809b99b8af53b95adad3eb4c5e21c83e020847f0
[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 int ARENA_SIZE = 20000000; // 32B: 100 MiB, 64b: 200 MiB
28 #if __MESC__
29 int MAX_ARENA_SIZE = 172100000; // 32b: ~ 2GiB
30 #else
31 int MAX_ARENA_SIZE = 200000000; // 32b: 2.3GiB, 64b: 4.6GiB
32 #endif
33
34 int GC_SAFETY = 50000;
35
36 char *g_arena = 0;
37 typedef int SCM;
38
39 int g_debug = 0;
40 int g_free = 0;
41
42 SCM g_continuations = 0;
43 SCM g_symbols = 0;
44 SCM g_stack = 0;
45 // a/env
46 SCM r0 = 0;
47 // param 1
48 SCM r1 = 0;
49 // save 2+load/dump
50 SCM r2 = 0;
51 // continuation
52 SCM r3 = 0;
53 // macro
54 SCM g_macros = 1; // cell_nil
55
56
57 enum type_t {TCHAR, TCLOSURE, TCONTINUATION, TFUNCTION, TKEYWORD, TMACRO, TNUMBER, TPAIR, TREF, TSPECIAL, TSTRING, TSYMBOL, TVALUES, TVARIABLE, TVECTOR, TBROKEN_HEART};
58
59 #if !_POSIX_SOURCE
60 struct scm {
61   enum type_t type;
62   SCM car;
63   SCM cdr;
64 };
65 struct function {
66   int (*function) (void);
67   int arity;
68   char *name;
69 };
70 #else
71 typedef SCM (*function0_t) (void);
72 typedef SCM (*function1_t) (SCM);
73 typedef SCM (*function2_t) (SCM, SCM);
74 typedef SCM (*function3_t) (SCM, SCM, SCM);
75 typedef SCM (*functionn_t) (SCM);
76 struct function {
77   union {
78     function0_t function0;
79     function1_t function1;
80     function2_t function2;
81     function3_t function3;
82     functionn_t functionn;
83   };
84   int arity;
85   char const *name;
86 };
87 struct scm {
88   enum type_t type;
89   union {
90     char const* name;
91     SCM car;
92     SCM ref;
93     SCM string;
94     SCM variable;
95     int length;
96   };
97   union {
98     int value;
99     int function;
100     SCM cdr;
101     SCM closure;
102     SCM continuation;
103     SCM global_p;
104     SCM macro;
105     SCM vector;
106     int hits;
107   };
108 };
109 #endif
110
111 #if __MESC__
112 //FIXME
113 char *foobar = 0;
114 struct scm *g_cells = foobar;
115 struct scm *g_news = foobar;
116 #else
117 struct scm *g_cells = 0;
118 struct scm *g_news = 0;
119 #endif
120
121 struct scm scm_nil = {TSPECIAL, "()",0};
122 struct scm scm_f = {TSPECIAL, "#f",0};
123 struct scm scm_t = {TSPECIAL, "#t",0};
124 struct scm scm_dot = {TSPECIAL, ".",0};
125 struct scm scm_arrow = {TSPECIAL, "=>",0};
126 struct scm scm_undefined = {TSPECIAL, "*undefined*",0};
127 struct scm scm_unspecified = {TSPECIAL, "*unspecified*",0};
128 struct scm scm_closure = {TSPECIAL, "*closure*",0};
129 struct scm scm_circular = {TSPECIAL, "*circular*",0};
130 struct scm scm_begin = {TSPECIAL, "*begin*",0};
131
132 struct scm scm_symbol_dot = {TSYMBOL, "*dot*",0};
133 struct scm scm_symbol_lambda = {TSYMBOL, "lambda",0};
134 struct scm scm_symbol_begin = {TSYMBOL, "begin",0};
135 struct scm scm_symbol_if = {TSYMBOL, "if",0};
136 struct scm scm_symbol_quote = {TSYMBOL, "quote",0};
137 struct scm scm_symbol_define = {TSYMBOL, "define",0};
138 struct scm scm_symbol_define_macro = {TSYMBOL, "define-macro",0};
139
140 struct scm scm_symbol_quasiquote = {TSYMBOL, "quasiquote", 0};
141 struct scm scm_symbol_unquote = {TSYMBOL, "unquote", 0};
142 struct scm scm_symbol_unquote_splicing = {TSYMBOL, "unquote-splicing", 0};
143 struct scm scm_symbol_syntax = {TSYMBOL, "syntax",0};
144 struct scm scm_symbol_quasisyntax = {TSYMBOL, "quasisyntax", 0};
145 struct scm scm_symbol_unsyntax = {TSYMBOL, "unsyntax", 0};
146 struct scm scm_symbol_unsyntax_splicing = {TSYMBOL, "unsyntax-splicing", 0};
147
148 struct scm scm_symbol_set_x = {TSYMBOL, "set!",0};
149
150 struct scm scm_symbol_sc_expand = {TSYMBOL, "sc-expand",0};
151 struct scm scm_symbol_macro_expand = {TSYMBOL, "macro-expand",0};
152 struct scm scm_symbol_portable_macro_expand = {TSYMBOL, "portable-macro-expand",0};
153 struct scm scm_symbol_sc_expander_alist = {TSYMBOL, "*sc-expander-alist*",0};
154
155 struct scm scm_symbol_call_with_values = {TSYMBOL, "call-with-values",0};
156 struct scm scm_call_with_current_continuation = {TSPECIAL, "*call/cc*",0};
157 struct scm scm_symbol_call_with_current_continuation = {TSYMBOL, "call-with-current-continuation",0};
158 struct scm scm_symbol_current_module = {TSYMBOL, "current-module",0};
159 struct scm scm_symbol_primitive_load = {TSYMBOL, "primitive-load",0};
160 struct scm scm_symbol_read_input_file = {TSYMBOL, "read-input-file",0};
161 struct scm scm_symbol_write = {TSYMBOL, "write",0};
162 struct scm scm_symbol_display = {TSYMBOL, "display",0};
163
164 struct scm scm_symbol_throw = {TSYMBOL, "throw",0};
165 struct scm scm_symbol_not_a_number = {TSYMBOL, "not-a-number",0};
166 struct scm scm_symbol_not_a_pair = {TSYMBOL, "not-a-pair",0};
167 struct scm scm_symbol_system_error = {TSYMBOL, "system-error",0};
168 struct scm scm_symbol_wrong_number_of_args = {TSYMBOL, "wrong-number-of-args",0};
169 struct scm scm_symbol_wrong_type_arg = {TSYMBOL, "wrong-type-arg",0};
170 struct scm scm_symbol_unbound_variable = {TSYMBOL, "unbound-variable",0};
171
172 struct scm scm_symbol_argv = {TSYMBOL, "%argv",0};
173 struct scm scm_symbol_mes_prefix = {TSYMBOL, "%prefix",0};
174 struct scm scm_symbol_mes_version = {TSYMBOL, "%version",0};
175
176 struct scm scm_symbol_car = {TSYMBOL, "car",0};
177 struct scm scm_symbol_cdr = {TSYMBOL, "cdr",0};
178 struct scm scm_symbol_pmatch_car = {TSYMBOL, "pmatch-car",0};
179 struct scm scm_symbol_pmatch_cdr = {TSYMBOL, "pmatch-cdr",0};
180
181 struct scm scm_vm_evlis = {TSPECIAL, "*vm-evlis*",0};
182 struct scm scm_vm_evlis2 = {TSPECIAL, "*vm-evlis2*",0};
183 struct scm scm_vm_evlis3 = {TSPECIAL, "*vm-evlis3*",0};
184 struct scm scm_vm_apply = {TSPECIAL, "core:apply",0};
185 struct scm scm_vm_apply2 = {TSPECIAL, "*vm-apply2*",0};
186 struct scm scm_vm_eval = {TSPECIAL, "core:eval",0};
187
188 struct scm scm_vm_eval_pmatch_car = {TSPECIAL, "*vm-eval-pmatch-car*",0};
189 struct scm scm_vm_eval_pmatch_cdr = {TSPECIAL, "*vm-eval-pmatch-cdr*",0};
190 struct scm scm_vm_eval_define = {TSPECIAL, "*vm-eval-define*",0};
191
192 struct scm scm_vm_eval_set_x = {TSPECIAL, "*vm-eval-set!*",0};
193 struct scm scm_vm_eval_macro_expand_eval = {TSPECIAL, "*vm:eval-macro-expand-eval*",0};
194 struct scm scm_vm_eval_macro_expand_expand = {TSPECIAL, "*vm:eval-macro-expand-expand*",0};
195 struct scm scm_vm_eval_check_func = {TSPECIAL, "*vm-eval-check-func*",0};
196 struct scm scm_vm_eval2 = {TSPECIAL, "*vm-eval2*",0};
197 struct scm scm_vm_macro_expand = {TSPECIAL, "core:macro-expand",0};
198 struct scm scm_vm_macro_expand_define = {TSPECIAL, "*vm:core:macro-expand-define*",0};
199 struct scm scm_vm_macro_expand_define_macro = {TSPECIAL, "*vm:core:macro-expand-define-macro*",0};
200 struct scm scm_vm_macro_expand_lambda = {TSPECIAL, "*vm:core:macro-expand-lambda*",0};
201 struct scm scm_vm_macro_expand_set_x = {TSPECIAL, "*vm:core:macro-expand-set!*",0};
202 struct scm scm_vm_begin_expand_primitive_load = {TSPECIAL, "*vm:core:begin-expand-primitive-load*",0};
203 struct scm scm_vm_begin_primitive_load = {TSPECIAL, "*vm:core:begin-primitive-load*",0};
204 struct scm scm_vm_macro_expand_car = {TSPECIAL, "*vm:core:macro-expand-car*",0};
205 struct scm scm_vm_macro_expand_cdr = {TSPECIAL, "*vm:macro-expand-cdr*",0};
206 struct scm scm_vm_begin_expand = {TSPECIAL, "*vm:begin-expand*",0};
207 struct scm scm_vm_begin_expand_eval = {TSPECIAL, "*vm:begin-expand-eval*",0};
208 struct scm scm_vm_begin_expand_macro = {TSPECIAL, "*vm:begin-expand-macro*",0};
209 struct scm scm_vm_begin = {TSPECIAL, "*vm-begin*",0};
210 struct scm scm_vm_begin_read_input_file = {TSPECIAL, "*vm-begin-read-input-file*",0};
211 struct scm scm_vm_begin_eval = {TSPECIAL, "*vm:begin-eval*",0};
212 struct scm scm_vm_if = {TSPECIAL, "*vm-if*",0};
213 struct scm scm_vm_if_expr = {TSPECIAL, "*vm-if-expr*",0};
214 struct scm scm_vm_call_with_values2 = {TSPECIAL, "*vm-call-with-values2*",0};
215 struct scm scm_vm_call_with_current_continuation2 = {TSPECIAL, "*vm-call-with-current-continuation2*",0};
216 struct scm scm_vm_return = {TSPECIAL, "*vm-return*",0};
217
218 struct scm scm_symbol_gnuc = {TSYMBOL, "%gnuc",0};
219 struct scm scm_symbol_mesc = {TSYMBOL, "%mesc",0};
220
221 struct scm scm_test = {TSYMBOL, "test",0};
222
223 #if !_POSIX_SOURCE
224 #include "mes.mes.symbols.h"
225 #else
226 #include "mes.symbols.h"
227 #endif
228
229 SCM tmp;
230 SCM tmp_num;
231 SCM tmp_num2;
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 #define VARIABLE_GLOBAL_P(x) g_cells[x].cdr
268
269 #define CLOSURE(x) g_cells[x].cdr
270 #define CONTINUATION(x) g_cells[x].cdr
271
272 #define FUNCTION(x) g_functions[g_cells[x].cdr]
273 #define FUNCTION0(x) g_functions[g_cells[x].cdr].function
274 #define MACRO(x) g_cells[x].cdr
275 #define VALUE(x) g_cells[x].cdr
276 #define VECTOR(x) g_cells[x].cdr
277
278 #define NLENGTH(x) g_news[x].car
279
280 #define NVALUE(x) g_news[x].cdr
281 #define NVECTOR(x) g_news[x].cdr
282
283 #else
284 #define CONTINUATION(x) g_cells[x].cdr
285 #define HITS(x) g_cells[x].hits
286 #define LENGTH(x) g_cells[x].length
287 #define NAME(x) g_cells[x].name
288 #define STRING(x) g_cells[x].string
289 #define VARIABLE(x) g_cells[x].variable
290 #define VARIABLE_GLOBAL_P(x) g_cells[x].cdr
291
292 #define CLOSURE(x) g_cells[x].closure
293 #define MACRO(x) g_cells[x].macro
294 #define REF(x) g_cells[x].ref
295 #define VALUE(x) g_cells[x].value
296 #define VECTOR(x) g_cells[x].vector
297 #define FUNCTION(x) g_functions[g_cells[x].function]
298 #define FUNCTION0(x) g_functions[g_cells[x].function].function0
299
300 #define NLENGTH(x) g_news[x].length
301
302 #define NVALUE(x) g_news[x].value
303 #define NVECTOR(x) g_news[x].vector
304 #endif
305
306 #define MAKE_CHAR(n) make_cell_ (tmp_num_ (TCHAR), 0, tmp_num2_ (n))
307 #define MAKE_CONTINUATION(n) make_cell_ (tmp_num_ (TCONTINUATION), n, g_stack)
308 #define MAKE_NUMBER(n) make_cell_ (tmp_num_ (TNUMBER), 0, tmp_num2_ (n))
309 #define MAKE_REF(n) make_cell_ (tmp_num_ (TREF), n, 0)
310 #define MAKE_STRING(x) make_cell_ (tmp_num_ (TSTRING), x, 0)
311 #define MAKE_KEYWORD(x) make_cell_ (tmp_num_ (TKEYWORD), x, 0)
312 #define MAKE_MACRO(name, x) make_cell_ (tmp_num_ (TMACRO), STRING (name), x)
313
314 #define CAAR(x) CAR (CAR (x))
315 #define CADR(x) CAR (CDR (x))
316 #define CDAR(x) CDR (CAR (x))
317 #define CDDR(x) CDR (CDR (x))
318 #define CADAR(x) CAR (CDR (CAR (x)))
319 #define CADDR(x) CAR (CDR (CDR (x)))
320 #define CDADAR(x) CAR (CDR (CAR (CDR (x))))
321
322 SCM
323 alloc (int n)
324 {
325   assert (g_free + n < ARENA_SIZE);
326   SCM x = g_free;
327   g_free += n;
328   return x;
329 }
330
331 SCM
332 tmp_num_ (int x)
333 {
334   VALUE (tmp_num) = x;
335   return tmp_num;
336 }
337
338 SCM
339 tmp_num2_ (int x)
340 {
341   VALUE (tmp_num2) = x;
342   return tmp_num2;
343 }
344
345 SCM
346 make_cell_ (SCM type, SCM car, SCM cdr)
347 {
348   SCM x = alloc (1);
349   assert (TYPE (type) == TNUMBER);
350   TYPE (x) = VALUE (type);
351   if (VALUE (type) == TCHAR || VALUE (type) == TNUMBER)
352     {
353       if (car)
354         CAR (x) = CAR (car);
355       if (cdr)
356         CDR (x) = CDR (cdr);
357     }
358   else if (VALUE (type) == TFUNCTION)
359     {
360       if (car)
361         CAR (x) = car;
362       if (cdr)
363         CDR (x) = CDR (cdr);
364     }
365   else
366     {
367       CAR (x) = car;
368       CDR (x) = cdr;
369     }
370   return x;
371 }
372
373 SCM
374 make_symbol_ (SCM s) ///((internal))
375 {
376   VALUE (tmp_num) = TSYMBOL;
377   SCM x = make_cell_ (tmp_num, s, 0);
378   g_symbols = cons (x, g_symbols);
379   return x;
380 }
381
382 SCM
383 list_of_char_equal_p (SCM a, SCM b) ///((internal))
384 {
385   while (a != cell_nil && b != cell_nil && VALUE (CAR (a)) == VALUE (CAR (b)))
386     {
387       assert (TYPE (CAR (a)) == TCHAR);
388       assert (TYPE (CAR (b)) == TCHAR);
389       a = CDR (a);
390       b = CDR (b);
391     }
392   return (a == cell_nil && b == cell_nil) ? cell_t : cell_f;
393 }
394
395 SCM
396 lookup_symbol_ (SCM s)
397 {
398   SCM x = g_symbols;
399   while (x)
400     {
401       if (list_of_char_equal_p (STRING (CAR (x)), s) == cell_t)
402         break;
403       x = CDR (x);
404     }
405   if (x)
406     x = CAR (x);
407   if (!x)
408     x = make_symbol_ (s);
409   return x;
410 }
411
412 SCM
413 type_ (SCM x)
414 {
415   return MAKE_NUMBER (TYPE (x));
416 }
417
418 SCM
419 car_ (SCM x)
420 {
421   return (TYPE (x) != TCONTINUATION
422           && (TYPE (CAR (x)) == TPAIR // FIXME: this is weird
423               || TYPE (CAR (x)) == TREF
424               || TYPE (CAR (x)) == TSPECIAL
425               || TYPE (CAR (x)) == TSYMBOL
426               || TYPE (CAR (x)) == TSTRING)) ? CAR (x) : MAKE_NUMBER (CAR (x));
427 }
428
429 SCM
430 cdr_ (SCM x)
431 {
432   return (TYPE (x) != TCHAR
433           && TYPE (x) != TNUMBER
434           && (TYPE (CDR (x)) == TPAIR
435               || TYPE (CDR (x)) == TREF
436               || TYPE (CDR (x)) == TSPECIAL
437               || TYPE (CDR (x)) == TSYMBOL
438               || TYPE (CDR (x)) == TSTRING)) ? CDR (x) : MAKE_NUMBER (CDR (x));
439 }
440
441 SCM
442 arity_ (SCM x)
443 {
444   assert (TYPE (x) == TFUNCTION);
445   return MAKE_NUMBER (FUNCTION (x).arity);
446 }
447
448 SCM
449 cons (SCM x, SCM y)
450 {
451   VALUE (tmp_num) = TPAIR;
452   return make_cell_ (tmp_num, x, y);
453 }
454
455 SCM
456 car (SCM x)
457 {
458 #if !__MESC_MES__
459   if (TYPE (x) != TPAIR)
460     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_symbol_car));
461 #endif
462   return CAR (x);
463 }
464
465 SCM
466 cdr (SCM x)
467 {
468 #if !__MESC_MES__
469   if (TYPE (x) != TPAIR)
470     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_symbol_cdr));
471 #endif
472   return CDR (x);
473 }
474
475 SCM
476 list (SCM x) ///((arity . n))
477 {
478   return x;
479 }
480
481 SCM
482 null_p (SCM x)
483 {
484   return x == cell_nil ? cell_t : cell_f;
485 }
486
487 SCM
488 eq_p (SCM x, SCM y)
489 {
490   return (x == y
491           || ((TYPE (x) == TKEYWORD && TYPE (y) == TKEYWORD
492                && STRING (x) == STRING (y)))
493           || (TYPE (x) == TCHAR && TYPE (y) == TCHAR
494               && VALUE (x) == VALUE (y))
495           || (TYPE (x) == TNUMBER && TYPE (y) == TNUMBER
496               && VALUE (x) == VALUE (y)))
497     ? cell_t : cell_f;
498 }
499
500 SCM
501 values (SCM x) ///((arity . n))
502 {
503   SCM v = cons (0, x);
504   TYPE (v) = TVALUES;
505   return v;
506 }
507
508 SCM
509 acons (SCM key, SCM value, SCM alist)
510 {
511   return cons (cons (key, value), alist);
512 }
513
514 SCM
515 length (SCM x)
516 {
517   int n = 0;
518   while (x != cell_nil)
519     {
520       n++;
521       if (TYPE (x) != TPAIR)
522         return MAKE_NUMBER (-1);
523       x = CDR (x);
524     }
525   return MAKE_NUMBER (n);
526 }
527
528 SCM apply (SCM, SCM, SCM);
529
530 SCM
531 error (SCM key, SCM x)
532 {
533 #if !__MESC_MES__
534   SCM throw;
535   if ((throw = assq_ref_env (cell_symbol_throw, r0)) != cell_undefined)
536     return apply (throw, cons (key, cons (x, cell_nil)), r0);
537 #endif
538   display_error_ (key);
539   eputs (": ");
540   write_error_ (x);
541   eputs ("\n");
542   exit (1);
543 }
544
545 SCM
546 cstring_to_list (char const* s)
547 {
548   SCM p = cell_nil;
549   int i = strlen (s);
550   while (i--)
551     p = cons (MAKE_CHAR (s[i]), p);
552   return p;
553 }
554
555 // \f extra lib
556 SCM
557 assert_defined (SCM x, SCM e) ///((internal))
558 {
559   if (e == cell_undefined)
560     return error (cell_symbol_unbound_variable, x);
561   return e;
562 }
563
564 SCM
565 check_formals (SCM f, SCM formals, SCM args) ///((internal))
566 {
567   int flen = (TYPE (formals) == TNUMBER) ? VALUE (formals) : VALUE (length (formals));
568   int alen = VALUE (length (args));
569   if (alen != flen && alen != -1 && flen != -1)
570     {
571       char *s = "apply: wrong number of arguments; expected: ";
572       eputs (s);
573       eputs (itoa (flen));
574       eputs (", got: ");
575       eputs (itoa (alen));
576       eputs ("\n");
577       write_error_ (f);
578       SCM e = MAKE_STRING (cstring_to_list (s));
579       return error (cell_symbol_wrong_number_of_args, cons (e, f));
580     }
581   return cell_unspecified;
582 }
583
584 SCM
585 check_apply (SCM f, SCM e) ///((internal))
586 {
587   char* type = 0;
588   if (f == cell_f || f == cell_t)
589     type = "bool";
590   if (f == cell_nil)
591     type = "nil";
592   if (f == cell_unspecified)
593     type = "*unspecified*";
594   if (f == cell_undefined)
595     type = "*undefined*";
596   if (TYPE (f) == TCHAR)
597     type = "char";
598   if (TYPE (f) == TNUMBER)
599     type = "number";
600   if (TYPE (f) == TSTRING)
601     type = "string";
602
603   if (type)
604     {
605       char *s = "cannot apply: ";
606       eputs (s);
607       eputs (type);
608       eputs ("[");
609       write_error_ (e);
610       eputs ("]\n");
611       SCM e = MAKE_STRING (cstring_to_list (s));
612       return error (cell_symbol_wrong_type_arg, cons (e, f));
613     }
614   return cell_unspecified;
615 }
616
617 SCM
618 gc_push_frame () ///((internal))
619 {
620   SCM frame = cons (r1, cons (r2, cons (r3, cons (r0, cell_nil))));
621   g_stack = cons (frame, g_stack);
622   return g_stack;
623 }
624
625 SCM
626 append2 (SCM x, SCM y)
627 {
628   if (x == cell_nil)
629     return y;
630   if (TYPE (x) != TPAIR)
631     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_append2));
632   return cons (car (x), append2 (cdr (x), y));
633 }
634
635 SCM
636 pairlis (SCM x, SCM y, SCM a)
637 {
638   if (x == cell_nil)
639     return a;
640   if (TYPE (x) != TPAIR)
641     return cons (cons (x, y), a);
642   return cons (cons (car (x), car (y)),
643                pairlis (cdr (x), cdr (y), a));
644 }
645
646 SCM
647 call (SCM fn, SCM x)
648 {
649   if ((FUNCTION (fn).arity > 0 || FUNCTION (fn).arity == -1)
650       && x != cell_nil && TYPE (CAR (x)) == TVALUES)
651     x = cons (CADAR (x), CDR (x));
652   if ((FUNCTION (fn).arity > 1 || FUNCTION (fn).arity == -1)
653       && x != cell_nil && TYPE (CDR (x)) == TPAIR && TYPE (CADR (x)) == TVALUES)
654     x = cons (CAR (x), cons (CDADAR (x), CDR (x)));
655   switch (FUNCTION (fn).arity)
656     {
657 #if __MESC__ || !_POSIX_SOURCE
658     case 0: return (FUNCTION (fn).function) ();
659     case 1: return ((SCM(*)(SCM))(FUNCTION (fn).function)) (CAR (x));
660     case 2: return ((SCM(*)(SCM,SCM))(FUNCTION (fn).function)) (CAR (x), CADR (x));
661     case 3: return ((SCM(*)(SCM,SCM,SCM))(FUNCTION (fn).function)) (CAR (x), CADR (x), CAR (CDDR (x)));
662     case -1: return ((SCM(*)(SCM))(FUNCTION (fn).function)) (x);
663     default: return ((SCM(*)(SCM))(FUNCTION (fn).function)) (x);
664 #else
665     case 0: return FUNCTION (fn).function0 ();
666     case 1: return FUNCTION (fn).function1 (CAR (x));
667     case 2: return FUNCTION (fn).function2 (CAR (x), CADR (x));
668     case 3: return FUNCTION (fn).function3 (CAR (x), CADR (x), CAR (CDDR (x)));
669     case -1: return FUNCTION (fn).functionn (x);
670 #endif
671     }
672
673   return cell_unspecified;
674 }
675
676 SCM
677 assq (SCM x, SCM a)
678 {
679   switch (TYPE (x))
680     {
681     case TCHAR:
682     case TNUMBER:
683       {
684         SCM v = VALUE (x);
685         while (a != cell_nil && v != VALUE (CAAR (a)))
686           a = CDR (a);
687         break;
688       }
689     case TKEYWORD:
690       {
691         SCM v = STRING (x);
692         while (a != cell_nil && v != STRING (CAAR (a)))
693           a = CDR (a);
694         break;
695       }
696       // case TSYMBOL:
697       // case TSPECIAL:
698     default:
699       while (a != cell_nil && x != CAAR (a))
700         a = CDR (a);
701     }
702   return a != cell_nil ? CAR (a) : cell_f;
703 }
704
705 SCM
706 assq_ref_env (SCM x, SCM a)
707 {
708   x = assq (x, a);
709   if (x == cell_f)
710     return cell_undefined;
711   return CDR (x);
712 }
713
714 SCM
715 set_car_x (SCM x, SCM e)
716 {
717   if (TYPE (x) != TPAIR)
718     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_set_car_x));
719   CAR (x) = e;
720   return cell_unspecified;
721 }
722
723 SCM
724 set_cdr_x (SCM x, SCM e)
725 {
726   if (TYPE (x) != TPAIR)
727     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_set_cdr_x));
728   CDR (x) = e;
729   return cell_unspecified;
730 }
731
732 SCM
733 set_env_x (SCM x, SCM e, SCM a)
734 {
735   SCM p;
736   if (TYPE (x) == TVARIABLE)
737     p = VARIABLE (x);
738   else
739     p = assert_defined (x, assq (x, a));
740   if (TYPE (p) != TPAIR)
741     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (p, x));
742   return set_cdr_x (p, e);
743 }
744
745 SCM
746 call_lambda (SCM e, SCM x, SCM aa, SCM a) ///((internal))
747 {
748   SCM cl = cons (cons (cell_closure, x), x);
749   r1 = e;
750   r0 = cl;
751   return cell_unspecified;
752 }
753
754 SCM
755 make_closure_ (SCM args, SCM body, SCM a) ///((internal))
756 {
757   return make_cell_ (tmp_num_ (TCLOSURE), cell_f, cons (cons (cell_circular, a), cons (args, body)));
758 }
759
760 SCM
761 make_variable_ (SCM var, SCM global_p) ///((internal))
762 {
763   return make_cell_ (tmp_num_ (TVARIABLE), var, global_p);
764 }
765
766 SCM
767 lookup_macro_ (SCM x, SCM a) ///((internal))
768 {
769   if (TYPE (x) != TSYMBOL)
770     return cell_f;
771   SCM m = assq (x, a);
772   if (m != cell_f)
773     return MACRO (CDR (m));
774   return cell_f;
775 }
776
777 SCM
778 push_cc (SCM p1, SCM p2, SCM a, SCM c) ///((internal))
779 {
780   SCM x = r3;
781   r3 = c;
782   r2 = p2;
783   gc_push_frame ();
784   r1 = p1;
785   r0 = a;
786   r3 = x;
787   return cell_unspecified;
788 }
789
790 SCM
791 gc_peek_frame () ///((internal))
792 {
793   SCM frame = CAR (g_stack);
794   r1 = CAR (frame);
795   r2 = CADR (frame);
796   r3 = CAR (CDDR (frame));
797   r0 = CADR (CDDR (frame));
798   return frame;
799 }
800
801 SCM
802 gc_pop_frame () ///((internal))
803 {
804   SCM frame = gc_peek_frame (g_stack);
805   g_stack = CDR (g_stack);
806   return frame;
807 }
808
809 char const* string_to_cstring (SCM s);
810
811 SCM
812 add_formals (SCM formals, SCM x)
813 {
814   while (TYPE (x) == TPAIR)
815     {
816       formals = cons (CAR (x), formals);
817       x = CDR (x);
818     }
819   if (TYPE (x) == TSYMBOL)
820     formals = cons (x, formals);
821   return formals;
822 }
823
824 int
825 formal_p (SCM x, SCM formals) /// ((internal))
826 {
827   if (TYPE (formals) == TSYMBOL)
828     {
829       if (x == formals)
830         return x;
831       else return cell_f;
832     }
833   while (TYPE (formals) == TPAIR && CAR (formals) != x)
834     formals = CDR (formals);
835   if (TYPE (formals) == TSYMBOL)
836     return formals == x;
837   return TYPE (formals) == TPAIR;
838 }
839
840 SCM
841 expand_variable_ (SCM x, SCM formals, int top_p) ///((internal))
842 {
843   while (TYPE (x) == TPAIR)
844     {
845       if (TYPE (CAR (x)) == TPAIR)
846         {
847           if (CAAR (x) == cell_symbol_lambda)
848             {
849               SCM f = CAR (CDAR (x));
850               formals = add_formals (formals, f);
851             }
852           else if (CAAR (x) == cell_symbol_define
853                    || CAAR (x) == cell_symbol_define_macro)
854             {
855               SCM f = CAR (CDAR (x));
856               formals = add_formals (formals, f);
857             }
858           if (CAAR (x) != cell_symbol_quote)
859             expand_variable_ (CAR (x), formals, 0);
860         }
861       else
862         {
863           if (CAR (x) == cell_symbol_lambda)
864             {
865               SCM f = CADR (x);
866               formals = add_formals (formals, f);
867               x = CDR (x);
868             }
869           else if (CAR (x) == cell_symbol_define
870                    || CAR (x) == cell_symbol_define_macro)
871             {
872               SCM f = CADR (x);
873               if (top_p && TYPE (f) == TPAIR)
874                 f = CDR (f);
875               formals = add_formals (formals, f);
876               x = CDR (x);
877             }
878           else if (CAR (x) == cell_symbol_quote)
879             return cell_unspecified;
880           else if (TYPE (CAR (x)) == TSYMBOL
881                    && CAR (x) != cell_begin
882                    && CAR (x) != cell_symbol_begin
883                    && CAR (x) != cell_symbol_current_module
884                    && CAR (x) != cell_symbol_primitive_load
885                    && CAR (x) != cell_symbol_if // HMM
886                    && !formal_p (CAR (x), formals))
887             {
888               SCM v = assq (CAR (x), r0);
889               if (v != cell_f)
890                 CAR (x) = make_variable_ (v, cell_t);
891             }
892         }
893       x = CDR (x);
894       top_p = 0;
895     }
896   return cell_unspecified;
897 }
898
899 SCM
900 expand_variable (SCM x, SCM formals) ///((internal))
901 {
902   return expand_variable_ (x, formals, 1);
903 }
904
905 SCM
906 eval_apply ()
907 {
908  eval_apply:
909   gc_check ();
910   switch (r3)
911     {
912     case cell_vm_evlis: goto evlis;
913     case cell_vm_evlis2: goto evlis2;
914     case cell_vm_evlis3: goto evlis3;
915     case cell_vm_apply: goto apply;
916     case cell_vm_apply2: goto apply2;
917     case cell_vm_eval: goto eval;
918     case cell_vm_eval_pmatch_car: goto eval_pmatch_car;
919     case cell_vm_eval_pmatch_cdr: goto eval_pmatch_cdr;
920     case cell_vm_eval_define: goto eval_define;
921     case cell_vm_eval_set_x: goto eval_set_x;
922     case cell_vm_eval_macro_expand_eval: goto eval_macro_expand_eval;
923     case cell_vm_eval_macro_expand_expand: goto eval_macro_expand_expand;
924     case cell_vm_eval_check_func: goto eval_check_func;
925     case cell_vm_eval2: goto eval2;
926     case cell_vm_macro_expand: goto macro_expand;
927     case cell_vm_macro_expand_define: goto macro_expand_define;
928     case cell_vm_macro_expand_define_macro: goto macro_expand_define_macro;
929     case cell_vm_macro_expand_lambda: goto macro_expand_lambda;
930     case cell_vm_macro_expand_set_x: goto macro_expand_set_x;
931     case cell_vm_macro_expand_car: goto macro_expand_car;
932     case cell_vm_macro_expand_cdr: goto macro_expand_cdr;
933     case cell_vm_begin: goto begin;
934     case cell_vm_begin_eval: goto begin_eval;
935     case cell_vm_begin_primitive_load: goto begin_primitive_load;
936     case cell_vm_begin_expand: goto begin_expand;
937     case cell_vm_begin_expand_eval: goto begin_expand_eval;
938     case cell_vm_begin_expand_macro: goto begin_expand_macro;
939     case cell_vm_begin_expand_primitive_load: goto begin_expand_primitive_load;
940     case cell_vm_if: goto vm_if;
941     case cell_vm_if_expr: goto if_expr;
942     case cell_vm_call_with_current_continuation2: goto call_with_current_continuation2;
943     case cell_vm_call_with_values2: goto call_with_values2;
944     case cell_vm_return: goto vm_return;
945     case cell_unspecified: return r1;
946     default:
947       assert (0);
948     }
949
950   SCM x = cell_nil;
951  evlis:
952   gc_check ();
953   if (r1 == cell_nil)
954     goto vm_return;
955   if (TYPE (r1) != TPAIR)
956     goto eval;
957   push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_evlis2);
958   goto eval;
959  evlis2:
960   push_cc (CDR (r2), r1, r0, cell_vm_evlis3);
961   goto evlis;
962  evlis3:
963   r1 = cons (r2, r1);
964   goto vm_return;
965
966  apply:
967   gc_check ();
968   switch (TYPE (CAR (r1)))
969     {
970     case TFUNCTION:
971       {
972         check_formals (CAR (r1), MAKE_NUMBER (FUNCTION (CAR (r1)).arity), CDR (r1));
973         r1 = call (CAR (r1), CDR (r1)); /// FIXME: move into eval_apply
974         goto vm_return;
975       }
976     case TCLOSURE:
977       {
978         SCM cl = CLOSURE (CAR (r1));
979         SCM body = CDDR (cl);
980         SCM formals = CADR (cl);
981         SCM args = CDR (r1);
982         SCM aa = CDAR (cl);
983         aa = CDR (aa);
984         check_formals (CAR (r1), formals, CDR (r1));
985         SCM p = pairlis (formals, args, aa);
986         call_lambda (body, p, aa, r0);
987         goto begin;
988       }
989     case TCONTINUATION:
990       {
991         x = r1;
992         g_stack = CONTINUATION (CAR (r1));
993         gc_pop_frame ();
994         r1 = CADR (x);
995         goto eval_apply;
996       }
997     case TSPECIAL:
998       {
999         switch (CAR (r1))
1000           {
1001           case cell_vm_apply:
1002             {
1003               push_cc (cons (CADR (r1), CADDR (r1)), r1, r0, cell_vm_return);
1004               goto apply;
1005             }
1006           case cell_vm_eval:
1007             {
1008               push_cc (CADR (r1), r1, CADDR (r1), cell_vm_return);
1009               goto eval;
1010             }
1011           case cell_call_with_current_continuation:
1012             {
1013               r1 = CDR (r1);
1014               goto call_with_current_continuation;
1015             }
1016           default: check_apply (cell_f, CAR (r1));
1017           }
1018       }
1019     case TSYMBOL:
1020       {
1021         if (CAR (r1) == cell_symbol_call_with_values)
1022           {
1023             r1 = CDR (r1);
1024             goto call_with_values;
1025           }
1026         if (CAR (r1) == cell_symbol_current_module)
1027           {
1028             r1 = r0;
1029             goto vm_return;
1030           }
1031         break;
1032       }
1033     case TPAIR:
1034       {
1035         switch (CAAR (r1))
1036           {
1037           case cell_symbol_lambda:
1038             {
1039               SCM formals = CADR (CAR (r1));
1040               SCM args = CDR (r1);
1041               SCM body = CDDR (CAR (r1));
1042               SCM p = pairlis (formals, CDR (r1), r0);
1043               check_formals (r1, formals, args);
1044               call_lambda (body, p, p, r0);
1045               goto begin;
1046             }
1047           }
1048       }
1049     }
1050   push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_apply2);
1051   goto eval;
1052  apply2:
1053   check_apply (r1, CAR (r2));
1054   r1 = cons (r1, CDR (r2));
1055   goto apply;
1056
1057  eval:
1058   gc_check ();
1059   switch (TYPE (r1))
1060     {
1061     case TPAIR:
1062       {
1063         switch (CAR (r1))
1064           {
1065           case cell_symbol_pmatch_car:
1066             {
1067               push_cc (CADR (r1), r1, r0, cell_vm_eval_pmatch_car);
1068               goto eval;
1069             eval_pmatch_car:
1070               x = r1;
1071               gc_pop_frame ();
1072               r1 = CAR (x);
1073               goto eval_apply;
1074             }
1075           case cell_symbol_pmatch_cdr:
1076             {
1077               push_cc (CADR (r1), r1, r0, cell_vm_eval_pmatch_cdr);
1078               goto eval;
1079             eval_pmatch_cdr:
1080               x = r1;
1081               gc_pop_frame ();
1082               r1 = CDR (x);
1083               goto eval_apply;
1084             }
1085           case cell_symbol_quote:
1086             {
1087               x = r1;
1088               gc_pop_frame ();
1089               r1 = CADR (x);
1090               goto eval_apply;
1091             }
1092           case cell_symbol_begin: goto begin;
1093           case cell_symbol_lambda:
1094             {
1095               r1 = make_closure_ (CADR (r1), CDDR (r1), r0);
1096               goto vm_return;
1097             }
1098           case cell_symbol_if:
1099             {
1100               r1=CDR (r1);
1101               goto vm_if;
1102             }
1103           case cell_symbol_set_x:
1104             {
1105               push_cc (CAR (CDDR (r1)), r1, r0, cell_vm_eval_set_x);
1106               goto eval;
1107             eval_set_x:
1108               r1 = set_env_x (CADR (r2), r1, r0);
1109               goto vm_return;
1110             }
1111           case cell_vm_macro_expand:
1112             {
1113               push_cc (CADR (r1), r1, r0, cell_vm_eval_macro_expand_eval);
1114               goto eval;
1115             eval_macro_expand_eval:
1116               push_cc (r1, r2, r0, cell_vm_eval_macro_expand_expand);
1117               goto macro_expand;
1118             eval_macro_expand_expand:
1119               goto vm_return;
1120             }
1121           default:
1122             {
1123               if (TYPE (r1) == TPAIR
1124                   && (CAR (r1) == cell_symbol_define
1125                       || CAR (r1) == cell_symbol_define_macro))
1126                 {
1127                   int global_p = CAAR (r0) != cell_closure;
1128                   int macro_p = CAR (r1) == cell_symbol_define_macro;
1129                   if (global_p)
1130                     {
1131                       SCM name = CADR (r1);
1132                       if (TYPE (CADR (r1)) == TPAIR)
1133                         name = CAR (name);
1134                       if (macro_p)
1135                         {
1136                           SCM entry = assq (name, g_macros);
1137                           if (entry == cell_f)
1138                             {
1139                               entry = cons (name, cell_f);
1140                               g_macros = cons (entry, g_macros);
1141                             }
1142                         }
1143                       else
1144                         {
1145                           SCM entry = assq (name, r0);
1146                           if (entry == cell_f)
1147                             {
1148                               entry = cons (name, cell_f);
1149                               SCM aa = cons (entry, cell_nil);
1150                               set_cdr_x (aa, cdr (r0));
1151                               set_cdr_x (r0, aa);
1152                             }
1153                         }
1154                     }
1155                   r2 = r1;
1156                   if (TYPE (CADR (r1)) != TPAIR)
1157                     {
1158                       push_cc (CAR (CDDR (r1)), r2, cons (cons (CADR (r1), CADR (r1)), r0), cell_vm_eval_define);
1159                       goto eval;
1160                     }
1161                   else
1162                     {
1163                       SCM p = pairlis (CADR (r1), CADR (r1), r0);
1164                       SCM formals = CDR (CADR (r1));
1165                       SCM body = CDDR (r1);
1166
1167                       if (macro_p || global_p)
1168                         expand_variable (body, formals);
1169                       r1 = cons (cell_symbol_lambda, cons (formals, body));
1170                       push_cc (r1, r2, p, cell_vm_eval_define);
1171                       goto eval;
1172                     }
1173                 eval_define:;
1174                   SCM name = CADR (r2);
1175                   if (TYPE (CADR (r2)) == TPAIR)
1176                     name = CAR (name);
1177                   if (macro_p)
1178                     {
1179                       SCM entry = assq (name, g_macros);
1180                       r1 = MAKE_MACRO (name, r1);
1181                       set_cdr_x (entry, r1);
1182                     }
1183                   else if (global_p)
1184                     {
1185                       SCM entry = assq (name, r0);
1186                       set_cdr_x (entry, r1);
1187                     }
1188                   else
1189                     {
1190                       SCM entry = cons (name, r1);
1191                       SCM aa = cons (entry, cell_nil);
1192                       set_cdr_x (aa, cdr (r0));
1193                       set_cdr_x (r0, aa);
1194                       SCM cl = assq (cell_closure, r0);
1195                       set_cdr_x (cl, aa);
1196                     }
1197                   r1 = cell_unspecified;
1198                   goto vm_return;
1199                 }
1200               push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_eval_check_func);
1201               goto eval;
1202             eval_check_func:
1203               push_cc (CDR (r2), r2, r0, cell_vm_eval2);
1204               goto evlis;
1205             eval2:
1206               r1 = cons (CAR (r2), r1);
1207               goto apply;
1208             }
1209           }
1210       }
1211     case TSYMBOL:
1212       {
1213         if (r1 == cell_symbol_current_module)
1214           goto vm_return;
1215         if (r1 == cell_symbol_begin) // FIXME
1216           {
1217             r1 = cell_begin;
1218             goto vm_return;
1219           }
1220         r1 = assert_defined (r1, assq_ref_env (r1, r0));
1221         goto vm_return;
1222       }
1223     case TVARIABLE:
1224       {
1225         r1 = CDR (VARIABLE (r1));
1226         goto vm_return;
1227       }
1228     default: goto vm_return;
1229     }
1230
1231  macro_expand:
1232   {
1233     SCM macro;
1234     SCM expanders;
1235
1236     if (TYPE (r1) != TPAIR || CAR (r1) == cell_symbol_quote)
1237       goto vm_return;
1238
1239     if (CAR (r1) == cell_symbol_lambda)
1240       {
1241         push_cc (CDDR (r1), r1, r0, cell_vm_macro_expand_lambda);
1242         goto macro_expand;
1243       macro_expand_lambda:
1244         CDDR (r2) = r1;
1245         r1 = r2;
1246         goto vm_return;
1247       }
1248
1249     if (TYPE (r1) == TPAIR
1250         && (macro = lookup_macro_ (CAR (r1), g_macros)) != cell_f)
1251       {
1252         r1 = cons (macro, CDR (r1));
1253         push_cc (r1, cell_nil, r0, cell_vm_macro_expand);
1254         goto apply;
1255       }
1256
1257     if (CAR (r1) == cell_symbol_define
1258         || CAR (r1) == cell_symbol_define_macro)
1259       {
1260         push_cc (CDDR (r1), r1, r0, cell_vm_macro_expand_define);
1261         goto macro_expand;
1262       macro_expand_define:
1263         CDDR (r2) = r1;
1264         r1 = r2;
1265         if (CAR (r1) == cell_symbol_define_macro)
1266           {
1267             push_cc (r1, r1, r0, cell_vm_macro_expand_define_macro);
1268             goto eval;
1269           macro_expand_define_macro:
1270             r1 = r2;
1271           }
1272         goto vm_return;
1273       }
1274
1275     if (CAR (r1) == cell_symbol_set_x)
1276       {
1277         push_cc (CDDR (r1), r1, r0, cell_vm_macro_expand_set_x);
1278         goto macro_expand;
1279       macro_expand_set_x:
1280         CDDR (r2) = r1;
1281         r1 = r2;
1282         goto vm_return;
1283       }
1284
1285     if (TYPE (r1) == TPAIR
1286         && TYPE (CAR (r1)) == TSYMBOL
1287         && CAR (r1) != cell_symbol_begin
1288         && ((macro = assq (cell_symbol_portable_macro_expand, g_macros)) != cell_f)
1289         && ((expanders = assq_ref_env (cell_symbol_sc_expander_alist, r0)) != cell_undefined)
1290         && ((macro = assq (CAR (r1), expanders)) != cell_f))
1291       {
1292         SCM sc_expand = assq_ref_env (cell_symbol_macro_expand, r0);
1293         r2 = r1;
1294         if (sc_expand != cell_undefined && sc_expand != cell_f)
1295           {
1296             r1 = cons (sc_expand, cons (r1, cell_nil));
1297             goto apply;
1298           }
1299       }
1300
1301     push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_macro_expand_car);
1302     goto macro_expand;
1303
1304   macro_expand_car:
1305     CAR (r2) = r1;
1306     r1 = r2;
1307     if (CDR (r1) == cell_nil)
1308       goto vm_return;
1309
1310     push_cc (CDR (r1), r1, r0, cell_vm_macro_expand_cdr);
1311     goto macro_expand;
1312
1313   macro_expand_cdr:
1314     CDR (r2) = r1;
1315     r1 = r2;
1316
1317     goto vm_return;
1318   }
1319
1320  begin:
1321   x = cell_unspecified;
1322   while (r1 != cell_nil)
1323     {
1324       gc_check ();
1325       if (TYPE (r1) == TPAIR)
1326         {
1327           if (CAAR (r1) == cell_symbol_primitive_load)
1328             {
1329               SCM program = cons (CAR (r1), cell_nil);
1330               push_cc (program, r1, r0, cell_vm_begin_primitive_load);
1331               goto begin_expand;
1332             begin_primitive_load:
1333               CAR (r2) = r1;
1334               r1 = r2;
1335             }
1336         }
1337
1338       if (TYPE (r1) == TPAIR && TYPE (CAR (r1)) == TPAIR)
1339         {
1340           if (CAAR (r1) == cell_symbol_begin)
1341             r1 = append2 (CDAR (r1), CDR (r1));
1342         }
1343       if (CDR (r1) == cell_nil)
1344         {
1345           r1 = CAR (r1);
1346           goto eval;
1347         }
1348       push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_begin_eval);
1349       goto eval;
1350     begin_eval:
1351       x = r1;
1352       r1 = CDR (r2);
1353     }
1354   r1 = x;
1355   goto vm_return;
1356
1357
1358  begin_expand:
1359   x = cell_unspecified;
1360   while (r1 != cell_nil)
1361     {
1362       gc_check ();
1363
1364       if (TYPE (r1) == TPAIR)
1365         {
1366           if (TYPE (CAR (r1)) == TPAIR && CAAR (r1) == cell_symbol_begin)
1367             r1 = append2 (CDAR (r1), CDR (r1));
1368           if (CAAR (r1) == cell_symbol_primitive_load)
1369             {
1370               push_cc (CADR (CAR (r1)), r1, r0, cell_vm_begin_expand_primitive_load);
1371               goto eval; // FIXME: expand too?!
1372             begin_expand_primitive_load:;
1373               SCM input; // = current_input_port ();
1374               if (TYPE (r1) == TNUMBER && VALUE (r1) == 0)
1375                 ;
1376               else if (TYPE (r1) == TSTRING)
1377                 input = set_current_input_port (open_input_file (r1));
1378               else
1379                 assert (0);
1380               
1381               push_cc (input, r2, r0, cell_vm_return);
1382               x = read_input_file_env (r0);
1383               gc_pop_frame ();
1384               input = r1;
1385               r1 = x;
1386               set_current_input_port (input);
1387               r1 = cons (cell_symbol_begin, r1);
1388               CAR (r2) = r1;
1389               r1 = r2;
1390               continue;
1391             }
1392         }
1393
1394       push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_begin_expand_macro);
1395       goto macro_expand;
1396     begin_expand_macro:
1397       if (r1 != CAR (r2))
1398         {
1399           CAR (r2) = r1;
1400           r1 = r2;
1401           continue;
1402         }
1403       r1 = r2;
1404       expand_variable (CAR (r1), cell_nil);
1405       //eputs ("expanded r1="); write_error_ (CAR (r1)); eputs ("\n");
1406       push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_begin_expand_eval);
1407       goto eval;
1408     begin_expand_eval:
1409       x = r1;
1410       r1 = CDR (r2);
1411     }
1412   r1 = x;
1413   goto vm_return;
1414
1415  vm_if:
1416   push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_if_expr);
1417   goto eval;
1418  if_expr:
1419   x = r1;
1420   r1 = r2;
1421   if (x != cell_f)
1422     {
1423       r1 = CADR (r1);
1424       goto eval;
1425     }
1426   if (CDDR (r1) != cell_nil)
1427     {
1428       r1 = CAR (CDDR (r1));
1429       goto eval;
1430     }
1431   r1 = cell_unspecified;
1432   goto vm_return;
1433
1434  call_with_current_continuation:
1435   gc_push_frame ();
1436   x = MAKE_CONTINUATION (g_continuations++);
1437   gc_pop_frame ();
1438   push_cc (cons (CAR (r1), cons (x, cell_nil)), x, r0, cell_vm_call_with_current_continuation2);
1439   goto apply;
1440  call_with_current_continuation2:
1441   CONTINUATION (r2) = g_stack;
1442   goto vm_return;
1443
1444  call_with_values:
1445   push_cc (cons (CAR (r1), cell_nil), r1, r0, cell_vm_call_with_values2);
1446   goto apply;
1447  call_with_values2:
1448   if (TYPE (r1) == TVALUES)
1449     r1 = CDR (r1);
1450   r1 = cons (CADR (r2), r1);
1451   goto apply;
1452
1453  vm_return:
1454   x = r1;
1455   gc_pop_frame ();
1456   r1 = x;
1457   goto eval_apply;
1458 }
1459
1460 SCM
1461 apply (SCM f, SCM x, SCM a) ///((internal))
1462 {
1463   push_cc (cons (f, x), cell_unspecified, r0, cell_unspecified);
1464   r3 = cell_vm_apply;
1465   return eval_apply ();
1466 }
1467
1468 SCM
1469 mes_g_stack (SCM a) ///((internal))
1470 {
1471   r0 = a;
1472   r1 = MAKE_CHAR (0);
1473   r2 = MAKE_CHAR (0);
1474   r3 = MAKE_CHAR (0);
1475   g_stack = cons (cell_nil, cell_nil);
1476   return r0;
1477 }
1478
1479 //\f Environment setup
1480
1481 SCM
1482 make_tmps (struct scm* cells)
1483 {
1484   tmp = g_free++;
1485   cells[tmp].type = TCHAR;
1486   tmp_num = g_free++;
1487   cells[tmp_num].type = TNUMBER;
1488   tmp_num2 = g_free++;
1489   cells[tmp_num2].type = TNUMBER;
1490   return 0;
1491 }
1492
1493 #include "posix.c"
1494 #include "math.c"
1495 #include "lib.c"
1496
1497 //\f Jam Collector
1498 SCM g_symbol_max;
1499
1500 SCM
1501 gc_init_cells () ///((internal))
1502 {
1503   g_cells = (struct scm *)malloc (2*ARENA_SIZE*sizeof (struct scm));
1504
1505   TYPE (0) = TVECTOR;
1506   LENGTH (0) = 1000;
1507   VECTOR (0) = 0;
1508 #if __MESC__
1509   g_cells += sizeof (struct scm);
1510 #else
1511   g_cells++;
1512 #endif
1513   TYPE (0) = TCHAR;
1514   VALUE (0) = 'c';
1515   return 0;
1516 }
1517
1518 SCM
1519 gc_init_news () ///((internal))
1520 {
1521 #if __MESC__
1522   char *p = g_cells;
1523   p -= sizeof (struct scm);
1524   p += ARENA_SIZE * sizeof (struct scm);
1525   g_news = p;
1526 #else
1527   g_news = g_cells-1 + ARENA_SIZE;
1528 #endif
1529
1530   NTYPE (0) = TVECTOR;
1531   NLENGTH (0) = 1000;
1532   NVECTOR (0) = 0;
1533 #if __MESC__
1534   g_news += sizeof (struct scm);
1535 #else
1536   g_news++;
1537 #endif
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   make_tmps (g_cells);
1557
1558   g_symbols = 0;
1559   for (int i=1; i<g_symbol_max; i++)
1560     g_symbols = cons (i, g_symbols);
1561
1562   SCM a = cell_nil;
1563
1564 #if !_POSIX_SOURCE
1565 #include "mes.mes.symbol-names.i"
1566 #else
1567 #include "mes.symbol-names.i"
1568 #endif
1569
1570   a = acons (cell_symbol_mes_version, MAKE_STRING (cstring_to_list (VERSION)), a);
1571   a = acons (cell_symbol_mes_prefix, MAKE_STRING (cstring_to_list (PREFIX)), a);
1572
1573   a = acons (cell_symbol_call_with_values, cell_symbol_call_with_values, a);
1574   a = acons (cell_symbol_current_module, cell_symbol_current_module, a);
1575   a = acons (cell_symbol_call_with_current_continuation, cell_call_with_current_continuation, a);
1576
1577
1578 #if __GNUC__
1579   a = acons (cell_symbol_gnuc, cell_t, a);
1580   a = acons (cell_symbol_mesc, cell_f, a);
1581 #else
1582   a = acons (cell_symbol_gnuc, cell_f, a);
1583   a = acons (cell_symbol_mesc, cell_t, a);
1584 #endif
1585   a = acons (cell_closure, a, a);
1586
1587   return a;
1588 }
1589
1590 SCM
1591 mes_environment () ///((internal))
1592 {
1593   SCM a = mes_symbols ();
1594   return mes_g_stack (a);
1595 }
1596
1597 SCM
1598 mes_builtins (SCM a) ///((internal))
1599 {
1600 #if !__GNUC__ || !_POSIX_SOURCE
1601 #include "mes.mes.i"
1602
1603   // Do not sort: Order of these includes define builtins
1604 #include "posix.mes.i"
1605 #include "math.mes.i"
1606 #include "lib.mes.i"
1607 #include "vector.mes.i"
1608 #include "gc.mes.i"
1609 #include "reader.mes.i"
1610
1611 #include "gc.mes.environment.i"
1612 #include "lib.mes.environment.i"
1613 #include "math.mes.environment.i"
1614 #include "mes.mes.environment.i"
1615 #include "posix.mes.environment.i"
1616 #include "reader.mes.environment.i"
1617 #include "vector.mes.environment.i"
1618 #else
1619 #include "mes.i"
1620
1621   // Do not sort: Order of these includes define builtins
1622 #include "posix.i"
1623 #include "math.i"
1624 #include "lib.i"
1625 #include "vector.i"
1626 #include "gc.i"
1627 #include "reader.i"
1628
1629 #include "gc.environment.i"
1630 #include "lib.environment.i"
1631 #include "math.environment.i"
1632 #include "mes.environment.i"
1633 #include "posix.environment.i"
1634 #include "reader.environment.i"
1635 #include "vector.environment.i"
1636 #endif
1637
1638   if (g_debug > 3)
1639     {
1640       fputs ("functions: ", STDERR);
1641       fputs (itoa (g_function), STDERR);
1642       fputs ("\n", STDERR);
1643       for (int i = 0; i < g_function; i++)
1644         {
1645           fputs ("[", STDERR);
1646           fputs (itoa (i), STDERR);
1647           fputs ("]: ", STDERR);
1648           fputs (g_functions[i].name, STDERR);
1649           fputs ("\n", STDERR);
1650         }
1651       fputs ("\n", STDERR);
1652     }
1653
1654   return a;
1655 }
1656
1657 SCM read_input_file_env (SCM);
1658
1659 SCM
1660 load_env (SCM a) ///((internal))
1661 {
1662   r0 = a;
1663   g_stdin = -1;
1664   char boot[128];
1665   char buf[128];
1666   if (getenv ("MES_BOOT"))
1667     strcpy (boot, getenv ("MES_BOOT"));
1668   else
1669     strcpy (boot, "boot-0.scm");
1670   if (getenv ("MES_PREFIX"))
1671     {
1672       strcpy (buf, getenv ("MES_PREFIX"));
1673       strcpy (buf + strlen (buf), "/module");
1674       strcpy (buf + strlen (buf), "/mes/");
1675       strcpy (buf + strlen (buf), boot);
1676       if (getenv ("MES_DEBUG"))
1677         {
1678           eputs ("MES_PREFIX reading boot-0:");
1679           eputs (buf);
1680           eputs ("\n");
1681         }
1682       g_stdin = open (buf, O_RDONLY);
1683     }
1684   if (g_stdin < 0)
1685     {
1686       char const *prefix = MODULEDIR "mes/";
1687       strcpy (buf, prefix);
1688       strcpy (buf + strlen (buf), boot);
1689       if (getenv ("MES_DEBUG"))
1690         {
1691           eputs ("MODULEDIR reading boot-0:");
1692           eputs (buf);
1693           eputs ("\n");
1694         }
1695       g_stdin = open (buf, O_RDONLY);
1696     }
1697   if (g_stdin < 0)
1698     {
1699       strcpy (buf, "module/mes/");
1700       strcpy (buf + strlen (buf), boot);
1701       if (getenv ("MES_DEBUG"))
1702         {
1703           eputs (". reading boot-0:");
1704           eputs (buf);
1705           eputs ("\n");
1706         }
1707       g_stdin = open (buf, O_RDONLY);
1708     }
1709   if (g_stdin < 0)
1710     {
1711       if (getenv ("MES_DEBUG"))
1712         {
1713           eputs (". reading boot-0:");
1714           eputs (boot);
1715           eputs ("\n");
1716         }
1717       g_stdin = open (boot, O_RDONLY);
1718     }
1719   if (g_stdin < 0)
1720     {
1721       eputs ("mes: boot failed: no such file: ");
1722       eputs (boot);
1723       eputs ("\n");
1724       exit (1);
1725     }
1726
1727   if (!g_function)
1728     r0 = mes_builtins (r0);
1729   r2 = read_input_file_env (r0);
1730   g_stdin = STDIN;
1731   return r2;
1732 }
1733
1734 SCM
1735 bload_env (SCM a) ///((internal))
1736 {
1737 #if __MESC__
1738   char *mo = "mes/read-0-32.mo";
1739   g_stdin = open ("module/mes/read-0-32.mo", O_RDONLY);
1740   char *read0 = MODULEDIR "mes/read-0-32.mo";
1741   g_stdin = g_stdin >= 0 ? g_stdin : open (read0, O_RDONLY);
1742 #else
1743   char *mo ="mes/read-0.mo";
1744   g_stdin = open ("module/mes/read-0.mo", O_RDONLY);
1745   g_stdin = g_stdin >= 0 ? g_stdin : open (MODULEDIR "mes/read-0.mo", O_RDONLY);
1746 #endif
1747
1748   if (g_stdin < 0)
1749     {
1750       eputs ("no such file: ");eputs (mo);eputs ("\n");
1751       return 1;
1752     } 
1753   assert (getchar () == 'M');
1754   assert (getchar () == 'E');
1755   assert (getchar () == 'S');
1756
1757   if (g_debug)
1758     eputs ("*GOT MES*\n");
1759   g_stack = getchar () << 8;
1760   g_stack += getchar ();
1761
1762   char *p = (char*)g_cells;
1763   int c = getchar ();
1764   while (c != EOF)
1765     {
1766       *p++ = c;
1767       c = getchar ();
1768     }
1769   g_free = (p-(char*)g_cells) / sizeof (struct scm);
1770   gc_peek_frame ();
1771   g_symbols = r1;
1772   g_stdin = STDIN;
1773   r0 = mes_builtins (r0);
1774
1775 #if __GNUC__
1776   set_env_x (cell_symbol_gnuc, cell_t, r0);
1777   set_env_x (cell_symbol_mesc, cell_f, r0);
1778 #else
1779   set_env_x (cell_symbol_gnuc, cell_f, r0);
1780   set_env_x (cell_symbol_mesc, cell_t, r0);
1781 #endif
1782
1783   if (g_debug > 3)
1784     {
1785       eputs ("symbols: ");
1786       SCM s = g_symbols;
1787       while (s && s != cell_nil)
1788         {
1789           display_error_ (CAR (s));
1790           eputs (" ");
1791           s = CDR (s);
1792         }
1793       eputs ("\n");
1794       eputs ("functions: ");
1795       eputs (itoa (g_function));
1796       eputs ("\n");
1797       for (int i = 0; i < g_function; i++)
1798         {
1799           eputs ("[");
1800           eputs (itoa (i));
1801           eputs ("]: ");
1802           eputs (g_functions[i].name);
1803           eputs ("\n");
1804         }
1805     }
1806   return r2;
1807 }
1808
1809 #include "vector.c"
1810 #include "gc.c"
1811 #include "reader.c"
1812
1813 int
1814 main (int argc, char *argv[])
1815 {
1816   char *p;
1817   if (p = getenv ("MES_DEBUG"))
1818     g_debug = atoi (p);
1819   if (g_debug)
1820     {
1821       eputs (";;; MODULEDIR=");
1822       eputs (MODULEDIR);
1823       eputs ("\n");
1824     }
1825   if (p = getenv ("MES_MAX_ARENA"))
1826     MAX_ARENA_SIZE = atoi (p);
1827   if (p = getenv ("MES_ARENA"))
1828     ARENA_SIZE = atoi (p);
1829   GC_SAFETY = ARENA_SIZE / 400;
1830   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--help"))
1831     return puts ("Usage: mes [--dump|--load] < FILE\n");
1832   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--version"))
1833     {
1834       puts ("Mes ");puts (VERSION);puts ("\n");
1835       return 0;
1836     };
1837   g_stdin = STDIN;
1838   g_stdout = STDOUT;
1839   r0 = mes_environment ();
1840
1841   SCM program = (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--load"))
1842     ? bload_env (r0) : load_env (r0);
1843   g_tiny = argc > 2 && !strcmp (argv[2], "--tiny");
1844   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--dump"))
1845     return dump ();
1846
1847   SCM lst = cell_nil;
1848   for (int i=argc-1; i>=0; i--) lst = cons (MAKE_STRING (cstring_to_list (argv[i])), lst);
1849   r0 = acons (cell_symbol_argv, lst, r0); // FIXME
1850   r0 = acons (cell_symbol_argv, lst, r0);
1851   push_cc (r2, cell_unspecified, r0, cell_unspecified);
1852
1853   if (g_debug > 2)
1854     {
1855       eputs ("\ngc stats: [");
1856       eputs (itoa (g_free));
1857       eputs ("]\n");
1858     }
1859   if (g_debug > 3)
1860     {
1861       eputs ("program: ");
1862       write_error_ (r1);
1863       eputs ("\n");
1864     }
1865   if (g_debug > 3)
1866     {
1867       eputs ("symbols: ");
1868       write_error_ (g_symbols);
1869       eputs ("\n");
1870     }
1871   r3 = cell_vm_begin_expand;
1872   r1 = eval_apply ();
1873   if (g_debug)
1874     {
1875       write_error_ (r1);
1876       eputs ("\n");
1877     }
1878   if (g_debug)
1879     {
1880       eputs ("\ngc stats: [");
1881       eputs (itoa (g_free));
1882       gc (g_stack);
1883       eputs (" => ");
1884       eputs (itoa (g_free));
1885       eputs ("]\n");
1886     }
1887   return 0;
1888 }