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 macro;
 109     SCM vector;
 110     int hits;
 111   };
 112 };
 113 #endif
 114
 115 #if __MESC__
 116 //FIXME
 117 char *foobar = 0;
 118 struct scm *g_cells = foobar;
 119 struct scm *g_news = foobar;
 120 #else
 121 struct scm *g_cells = 0;
 122 struct scm *g_news = 0;
 123 #endif
 124
 125 struct scm scm_nil = {TSPECIAL, "()",0};
 126 struct scm scm_f = {TSPECIAL, "#f",0};
 127 struct scm scm_t = {TSPECIAL, "#t",0};
 128 struct scm scm_dot = {TSPECIAL, ".",0};
 129 struct scm scm_arrow = {TSPECIAL, "=>",0};
 130 struct scm scm_undefined = {TSPECIAL, "*undefined*",0};
 131 struct scm scm_unspecified = {TSPECIAL, "*unspecified*",0};
 132 struct scm scm_closure = {TSPECIAL, "*closure*",0};
 133 struct scm scm_circular = {TSPECIAL, "*circular*",0};
 134 struct scm scm_begin = {TSPECIAL, "*begin*",0};
 135
 136 struct scm scm_symbol_dot = {TSYMBOL, "*dot*",0};
 137 struct scm scm_symbol_lambda = {TSYMBOL, "lambda",0};
 138 struct scm scm_symbol_begin = {TSYMBOL, "begin",0};
 139 struct scm scm_symbol_if = {TSYMBOL, "if",0};
 140 struct scm scm_symbol_quote = {TSYMBOL, "quote",0};
 141 struct scm scm_symbol_define = {TSYMBOL, "define",0};
 142 struct scm scm_symbol_define_macro = {TSYMBOL, "define-macro",0};
 143
 144 struct scm scm_symbol_quasiquote = {TSYMBOL, "quasiquote", 0};
 145 struct scm scm_symbol_unquote = {TSYMBOL, "unquote", 0};
 146 struct scm scm_symbol_unquote_splicing = {TSYMBOL, "unquote-splicing", 0};
 147 struct scm scm_symbol_syntax = {TSYMBOL, "syntax",0};
 148 struct scm scm_symbol_quasisyntax = {TSYMBOL, "quasisyntax", 0};
 149 struct scm scm_symbol_unsyntax = {TSYMBOL, "unsyntax", 0};
 150 struct scm scm_symbol_unsyntax_splicing = {TSYMBOL, "unsyntax-splicing", 0};
 151
 152 struct scm scm_symbol_set_x = {TSYMBOL, "set!",0};
 153
 154 struct scm scm_symbol_sc_expand = {TSYMBOL, "sc-expand",0};
 155 struct scm scm_symbol_macro_expand = {TSYMBOL, "macro-expand",0};
 156 struct scm scm_symbol_portable_macro_expand = {TSYMBOL, "portable-macro-expand",0};
 157 struct scm scm_symbol_sc_expander_alist = {TSYMBOL, "*sc-expander-alist*",0};
 158
 159 struct scm scm_symbol_call_with_values = {TSYMBOL, "call-with-values",0};
 160 struct scm scm_call_with_current_continuation = {TSPECIAL, "*call/cc*",0};
 161 struct scm scm_symbol_call_with_current_continuation = {TSYMBOL, "call-with-current-continuation",0};
 162 struct scm scm_symbol_current_module = {TSYMBOL, "current-module",0};
 163 struct scm scm_symbol_primitive_load = {TSYMBOL, "primitive-load",0};
 164 struct scm scm_symbol_read_input_file = {TSYMBOL, "read-input-file",0};
 165 struct scm scm_symbol_write = {TSYMBOL, "write",0};
 166 struct scm scm_symbol_display = {TSYMBOL, "display",0};
 167
 168 struct scm scm_symbol_throw = {TSYMBOL, "throw",0};
 169 struct scm scm_symbol_not_a_number = {TSYMBOL, "not-a-number",0};
 170 struct scm scm_symbol_not_a_pair = {TSYMBOL, "not-a-pair",0};
 171 struct scm scm_symbol_system_error = {TSYMBOL, "system-error",0};
 172 struct scm scm_symbol_wrong_number_of_args = {TSYMBOL, "wrong-number-of-args",0};
 173 struct scm scm_symbol_wrong_type_arg = {TSYMBOL, "wrong-type-arg",0};
 174 struct scm scm_symbol_unbound_variable = {TSYMBOL, "unbound-variable",0};
 175
 176 struct scm scm_symbol_argv = {TSYMBOL, "%argv",0};
 177 struct scm scm_symbol_mes_prefix = {TSYMBOL, "%prefix",0};
 178 struct scm scm_symbol_mes_version = {TSYMBOL, "%version",0};
 179
 180 struct scm scm_symbol_car = {TSYMBOL, "car",0};
 181 struct scm scm_symbol_cdr = {TSYMBOL, "cdr",0};
 182 struct scm scm_symbol_pmatch_car = {TSYMBOL, "pmatch-car",0};
 183 struct scm scm_symbol_pmatch_cdr = {TSYMBOL, "pmatch-cdr",0};
 184
 185 struct scm scm_vm_evlis = {TSPECIAL, "*vm-evlis*",0};
 186 struct scm scm_vm_evlis2 = {TSPECIAL, "*vm-evlis2*",0};
 187 struct scm scm_vm_evlis3 = {TSPECIAL, "*vm-evlis3*",0};
 188 struct scm scm_vm_apply = {TSPECIAL, "core:apply",0};
 189 struct scm scm_vm_apply2 = {TSPECIAL, "*vm-apply2*",0};
 190 struct scm scm_vm_eval = {TSPECIAL, "core:eval",0};
 191
 192 struct scm scm_vm_eval_pmatch_car = {TSPECIAL, "*vm-eval-pmatch-car*",0};
 193 struct scm scm_vm_eval_pmatch_cdr = {TSPECIAL, "*vm-eval-pmatch-cdr*",0};
 194 struct scm scm_vm_eval_define = {TSPECIAL, "*vm-eval-define*",0};
 195
 196 struct scm scm_vm_eval_set_x = {TSPECIAL, "*vm-eval-set!*",0};
 197 struct scm scm_vm_eval_macro_expand_eval = {TSPECIAL, "*vm:eval-macro-expand-eval*",0};
 198 struct scm scm_vm_eval_macro_expand_expand = {TSPECIAL, "*vm:eval-macro-expand-expand*",0};
 199 struct scm scm_vm_eval_check_func = {TSPECIAL, "*vm-eval-check-func*",0};
 200 struct scm scm_vm_eval2 = {TSPECIAL, "*vm-eval2*",0};
 201 struct scm scm_vm_macro_expand = {TSPECIAL, "core:macro-expand",0};
 202 struct scm scm_vm_macro_expand_define = {TSPECIAL, "*vm:core:macro-expand-define*",0};
 203 struct scm scm_vm_macro_expand_define_macro = {TSPECIAL, "*vm:core:macro-expand-define-macro*",0};
 204 struct scm scm_vm_macro_expand_lambda = {TSPECIAL, "*vm:core:macro-expand-lambda*",0};
 205 struct scm scm_vm_macro_expand_set_x = {TSPECIAL, "*vm:core:macro-expand-set!*",0};
 206 struct scm scm_vm_begin_expand_primitive_load = {TSPECIAL, "*vm:core:begin-expand-primitive-load*",0};
 207 struct scm scm_vm_begin_primitive_load = {TSPECIAL, "*vm:core:begin-primitive-load*",0};
 208 struct scm scm_vm_macro_expand_car = {TSPECIAL, "*vm:core:macro-expand-car*",0};
 209 struct scm scm_vm_macro_expand_cdr = {TSPECIAL, "*vm:macro-expand-cdr*",0};
 210 struct scm scm_vm_begin_expand = {TSPECIAL, "*vm:begin-expand*",0};
 211 struct scm scm_vm_begin_expand_eval = {TSPECIAL, "*vm:begin-expand-eval*",0};
 212 struct scm scm_vm_begin_expand_macro = {TSPECIAL, "*vm:begin-expand-macro*",0};
 213 struct scm scm_vm_begin = {TSPECIAL, "*vm-begin*",0};
 214 struct scm scm_vm_begin_read_input_file = {TSPECIAL, "*vm-begin-read-input-file*",0};
 215 struct scm scm_vm_begin_eval = {TSPECIAL, "*vm:begin-eval*",0};
 216 struct scm scm_vm_if = {TSPECIAL, "*vm-if*",0};
 217 struct scm scm_vm_if_expr = {TSPECIAL, "*vm-if-expr*",0};
 218 struct scm scm_vm_call_with_values2 = {TSPECIAL, "*vm-call-with-values2*",0};
 219 struct scm scm_vm_call_with_current_continuation2 = {TSPECIAL, "*vm-call-with-current-continuation2*",0};
 220 struct scm scm_vm_return = {TSPECIAL, "*vm-return*",0};
 221
 222 struct scm scm_symbol_gnuc = {TSYMBOL, "%gnuc",0};
 223 struct scm scm_symbol_mesc = {TSYMBOL, "%mesc",0};
 224
 225 struct scm scm_test = {TSYMBOL, "test",0};
 226
 227 #if !_POSIX_SOURCE
 228 #include "mes.mes.symbols.h"
 229 #else
 230 #include "mes.symbols.h"
 231 #endif
 232
 233 struct function g_functions[200];
 234 int g_function = 0;
 235
 236 #if !__GNUC__ || !_POSIX_SOURCE
 237 #include "gc.mes.h"
 238 #include "lib.mes.h"
 239 #include "math.mes.h"
 240 #include "mes.mes.h"
 241 #include "posix.mes.h"
 242 #include "reader.mes.h"
 243 #include "vector.mes.h"
 244 #else
 245 #include "gc.h"
 246 #include "lib.h"
 247 #include "math.h"
 248 #include "mes.h"
 249 #include "posix.h"
 250 #include "reader.h"
 251 #include "vector.h"
 252 #endif
 253
 254 #define TYPE(x) g_cells[x].type
 255 #define CAR(x) g_cells[x].car
 256 #define CDR(x) g_cells[x].cdr
 257
 258 #define NTYPE(x) g_news[x].type
 259 #define NCAR(x) g_news[x].car
 260 #define NCDR(x) g_news[x].cdr
 261
 262 #if !_POSIX_SOURCE
 263 #define LENGTH(x) g_cells[x].car
 264 #define REF(x) g_cells[x].car
 265 #define STRING(x) g_cells[x].car
 266 #define VARIABLE(x) g_cells[x].car
 267
 268 #define CLOSURE(x) g_cells[x].cdr
 269 #define CONTINUATION(x) g_cells[x].cdr
 270
 271 #define FUNCTION(x) g_functions[g_cells[x].cdr]
 272 #define FUNCTION0(x) g_functions[g_cells[x].cdr].function
 273 #define MACRO(x) g_cells[x].cdr
 274 #define VALUE(x) g_cells[x].cdr
 275 #define VECTOR(x) g_cells[x].cdr
 276
 277 #define NLENGTH(x) g_news[x].car
 278
 279 #define NVALUE(x) g_news[x].cdr
 280 #define NVECTOR(x) g_news[x].cdr
 281
 282 #else
 283 #define CONTINUATION(x) g_cells[x].cdr
 284 #define HITS(x) g_cells[x].hits
 285 #define LENGTH(x) g_cells[x].length
 286 #define NAME(x) g_cells[x].name
 287 #define STRING(x) g_cells[x].string
 288 #define VARIABLE(x) g_cells[x].variable
 289
 290 #define CLOSURE(x) g_cells[x].closure
 291 #define MACRO(x) g_cells[x].macro
 292 #define REF(x) g_cells[x].ref
 293 #define VALUE(x) g_cells[x].value
 294 #define VECTOR(x) g_cells[x].vector
 295 #define FUNCTION(x) g_functions[g_cells[x].function]
 296 #define FUNCTION0(x) g_functions[g_cells[x].function].function0
 297
 298 #define NLENGTH(x) g_news[x].length
 299
 300 #define NVALUE(x) g_news[x].value
 301 #define NVECTOR(x) g_news[x].vector
 302 #endif
 303
 304 #define MAKE_CHAR(n) make_cell__ (TCHAR, 0, n)
 305 #define MAKE_CONTINUATION(n) make_cell__ (TCONTINUATION, n, g_stack)
 306 #define MAKE_NUMBER(n) make_cell__ (TNUMBER, 0, n)
 307 #define MAKE_REF(n) make_cell__ (TREF, n, 0)
 308 #define MAKE_STRING(x) make_cell__ (TSTRING, x, 0)
 309 #define MAKE_KEYWORD(x) make_cell__ (TKEYWORD, x, 0)
 310 #define MAKE_MACRO(name, x) make_cell__ (TMACRO, STRING (name), x)
 311
 312 #define CAAR(x) CAR (CAR (x))
 313 #define CADR(x) CAR (CDR (x))
 314 #define CDAR(x) CDR (CAR (x))
 315 #define CDDR(x) CDR (CDR (x))
 316 #define CADAR(x) CAR (CDR (CAR (x)))
 317 #define CADDR(x) CAR (CDR (CDR (x)))
 318 #define CDADAR(x) CAR (CDR (CAR (CDR (x))))
 319
 320 SCM
 321 alloc (int n)
 322 {
 323   assert (g_free + n < ARENA_SIZE);
 324   SCM x = g_free;
 325   g_free += n;
 326   return x;
 327 }
 328
 329 SCM
 330 make_cell__ (int type, SCM car, SCM cdr)
 331 {
 332   SCM x = alloc (1);
 333   TYPE (x) = type;
 334   CAR (x) = car;
 335   CDR (x) = cdr;
 336   return x;
 337 }
 338
 339 SCM
 340 make_cell_ (SCM type, SCM car, SCM cdr)
 341 {
 342   assert (TYPE (type) == TNUMBER);
 343   int t = VALUE (type);
 344   if (t == TCHAR || t == TNUMBER)
 345     return make_cell__ (t, car ? CAR (car) : 0, cdr ? CDR (cdr) : 0);
 346   return make_cell__ (t, car, cdr);
 347 }
 348
 349 SCM
 350 make_symbol_ (SCM s) ///((internal))
 351 {
 352   SCM x = make_cell__ (TSYMBOL, s, 0);
 353   g_symbols = cons (x, g_symbols);
 354   return x;
 355 }
 356
 357 SCM
 358 list_of_char_equal_p (SCM a, SCM b) ///((internal))
 359 {
 360   while (a != cell_nil && b != cell_nil && VALUE (CAR (a)) == VALUE (CAR (b)))
 361     {
 362       assert (TYPE (CAR (a)) == TCHAR);
 363       assert (TYPE (CAR (b)) == TCHAR);
 364       a = CDR (a);
 365       b = CDR (b);
 366     }
 367   return (a == cell_nil && b == cell_nil) ? cell_t : cell_f;
 368 }
 369
 370 SCM
 371 lookup_symbol_ (SCM s)
 372 {
 373   SCM x = g_symbols;
 374   while (x)
 375     {
 376       if (list_of_char_equal_p (STRING (CAR (x)), s) == cell_t)
 377         break;
 378       x = CDR (x);
 379     }
 380   if (x)
 381     x = CAR (x);
 382   if (!x)
 383     x = make_symbol_ (s);
 384   return x;
 385 }
 386
 387 SCM
 388 type_ (SCM x)
 389 {
 390   return MAKE_NUMBER (TYPE (x));
 391 }
 392
 393 SCM
 394 car_ (SCM x)
 395 {
 396   return (TYPE (x) != TCONTINUATION
 397           && (TYPE (CAR (x)) == TPAIR // FIXME: this is weird
 398               || TYPE (CAR (x)) == TREF
 399               || TYPE (CAR (x)) == TSPECIAL
 400               || TYPE (CAR (x)) == TSYMBOL
 401               || TYPE (CAR (x)) == TSTRING)) ? CAR (x) : MAKE_NUMBER (CAR (x));
 402 }
 403
 404 SCM
 405 cdr_ (SCM x)
 406 {
 407   return (TYPE (x) != TCHAR
 408           && TYPE (x) != TNUMBER
 409           && (TYPE (CDR (x)) == TPAIR
 410               || TYPE (CDR (x)) == TREF
 411               || TYPE (CDR (x)) == TSPECIAL
 412               || TYPE (CDR (x)) == TSYMBOL
 413               || TYPE (CDR (x)) == TSTRING)) ? CDR (x) : MAKE_NUMBER (CDR (x));
 414 }
 415
 416 SCM
 417 arity_ (SCM x)
 418 {
 419   assert (TYPE (x) == TFUNCTION);
 420   return MAKE_NUMBER (FUNCTION (x).arity);
 421 }
 422
 423 SCM
 424 cons (SCM x, SCM y)
 425 {
 426   return make_cell__ (TPAIR, x, y);
 427 }
 428
 429 SCM
 430 car (SCM x)
 431 {
 432 #if !__MESC_MES__
 433   if (TYPE (x) != TPAIR)
 434     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_symbol_car));
 435 #endif
 436   return CAR (x);
 437 }
 438
 439 SCM
 440 cdr (SCM x)
 441 {
 442 #if !__MESC_MES__
 443   if (TYPE (x) != TPAIR)
 444     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_symbol_cdr));
 445 #endif
 446   return CDR (x);
 447 }
 448
 449 SCM
 450 list (SCM x) ///((arity . n))
 451 {
 452   return x;
 453 }
 454
 455 SCM
 456 null_p (SCM x)
 457 {
 458   return x == cell_nil ? cell_t : cell_f;
 459 }
 460
 461 SCM
 462 eq_p (SCM x, SCM y)
 463 {
 464   return (x == y
 465           || ((TYPE (x) == TKEYWORD && TYPE (y) == TKEYWORD
 466                && STRING (x) == STRING (y)))
 467           || (TYPE (x) == TCHAR && TYPE (y) == TCHAR
 468               && VALUE (x) == VALUE (y))
 469           || (TYPE (x) == TNUMBER && TYPE (y) == TNUMBER
 470               && VALUE (x) == VALUE (y)))
 471     ? cell_t : cell_f;
 472 }
 473
 474 SCM
 475 values (SCM x) ///((arity . n))
 476 {
 477   SCM v = cons (0, x);
 478   TYPE (v) = TVALUES;
 479   return v;
 480 }
 481
 482 SCM
 483 acons (SCM key, SCM value, SCM alist)
 484 {
 485   return cons (cons (key, value), alist);
 486 }
 487
 488 int
 489 length__ (SCM x)
 490 {
 491   int n = 0;
 492   while (x != cell_nil)
 493     {
 494       n++;
 495       if (TYPE (x) != TPAIR)
 496         return -1;
 497       x = CDR (x);
 498     }
 499   return n;
 500 }
 501
 502 SCM
 503 length (SCM x)
 504 {
 505   return MAKE_NUMBER (length__ (x));
 506 }
 507
 508 SCM apply (SCM, SCM, SCM);
 509
 510 SCM
 511 error (SCM key, SCM x)
 512 {
 513 #if !__MESC_MES__
 514   SCM throw;
 515   if ((throw = assq_ref_env (cell_symbol_throw, r0)) != cell_undefined)
 516     return apply (throw, cons (key, cons (x, cell_nil)), r0);
 517 #endif
 518   display_error_ (key);
 519   eputs (": ");
 520   write_error_ (x);
 521   eputs ("\n");
 522   exit (1);
 523 }
 524
 525 SCM
 526 cstring_to_list (char const* s)
 527 {
 528   SCM p = cell_nil;
 529   int i = strlen (s);
 530   while (i--)
 531     p = cons (MAKE_CHAR (s[i]), p);
 532   return p;
 533 }
 534
 535 // \f extra lib
 536 SCM
 537 assert_defined (SCM x, SCM e) ///((internal))
 538 {
 539   if (e == cell_undefined)
 540     return error (cell_symbol_unbound_variable, x);
 541   return e;
 542 }
 543
 544 SCM
 545 check_formals (SCM f, SCM formals, SCM args) ///((internal))
 546 {
 547   int flen = (TYPE (formals) == TNUMBER) ? VALUE (formals) : VALUE (length (formals));
 548   int alen = VALUE (length (args));
 549   if (alen != flen && alen != -1 && flen != -1)
 550     {
 551       char *s = "apply: wrong number of arguments; expected: ";
 552       eputs (s);
 553       eputs (itoa (flen));
 554       eputs (", got: ");
 555       eputs (itoa (alen));
 556       eputs ("\n");
 557       write_error_ (f);
 558       SCM e = MAKE_STRING (cstring_to_list (s));
 559       return error (cell_symbol_wrong_number_of_args, cons (e, f));
 560     }
 561   return cell_unspecified;
 562 }
 563
 564 SCM
 565 check_apply (SCM f, SCM e) ///((internal))
 566 {
 567   char* type = 0;
 568   if (f == cell_f || f == cell_t)
 569     type = "bool";
 570   if (f == cell_nil)
 571     type = "nil";
 572   if (f == cell_unspecified)
 573     type = "*unspecified*";
 574   if (f == cell_undefined)
 575     type = "*undefined*";
 576   if (TYPE (f) == TCHAR)
 577     type = "char";
 578   if (TYPE (f) == TNUMBER)
 579     type = "number";
 580   if (TYPE (f) == TSTRING)
 581     type = "string";
 582
 583   if (type)
 584     {
 585       char *s = "cannot apply: ";
 586       eputs (s);
 587       eputs (type);
 588       eputs ("[");
 589       write_error_ (e);
 590       eputs ("]\n");
 591       SCM e = MAKE_STRING (cstring_to_list (s));
 592       return error (cell_symbol_wrong_type_arg, cons (e, f));
 593     }
 594   return cell_unspecified;
 595 }
 596
 597 SCM
 598 gc_push_frame () ///((internal))
 599 {
 600   SCM frame = cons (r1, cons (r2, cons (r3, cons (r0, cell_nil))));
 601   g_stack = cons (frame, g_stack);
 602   return g_stack;
 603 }
 604
 605 SCM
 606 append2 (SCM x, SCM y)
 607 {
 608   if (x == cell_nil)
 609     return y;
 610   if (TYPE (x) != TPAIR)
 611     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_append2));
 612   SCM r = cell_nil;
 613   while (x != cell_nil)
 614     {
 615       r = cons (CAR (x), r);
 616       x = CDR (x);
 617     }
 618   return reverse_x_ (r, y);
 619 }
 620
 621 SCM
 622 append_reverse (SCM x, SCM y)
 623 {
 624   if (x == cell_nil)
 625     return y;
 626   if (TYPE (x) != TPAIR)
 627     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_append_reverse));
 628   while (x != cell_nil)
 629     {
 630       y = cons (CAR (x), y);
 631       x = CDR (x);
 632     }
 633   return y;
 634 }
 635
 636 SCM
 637 reverse_x_ (SCM x, SCM t)
 638 {
 639   if (TYPE (x) != TPAIR)
 640     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_reverse_x_));
 641   SCM r = t;
 642   while (x != cell_nil)
 643     {
 644       t = CDR (x);
 645       CDR (x) = r;
 646       r = x;
 647       x = t;
 648     }
 649   return r;
 650 }
 651
 652 SCM
 653 pairlis (SCM x, SCM y, SCM a)
 654 {
 655   if (x == cell_nil)
 656     return a;
 657   if (TYPE (x) != TPAIR)
 658     return cons (cons (x, y), a);
 659   return cons (cons (car (x), car (y)),
 660                pairlis (cdr (x), cdr (y), a));
 661 }
 662
 663 SCM
 664 call (SCM fn, SCM x)
 665 {
 666   if ((FUNCTION (fn).arity > 0 || FUNCTION (fn).arity == -1)
 667       && x != cell_nil && TYPE (CAR (x)) == TVALUES)
 668     x = cons (CADAR (x), CDR (x));
 669   if ((FUNCTION (fn).arity > 1 || FUNCTION (fn).arity == -1)
 670       && x != cell_nil && TYPE (CDR (x)) == TPAIR && TYPE (CADR (x)) == TVALUES)
 671     x = cons (CAR (x), cons (CDADAR (x), CDR (x)));
 672   switch (FUNCTION (fn).arity)
 673     {
 674 #if __MESC__ || !_POSIX_SOURCE
 675     case 0: return (FUNCTION (fn).function) ();
 676     case 1: return ((SCM(*)(SCM))(FUNCTION (fn).function)) (CAR (x));
 677     case 2: return ((SCM(*)(SCM,SCM))(FUNCTION (fn).function)) (CAR (x), CADR (x));
 678     case 3: return ((SCM(*)(SCM,SCM,SCM))(FUNCTION (fn).function)) (CAR (x), CADR (x), CAR (CDDR (x)));
 679     case -1: return ((SCM(*)(SCM))(FUNCTION (fn).function)) (x);
 680     default: return ((SCM(*)(SCM))(FUNCTION (fn).function)) (x);
 681 #else
 682     case 0: return FUNCTION (fn).function0 ();
 683     case 1: return FUNCTION (fn).function1 (CAR (x));
 684     case 2: return FUNCTION (fn).function2 (CAR (x), CADR (x));
 685     case 3: return FUNCTION (fn).function3 (CAR (x), CADR (x), CAR (CDDR (x)));
 686     case -1: return FUNCTION (fn).functionn (x);
 687 #endif
 688     }
 689
 690   return cell_unspecified;
 691 }
 692
 693 SCM
 694 assq (SCM x, SCM a)
 695 {
 696   switch (TYPE (x))
 697     {
 698     case TCHAR:
 699     case TNUMBER:
 700       {
 701         SCM v = VALUE (x);
 702         while (a != cell_nil && v != VALUE (CAAR (a)))
 703           a = CDR (a);
 704         break;
 705       }
 706     case TKEYWORD:
 707       {
 708         SCM v = STRING (x);
 709         while (a != cell_nil && v != STRING (CAAR (a)))
 710           a = CDR (a);
 711         break;
 712       }
 713       // case TSYMBOL:
 714       // case TSPECIAL:
 715     default:
 716       while (a != cell_nil && x != CAAR (a))
 717         a = CDR (a);
 718     }
 719   return a != cell_nil ? CAR (a) : cell_f;
 720 }
 721
 722 SCM
 723 assq_ref_env (SCM x, SCM a)
 724 {
 725   x = assq (x, a);
 726   if (x == cell_f)
 727     return cell_undefined;
 728   return CDR (x);
 729 }
 730
 731 SCM
 732 set_car_x (SCM x, SCM e)
 733 {
 734   if (TYPE (x) != TPAIR)
 735     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_set_car_x));
 736   CAR (x) = e;
 737   return cell_unspecified;
 738 }
 739
 740 SCM
 741 set_cdr_x (SCM x, SCM e)
 742 {
 743   if (TYPE (x) != TPAIR)
 744     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_set_cdr_x));
 745   CDR (x) = e;
 746   return cell_unspecified;
 747 }
 748
 749 SCM
 750 set_env_x (SCM x, SCM e, SCM a)
 751 {
 752   SCM p;
 753   if (TYPE (x) == TVARIABLE)
 754     p = VARIABLE (x);
 755   else
 756     p = assert_defined (x, assq (x, a));
 757   if (TYPE (p) != TPAIR)
 758     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (p, x));
 759   return set_cdr_x (p, e);
 760 }
 761
 762 SCM
 763 call_lambda (SCM e, SCM x, SCM aa, SCM a) ///((internal))
 764 {
 765   SCM cl = cons (cons (cell_closure, x), x);
 766   r1 = e;
 767   r0 = cl;
 768   return cell_unspecified;
 769 }
 770
 771 SCM
 772 make_closure_ (SCM args, SCM body, SCM a) ///((internal))
 773 {
 774   return make_cell__ (TCLOSURE, cell_f, cons (cons (cell_circular, a), cons (args, body)));
 775 }
 776
 777 SCM
 778 make_variable_ (SCM var) ///((internal))
 779 {
 780   return make_cell__ (TVARIABLE, var, 0);
 781 }
 782
 783 SCM
 784 lookup_macro_ (SCM x, SCM a) ///((internal))
 785 {
 786   if (TYPE (x) != TSYMBOL)
 787     return cell_f;
 788   SCM m = assq (x, a);
 789   if (m != cell_f)
 790     return MACRO (CDR (m));
 791   return cell_f;
 792 }
 793
 794 SCM
 795 push_cc (SCM p1, SCM p2, SCM a, SCM c) ///((internal))
 796 {
 797   SCM x = r3;
 798   r3 = c;
 799   r2 = p2;
 800   gc_push_frame ();
 801   r1 = p1;
 802   r0 = a;
 803   r3 = x;
 804   return cell_unspecified;
 805 }
 806
 807 SCM
 808 gc_peek_frame () ///((internal))
 809 {
 810   SCM frame = CAR (g_stack);
 811   r1 = CAR (frame);
 812   r2 = CADR (frame);
 813   r3 = CAR (CDDR (frame));
 814   r0 = CADR (CDDR (frame));
 815   return frame;
 816 }
 817
 818 SCM
 819 gc_pop_frame () ///((internal))
 820 {
 821   SCM frame = gc_peek_frame (g_stack);
 822   g_stack = CDR (g_stack);
 823   return frame;
 824 }
 825
 826 char const* string_to_cstring (SCM s);
 827
 828 SCM
 829 add_formals (SCM formals, SCM x)
 830 {
 831   while (TYPE (x) == TPAIR)
 832     {
 833       formals = cons (CAR (x), formals);
 834       x = CDR (x);
 835     }
 836   if (TYPE (x) == TSYMBOL)
 837     formals = cons (x, formals);
 838   return formals;
 839 }
 840
 841 int
 842 formal_p (SCM x, SCM formals) /// ((internal))
 843 {
 844   if (TYPE (formals) == TSYMBOL)
 845     {
 846       if (x == formals)
 847         return x;
 848       else return cell_f;
 849     }
 850   while (TYPE (formals) == TPAIR && CAR (formals) != x)
 851     formals = CDR (formals);
 852   if (TYPE (formals) == TSYMBOL)
 853     return formals == x;
 854   return TYPE (formals) == TPAIR;
 855 }
 856
 857 SCM
 858 expand_variable_ (SCM x, SCM formals, int top_p) ///((internal))
 859 {
 860   while (TYPE (x) == TPAIR)
 861     {
 862       if (TYPE (CAR (x)) == TPAIR)
 863         {
 864           if (CAAR (x) == cell_symbol_lambda)
 865             {
 866               SCM f = CAR (CDAR (x));
 867               formals = add_formals (formals, f);
 868             }
 869           else if (CAAR (x) == cell_symbol_define
 870                    || CAAR (x) == cell_symbol_define_macro)
 871             {
 872               SCM f = CAR (CDAR (x));
 873               formals = add_formals (formals, f);
 874             }
 875           if (CAAR (x) != cell_symbol_quote)
 876             expand_variable_ (CAR (x), formals, 0);
 877         }
 878       else
 879         {
 880           if (CAR (x) == cell_symbol_lambda)
 881             {
 882               SCM f = CADR (x);
 883               formals = add_formals (formals, f);
 884               x = CDR (x);
 885             }
 886           else if (CAR (x) == cell_symbol_define
 887                    || CAR (x) == cell_symbol_define_macro)
 888             {
 889               SCM f = CADR (x);
 890               if (top_p && TYPE (f) == TPAIR)
 891                 f = CDR (f);
 892               formals = add_formals (formals, f);
 893               x = CDR (x);
 894             }
 895           else if (CAR (x) == cell_symbol_quote)
 896             return cell_unspecified;
 897           else if (TYPE (CAR (x)) == TSYMBOL
 898                    && CAR (x) != cell_begin
 899                    && CAR (x) != cell_symbol_begin
 900                    && CAR (x) != cell_symbol_current_module
 901                    && CAR (x) != cell_symbol_primitive_load
 902                    && CAR (x) != cell_symbol_if // HMM
 903                    && !formal_p (CAR (x), formals))
 904             {
 905               SCM v = assq (CAR (x), r0);
 906               if (v != cell_f)
 907                 CAR (x) = make_variable_ (v);
 908             }
 909         }
 910       x = CDR (x);
 911       top_p = 0;
 912     }
 913   return cell_unspecified;
 914 }
 915
 916 SCM
 917 expand_variable (SCM x, SCM formals) ///((internal))
 918 {
 919   return expand_variable_ (x, formals, 1);
 920 }
 921
 922 SCM
 923 eval_apply ()
 924 {
 925   SCM aa;
 926   SCM args;
 927   SCM body;
 928   SCM cl;
 929   SCM entry;
 930   SCM expanders;
 931   SCM formals;
 932   SCM input;
 933   SCM name;
 934   SCM macro;
 935   SCM p;
 936   SCM program;
 937   SCM sc_expand;
 938   SCM x;
 939   int global_p;
 940   int macro_p;
 941
 942  eval_apply:
 943   switch (r3)
 944     {
 945     case cell_vm_evlis: goto evlis;
 946     case cell_vm_evlis2: goto evlis2;
 947     case cell_vm_evlis3: goto evlis3;
 948     case cell_vm_apply: goto apply;
 949     case cell_vm_apply2: goto apply2;
 950     case cell_vm_eval: goto eval;
 951     case cell_vm_eval_pmatch_car: goto eval_pmatch_car;
 952     case cell_vm_eval_pmatch_cdr: goto eval_pmatch_cdr;
 953     case cell_vm_eval_define: goto eval_define;
 954     case cell_vm_eval_set_x: goto eval_set_x;
 955     case cell_vm_eval_macro_expand_eval: goto eval_macro_expand_eval;
 956     case cell_vm_eval_macro_expand_expand: goto eval_macro_expand_expand;
 957     case cell_vm_eval_check_func: goto eval_check_func;
 958     case cell_vm_eval2: goto eval2;
 959     case cell_vm_macro_expand: goto macro_expand;
 960     case cell_vm_macro_expand_define: goto macro_expand_define;
 961     case cell_vm_macro_expand_define_macro: goto macro_expand_define_macro;
 962     case cell_vm_macro_expand_lambda: goto macro_expand_lambda;
 963     case cell_vm_macro_expand_set_x: goto macro_expand_set_x;
 964     case cell_vm_macro_expand_car: goto macro_expand_car;
 965     case cell_vm_macro_expand_cdr: goto macro_expand_cdr;
 966     case cell_vm_begin: goto begin;
 967     case cell_vm_begin_eval: goto begin_eval;
 968     case cell_vm_begin_primitive_load: goto begin_primitive_load;
 969     case cell_vm_begin_expand: goto begin_expand;
 970     case cell_vm_begin_expand_eval: goto begin_expand_eval;
 971     case cell_vm_begin_expand_macro: goto begin_expand_macro;
 972     case cell_vm_begin_expand_primitive_load: goto begin_expand_primitive_load;
 973     case cell_vm_if: goto vm_if;
 974     case cell_vm_if_expr: goto if_expr;
 975     case cell_vm_call_with_current_continuation2: goto call_with_current_continuation2;
 976     case cell_vm_call_with_values2: goto call_with_values2;
 977     case cell_vm_return: goto vm_return;
 978     case cell_unspecified: return r1;
 979     default:
 980       assert (0);
 981     }
 982
 983  evlis:
 984   if (r1 == cell_nil)
 985     goto vm_return;
 986   if (TYPE (r1) != TPAIR)
 987     goto eval;
 988   push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_evlis2);
 989   goto eval;
 990  evlis2:
 991   push_cc (CDR (r2), r1, r0, cell_vm_evlis3);
 992   goto evlis;
 993  evlis3:
 994   r1 = cons (r2, r1);
 995   goto vm_return;
 996
 997  apply:
 998   switch (TYPE (CAR (r1)))
 999     {
1000     case TFUNCTION:
1001       {
1002         check_formals (CAR (r1), MAKE_NUMBER (FUNCTION (CAR (r1)).arity), CDR (r1));
1003         r1 = call (CAR (r1), CDR (r1)); /// FIXME: move into eval_apply
1004         goto vm_return;
1005       }
1006     case TCLOSURE:
1007       {
1008         cl = CLOSURE (CAR (r1));
1009         body = CDDR (cl);
1010         formals = CADR (cl);
1011         args = CDR (r1);
1012         aa = CDAR (cl);
1013         aa = CDR (aa);
1014         check_formals (CAR (r1), formals, CDR (r1));
1015         p = pairlis (formals, args, aa);
1016         call_lambda (body, p, aa, r0);
1017         goto begin;
1018       }
1019     case TCONTINUATION:
1020       {
1021         x = r1;
1022         g_stack = CONTINUATION (CAR (r1));
1023         gc_pop_frame ();
1024         r1 = CADR (x);
1025         goto eval_apply;
1026       }
1027     case TSPECIAL:
1028       {
1029         switch (CAR (r1))
1030           {
1031           case cell_vm_apply:
1032             {
1033               push_cc (cons (CADR (r1), CADDR (r1)), r1, r0, cell_vm_return);
1034               goto apply;
1035             }
1036           case cell_vm_eval:
1037             {
1038               push_cc (CADR (r1), r1, CADDR (r1), cell_vm_return);
1039               goto eval;
1040             }
1041           case cell_call_with_current_continuation:
1042             {
1043               r1 = CDR (r1);
1044               goto call_with_current_continuation;
1045             }
1046           default: check_apply (cell_f, CAR (r1));
1047           }
1048       }
1049     case TSYMBOL:
1050       {
1051         if (CAR (r1) == cell_symbol_call_with_values)
1052           {
1053             r1 = CDR (r1);
1054             goto call_with_values;
1055           }
1056         if (CAR (r1) == cell_symbol_current_module)
1057           {
1058             r1 = r0;
1059             goto vm_return;
1060           }
1061         break;
1062       }
1063     case TPAIR:
1064       {
1065         switch (CAAR (r1))
1066           {
1067           case cell_symbol_lambda:
1068             {
1069               formals = CADR (CAR (r1));
1070               args = CDR (r1);
1071               body = CDDR (CAR (r1));
1072               p = pairlis (formals, CDR (r1), r0);
1073               check_formals (r1, formals, args);
1074               call_lambda (body, p, p, r0);
1075               goto begin;
1076             }
1077           }
1078       }
1079     }
1080   push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_apply2);
1081   goto eval;
1082  apply2:
1083   check_apply (r1, CAR (r2));
1084   r1 = cons (r1, CDR (r2));
1085   goto apply;
1086
1087  eval:
1088   switch (TYPE (r1))
1089     {
1090     case TPAIR:
1091       {
1092         switch (CAR (r1))
1093           {
1094           case cell_symbol_pmatch_car:
1095             {
1096               push_cc (CADR (r1), r1, r0, cell_vm_eval_pmatch_car);
1097               goto eval;
1098             eval_pmatch_car:
1099               x = r1;
1100               gc_pop_frame ();
1101               r1 = CAR (x);
1102               goto eval_apply;
1103             }
1104           case cell_symbol_pmatch_cdr:
1105             {
1106               push_cc (CADR (r1), r1, r0, cell_vm_eval_pmatch_cdr);
1107               goto eval;
1108             eval_pmatch_cdr:
1109               x = r1;
1110               gc_pop_frame ();
1111               r1 = CDR (x);
1112               goto eval_apply;
1113             }
1114           case cell_symbol_quote:
1115             {
1116               x = r1;
1117               gc_pop_frame ();
1118               r1 = CADR (x);
1119               goto eval_apply;
1120             }
1121           case cell_symbol_begin:
1122             goto begin;
1123           case cell_symbol_lambda:
1124             {
1125               r1 = make_closure_ (CADR (r1), CDDR (r1), r0);
1126               goto vm_return;
1127             }
1128           case cell_symbol_if:
1129             {
1130               r1=CDR (r1);
1131               goto vm_if;
1132             }
1133           case cell_symbol_set_x:
1134             {
1135               push_cc (CAR (CDDR (r1)), r1, r0, cell_vm_eval_set_x);
1136               goto eval;
1137             eval_set_x:
1138               r1 = set_env_x (CADR (r2), r1, r0);
1139               goto vm_return;
1140             }
1141           case cell_vm_macro_expand:
1142             {
1143               push_cc (CADR (r1), r1, r0, cell_vm_eval_macro_expand_eval);
1144               goto eval;
1145             eval_macro_expand_eval:
1146               push_cc (r1, r2, r0, cell_vm_eval_macro_expand_expand);
1147               goto macro_expand;
1148             eval_macro_expand_expand:
1149               goto vm_return;
1150             }
1151           default:
1152             {
1153               if (TYPE (r1) == TPAIR
1154                   && (CAR (r1) == cell_symbol_define
1155                       || CAR (r1) == cell_symbol_define_macro))
1156                 {
1157                   global_p = CAAR (r0) != cell_closure;
1158                   macro_p = CAR (r1) == cell_symbol_define_macro;
1159                   if (global_p)
1160                     {
1161                       name = CADR (r1);
1162                       if (TYPE (CADR (r1)) == TPAIR)
1163                         name = CAR (name);
1164                       if (macro_p)
1165                         {
1166                           entry = assq (name, g_macros);
1167                           if (entry == cell_f)
1168                             {
1169                               entry = cons (name, cell_f);
1170                               g_macros = cons (entry, g_macros);
1171                             }
1172                         }
1173                       else
1174                         {
1175                           entry = assq (name, r0);
1176                           if (entry == cell_f)
1177                             {
1178                               entry = cons (name, cell_f);
1179                               aa = cons (entry, cell_nil);
1180                               set_cdr_x (aa, cdr (r0));
1181                               set_cdr_x (r0, aa);
1182                             }
1183                         }
1184                     }
1185                   r2 = r1;
1186                   if (TYPE (CADR (r1)) != TPAIR)
1187                     {
1188                       push_cc (CAR (CDDR (r1)), r2, cons (cons (CADR (r1), CADR (r1)), r0), cell_vm_eval_define);
1189                       goto eval;
1190                     }
1191                   else
1192                     {
1193                       p = pairlis (CADR (r1), CADR (r1), r0);
1194                       formals = CDR (CADR (r1));
1195                       body = CDDR (r1);
1196
1197                       if (macro_p || global_p)
1198                         expand_variable (body, formals);
1199                       r1 = cons (cell_symbol_lambda, cons (formals, body));
1200                       push_cc (r1, r2, p, cell_vm_eval_define);
1201                       goto eval;
1202                     }
1203                 eval_define:;
1204                   name = CADR (r2);
1205                   if (TYPE (CADR (r2)) == TPAIR)
1206                     name = CAR (name);
1207                   if (macro_p)
1208                     {
1209                       entry = assq (name, g_macros);
1210                       r1 = MAKE_MACRO (name, r1);
1211                       set_cdr_x (entry, r1);
1212                     }
1213                   else if (global_p)
1214                     {
1215                       entry = assq (name, r0);
1216                       set_cdr_x (entry, r1);
1217                     }
1218                   else
1219                     {
1220                       entry = cons (name, r1);
1221                       aa = cons (entry, cell_nil);
1222                       set_cdr_x (aa, cdr (r0));
1223                       set_cdr_x (r0, aa);
1224                       cl = assq (cell_closure, r0);
1225                       set_cdr_x (cl, aa);
1226                     }
1227                   r1 = cell_unspecified;
1228                   goto vm_return;
1229                 }
1230               push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_eval_check_func);
1231               gc_check ();
1232               goto eval;
1233             eval_check_func:
1234               push_cc (CDR (r2), r2, r0, cell_vm_eval2);
1235               goto evlis;
1236             eval2:
1237               r1 = cons (CAR (r2), r1);
1238               goto apply;
1239             }
1240           }
1241       }
1242     case TSYMBOL:
1243       {
1244         if (r1 == cell_symbol_current_module)
1245           goto vm_return;
1246         if (r1 == cell_symbol_begin) // FIXME
1247           {
1248             r1 = cell_begin;
1249             goto vm_return;
1250           }
1251         r1 = assert_defined (r1, assq_ref_env (r1, r0));
1252         goto vm_return;
1253       }
1254     case TVARIABLE:
1255       {
1256         r1 = CDR (VARIABLE (r1));
1257         goto vm_return;
1258       }
1259     default: goto vm_return;
1260     }
1261
1262  macro_expand:
1263   {
1264     macro;
1265     expanders;
1266
1267     if (TYPE (r1) != TPAIR || CAR (r1) == cell_symbol_quote)
1268       goto vm_return;
1269
1270     if (CAR (r1) == cell_symbol_lambda)
1271       {
1272         push_cc (CDDR (r1), r1, r0, cell_vm_macro_expand_lambda);
1273         goto macro_expand;
1274       macro_expand_lambda:
1275         CDDR (r2) = r1;
1276         r1 = r2;
1277         goto vm_return;
1278       }
1279
1280     if (TYPE (r1) == TPAIR
1281         && (macro = lookup_macro_ (CAR (r1), g_macros)) != cell_f)
1282       {
1283         r1 = cons (macro, CDR (r1));
1284         push_cc (r1, cell_nil, r0, cell_vm_macro_expand);
1285         goto apply;
1286       }
1287
1288     if (CAR (r1) == cell_symbol_define
1289         || CAR (r1) == cell_symbol_define_macro)
1290       {
1291         push_cc (CDDR (r1), r1, r0, cell_vm_macro_expand_define);
1292         goto macro_expand;
1293       macro_expand_define:
1294         CDDR (r2) = r1;
1295         r1 = r2;
1296         if (CAR (r1) == cell_symbol_define_macro)
1297           {
1298             push_cc (r1, r1, r0, cell_vm_macro_expand_define_macro);
1299             goto eval;
1300           macro_expand_define_macro:
1301             r1 = r2;
1302           }
1303         goto vm_return;
1304       }
1305
1306     if (CAR (r1) == cell_symbol_set_x)
1307       {
1308         push_cc (CDDR (r1), r1, r0, cell_vm_macro_expand_set_x);
1309         goto macro_expand;
1310       macro_expand_set_x:
1311         CDDR (r2) = r1;
1312         r1 = r2;
1313         goto vm_return;
1314       }
1315
1316     if (TYPE (r1) == TPAIR
1317         && TYPE (CAR (r1)) == TSYMBOL
1318         && CAR (r1) != cell_symbol_begin
1319         && ((macro = assq (cell_symbol_portable_macro_expand, g_macros)) != cell_f)
1320         && ((expanders = assq_ref_env (cell_symbol_sc_expander_alist, r0)) != cell_undefined)
1321         && ((macro = assq (CAR (r1), expanders)) != cell_f))
1322       {
1323         sc_expand = assq_ref_env (cell_symbol_macro_expand, r0);
1324         r2 = r1;
1325         if (sc_expand != cell_undefined && sc_expand != cell_f)
1326           {
1327             r1 = cons (sc_expand, cons (r1, cell_nil));
1328             goto apply;
1329           }
1330       }
1331
1332     push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_macro_expand_car);
1333     goto macro_expand;
1334
1335   macro_expand_car:
1336     CAR (r2) = r1;
1337     r1 = r2;
1338     if (CDR (r1) == cell_nil)
1339       goto vm_return;
1340
1341     push_cc (CDR (r1), r1, r0, cell_vm_macro_expand_cdr);
1342     goto macro_expand;
1343
1344   macro_expand_cdr:
1345     CDR (r2) = r1;
1346     r1 = r2;
1347
1348     goto vm_return;
1349   }
1350
1351  begin:
1352   x = cell_unspecified;
1353   while (r1 != cell_nil)
1354     {
1355       gc_check ();
1356       if (TYPE (r1) == TPAIR)
1357         {
1358           if (CAAR (r1) == cell_symbol_primitive_load)
1359             {
1360               program = cons (CAR (r1), cell_nil);
1361               push_cc (program, r1, r0, cell_vm_begin_primitive_load);
1362               goto begin_expand;
1363             begin_primitive_load:
1364               CAR (r2) = r1;
1365               r1 = r2;
1366             }
1367         }
1368
1369       if (TYPE (r1) == TPAIR && TYPE (CAR (r1)) == TPAIR)
1370         {
1371           if (CAAR (r1) == cell_symbol_begin)
1372             r1 = append2 (CDAR (r1), CDR (r1));
1373         }
1374       if (CDR (r1) == cell_nil)
1375         {
1376           r1 = CAR (r1);
1377           goto eval;
1378         }
1379       push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_begin_eval);
1380       goto eval;
1381     begin_eval:
1382       x = r1;
1383       r1 = CDR (r2);
1384     }
1385   r1 = x;
1386   goto vm_return;
1387
1388
1389  begin_expand:
1390   x = cell_unspecified;
1391   while (r1 != cell_nil)
1392     {
1393       gc_check ();
1394
1395       if (TYPE (r1) == TPAIR)
1396         {
1397           if (TYPE (CAR (r1)) == TPAIR && CAAR (r1) == cell_symbol_begin)
1398             r1 = append2 (CDAR (r1), CDR (r1));
1399           if (CAAR (r1) == cell_symbol_primitive_load)
1400             {
1401               push_cc (CADR (CAR (r1)), r1, r0, cell_vm_begin_expand_primitive_load);
1402               goto eval; // FIXME: expand too?!
1403             begin_expand_primitive_load:
1404               if (TYPE (r1) == TNUMBER && VALUE (r1) == 0)
1405                 ;
1406               else if (TYPE (r1) == TSTRING)
1407                 input = set_current_input_port (open_input_file (r1));
1408               else
1409                 assert (0);
1410
1411               push_cc (input, r2, r0, cell_vm_return);
1412               x = read_input_file_env (r0);
1413               gc_pop_frame ();
1414               input = r1;
1415               r1 = x;
1416               set_current_input_port (input);
1417               r1 = cons (cell_symbol_begin, r1);
1418               CAR (r2) = r1;
1419               r1 = r2;
1420               continue;
1421             }
1422         }
1423
1424       push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_begin_expand_macro);
1425       goto macro_expand;
1426     begin_expand_macro:
1427       if (r1 != CAR (r2))
1428         {
1429           CAR (r2) = r1;
1430           r1 = r2;
1431           continue;
1432         }
1433       r1 = r2;
1434       expand_variable (CAR (r1), cell_nil);
1435       push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_begin_expand_eval);
1436       goto eval;
1437     begin_expand_eval:
1438       x = r1;
1439       r1 = CDR (r2);
1440     }
1441   r1 = x;
1442   goto vm_return;
1443
1444  vm_if:
1445   push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_if_expr);
1446   goto eval;
1447  if_expr:
1448   x = r1;
1449   r1 = r2;
1450   if (x != cell_f)
1451     {
1452       r1 = CADR (r1);
1453       goto eval;
1454     }
1455   if (CDDR (r1) != cell_nil)
1456     {
1457       r1 = CAR (CDDR (r1));
1458       goto eval;
1459     }
1460   r1 = cell_unspecified;
1461   goto vm_return;
1462
1463  call_with_current_continuation:
1464   gc_push_frame ();
1465   x = MAKE_CONTINUATION (g_continuations++);
1466   gc_pop_frame ();
1467   push_cc (cons (CAR (r1), cons (x, cell_nil)), x, r0, cell_vm_call_with_current_continuation2);
1468   goto apply;
1469  call_with_current_continuation2:
1470   CONTINUATION (r2) = g_stack;
1471   goto vm_return;
1472
1473  call_with_values:
1474   push_cc (cons (CAR (r1), cell_nil), r1, r0, cell_vm_call_with_values2);
1475   goto apply;
1476  call_with_values2:
1477   if (TYPE (r1) == TVALUES)
1478     r1 = CDR (r1);
1479   r1 = cons (CADR (r2), r1);
1480   goto apply;
1481
1482  vm_return:
1483   x = r1;
1484   gc_pop_frame ();
1485   r1 = x;
1486   goto eval_apply;
1487 }
1488
1489 SCM
1490 apply (SCM f, SCM x, SCM a) ///((internal))
1491 {
1492   push_cc (cons (f, x), cell_unspecified, r0, cell_unspecified);
1493   r3 = cell_vm_apply;
1494   return eval_apply ();
1495 }
1496
1497 SCM
1498 mes_g_stack (SCM a) ///((internal))
1499 {
1500   r0 = a;
1501   r1 = MAKE_CHAR (0);
1502   r2 = MAKE_CHAR (0);
1503   r3 = MAKE_CHAR (0);
1504   g_stack = cons (cell_nil, cell_nil);
1505   return r0;
1506 }
1507
1508 //\f Environment setup
1509
1510 #include "posix.c"
1511 #include "math.c"
1512 #include "lib.c"
1513
1514 //\f Jam Collector
1515 SCM g_symbol_max;
1516
1517 SCM
1518 gc_init_cells () ///((internal))
1519 {
1520   g_cells = (struct scm *)malloc (2*ARENA_SIZE*sizeof (struct scm));
1521   TYPE (0) = TVECTOR;
1522   LENGTH (0) = 1000;
1523   VECTOR (0) = 0;
1524   g_cells++;
1525   TYPE (0) = TCHAR;
1526   VALUE (0) = 'c';
1527   return 0;
1528 }
1529
1530 SCM
1531 gc_init_news () ///((internal))
1532 {
1533   g_news = g_cells-1 + ARENA_SIZE;
1534   NTYPE (0) = TVECTOR;
1535   NLENGTH (0) = 1000;
1536   NVECTOR (0) = 0;
1537   g_news++;
1538   NTYPE (0) = TCHAR;
1539   NVALUE (0) = 'n';
1540   return 0;
1541 }
1542
1543 SCM
1544 mes_symbols () ///((internal))
1545 {
1546   gc_init_cells ();
1547   gc_init_news ();
1548
1549 #if !_POSIX_SOURCE
1550 #include "mes.mes.symbols.i"
1551 #else
1552 #include "mes.symbols.i"
1553 #endif
1554
1555   g_symbol_max = g_free++;
1556   g_symbols = 0;
1557   for (int i=1; i<g_symbol_max; i++)
1558     g_symbols = cons (i, g_symbols);
1559
1560   SCM a = cell_nil;
1561
1562 #if !_POSIX_SOURCE
1563 #include "mes.mes.symbol-names.i"
1564 #else
1565 #include "mes.symbol-names.i"
1566 #endif
1567
1568   a = acons (cell_symbol_mes_version, MAKE_STRING (cstring_to_list (VERSION)), a);
1569   a = acons (cell_symbol_mes_prefix, MAKE_STRING (cstring_to_list (PREFIX)), a);
1570
1571   a = acons (cell_symbol_call_with_values, cell_symbol_call_with_values, a);
1572   a = acons (cell_symbol_current_module, cell_symbol_current_module, a);
1573   a = acons (cell_symbol_call_with_current_continuation, cell_call_with_current_continuation, a);
1574
1575
1576 #if __GNUC__
1577   a = acons (cell_symbol_gnuc, cell_t, a);
1578   a = acons (cell_symbol_mesc, cell_f, a);
1579 #else
1580   a = acons (cell_symbol_gnuc, cell_f, a);
1581   a = acons (cell_symbol_mesc, cell_t, a);
1582 #endif
1583   a = acons (cell_closure, a, a);
1584
1585   return a;
1586 }
1587
1588 SCM
1589 mes_environment () ///((internal))
1590 {
1591   SCM a = mes_symbols ();
1592   return mes_g_stack (a);
1593 }
1594
1595 SCM
1596 mes_builtins (SCM a) ///((internal))
1597 {
1598 #if !__GNUC__ || !_POSIX_SOURCE
1599 #include "mes.mes.i"
1600
1601   // Do not sort: Order of these includes define builtins
1602 #include "posix.mes.i"
1603 #include "math.mes.i"
1604 #include "lib.mes.i"
1605 #include "vector.mes.i"
1606 #include "gc.mes.i"
1607 #include "reader.mes.i"
1608
1609 #include "gc.mes.environment.i"
1610 #include "lib.mes.environment.i"
1611 #include "math.mes.environment.i"
1612 #include "mes.mes.environment.i"
1613 #include "posix.mes.environment.i"
1614 #include "reader.mes.environment.i"
1615 #include "vector.mes.environment.i"
1616 #else
1617 #include "mes.i"
1618
1619   // Do not sort: Order of these includes define builtins
1620 #include "posix.i"
1621 #include "math.i"
1622 #include "lib.i"
1623 #include "vector.i"
1624 #include "gc.i"
1625 #include "reader.i"
1626
1627 #include "gc.environment.i"
1628 #include "lib.environment.i"
1629 #include "math.environment.i"
1630 #include "mes.environment.i"
1631 #include "posix.environment.i"
1632 #include "reader.environment.i"
1633 #include "vector.environment.i"
1634 #endif
1635
1636   if (g_debug > 3)
1637     {
1638       fputs ("functions: ", STDERR);
1639       fputs (itoa (g_function), STDERR);
1640       fputs ("\n", STDERR);
1641       for (int i = 0; i < g_function; i++)
1642         {
1643           fputs ("[", STDERR);
1644           fputs (itoa (i), STDERR);
1645           fputs ("]: ", STDERR);
1646           fputs (g_functions[i].name, STDERR);
1647           fputs ("\n", STDERR);
1648         }
1649       fputs ("\n", STDERR);
1650     }
1651
1652   return a;
1653 }
1654
1655 SCM read_input_file_env (SCM);
1656
1657 SCM
1658 load_env (SCM a) ///((internal))
1659 {
1660   r0 = a;
1661   g_stdin = -1;
1662   char boot[128];
1663   char buf[128];
1664   if (getenv ("MES_BOOT"))
1665     strcpy (boot, getenv ("MES_BOOT"));
1666   else
1667     strcpy (boot, "boot-0.scm");
1668   if (getenv ("MES_PREFIX"))
1669     {
1670       strcpy (buf, getenv ("MES_PREFIX"));
1671       strcpy (buf + strlen (buf), "/module");
1672       strcpy (buf + strlen (buf), "/mes/");
1673       strcpy (buf + strlen (buf), boot);
1674       if (getenv ("MES_DEBUG"))
1675         {
1676           eputs ("MES_PREFIX reading boot-0:");
1677           eputs (buf);
1678           eputs ("\n");
1679         }
1680       g_stdin = open (buf, O_RDONLY);
1681     }
1682   if (g_stdin < 0)
1683     {
1684       char const *prefix = MODULEDIR "mes/";
1685       strcpy (buf, prefix);
1686       strcpy (buf + strlen (buf), boot);
1687       if (getenv ("MES_DEBUG"))
1688         {
1689           eputs ("MODULEDIR reading boot-0:");
1690           eputs (buf);
1691           eputs ("\n");
1692         }
1693       g_stdin = open (buf, O_RDONLY);
1694     }
1695   if (g_stdin < 0)
1696     {
1697       strcpy (buf, "module/mes/");
1698       strcpy (buf + strlen (buf), boot);
1699       if (getenv ("MES_DEBUG"))
1700         {
1701           eputs (". reading boot-0:");
1702           eputs (buf);
1703           eputs ("\n");
1704         }
1705       g_stdin = open (buf, O_RDONLY);
1706     }
1707   if (g_stdin < 0)
1708     {
1709       if (getenv ("MES_DEBUG"))
1710         {
1711           eputs (". reading boot-0:");
1712           eputs (boot);
1713           eputs ("\n");
1714         }
1715       g_stdin = open (boot, O_RDONLY);
1716     }
1717   if (g_stdin < 0)
1718     {
1719       eputs ("mes: boot failed: no such file: ");
1720       eputs (boot);
1721       eputs ("\n");
1722       exit (1);
1723     }
1724
1725   if (!g_function)
1726     r0 = mes_builtins (r0);
1727   r2 = read_input_file_env (r0);
1728   g_stdin = STDIN;
1729   return r2;
1730 }
1731
1732 SCM
1733 bload_env (SCM a) ///((internal))
1734 {
1735 #if 1 //__MESC__
1736   char *mo = "mes/read-0-32.mo";
1737   g_stdin = open ("module/mes/read-0-32.mo", O_RDONLY);
1738   char *read0 = MODULEDIR "mes/read-0-32.mo";
1739   g_stdin = g_stdin >= 0 ? g_stdin : open (read0, O_RDONLY);
1740 #else
1741   char *mo ="mes/read-0.mo";
1742   g_stdin = open ("module/mes/read-0.mo", O_RDONLY);
1743   g_stdin = g_stdin >= 0 ? g_stdin : open (MODULEDIR "mes/read-0.mo", O_RDONLY);
1744 #endif
1745
1746   if (g_stdin < 0)
1747     {
1748       eputs ("no such file: ");eputs (mo);eputs ("\n");
1749       return 1;
1750     }
1751   assert (getchar () == 'M');
1752   assert (getchar () == 'E');
1753   assert (getchar () == 'S');
1754
1755   if (g_debug)
1756     eputs ("*GOT MES*\n");
1757   g_stack = getchar () << 8;
1758   g_stack += getchar ();
1759
1760   char *p = (char*)g_cells;
1761   int c = getchar ();
1762   while (c != EOF)
1763     {
1764       *p++ = c;
1765       c = getchar ();
1766     }
1767   g_free = (p-(char*)g_cells) / sizeof (struct scm);
1768   gc_peek_frame ();
1769   g_symbols = r1;
1770   g_stdin = STDIN;
1771   r0 = mes_builtins (r0);
1772
1773 #if __GNUC__
1774   set_env_x (cell_symbol_gnuc, cell_t, r0);
1775   set_env_x (cell_symbol_mesc, cell_f, r0);
1776 #else
1777   set_env_x (cell_symbol_gnuc, cell_f, r0);
1778   set_env_x (cell_symbol_mesc, cell_t, r0);
1779 #endif
1780
1781   if (g_debug > 3)
1782     {
1783       eputs ("symbols: ");
1784       SCM s = g_symbols;
1785       while (s && s != cell_nil)
1786         {
1787           display_error_ (CAR (s));
1788           eputs (" ");
1789           s = CDR (s);
1790         }
1791       eputs ("\n");
1792       eputs ("functions: ");
1793       eputs (itoa (g_function));
1794       eputs ("\n");
1795       for (int i = 0; i < g_function; i++)
1796         {
1797           eputs ("[");
1798           eputs (itoa (i));
1799           eputs ("]: ");
1800           eputs (g_functions[i].name);
1801           eputs ("\n");
1802         }
1803     }
1804   return r2;
1805 }
1806
1807 #include "vector.c"
1808 #include "gc.c"
1809 #include "reader.c"
1810
1811 int
1812 main (int argc, char *argv[])
1813 {
1814   char *p;
1815   if (p = getenv ("MES_DEBUG"))
1816     g_debug = atoi (p);
1817   if (g_debug)
1818     {
1819       eputs (";;; MODULEDIR=");
1820       eputs (MODULEDIR);
1821       eputs ("\n");
1822     }
1823   if (p = getenv ("MES_MAX_ARENA"))
1824     MAX_ARENA_SIZE = atoi (p);
1825   if (p = getenv ("MES_ARENA"))
1826     ARENA_SIZE = atoi (p);
1827   if (p = getenv ("MES_SAFETY"))
1828     GC_SAFETY = atoi (p);
1829   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--help"))
1830     return puts ("Usage: mes [--dump|--load] < FILE\n");
1831   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--version"))
1832     {
1833       puts ("Mes ");puts (VERSION);puts ("\n");
1834       return 0;
1835     };
1836   g_stdin = STDIN;
1837   g_stdout = STDOUT;
1838   r0 = mes_environment ();
1839
1840   SCM program = (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--load"))
1841     ? bload_env (r0) : load_env (r0);
1842   g_tiny = argc > 2 && !strcmp (argv[2], "--tiny");
1843   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--dump"))
1844     return dump ();
1845
1846   SCM lst = cell_nil;
1847   for (int i=argc-1; i>=0; i--) lst = cons (MAKE_STRING (cstring_to_list (argv[i])), lst);
1848   r0 = acons (cell_symbol_argv, lst, r0); // FIXME
1849   r0 = acons (cell_symbol_argv, lst, r0);
1850   push_cc (r2, cell_unspecified, r0, cell_unspecified);
1851
1852   if (g_debug > 2)
1853     {
1854       eputs ("\ngc stats: [");
1855       eputs (itoa (g_free));
1856       eputs ("]\n");
1857     }
1858   if (g_debug > 3)
1859     {
1860       eputs ("program: ");
1861       write_error_ (r1);
1862       eputs ("\n");
1863     }
1864   if (g_debug > 3)
1865     {
1866       eputs ("symbols: ");
1867       write_error_ (g_symbols);
1868       eputs ("\n");
1869     }
1870   r3 = cell_vm_begin_expand;
1871   r1 = eval_apply ();
1872   if (g_debug)
1873     {
1874       write_error_ (r1);
1875       eputs ("\n");
1876     }
1877   if (g_debug)
1878     {
1879       eputs ("\ngc stats: [");
1880       eputs (itoa (g_free));
1881       MAX_ARENA_SIZE = 0;
1882       gc (g_stack);
1883       eputs (" => ");
1884       eputs (itoa (g_free));
1885       eputs ("]\n");
1886     }
1887   return 0;
1888 }