core; reader_read_string: Support escaped characters.
[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 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, "core:eval-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 string_to_list (char const* s, int i)
527 {
528   SCM p = cell_nil;
529   while (i--)
530     p = cons (MAKE_CHAR (s[i]), p);
531   return p;
532 }
533
534 SCM
535 cstring_to_list (char const* s)
536 {
537   return string_to_list (s, strlen (s));
538 }
539
540 // \f extra lib
541 SCM
542 assert_defined (SCM x, SCM e) ///((internal))
543 {
544   if (e == cell_undefined)
545     return error (cell_symbol_unbound_variable, x);
546   return e;
547 }
548
549 SCM
550 check_formals (SCM f, SCM formals, SCM args) ///((internal))
551 {
552   int flen = (TYPE (formals) == TNUMBER) ? VALUE (formals) : VALUE (length (formals));
553   int alen = VALUE (length (args));
554   if (alen != flen && alen != -1 && flen != -1)
555     {
556       char *s = "apply: wrong number of arguments; expected: ";
557       eputs (s);
558       eputs (itoa (flen));
559       eputs (", got: ");
560       eputs (itoa (alen));
561       eputs ("\n");
562       write_error_ (f);
563       SCM e = MAKE_STRING (cstring_to_list (s));
564       return error (cell_symbol_wrong_number_of_args, cons (e, f));
565     }
566   return cell_unspecified;
567 }
568
569 SCM
570 check_apply (SCM f, SCM e) ///((internal))
571 {
572   char* type = 0;
573   if (f == cell_f || f == cell_t)
574     type = "bool";
575   if (f == cell_nil)
576     type = "nil";
577   if (f == cell_unspecified)
578     type = "*unspecified*";
579   if (f == cell_undefined)
580     type = "*undefined*";
581   if (TYPE (f) == TCHAR)
582     type = "char";
583   if (TYPE (f) == TNUMBER)
584     type = "number";
585   if (TYPE (f) == TSTRING)
586     type = "string";
587   if (TYPE (f) == TBROKEN_HEART)
588     type = "<3";
589
590   if (type)
591     {
592       char *s = "cannot apply: ";
593       eputs (s);
594       eputs (type);
595       eputs ("[");
596       write_error_ (e);
597       eputs ("]\n");
598       SCM e = MAKE_STRING (cstring_to_list (s));
599       return error (cell_symbol_wrong_type_arg, cons (e, f));
600     }
601   return cell_unspecified;
602 }
603
604 SCM
605 gc_push_frame () ///((internal))
606 {
607   SCM frame = cons (r1, cons (r2, cons (r3, cons (r0, cell_nil))));
608   g_stack = cons (frame, g_stack);
609   return g_stack;
610 }
611
612 SCM
613 append2 (SCM x, SCM y)
614 {
615   if (x == cell_nil)
616     return y;
617   if (TYPE (x) != TPAIR)
618     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_append2));
619   SCM r = cell_nil;
620   while (x != cell_nil)
621     {
622       r = cons (CAR (x), r);
623       x = CDR (x);
624     }
625   return reverse_x_ (r, y);
626 }
627
628 SCM
629 append_reverse (SCM x, SCM y)
630 {
631   if (x == cell_nil)
632     return y;
633   if (TYPE (x) != TPAIR)
634     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_append_reverse));
635   while (x != cell_nil)
636     {
637       y = cons (CAR (x), y);
638       x = CDR (x);
639     }
640   return y;
641 }
642
643 SCM
644 reverse_x_ (SCM x, SCM t)
645 {
646   if (TYPE (x) != TPAIR)
647     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_reverse_x_));
648   SCM r = t;
649   while (x != cell_nil)
650     {
651       t = CDR (x);
652       CDR (x) = r;
653       r = x;
654       x = t;
655     }
656   return r;
657 }
658
659 SCM
660 pairlis (SCM x, SCM y, SCM a)
661 {
662   if (x == cell_nil)
663     return a;
664   if (TYPE (x) != TPAIR)
665     return cons (cons (x, y), a);
666   return cons (cons (car (x), car (y)),
667                pairlis (cdr (x), cdr (y), a));
668 }
669
670 SCM
671 call (SCM fn, SCM x)
672 {
673   if ((FUNCTION (fn).arity > 0 || FUNCTION (fn).arity == -1)
674       && x != cell_nil && TYPE (CAR (x)) == TVALUES)
675     x = cons (CADAR (x), CDR (x));
676   if ((FUNCTION (fn).arity > 1 || FUNCTION (fn).arity == -1)
677       && x != cell_nil && TYPE (CDR (x)) == TPAIR && TYPE (CADR (x)) == TVALUES)
678     x = cons (CAR (x), cons (CDADAR (x), CDR (x)));
679   switch (FUNCTION (fn).arity)
680     {
681 #if __MESC__ || !_POSIX_SOURCE
682     case 0: return (FUNCTION (fn).function) ();
683     case 1: return ((SCM(*)(SCM))(FUNCTION (fn).function)) (CAR (x));
684     case 2: return ((SCM(*)(SCM,SCM))(FUNCTION (fn).function)) (CAR (x), CADR (x));
685     case 3: return ((SCM(*)(SCM,SCM,SCM))(FUNCTION (fn).function)) (CAR (x), CADR (x), CAR (CDDR (x)));
686     case -1: return ((SCM(*)(SCM))(FUNCTION (fn).function)) (x);
687     default: return ((SCM(*)(SCM))(FUNCTION (fn).function)) (x);
688 #else
689     case 0: return FUNCTION (fn).function0 ();
690     case 1: return FUNCTION (fn).function1 (CAR (x));
691     case 2: return FUNCTION (fn).function2 (CAR (x), CADR (x));
692     case 3: return FUNCTION (fn).function3 (CAR (x), CADR (x), CAR (CDDR (x)));
693     case -1: return FUNCTION (fn).functionn (x);
694 #endif
695     }
696
697   return cell_unspecified;
698 }
699
700 SCM
701 assq (SCM x, SCM a)
702 {
703   switch (TYPE (x))
704     {
705     case TCHAR:
706     case TNUMBER:
707       {
708         SCM v = VALUE (x);
709         while (a != cell_nil && v != VALUE (CAAR (a)))
710           a = CDR (a);
711         break;
712       }
713     case TKEYWORD:
714       {
715         SCM v = STRING (x);
716         while (a != cell_nil && v != STRING (CAAR (a)))
717           a = CDR (a);
718         break;
719       }
720       // case TSYMBOL:
721       // case TSPECIAL:
722     default:
723       while (a != cell_nil && x != CAAR (a))
724         a = CDR (a);
725     }
726   return a != cell_nil ? CAR (a) : cell_f;
727 }
728
729 SCM
730 assq_ref_env (SCM x, SCM a)
731 {
732   x = assq (x, a);
733   if (x == cell_f)
734     return cell_undefined;
735   return CDR (x);
736 }
737
738 SCM
739 set_car_x (SCM x, SCM e)
740 {
741   if (TYPE (x) != TPAIR)
742     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_set_car_x));
743   CAR (x) = e;
744   return cell_unspecified;
745 }
746
747 SCM
748 set_cdr_x (SCM x, SCM e)
749 {
750   if (TYPE (x) != TPAIR)
751     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_set_cdr_x));
752   CDR (x) = e;
753   return cell_unspecified;
754 }
755
756 SCM
757 set_env_x (SCM x, SCM e, SCM a)
758 {
759   SCM p;
760   if (TYPE (x) == TVARIABLE)
761     p = VARIABLE (x);
762   else
763     p = assert_defined (x, assq (x, a));
764   if (TYPE (p) != TPAIR)
765     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (p, x));
766   return set_cdr_x (p, e);
767 }
768
769 SCM
770 call_lambda (SCM e, SCM x, SCM aa, SCM a) ///((internal))
771 {
772   SCM cl = cons (cons (cell_closure, x), x);
773   r1 = e;
774   r0 = cl;
775   return cell_unspecified;
776 }
777
778 SCM
779 make_closure_ (SCM args, SCM body, SCM a) ///((internal))
780 {
781   return make_cell__ (TCLOSURE, 0, cons (cons (cell_circular, a), cons (args, body)));
782 }
783
784 SCM
785 make_variable_ (SCM var) ///((internal))
786 {
787   return make_cell__ (TVARIABLE, var, 0);
788 }
789
790 SCM
791 lookup_macro_ (SCM x, SCM a) ///((internal))
792 {
793   if (TYPE (x) != TSYMBOL)
794     return cell_f;
795   SCM m = assq (x, a);
796   if (m != cell_f)
797     return MACRO (CDR (m));
798   return cell_f;
799 }
800
801 SCM
802 push_cc (SCM p1, SCM p2, SCM a, SCM c) ///((internal))
803 {
804   SCM x = r3;
805   r3 = c;
806   r2 = p2;
807   gc_push_frame ();
808   r1 = p1;
809   r0 = a;
810   r3 = x;
811   return cell_unspecified;
812 }
813
814 SCM
815 gc_peek_frame () ///((internal))
816 {
817   SCM frame = CAR (g_stack);
818   r1 = CAR (frame);
819   r2 = CADR (frame);
820   r3 = CAR (CDDR (frame));
821   r0 = CADR (CDDR (frame));
822   return frame;
823 }
824
825 SCM
826 gc_pop_frame () ///((internal))
827 {
828   SCM frame = gc_peek_frame (g_stack);
829   g_stack = CDR (g_stack);
830   return frame;
831 }
832
833 char const* string_to_cstring (SCM s);
834
835 SCM
836 add_formals (SCM formals, SCM x)
837 {
838   while (TYPE (x) == TPAIR)
839     {
840       formals = cons (CAR (x), formals);
841       x = CDR (x);
842     }
843   if (TYPE (x) == TSYMBOL)
844     formals = cons (x, formals);
845   return formals;
846 }
847
848 int
849 formal_p (SCM x, SCM formals) /// ((internal))
850 {
851   if (TYPE (formals) == TSYMBOL)
852     {
853       if (x == formals)
854         return x;
855       else return cell_f;
856     }
857   while (TYPE (formals) == TPAIR && CAR (formals) != x)
858     formals = CDR (formals);
859   if (TYPE (formals) == TSYMBOL)
860     return formals == x;
861   return TYPE (formals) == TPAIR;
862 }
863
864 SCM
865 expand_variable_ (SCM x, SCM formals, int top_p) ///((internal))
866 {
867   while (TYPE (x) == TPAIR)
868     {
869       if (TYPE (CAR (x)) == TPAIR)
870         {
871           if (CAAR (x) == cell_symbol_lambda)
872             {
873               SCM f = CAR (CDAR (x));
874               formals = add_formals (formals, f);
875             }
876           else if (CAAR (x) == cell_symbol_define
877                    || CAAR (x) == cell_symbol_define_macro)
878             {
879               SCM f = CAR (CDAR (x));
880               formals = add_formals (formals, f);
881             }
882           if (CAAR (x) != cell_symbol_quote)
883             expand_variable_ (CAR (x), formals, 0);
884         }
885       else
886         {
887           if (CAR (x) == cell_symbol_lambda)
888             {
889               SCM f = CADR (x);
890               formals = add_formals (formals, f);
891               x = CDR (x);
892             }
893           else if (CAR (x) == cell_symbol_define
894                    || CAR (x) == cell_symbol_define_macro)
895             {
896               SCM f = CADR (x);
897               if (top_p && TYPE (f) == TPAIR)
898                 f = CDR (f);
899               formals = add_formals (formals, f);
900               x = CDR (x);
901             }
902           else if (CAR (x) == cell_symbol_quote)
903             return cell_unspecified;
904           else if (TYPE (CAR (x)) == TSYMBOL
905                    && CAR (x) != cell_begin
906                    && CAR (x) != cell_symbol_begin
907                    && CAR (x) != cell_symbol_current_module
908                    && CAR (x) != cell_symbol_primitive_load
909                    && CAR (x) != cell_symbol_if // HMM
910                    && !formal_p (CAR (x), formals))
911             {
912               SCM v = assq (CAR (x), r0);
913               if (v != cell_f)
914                 CAR (x) = make_variable_ (v);
915             }
916         }
917       x = CDR (x);
918       top_p = 0;
919     }
920   return cell_unspecified;
921 }
922
923 SCM
924 expand_variable (SCM x, SCM formals) ///((internal))
925 {
926   return expand_variable_ (x, formals, 1);
927 }
928
929 SCM
930 eval_apply ()
931 {
932   SCM aa;
933   SCM args;
934   SCM body;
935   SCM cl;
936   SCM entry;
937   SCM expanders;
938   SCM formals;
939   SCM input;
940   SCM name;
941   SCM macro;
942   SCM p;
943   SCM program;
944   SCM sc_expand;
945   SCM x;
946   int global_p;
947   int macro_p;
948
949  eval_apply:
950   switch (r3)
951     {
952     case cell_vm_evlis: goto evlis;
953     case cell_vm_evlis2: goto evlis2;
954     case cell_vm_evlis3: goto evlis3;
955     case cell_vm_apply: goto apply;
956     case cell_vm_apply2: goto apply2;
957     case cell_vm_eval: goto eval;
958     case cell_vm_eval_pmatch_car: goto eval_pmatch_car;
959     case cell_vm_eval_pmatch_cdr: goto eval_pmatch_cdr;
960     case cell_vm_eval_define: goto eval_define;
961     case cell_vm_eval_set_x: goto eval_set_x;
962     case cell_vm_eval_macro_expand_eval: goto eval_macro_expand_eval;
963     case cell_vm_eval_macro_expand_expand: goto eval_macro_expand_expand;
964     case cell_vm_eval_check_func: goto eval_check_func;
965     case cell_vm_eval2: goto eval2;
966     case cell_vm_macro_expand: goto macro_expand;
967     case cell_vm_macro_expand_define: goto macro_expand_define;
968     case cell_vm_macro_expand_define_macro: goto macro_expand_define_macro;
969     case cell_vm_macro_expand_lambda: goto macro_expand_lambda;
970     case cell_vm_macro_expand_set_x: goto macro_expand_set_x;
971     case cell_vm_macro_expand_car: goto macro_expand_car;
972     case cell_vm_macro_expand_cdr: goto macro_expand_cdr;
973     case cell_vm_begin: goto begin;
974     case cell_vm_begin_eval: goto begin_eval;
975     case cell_vm_begin_primitive_load: goto begin_primitive_load;
976     case cell_vm_begin_expand: goto begin_expand;
977     case cell_vm_begin_expand_eval: goto begin_expand_eval;
978     case cell_vm_begin_expand_macro: goto begin_expand_macro;
979     case cell_vm_begin_expand_primitive_load: goto begin_expand_primitive_load;
980     case cell_vm_if: goto vm_if;
981     case cell_vm_if_expr: goto if_expr;
982     case cell_vm_call_with_current_continuation2: goto call_with_current_continuation2;
983     case cell_vm_call_with_values2: goto call_with_values2;
984     case cell_vm_return: goto vm_return;
985     case cell_unspecified: return r1;
986     default:
987       assert (0);
988     }
989
990  evlis:
991   if (r1 == cell_nil)
992     goto vm_return;
993   if (TYPE (r1) != TPAIR)
994     goto eval;
995   push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_evlis2);
996   goto eval;
997  evlis2:
998   push_cc (CDR (r2), r1, r0, cell_vm_evlis3);
999   goto evlis;
1000  evlis3:
1001   r1 = cons (r2, r1);
1002   goto vm_return;
1003
1004  apply:
1005   switch (TYPE (CAR (r1)))
1006     {
1007     case TFUNCTION:
1008       {
1009         check_formals (CAR (r1), MAKE_NUMBER (FUNCTION (CAR (r1)).arity), CDR (r1));
1010         r1 = call (CAR (r1), CDR (r1)); /// FIXME: move into eval_apply
1011         goto vm_return;
1012       }
1013     case TCLOSURE:
1014       {
1015         cl = CLOSURE (CAR (r1));
1016         body = CDDR (cl);
1017         formals = CADR (cl);
1018         args = CDR (r1);
1019         aa = CDAR (cl);
1020         aa = CDR (aa);
1021         check_formals (CAR (r1), formals, CDR (r1));
1022         p = pairlis (formals, args, aa);
1023         call_lambda (body, p, aa, r0);
1024         goto begin;
1025       }
1026     case TCONTINUATION:
1027       {
1028         x = r1;
1029         g_stack = CONTINUATION (CAR (r1));
1030         gc_pop_frame ();
1031         r1 = CADR (x);
1032         goto eval_apply;
1033       }
1034     case TSPECIAL:
1035       {
1036         switch (CAR (r1))
1037           {
1038           case cell_vm_apply:
1039             {
1040               push_cc (cons (CADR (r1), CADDR (r1)), r1, r0, cell_vm_return);
1041               goto apply;
1042             }
1043           case cell_vm_eval:
1044             {
1045               push_cc (CADR (r1), r1, CADDR (r1), cell_vm_return);
1046               goto eval;
1047             }
1048           case cell_vm_begin_expand:
1049             {
1050               push_cc (cons (CADR (r1), cell_nil), r1, CADDR (r1), cell_vm_return);
1051               goto begin_expand;
1052             }
1053           case cell_call_with_current_continuation:
1054             {
1055               r1 = CDR (r1);
1056               goto call_with_current_continuation;
1057             }
1058           default: check_apply (cell_f, CAR (r1));
1059           }
1060       }
1061     case TSYMBOL:
1062       {
1063         if (CAR (r1) == cell_symbol_call_with_values)
1064           {
1065             r1 = CDR (r1);
1066             goto call_with_values;
1067           }
1068         if (CAR (r1) == cell_symbol_current_module)
1069           {
1070             r1 = r0;
1071             goto vm_return;
1072           }
1073         break;
1074       }
1075     case TPAIR:
1076       {
1077         switch (CAAR (r1))
1078           {
1079           case cell_symbol_lambda:
1080             {
1081               formals = CADR (CAR (r1));
1082               args = CDR (r1);
1083               body = CDDR (CAR (r1));
1084               p = pairlis (formals, CDR (r1), r0);
1085               check_formals (r1, formals, args);
1086               call_lambda (body, p, p, r0);
1087               goto begin;
1088             }
1089           }
1090       }
1091     }
1092   push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_apply2);
1093   goto eval;
1094  apply2:
1095   check_apply (r1, CAR (r2));
1096   r1 = cons (r1, CDR (r2));
1097   goto apply;
1098
1099  eval:
1100   switch (TYPE (r1))
1101     {
1102     case TPAIR:
1103       {
1104         switch (CAR (r1))
1105           {
1106           case cell_symbol_pmatch_car:
1107             {
1108               push_cc (CADR (r1), r1, r0, cell_vm_eval_pmatch_car);
1109               goto eval;
1110             eval_pmatch_car:
1111               x = r1;
1112               gc_pop_frame ();
1113               r1 = CAR (x);
1114               goto eval_apply;
1115             }
1116           case cell_symbol_pmatch_cdr:
1117             {
1118               push_cc (CADR (r1), r1, r0, cell_vm_eval_pmatch_cdr);
1119               goto eval;
1120             eval_pmatch_cdr:
1121               x = r1;
1122               gc_pop_frame ();
1123               r1 = CDR (x);
1124               goto eval_apply;
1125             }
1126           case cell_symbol_quote:
1127             {
1128               x = r1;
1129               gc_pop_frame ();
1130               r1 = CADR (x);
1131               goto eval_apply;
1132             }
1133           case cell_symbol_begin:
1134             goto begin;
1135           case cell_symbol_lambda:
1136             {
1137               r1 = make_closure_ (CADR (r1), CDDR (r1), r0);
1138               goto vm_return;
1139             }
1140           case cell_symbol_if:
1141             {
1142               r1=CDR (r1);
1143               goto vm_if;
1144             }
1145           case cell_symbol_set_x:
1146             {
1147               push_cc (CAR (CDDR (r1)), r1, r0, cell_vm_eval_set_x);
1148               goto eval;
1149             eval_set_x:
1150               r1 = set_env_x (CADR (r2), r1, r0);
1151               goto vm_return;
1152             }
1153           case cell_vm_macro_expand:
1154             {
1155               push_cc (CADR (r1), r1, r0, cell_vm_eval_macro_expand_eval);
1156               goto eval;
1157             eval_macro_expand_eval:
1158               push_cc (r1, r2, r0, cell_vm_eval_macro_expand_expand);
1159               goto macro_expand;
1160             eval_macro_expand_expand:
1161               goto vm_return;
1162             }
1163           default:
1164             {
1165               if (TYPE (r1) == TPAIR
1166                   && (CAR (r1) == cell_symbol_define
1167                       || CAR (r1) == cell_symbol_define_macro))
1168                 {
1169                   global_p = CAAR (r0) != cell_closure;
1170                   macro_p = CAR (r1) == cell_symbol_define_macro;
1171                   if (global_p)
1172                     {
1173                       name = CADR (r1);
1174                       if (TYPE (CADR (r1)) == TPAIR)
1175                         name = CAR (name);
1176                       if (macro_p)
1177                         {
1178                           entry = assq (name, g_macros);
1179                           if (entry == cell_f)
1180                             {
1181                               entry = cons (name, cell_f);
1182                               g_macros = cons (entry, g_macros);
1183                             }
1184                         }
1185                       else
1186                         {
1187                           entry = assq (name, r0);
1188                           if (entry == cell_f)
1189                             {
1190                               entry = cons (name, cell_f);
1191                               aa = cons (entry, cell_nil);
1192                               set_cdr_x (aa, cdr (r0));
1193                               set_cdr_x (r0, aa);
1194                             }
1195                         }
1196                     }
1197                   r2 = r1;
1198                   if (TYPE (CADR (r1)) != TPAIR)
1199                     {
1200                       push_cc (CAR (CDDR (r1)), r2, cons (cons (CADR (r1), CADR (r1)), r0), cell_vm_eval_define);
1201                       goto eval;
1202                     }
1203                   else
1204                     {
1205                       p = pairlis (CADR (r1), CADR (r1), r0);
1206                       formals = CDR (CADR (r1));
1207                       body = CDDR (r1);
1208
1209                       if (macro_p || global_p)
1210                         expand_variable (body, formals);
1211                       r1 = cons (cell_symbol_lambda, cons (formals, body));
1212                       push_cc (r1, r2, p, cell_vm_eval_define);
1213                       goto eval;
1214                     }
1215                 eval_define:;
1216                   name = CADR (r2);
1217                   if (TYPE (CADR (r2)) == TPAIR)
1218                     name = CAR (name);
1219                   if (macro_p)
1220                     {
1221                       entry = assq (name, g_macros);
1222                       r1 = MAKE_MACRO (name, r1);
1223                       set_cdr_x (entry, r1);
1224                     }
1225                   else if (global_p)
1226                     {
1227                       entry = assq (name, r0);
1228                       set_cdr_x (entry, r1);
1229                     }
1230                   else
1231                     {
1232                       entry = cons (name, r1);
1233                       aa = cons (entry, cell_nil);
1234                       set_cdr_x (aa, cdr (r0));
1235                       set_cdr_x (r0, aa);
1236                       cl = assq (cell_closure, r0);
1237                       set_cdr_x (cl, aa);
1238                     }
1239                   r1 = cell_unspecified;
1240                   goto vm_return;
1241                 }
1242               push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_eval_check_func);
1243               gc_check ();
1244               goto eval;
1245             eval_check_func:
1246               push_cc (CDR (r2), r2, r0, cell_vm_eval2);
1247               goto evlis;
1248             eval2:
1249               r1 = cons (CAR (r2), r1);
1250               goto apply;
1251             }
1252           }
1253       }
1254     case TSYMBOL:
1255       {
1256         if (r1 == cell_symbol_current_module)
1257           goto vm_return;
1258         if (r1 == cell_symbol_begin) // FIXME
1259           {
1260             r1 = cell_begin;
1261             goto vm_return;
1262           }
1263         r1 = assert_defined (r1, assq_ref_env (r1, r0));
1264         goto vm_return;
1265       }
1266     case TVARIABLE:
1267       {
1268         r1 = CDR (VARIABLE (r1));
1269         goto vm_return;
1270       }
1271     case TBROKEN_HEART:
1272       {
1273         error (cell_symbol_system_error,  r1);
1274       }
1275     default: goto vm_return;
1276     }
1277
1278  macro_expand:
1279   {
1280     macro;
1281     expanders;
1282
1283     if (TYPE (r1) != TPAIR || CAR (r1) == cell_symbol_quote)
1284       goto vm_return;
1285
1286     if (CAR (r1) == cell_symbol_lambda)
1287       {
1288         push_cc (CDDR (r1), r1, r0, cell_vm_macro_expand_lambda);
1289         goto macro_expand;
1290       macro_expand_lambda:
1291         CDDR (r2) = r1;
1292         r1 = r2;
1293         goto vm_return;
1294       }
1295
1296     if (TYPE (r1) == TPAIR
1297         && (macro = lookup_macro_ (CAR (r1), g_macros)) != cell_f)
1298       {
1299         r1 = cons (macro, CDR (r1));
1300         push_cc (r1, cell_nil, r0, cell_vm_macro_expand);
1301         goto apply;
1302       }
1303
1304     if (CAR (r1) == cell_symbol_define
1305         || CAR (r1) == cell_symbol_define_macro)
1306       {
1307         push_cc (CDDR (r1), r1, r0, cell_vm_macro_expand_define);
1308         goto macro_expand;
1309       macro_expand_define:
1310         CDDR (r2) = r1;
1311         r1 = r2;
1312         if (CAR (r1) == cell_symbol_define_macro)
1313           {
1314             push_cc (r1, r1, r0, cell_vm_macro_expand_define_macro);
1315             goto eval;
1316           macro_expand_define_macro:
1317             r1 = r2;
1318           }
1319         goto vm_return;
1320       }
1321
1322     if (CAR (r1) == cell_symbol_set_x)
1323       {
1324         push_cc (CDDR (r1), r1, r0, cell_vm_macro_expand_set_x);
1325         goto macro_expand;
1326       macro_expand_set_x:
1327         CDDR (r2) = r1;
1328         r1 = r2;
1329         goto vm_return;
1330       }
1331
1332     if (TYPE (r1) == TPAIR
1333         && TYPE (CAR (r1)) == TSYMBOL
1334         && CAR (r1) != cell_symbol_begin
1335         && ((macro = assq (cell_symbol_portable_macro_expand, g_macros)) != cell_f)
1336         && ((expanders = assq_ref_env (cell_symbol_sc_expander_alist, r0)) != cell_undefined)
1337         && ((macro = assq (CAR (r1), expanders)) != cell_f))
1338       {
1339         sc_expand = assq_ref_env (cell_symbol_macro_expand, r0);
1340         r2 = r1;
1341         if (sc_expand != cell_undefined && sc_expand != cell_f)
1342           {
1343             r1 = cons (sc_expand, cons (r1, cell_nil));
1344             goto apply;
1345           }
1346       }
1347
1348     push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_macro_expand_car);
1349     goto macro_expand;
1350
1351   macro_expand_car:
1352     CAR (r2) = r1;
1353     r1 = r2;
1354     if (CDR (r1) == cell_nil)
1355       goto vm_return;
1356
1357     push_cc (CDR (r1), r1, r0, cell_vm_macro_expand_cdr);
1358     goto macro_expand;
1359
1360   macro_expand_cdr:
1361     CDR (r2) = r1;
1362     r1 = r2;
1363
1364     goto vm_return;
1365   }
1366
1367  begin:
1368   x = cell_unspecified;
1369   while (r1 != cell_nil)
1370     {
1371       gc_check ();
1372       if (TYPE (r1) == TPAIR)
1373         {
1374           if (CAAR (r1) == cell_symbol_primitive_load)
1375             {
1376               program = cons (CAR (r1), cell_nil);
1377               push_cc (program, r1, r0, cell_vm_begin_primitive_load);
1378               goto begin_expand;
1379             begin_primitive_load:
1380               CAR (r2) = r1;
1381               r1 = r2;
1382             }
1383         }
1384
1385       if (TYPE (r1) == TPAIR && TYPE (CAR (r1)) == TPAIR)
1386         {
1387           if (CAAR (r1) == cell_symbol_begin)
1388             r1 = append2 (CDAR (r1), CDR (r1));
1389         }
1390       if (CDR (r1) == cell_nil)
1391         {
1392           r1 = CAR (r1);
1393           goto eval;
1394         }
1395       push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_begin_eval);
1396       goto eval;
1397     begin_eval:
1398       x = r1;
1399       r1 = CDR (r2);
1400     }
1401   r1 = x;
1402   goto vm_return;
1403
1404
1405  begin_expand:
1406   x = cell_unspecified;
1407   while (r1 != cell_nil)
1408     {
1409       gc_check ();
1410
1411       if (TYPE (r1) == TPAIR)
1412         {
1413           if (TYPE (CAR (r1)) == TPAIR && CAAR (r1) == cell_symbol_begin)
1414             r1 = append2 (CDAR (r1), CDR (r1));
1415           if (CAAR (r1) == cell_symbol_primitive_load)
1416             {
1417               push_cc (CADR (CAR (r1)), r1, r0, cell_vm_begin_expand_primitive_load);
1418               goto eval; // FIXME: expand too?!
1419             begin_expand_primitive_load:
1420               if (TYPE (r1) == TNUMBER && VALUE (r1) == 0)
1421                 ;
1422               else if (TYPE (r1) == TSTRING)
1423                 input = set_current_input_port (open_input_file (r1));
1424               else
1425                 assert (0);
1426               
1427               push_cc (input, r2, r0, cell_vm_return);
1428               x = read_input_file_env (r0);
1429               gc_pop_frame ();
1430               input = r1;
1431               r1 = x;
1432               set_current_input_port (input);
1433               r1 = cons (cell_symbol_begin, r1);
1434               CAR (r2) = r1;
1435               r1 = r2;
1436               continue;
1437             }
1438         }
1439
1440       push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_begin_expand_macro);
1441       goto macro_expand;
1442     begin_expand_macro:
1443       if (r1 != CAR (r2))
1444         {
1445           CAR (r2) = r1;
1446           r1 = r2;
1447           continue;
1448         }
1449       r1 = r2;
1450       expand_variable (CAR (r1), cell_nil);
1451       push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_begin_expand_eval);
1452       goto eval;
1453     begin_expand_eval:
1454       x = r1;
1455       r1 = CDR (r2);
1456     }
1457   r1 = x;
1458   goto vm_return;
1459
1460  vm_if:
1461   push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_if_expr);
1462   goto eval;
1463  if_expr:
1464   x = r1;
1465   r1 = r2;
1466   if (x != cell_f)
1467     {
1468       r1 = CADR (r1);
1469       goto eval;
1470     }
1471   if (CDDR (r1) != cell_nil)
1472     {
1473       r1 = CAR (CDDR (r1));
1474       goto eval;
1475     }
1476   r1 = cell_unspecified;
1477   goto vm_return;
1478
1479  call_with_current_continuation:
1480   gc_push_frame ();
1481   x = MAKE_CONTINUATION (g_continuations++);
1482   gc_pop_frame ();
1483   push_cc (cons (CAR (r1), cons (x, cell_nil)), x, r0, cell_vm_call_with_current_continuation2);
1484   goto apply;
1485  call_with_current_continuation2:
1486   CONTINUATION (r2) = g_stack;
1487   goto vm_return;
1488
1489  call_with_values:
1490   push_cc (cons (CAR (r1), cell_nil), r1, r0, cell_vm_call_with_values2);
1491   goto apply;
1492  call_with_values2:
1493   if (TYPE (r1) == TVALUES)
1494     r1 = CDR (r1);
1495   r1 = cons (CADR (r2), r1);
1496   goto apply;
1497
1498  vm_return:
1499   x = r1;
1500   gc_pop_frame ();
1501   r1 = x;
1502   goto eval_apply;
1503 }
1504
1505 SCM
1506 apply (SCM f, SCM x, SCM a) ///((internal))
1507 {
1508   push_cc (cons (f, x), cell_unspecified, r0, cell_unspecified);
1509   r3 = cell_vm_apply;
1510   return eval_apply ();
1511 }
1512
1513 SCM
1514 mes_g_stack (SCM a) ///((internal))
1515 {
1516   r0 = a;
1517   r1 = MAKE_CHAR (0);
1518   r2 = MAKE_CHAR (0);
1519   r3 = MAKE_CHAR (0);
1520   g_stack = cons (cell_nil, cell_nil);
1521   return r0;
1522 }
1523
1524 //\f Environment setup
1525
1526 #include "posix.c"
1527 #include "math.c"
1528 #include "lib.c"
1529
1530 //\f Jam Collector
1531 SCM g_symbol_max;
1532
1533 SCM
1534 gc_init_cells () ///((internal))
1535 {
1536   g_cells = (struct scm *)malloc (2*ARENA_SIZE*sizeof (struct scm));
1537   TYPE (0) = TVECTOR;
1538   LENGTH (0) = 1000;
1539   VECTOR (0) = 0;
1540   g_cells++;
1541   TYPE (0) = TCHAR;
1542   VALUE (0) = 'c';
1543   return 0;
1544 }
1545
1546 SCM
1547 gc_init_news () ///((internal))
1548 {
1549   g_news = g_cells-1 + ARENA_SIZE;
1550   NTYPE (0) = TVECTOR;
1551   NLENGTH (0) = 1000;
1552   NVECTOR (0) = 0;
1553   g_news++;
1554   NTYPE (0) = TCHAR;
1555   NVALUE (0) = 'n';
1556   return 0;
1557 }
1558
1559 SCM
1560 mes_symbols () ///((internal))
1561 {
1562   gc_init_cells ();
1563   gc_init_news ();
1564
1565 #if !_POSIX_SOURCE
1566 #include "mes.mes.symbols.i"
1567 #else
1568 #include "mes.symbols.i"
1569 #endif
1570
1571   g_symbol_max = g_free++;
1572   g_symbols = 0;
1573   for (int i=1; i<g_symbol_max; i++)
1574     g_symbols = cons (i, g_symbols);
1575
1576   SCM a = cell_nil;
1577
1578 #if !_POSIX_SOURCE
1579 #include "mes.mes.symbol-names.i"
1580 #else
1581 #include "mes.symbol-names.i"
1582 #endif
1583
1584   a = acons (cell_symbol_mes_version, MAKE_STRING (cstring_to_list (VERSION)), a);
1585   a = acons (cell_symbol_mes_prefix, MAKE_STRING (cstring_to_list (PREFIX)), a);
1586
1587   a = acons (cell_symbol_call_with_values, cell_symbol_call_with_values, a);
1588   a = acons (cell_symbol_current_module, cell_symbol_current_module, a);
1589   a = acons (cell_symbol_call_with_current_continuation, cell_call_with_current_continuation, a);
1590
1591
1592 #if __GNUC__
1593   a = acons (cell_symbol_gnuc, cell_t, a);
1594   a = acons (cell_symbol_mesc, cell_f, a);
1595 #else
1596   a = acons (cell_symbol_gnuc, cell_f, a);
1597   a = acons (cell_symbol_mesc, cell_t, a);
1598 #endif
1599   a = acons (cell_closure, a, a);
1600
1601   return a;
1602 }
1603
1604 SCM
1605 mes_environment () ///((internal))
1606 {
1607   SCM a = mes_symbols ();
1608   return mes_g_stack (a);
1609 }
1610
1611 SCM
1612 mes_builtins (SCM a) ///((internal))
1613 {
1614 #if !__GNUC__ || !_POSIX_SOURCE
1615 #include "mes.mes.i"
1616
1617   // Do not sort: Order of these includes define builtins
1618 #include "posix.mes.i"
1619 #include "math.mes.i"
1620 #include "lib.mes.i"
1621 #include "vector.mes.i"
1622 #include "gc.mes.i"
1623 #include "reader.mes.i"
1624
1625 #include "gc.mes.environment.i"
1626 #include "lib.mes.environment.i"
1627 #include "math.mes.environment.i"
1628 #include "mes.mes.environment.i"
1629 #include "posix.mes.environment.i"
1630 #include "reader.mes.environment.i"
1631 #include "vector.mes.environment.i"
1632 #else
1633 #include "mes.i"
1634
1635   // Do not sort: Order of these includes define builtins
1636 #include "posix.i"
1637 #include "math.i"
1638 #include "lib.i"
1639 #include "vector.i"
1640 #include "gc.i"
1641 #include "reader.i"
1642
1643 #include "gc.environment.i"
1644 #include "lib.environment.i"
1645 #include "math.environment.i"
1646 #include "mes.environment.i"
1647 #include "posix.environment.i"
1648 #include "reader.environment.i"
1649 #include "vector.environment.i"
1650 #endif
1651
1652   if (g_debug > 3)
1653     {
1654       fputs ("functions: ", STDERR);
1655       fputs (itoa (g_function), STDERR);
1656       fputs ("\n", STDERR);
1657       for (int i = 0; i < g_function; i++)
1658         {
1659           fputs ("[", STDERR);
1660           fputs (itoa (i), STDERR);
1661           fputs ("]: ", STDERR);
1662           fputs (g_functions[i].name, STDERR);
1663           fputs ("\n", STDERR);
1664         }
1665       fputs ("\n", STDERR);
1666     }
1667
1668   return a;
1669 }
1670
1671 SCM read_input_file_env (SCM);
1672
1673 SCM
1674 load_env (SCM a) ///((internal))
1675 {
1676   r0 = a;
1677   g_stdin = -1;
1678   char boot[128];
1679   char buf[128];
1680   if (getenv ("MES_BOOT"))
1681     strcpy (boot, getenv ("MES_BOOT"));
1682   else
1683     strcpy (boot, "boot-0.scm");
1684   if (getenv ("MES_PREFIX"))
1685     {
1686       strcpy (buf, getenv ("MES_PREFIX"));
1687       strcpy (buf + strlen (buf), "/module");
1688       strcpy (buf + strlen (buf), "/mes/");
1689       strcpy (buf + strlen (buf), boot);
1690       if (getenv ("MES_DEBUG"))
1691         {
1692           eputs ("MES_PREFIX reading boot-0:");
1693           eputs (buf);
1694           eputs ("\n");
1695         }
1696       g_stdin = open (buf, O_RDONLY);
1697     }
1698   if (g_stdin < 0)
1699     {
1700       char const *prefix = MODULEDIR "mes/";
1701       strcpy (buf, prefix);
1702       strcpy (buf + strlen (buf), boot);
1703       if (getenv ("MES_DEBUG"))
1704         {
1705           eputs ("MODULEDIR reading boot-0:");
1706           eputs (buf);
1707           eputs ("\n");
1708         }
1709       g_stdin = open (buf, O_RDONLY);
1710     }
1711   if (g_stdin < 0)
1712     {
1713       strcpy (buf, "module/mes/");
1714       strcpy (buf + strlen (buf), boot);
1715       if (getenv ("MES_DEBUG"))
1716         {
1717           eputs (". reading boot-0:");
1718           eputs (buf);
1719           eputs ("\n");
1720         }
1721       g_stdin = open (buf, O_RDONLY);
1722     }
1723   if (g_stdin < 0)
1724     {
1725       if (getenv ("MES_DEBUG"))
1726         {
1727           eputs (". reading boot-0:");
1728           eputs (boot);
1729           eputs ("\n");
1730         }
1731       g_stdin = open (boot, O_RDONLY);
1732     }
1733   if (g_stdin < 0)
1734     {
1735       eputs ("mes: boot failed: no such file: ");
1736       eputs (boot);
1737       eputs ("\n");
1738       exit (1);
1739     }
1740
1741   if (!g_function)
1742     r0 = mes_builtins (r0);
1743   r2 = read_input_file_env (r0);
1744   g_stdin = STDIN;
1745   return r2;
1746 }
1747
1748 SCM
1749 bload_env (SCM a) ///((internal))
1750 {
1751 #if 1 //__MESC__
1752   char *mo = "mes/read-0-32.mo";
1753   g_stdin = open ("module/mes/read-0-32.mo", O_RDONLY);
1754   char *read0 = MODULEDIR "mes/read-0-32.mo";
1755   g_stdin = g_stdin >= 0 ? g_stdin : open (read0, O_RDONLY);
1756 #else
1757   char *mo ="mes/read-0.mo";
1758   g_stdin = open ("module/mes/read-0.mo", O_RDONLY);
1759   g_stdin = g_stdin >= 0 ? g_stdin : open (MODULEDIR "mes/read-0.mo", O_RDONLY);
1760 #endif
1761
1762   if (g_stdin < 0)
1763     {
1764       eputs ("no such file: ");eputs (mo);eputs ("\n");
1765       return 1;
1766     } 
1767   assert (getchar () == 'M');
1768   assert (getchar () == 'E');
1769   assert (getchar () == 'S');
1770
1771   if (g_debug)
1772     eputs ("*GOT MES*\n");
1773   g_stack = getchar () << 8;
1774   g_stack += getchar ();
1775
1776   char *p = (char*)g_cells;
1777   int c = getchar ();
1778   while (c != EOF)
1779     {
1780       *p++ = c;
1781       c = getchar ();
1782     }
1783   g_free = (p-(char*)g_cells) / sizeof (struct scm);
1784   gc_peek_frame ();
1785   g_symbols = r1;
1786   g_stdin = STDIN;
1787   r0 = mes_builtins (r0);
1788
1789 #if __GNUC__
1790   set_env_x (cell_symbol_gnuc, cell_t, r0);
1791   set_env_x (cell_symbol_mesc, cell_f, r0);
1792 #else
1793   set_env_x (cell_symbol_gnuc, cell_f, r0);
1794   set_env_x (cell_symbol_mesc, cell_t, r0);
1795 #endif
1796
1797   if (g_debug > 3)
1798     {
1799       eputs ("symbols: ");
1800       SCM s = g_symbols;
1801       while (s && s != cell_nil)
1802         {
1803           display_error_ (CAR (s));
1804           eputs (" ");
1805           s = CDR (s);
1806         }
1807       eputs ("\n");
1808       eputs ("functions: ");
1809       eputs (itoa (g_function));
1810       eputs ("\n");
1811       for (int i = 0; i < g_function; i++)
1812         {
1813           eputs ("[");
1814           eputs (itoa (i));
1815           eputs ("]: ");
1816           eputs (g_functions[i].name);
1817           eputs ("\n");
1818         }
1819     }
1820   return r2;
1821 }
1822
1823 #include "vector.c"
1824 #include "gc.c"
1825 #include "reader.c"
1826
1827 int
1828 main (int argc, char *argv[])
1829 {
1830   char *p;
1831   if (p = getenv ("MES_DEBUG"))
1832     g_debug = atoi (p);
1833   if (g_debug)
1834     {
1835       eputs (";;; MODULEDIR=");
1836       eputs (MODULEDIR);
1837       eputs ("\n");
1838     }
1839   if (p = getenv ("MES_MAX_ARENA"))
1840     MAX_ARENA_SIZE = atoi (p);
1841   if (p = getenv ("MES_ARENA"))
1842     ARENA_SIZE = atoi (p);
1843   if (p = getenv ("MES_SAFETY"))
1844     GC_SAFETY = atoi (p);
1845   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--help"))
1846     return puts ("Usage: mes [--dump|--load] < FILE\n");
1847   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--version"))
1848     {
1849       puts ("Mes ");puts (VERSION);puts ("\n");
1850       return 0;
1851     };
1852   g_stdin = STDIN;
1853   g_stdout = STDOUT;
1854   r0 = mes_environment ();
1855
1856   SCM program = (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--load"))
1857     ? bload_env (r0) : load_env (r0);
1858   g_tiny = argc > 2 && !strcmp (argv[2], "--tiny");
1859   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--dump"))
1860     return dump ();
1861
1862   SCM lst = cell_nil;
1863   for (int i=argc-1; i>=0; i--) lst = cons (MAKE_STRING (cstring_to_list (argv[i])), lst);
1864   r0 = acons (cell_symbol_argv, lst, r0); // FIXME
1865   r0 = acons (cell_symbol_argv, lst, r0);
1866   push_cc (r2, cell_unspecified, r0, cell_unspecified);
1867
1868   if (g_debug > 2)
1869     {
1870       eputs ("\ngc stats: [");
1871       eputs (itoa (g_free));
1872       eputs ("]\n");
1873     }
1874   if (g_debug > 3)
1875     {
1876       eputs ("program: ");
1877       write_error_ (r1);
1878       eputs ("\n");
1879     }
1880   if (g_debug > 3)
1881     {
1882       eputs ("symbols: ");
1883       write_error_ (g_symbols);
1884       eputs ("\n");
1885     }
1886   r3 = cell_vm_begin_expand;
1887   r1 = eval_apply ();
1888   if (g_debug)
1889     {
1890       write_error_ (r1);
1891       eputs ("\n");
1892     }
1893   if (g_debug)
1894     {
1895       eputs ("\ngc stats: [");
1896       eputs (itoa (g_free));
1897       MAX_ARENA_SIZE = 0;
1898       gc (g_stack);
1899       eputs (" => ");
1900       eputs (itoa (g_free));
1901       eputs ("]\n");
1902     }
1903   return 0;
1904 }