM
1699 bload_env (SCM a) ///((internal))
1700 {
1701 #if 1 //__MESC__
1702   char *mo = "mes/read-0-32.mo";
1703   g_stdin = open ("module/mes/read-0-32.mo", O_RDONLY);
1704   char *read0 = MODULEDIR "mes/read-0-32.mo";
1705   g_stdin = g_stdin >= 0 ? g_stdin : open (read0, O_RDONLY);
1706 #else
1707   char *mo ="mes/read-0.mo";
1708   g_stdin = open ("module/mes/read-0.mo", O_RDONLY);
1709   g_stdin = g_stdin >= 0 ? g_stdin : open (MODULEDIR "mes/read-0.mo", O_RDONLY);
1710 #endif
1711
1712   if (g_stdin < 0)
1713     {
1714       eputs ("no such file: ");eputs (mo);eputs ("\n");
1715       return 1;
1716     } 
1717   assert (getchar () == 'M');
1718   assert (getchar () == 'E');
1719   assert (getchar () == 'S');
1720
1721   if (g_debug)
1722     eputs ("*GOT MES*\n");
1723   g_stack = getchar () << 8;
1724   g_stack += getchar ();
1725
1726   char *p = (char*)g_cells;
1727   int c = getchar ();
1728   while (c != EOF)
1729     {
1730       *p++ = c;
1731       c = getchar ();
1732     }
1733   g_free = (p-(char*)g_cells) / sizeof (struct scm);
1734   gc_peek_frame ();
1735   g_symbols = r1;
1736   g_stdin = STDIN;
1737   r0 = mes_builtins (r0);
1738
1739 #if __GNUC__
1740   set_env_x (cell_symbol_gnuc, cell_t, r0);
1741   set_env_x (cell_symbol_mesc, cell_f, r0);
1742 #else
1743   set_env_x (cell_symbol_gnuc, cell_f, r0);
1744   set_env_x (cell_symbol_mesc, cell_t, r0);
1745 #endif
1746
1747   if (g_debug > 3)
1748     {
1749       eputs ("symbols: ");
1750       SCM s = g_symbols;
1751       while (s && s != cell_nil)
1752         {
1753           display_error_ (CAR (s));
1754           eputs (" ");
1755           s = CDR (s);
1756         }
1757       eputs ("\n");
1758       eputs ("functions: ");
1759       eputs (itoa (g_function));
1760       eputs ("\n");
1761       for (int i = 0; i < g_function; i++)
1762         {
1763           eputs ("[");
1764           eputs (itoa (i));
1765           eputs ("]: ");
1766           eputs (g_functions[i].name);
1767           eputs ("\n");
1768         }
1769     }
1770   return r2;
1771 }
1772
1773 #include "vector.c"
1774 #include "gc.c"
1775 #include "reader.c"
1776
1777 int
1778 main (int argc, char *argv[])
1779 {
1780   char *p;
1781   if (p = getenv ("MES_DEBUG"))
1782     g_debug = atoi (p);
1783   if (g_debug)
1784     {
1785       eputs (";;; MODULEDIR=");
1786       eputs (MODULEDIR);
1787       eputs ("\n");
1788     }
1789   if (p = getenv ("MES_MAX_ARENA"))
1790     MAX_ARENA_SIZE = atoi (p);
1791   if (p = getenv ("MES_ARENA"))
1792     ARENA_SIZE = atoi (p);
1793   if (p = getenv ("MES_SAFETY"))
1794     GC_SAFETY = atoi (p);
1795   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--help"))
1796     return puts ("Usage: mes [--dump|--load] < FILE\n");
1797   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--version"))
1798     {
1799       puts ("Mes ");puts (VERSION);puts ("\n");
1800       return 0;
1801     };
1802   g_stdin = STDIN;
1803   g_stdout = STDOUT;
1804   r0 = mes_environment ();
1805
1806   SCM program = (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--load"))
1807     ? bload_env (r0) : load_env (r0);
1808   g_tiny = argc > 2 && !strcmp (argv[2], "--tiny");
1809   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--dump"))
1810     return dump ();
1811
1812   SCM lst = cell_nil;
1813   for (int i=argc-1; i>=0; i--) lst = cons (MAKE_STRING (cstring_to_list (argv[i])), lst);
1814   r0 = acons (cell_symbol_argv, lst, r0); // FIXME
1815   r0 = acons (cell_symbol_argv, lst, r0);
1816   push_cc (r2, cell_unspecified, r0, cell_unspecified);
1817
1818   if (g_debug > 2)
1819     {
1820       eputs ("\ngc stats: [");
1821       eputs (itoa (g_free));
1822       eputs ("]\n");
1823     }
1824   if (g_debug > 3)
1825     {
1826       eputs ("program: ");
1827       write_error_ (r1);
1828       eputs ("\n");
1829     }
1830   if (g_debug > 3)
1831     {
1832       eputs ("symbols: ");
1833       write_error_ (g_symbols);
1834       eputs ("\n");
1835     }
1836   r3 = cell_vm_begin_expand;
1837   r1 = eval_apply ();
1838   if (g_debug)
1839     {
1840       write_error_ (r1);
1841       eputs ("\n");
1842     }
1843   if (g_debug)
1844     {
1845       eputs ("\ngc stats: [");
1846       eputs (itoa (g_free));
1847       MAX_ARENA_SIZE = 0;
1848       gc (g_stack);
1849       eputs (" => ");
1850       eputs (itoa (g_free));
1851       eputs ("]\n");
1852     }
1853   return 0;
1854 }