Revert "mlibc: Use memmove in realloc."
[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 = 166600000; // 32b: ~ 2GiB
33 #else
34 int MAX_ARENA_SIZE = 200000000; // 32b: 2.3GiB, 64b: 4.6GiB
35 #endif
36
37 int GC_SAFETY = 50000;
38
39 char *g_arena = 0;
40 typedef int SCM;
41
42 int g_debug = 0;
43 int g_free = 0;
44
45 SCM g_continuations = 0;
46 SCM g_symbols = 0;
47 SCM g_stack = 0;
48 // a/env
49 SCM r0 = 0;
50 // param 1
51 SCM r1 = 0;
52 // save 2+load/dump
53 SCM r2 = 0;
54 // continuation
55 SCM r3 = 0;
56 // macro
57 SCM g_macros = 1; // cell_nil
58
59
60 enum type_t {TCHAR, TCLOSURE, TCONTINUATION, TFUNCTION, TKEYWORD, TMACRO, TNUMBER, TPAIR, TREF, TSPECIAL, TSTRING, TSYMBOL, TVALUES, TVARIABLE, TVECTOR, TBROKEN_HEART};
61
62 #if !_POSIX_SOURCE
63 struct scm {
64   enum type_t type;
65   SCM car;
66   SCM cdr;
67 };
68 struct function {
69   int (*function) (void);
70   int arity;
71   char *name;
72 };
73 #else
74 typedef SCM (*function0_t) (void);
75 typedef SCM (*function1_t) (SCM);
76 typedef SCM (*function2_t) (SCM, SCM);
77 typedef SCM (*function3_t) (SCM, SCM, SCM);
78 typedef SCM (*functionn_t) (SCM);
79 struct function {
80   union {
81     function0_t function0;
82     function1_t function1;
83     function2_t function2;
84     function3_t function3;
85     functionn_t functionn;
86   };
87   int arity;
88   char const *name;
89 };
90 struct scm {
91   enum type_t type;
92   union {
93     char const* name;
94     SCM car;
95     SCM ref;
96     SCM string;
97     SCM variable;
98     int length;
99   };
100   union {
101     int value;
102     int function;
103     SCM cdr;
104     SCM closure;
105     SCM continuation;
106     SCM global_p;
107     SCM macro;
108     SCM vector;
109     int hits;
110   };
111 };
112 #endif
113
114 #if __MESC__
115 //FIXME
116 char *foobar = 0;
117 struct scm *g_cells = foobar;
118 struct scm *g_news = foobar;
119 #else
120 struct scm *g_cells = 0;
121 struct scm *g_news = 0;
122 #endif
123
124 struct scm scm_nil = {TSPECIAL, "()",0};
125 struct scm scm_f = {TSPECIAL, "#f",0};
126 struct scm scm_t = {TSPECIAL, "#t",0};
127 struct scm scm_dot = {TSPECIAL, ".",0};
128 struct scm scm_arrow = {TSPECIAL, "=>",0};
129 struct scm scm_undefined = {TSPECIAL, "*undefined*",0};
130 struct scm scm_unspecified = {TSPECIAL, "*unspecified*",0};
131 struct scm scm_closure = {TSPECIAL, "*closure*",0};
132 struct scm scm_circular = {TSPECIAL, "*circular*",0};
133 struct scm scm_begin = {TSPECIAL, "*begin*",0};
134
135 struct scm scm_symbol_dot = {TSYMBOL, "*dot*",0};
136 struct scm scm_symbol_lambda = {TSYMBOL, "lambda",0};
137 struct scm scm_symbol_begin = {TSYMBOL, "begin",0};
138 struct scm scm_symbol_if = {TSYMBOL, "if",0};
139 struct scm scm_symbol_quote = {TSYMBOL, "quote",0};
140 struct scm scm_symbol_define = {TSYMBOL, "define",0};
141 struct scm scm_symbol_define_macro = {TSYMBOL, "define-macro",0};
142
143 struct scm scm_symbol_quasiquote = {TSYMBOL, "quasiquote", 0};
144 struct scm scm_symbol_unquote = {TSYMBOL, "unquote", 0};
145 struct scm scm_symbol_unquote_splicing = {TSYMBOL, "unquote-splicing", 0};
146 struct scm scm_symbol_syntax = {TSYMBOL, "syntax",0};
147 struct scm scm_symbol_quasisyntax = {TSYMBOL, "quasisyntax", 0};
148 struct scm scm_symbol_unsyntax = {TSYMBOL, "unsyntax", 0};
149 struct scm scm_symbol_unsyntax_splicing = {TSYMBOL, "unsyntax-splicing", 0};
150
151 struct scm scm_symbol_set_x = {TSYMBOL, "set!",0};
152
153 struct scm scm_symbol_sc_expand = {TSYMBOL, "sc-expand",0};
154 struct scm scm_symbol_macro_expand = {TSYMBOL, "macro-expand",0};
155 struct scm scm_symbol_portable_macro_expand = {TSYMBOL, "portable-macro-expand",0};
156 struct scm scm_symbol_sc_expander_alist = {TSYMBOL, "*sc-expander-alist*",0};
157
158 struct scm scm_symbol_call_with_values = {TSYMBOL, "call-with-values",0};
159 struct scm scm_call_with_current_continuation = {TSPECIAL, "*call/cc*",0};
160 struct scm scm_symbol_call_with_current_continuation = {TSYMBOL, "call-with-current-continuation",0};
161 struct scm scm_symbol_current_module = {TSYMBOL, "current-module",0};
162 struct scm scm_symbol_primitive_load = {TSYMBOL, "primitive-load",0};
163 struct scm scm_symbol_read_input_file = {TSYMBOL, "read-input-file",0};
164 struct scm scm_symbol_write = {TSYMBOL, "write",0};
165 struct scm scm_symbol_display = {TSYMBOL, "display",0};
166
167 struct scm scm_symbol_throw = {TSYMBOL, "throw",0};
168 struct scm scm_symbol_not_a_number = {TSYMBOL, "not-a-number",0};
169 struct scm scm_symbol_not_a_pair = {TSYMBOL, "not-a-pair",0};
170 struct scm scm_symbol_system_error = {TSYMBOL, "system-error",0};
171 struct scm scm_symbol_wrong_number_of_args = {TSYMBOL, "wrong-number-of-args",0};
172 struct scm scm_symbol_wrong_type_arg = {TSYMBOL, "wrong-type-arg",0};
173 struct scm scm_symbol_unbound_variable = {TSYMBOL, "unbound-variable",0};
174
175 struct scm scm_symbol_argv = {TSYMBOL, "%argv",0};
176 struct scm scm_symbol_mes_prefix = {TSYMBOL, "%prefix",0};
177 struct scm scm_symbol_mes_version = {TSYMBOL, "%version",0};
178
179 struct scm scm_symbol_car = {TSYMBOL, "car",0};
180 struct scm scm_symbol_cdr = {TSYMBOL, "cdr",0};
181 struct scm scm_symbol_pmatch_car = {TSYMBOL, "pmatch-car",0};
182 struct scm scm_symbol_pmatch_cdr = {TSYMBOL, "pmatch-cdr",0};
183
184 struct scm scm_vm_evlis = {TSPECIAL, "*vm-evlis*",0};
185 struct scm scm_vm_evlis2 = {TSPECIAL, "*vm-evlis2*",0};
186 struct scm scm_vm_evlis3 = {TSPECIAL, "*vm-evlis3*",0};
187 struct scm scm_vm_apply = {TSPECIAL, "core:apply",0};
188 struct scm scm_vm_apply2 = {TSPECIAL, "*vm-apply2*",0};
189 struct scm scm_vm_eval = {TSPECIAL, "core:eval",0};
190
191 struct scm scm_vm_eval_pmatch_car = {TSPECIAL, "*vm-eval-pmatch-car*",0};
192 struct scm scm_vm_eval_pmatch_cdr = {TSPECIAL, "*vm-eval-pmatch-cdr*",0};
193 struct scm scm_vm_eval_define = {TSPECIAL, "*vm-eval-define*",0};
194
195 struct scm scm_vm_eval_set_x = {TSPECIAL, "*vm-eval-set!*",0};
196 struct scm scm_vm_eval_macro_expand_eval = {TSPECIAL, "*vm:eval-macro-expand-eval*",0};
197 struct scm scm_vm_eval_macro_expand_expand = {TSPECIAL, "*vm:eval-macro-expand-expand*",0};
198 struct scm scm_vm_eval_check_func = {TSPECIAL, "*vm-eval-check-func*",0};
199 struct scm scm_vm_eval2 = {TSPECIAL, "*vm-eval2*",0};
200 struct scm scm_vm_macro_expand = {TSPECIAL, "core:macro-expand",0};
201 struct scm scm_vm_macro_expand_define = {TSPECIAL, "*vm:core:macro-expand-define*",0};
202 struct scm scm_vm_macro_expand_define_macro = {TSPECIAL, "*vm:core:macro-expand-define-macro*",0};
203 struct scm scm_vm_macro_expand_lambda = {TSPECIAL, "*vm:core:macro-expand-lambda*",0};
204 struct scm scm_vm_macro_expand_set_x = {TSPECIAL, "*vm:core:macro-expand-set!*",0};
205 struct scm scm_vm_begin_expand_primitive_load = {TSPECIAL, "*vm:core:begin-expand-primitive-load*",0};
206 struct scm scm_vm_begin_primitive_load = {TSPECIAL, "*vm:core:begin-primitive-load*",0};
207 struct scm scm_vm_macro_expand_car = {TSPECIAL, "*vm:core:macro-expand-car*",0};
208 struct scm scm_vm_macro_expand_cdr = {TSPECIAL, "*vm:macro-expand-cdr*",0};
209 struct scm scm_vm_begin_expand = {TSPECIAL, "*vm:begin-expand*",0};
210 struct scm scm_vm_begin_expand_eval = {TSPECIAL, "*vm:begin-expand-eval*",0};
211 struct scm scm_vm_begin_expand_macro = {TSPECIAL, "*vm:begin-expand-macro*",0};
212 struct scm scm_vm_begin = {TSPECIAL, "*vm-begin*",0};
213 struct scm scm_vm_begin_read_input_file = {TSPECIAL, "*vm-begin-read-input-file*",0};
214 struct scm scm_vm_begin_eval = {TSPECIAL, "*vm:begin-eval*",0};
215 struct scm scm_vm_if = {TSPECIAL, "*vm-if*",0};
216 struct scm scm_vm_if_expr = {TSPECIAL, "*vm-if-expr*",0};
217 struct scm scm_vm_call_with_values2 = {TSPECIAL, "*vm-call-with-values2*",0};
218 struct scm scm_vm_call_with_current_continuation2 = {TSPECIAL, "*vm-call-with-current-continuation2*",0};
219 struct scm scm_vm_return = {TSPECIAL, "*vm-return*",0};
220
221 struct scm scm_symbol_gnuc = {TSYMBOL, "%gnuc",0};
222 struct scm scm_symbol_mesc = {TSYMBOL, "%mesc",0};
223
224 struct scm scm_test = {TSYMBOL, "test",0};
225
226 #if !_POSIX_SOURCE
227 #include "mes.mes.symbols.h"
228 #else
229 #include "mes.symbols.h"
230 #endif
231
232 SCM tmp;
233 SCM tmp_num;
234 SCM tmp_num2;
235
236 struct function g_functions[200];
237 int g_function = 0;
238
239 #if !__GNUC__ || !_POSIX_SOURCE
240 #include "gc.mes.h"
241 #include "lib.mes.h"
242 #include "math.mes.h"
243 #include "mes.mes.h"
244 #include "posix.mes.h"
245 #include "reader.mes.h"
246 #include "vector.mes.h"
247 #else
248 #include "gc.h"
249 #include "lib.h"
250 #include "math.h"
251 #include "mes.h"
252 #include "posix.h"
253 #include "reader.h"
254 #include "vector.h"
255 #endif
256
257 #define TYPE(x) g_cells[x].type
258 #define CAR(x) g_cells[x].car
259 #define CDR(x) g_cells[x].cdr
260
261 #define NTYPE(x) g_news[x].type
262 #define NCAR(x) g_news[x].car
263 #define NCDR(x) g_news[x].cdr
264
265 #if !_POSIX_SOURCE
266 #define LENGTH(x) g_cells[x].car
267 #define REF(x) g_cells[x].car
268 #define STRING(x) g_cells[x].car
269 #define VARIABLE(x) g_cells[x].car
270 #define VARIABLE_GLOBAL_P(x) g_cells[x].cdr
271
272 #define CLOSURE(x) g_cells[x].cdr
273 #define CONTINUATION(x) g_cells[x].cdr
274
275 #define FUNCTION(x) g_functions[g_cells[x].cdr]
276 #define FUNCTION0(x) g_functions[g_cells[x].cdr].function
277 #define MACRO(x) g_cells[x].cdr
278 #define VALUE(x) g_cells[x].cdr
279 #define VECTOR(x) g_cells[x].cdr
280
281 #define NLENGTH(x) g_news[x].car
282
283 #define NVALUE(x) g_news[x].cdr
284 #define NVECTOR(x) g_news[x].cdr
285
286 #else
287 #define CONTINUATION(x) g_cells[x].cdr
288 #define HITS(x) g_cells[x].hits
289 #define LENGTH(x) g_cells[x].length
290 #define NAME(x) g_cells[x].name
291 #define STRING(x) g_cells[x].string
292 #define VARIABLE(x) g_cells[x].variable
293 #define VARIABLE_GLOBAL_P(x) g_cells[x].cdr
294
295 #define CLOSURE(x) g_cells[x].closure
296 #define MACRO(x) g_cells[x].macro
297 #define REF(x) g_cells[x].ref
298 #define VALUE(x) g_cells[x].value
299 #define VECTOR(x) g_cells[x].vector
300 #define FUNCTION(x) g_functions[g_cells[x].function]
301 #define FUNCTION0(x) g_functions[g_cells[x].function].function0
302
303 #define NLENGTH(x) g_news[x].length
304
305 #define NVALUE(x) g_news[x].value
306 #define NVECTOR(x) g_news[x].vector
307 #endif
308
309 #define MAKE_CHAR(n) make_cell_ (tmp_num_ (TCHAR), 0, tmp_num2_ (n))
310 #define MAKE_CONTINUATION(n) make_cell_ (tmp_num_ (TCONTINUATION), n, g_stack)
311 #define MAKE_NUMBER(n) make_cell_ (tmp_num_ (TNUMBER), 0, tmp_num2_ (n))
312 #define MAKE_REF(n) make_cell_ (tmp_num_ (TREF), n, 0)
313 #define MAKE_STRING(x) make_cell_ (tmp_num_ (TSTRING), x, 0)
314 #define MAKE_KEYWORD(x) make_cell_ (tmp_num_ (TKEYWORD), x, 0)
315 #define MAKE_MACRO(name, x) make_cell_ (tmp_num_ (TMACRO), STRING (name), x)
316
317 #define CAAR(x) CAR (CAR (x))
318 #define CADR(x) CAR (CDR (x))
319 #define CDAR(x) CDR (CAR (x))
320 #define CDDR(x) CDR (CDR (x))
321 #define CADAR(x) CAR (CDR (CAR (x)))
322 #define CADDR(x) CAR (CDR (CDR (x)))
323 #define CDADAR(x) CAR (CDR (CAR (CDR (x))))
324
325 SCM
326 alloc (int n)
327 {
328   assert (g_free + n < ARENA_SIZE);
329   SCM x = g_free;
330   g_free += n;
331   return x;
332 }
333
334 SCM
335 tmp_num_ (int x)
336 {
337   VALUE (tmp_num) = x;
338   return tmp_num;
339 }
340
341 SCM
342 tmp_num2_ (int x)
343 {
344   VALUE (tmp_num2) = x;
345   return tmp_num2;
346 }
347
348 SCM
349 make_cell_ (SCM type, SCM car, SCM cdr)
350 {
351   SCM x = alloc (1);
352   assert (TYPE (type) == TNUMBER);
353   TYPE (x) = VALUE (type);
354   if (VALUE (type) == TCHAR || VALUE (type) == TNUMBER)
355     {
356       if (car)
357         CAR (x) = CAR (car);
358       if (cdr)
359         CDR (x) = CDR (cdr);
360     }
361   else if (VALUE (type) == TFUNCTION)
362     {
363       if (car)
364         CAR (x) = car;
365       if (cdr)
366         CDR (x) = CDR (cdr);
367     }
368   else
369     {
370       CAR (x) = car;
371       CDR (x) = cdr;
372     }
373   return x;
374 }
375
376 SCM
377 make_symbol_ (SCM s) ///((internal))
378 {
379   VALUE (tmp_num) = TSYMBOL;
380   SCM x = make_cell_ (tmp_num, s, 0);
381   g_symbols = cons (x, g_symbols);
382   return x;
383 }
384
385 SCM
386 list_of_char_equal_p (SCM a, SCM b) ///((internal))
387 {
388   while (a != cell_nil && b != cell_nil && VALUE (CAR (a)) == VALUE (CAR (b)))
389     {
390       assert (TYPE (CAR (a)) == TCHAR);
391       assert (TYPE (CAR (b)) == TCHAR);
392       a = CDR (a);
393       b = CDR (b);
394     }
395   return (a == cell_nil && b == cell_nil) ? cell_t : cell_f;
396 }
397
398 SCM
399 lookup_symbol_ (SCM s)
400 {
401   SCM x = g_symbols;
402   while (x)
403     {
404       if (list_of_char_equal_p (STRING (CAR (x)), s) == cell_t)
405         break;
406       x = CDR (x);
407     }
408   if (x)
409     x = CAR (x);
410   if (!x)
411     x = make_symbol_ (s);
412   return x;
413 }
414
415 SCM
416 type_ (SCM x)
417 {
418   return MAKE_NUMBER (TYPE (x));
419 }
420
421 SCM
422 car_ (SCM x)
423 {
424   return (TYPE (x) != TCONTINUATION
425           && (TYPE (CAR (x)) == TPAIR // FIXME: this is weird
426               || TYPE (CAR (x)) == TREF
427               || TYPE (CAR (x)) == TSPECIAL
428               || TYPE (CAR (x)) == TSYMBOL
429               || TYPE (CAR (x)) == TSTRING)) ? CAR (x) : MAKE_NUMBER (CAR (x));
430 }
431
432 SCM
433 cdr_ (SCM x)
434 {
435   return (TYPE (x) != TCHAR
436           && TYPE (x) != TNUMBER
437           && (TYPE (CDR (x)) == TPAIR
438               || TYPE (CDR (x)) == TREF
439               || TYPE (CDR (x)) == TSPECIAL
440               || TYPE (CDR (x)) == TSYMBOL
441               || TYPE (CDR (x)) == TSTRING)) ? CDR (x) : MAKE_NUMBER (CDR (x));
442 }
443
444 SCM
445 arity_ (SCM x)
446 {
447   assert (TYPE (x) == TFUNCTION);
448   return MAKE_NUMBER (FUNCTION (x).arity);
449 }
450
451 SCM
452 cons (SCM x, SCM y)
453 {
454   VALUE (tmp_num) = TPAIR;
455   return make_cell_ (tmp_num, x, y);
456 }
457
458 SCM
459 car (SCM x)
460 {
461 #if !__MESC_MES__
462   if (TYPE (x) != TPAIR)
463     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_symbol_car));
464 #endif
465   return CAR (x);
466 }
467
468 SCM
469 cdr (SCM x)
470 {
471 #if !__MESC_MES__
472   if (TYPE (x) != TPAIR)
473     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_symbol_cdr));
474 #endif
475   return CDR (x);
476 }
477
478 SCM
479 list (SCM x) ///((arity . n))
480 {
481   return x;
482 }
483
484 SCM
485 null_p (SCM x)
486 {
487   return x == cell_nil ? cell_t : cell_f;
488 }
489
490 SCM
491 eq_p (SCM x, SCM y)
492 {
493   return (x == y
494           || ((TYPE (x) == TKEYWORD && TYPE (y) == TKEYWORD
495                && STRING (x) == STRING (y)))
496           || (TYPE (x) == TCHAR && TYPE (y) == TCHAR
497               && VALUE (x) == VALUE (y))
498           || (TYPE (x) == TNUMBER && TYPE (y) == TNUMBER
499               && VALUE (x) == VALUE (y)))
500     ? cell_t : cell_f;
501 }
502
503 SCM
504 values (SCM x) ///((arity . n))
505 {
506   SCM v = cons (0, x);
507   TYPE (v) = TVALUES;
508   return v;
509 }
510
511 SCM
512 acons (SCM key, SCM value, SCM alist)
513 {
514   return cons (cons (key, value), alist);
515 }
516
517 SCM
518 length (SCM x)
519 {
520   int n = 0;
521   while (x != cell_nil)
522     {
523       n++;
524       if (TYPE (x) != TPAIR)
525         return MAKE_NUMBER (-1);
526       x = CDR (x);
527     }
528   return MAKE_NUMBER (n);
529 }
530
531 SCM apply (SCM, SCM, SCM);
532
533 SCM
534 error (SCM key, SCM x)
535 {
536 #if !__MESC_MES__
537   SCM throw;
538   if ((throw = assq_ref_env (cell_symbol_throw, r0)) != cell_undefined)
539     return apply (throw, cons (key, cons (x, cell_nil)), r0);
540 #endif
541   display_error_ (key);
542   eputs (": ");
543   write_error_ (x);
544   eputs ("\n");
545   exit (1);
546 }
547
548 SCM
549 cstring_to_list (char const* s)
550 {
551   SCM p = cell_nil;
552   int i = strlen (s);
553   while (i--)
554     p = cons (MAKE_CHAR (s[i]), p);
555   return p;
556 }
557
558 // \f extra lib
559 SCM
560 assert_defined (SCM x, SCM e) ///((internal))
561 {
562   if (e == cell_undefined)
563     return error (cell_symbol_unbound_variable, x);
564   return e;
565 }
566
567 SCM
568 check_formals (SCM f, SCM formals, SCM args) ///((internal))
569 {
570   int flen = (TYPE (formals) == TNUMBER) ? VALUE (formals) : VALUE (length (formals));
571   int alen = VALUE (length (args));
572   if (alen != flen && alen != -1 && flen != -1)
573     {
574       char *s = "apply: wrong number of arguments; expected: ";
575       eputs (s);
576       eputs (itoa (flen));
577       eputs (", got: ");
578       eputs (itoa (alen));
579       eputs ("\n");
580       write_error_ (f);
581       SCM e = MAKE_STRING (cstring_to_list (s));
582       return error (cell_symbol_wrong_number_of_args, cons (e, f));
583     }
584   return cell_unspecified;
585 }
586
587 SCM
588 check_apply (SCM f, SCM e) ///((internal))
589 {
590   char* type = 0;
591   if (f == cell_f || f == cell_t)
592     type = "bool";
593   if (f == cell_nil)
594     type = "nil";
595   if (f == cell_unspecified)
596     type = "*unspecified*";
597   if (f == cell_undefined)
598     type = "*undefined*";
599   if (TYPE (f) == TCHAR)
600     type = "char";
601   if (TYPE (f) == TNUMBER)
602     type = "number";
603   if (TYPE (f) == TSTRING)
604     type = "string";
605
606   if (type)
607     {
608       char *s = "cannot apply: ";
609       eputs (s);
610       eputs (type);
611       eputs ("[");
612       write_error_ (e);
613       eputs ("]\n");
614       SCM e = MAKE_STRING (cstring_to_list (s));
615       return error (cell_symbol_wrong_type_arg, cons (e, f));
616     }
617   return cell_unspecified;
618 }
619
620 SCM
621 gc_push_frame () ///((internal))
622 {
623   SCM frame = cons (r1, cons (r2, cons (r3, cons (r0, cell_nil))));
624   g_stack = cons (frame, g_stack);
625   return g_stack;
626 }
627
628 SCM
629 append2 (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_append2));
635   return cons (car (x), append2 (cdr (x), y));
636 }
637
638 SCM
639 pairlis (SCM x, SCM y, SCM a)
640 {
641   if (x == cell_nil)
642     return a;
643   if (TYPE (x) != TPAIR)
644     return cons (cons (x, y), a);
645   return cons (cons (car (x), car (y)),
646                pairlis (cdr (x), cdr (y), a));
647 }
648
649 SCM
650 call (SCM fn, SCM x)
651 {
652   if ((FUNCTION (fn).arity > 0 || FUNCTION (fn).arity == -1)
653       && x != cell_nil && TYPE (CAR (x)) == TVALUES)
654     x = cons (CADAR (x), CDR (x));
655   if ((FUNCTION (fn).arity > 1 || FUNCTION (fn).arity == -1)
656       && x != cell_nil && TYPE (CDR (x)) == TPAIR && TYPE (CADR (x)) == TVALUES)
657     x = cons (CAR (x), cons (CDADAR (x), CDR (x)));
658   switch (FUNCTION (fn).arity)
659     {
660 #if __MESC__ || !_POSIX_SOURCE
661     case 0: return (FUNCTION (fn).function) ();
662     case 1: return ((SCM(*)(SCM))(FUNCTION (fn).function)) (CAR (x));
663     case 2: return ((SCM(*)(SCM,SCM))(FUNCTION (fn).function)) (CAR (x), CADR (x));
664     case 3: return ((SCM(*)(SCM,SCM,SCM))(FUNCTION (fn).function)) (CAR (x), CADR (x), CAR (CDDR (x)));
665     case -1: return ((SCM(*)(SCM))(FUNCTION (fn).function)) (x);
666     default: return ((SCM(*)(SCM))(FUNCTION (fn).function)) (x);
667 #else
668     case 0: return FUNCTION (fn).function0 ();
669     case 1: return FUNCTION (fn).function1 (CAR (x));
670     case 2: return FUNCTION (fn).function2 (CAR (x), CADR (x));
671     case 3: return FUNCTION (fn).function3 (CAR (x), CADR (x), CAR (CDDR (x)));
672     case -1: return FUNCTION (fn).functionn (x);
673 #endif
674     }
675
676   return cell_unspecified;
677 }
678
679 SCM
680 assq (SCM x, SCM a)
681 {
682   switch (TYPE (x))
683     {
684     case TCHAR:
685     case TNUMBER:
686       {
687         SCM v = VALUE (x);
688         while (a != cell_nil && v != VALUE (CAAR (a)))
689           a = CDR (a);
690         break;
691       }
692     case TKEYWORD:
693       {
694         SCM v = STRING (x);
695         while (a != cell_nil && v != STRING (CAAR (a)))
696           a = CDR (a);
697         break;
698       }
699       // case TSYMBOL:
700       // case TSPECIAL:
701     default:
702       while (a != cell_nil && x != CAAR (a))
703         a = CDR (a);
704     }
705   return a != cell_nil ? CAR (a) : cell_f;
706 }
707
708 SCM
709 assq_ref_env (SCM x, SCM a)
710 {
711   x = assq (x, a);
712   if (x == cell_f)
713     return cell_undefined;
714   return CDR (x);
715 }
716
717 SCM
718 set_car_x (SCM x, SCM e)
719 {
720   if (TYPE (x) != TPAIR)
721     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_set_car_x));
722   CAR (x) = e;
723   return cell_unspecified;
724 }
725
726 SCM
727 set_cdr_x (SCM x, SCM e)
728 {
729   if (TYPE (x) != TPAIR)
730     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_set_cdr_x));
731   CDR (x) = e;
732   return cell_unspecified;
733 }
734
735 SCM
736 set_env_x (SCM x, SCM e, SCM a)
737 {
738   SCM p;
739   if (TYPE (x) == TVARIABLE)
740     p = VARIABLE (x);
741   else
742     p = assert_defined (x, assq (x, a));
743   if (TYPE (p) != TPAIR)
744     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (p, x));
745   return set_cdr_x (p, e);
746 }
747
748 SCM
749 call_lambda (SCM e, SCM x, SCM aa, SCM a) ///((internal))
750 {
751   SCM cl = cons (cons (cell_closure, x), x);
752   r1 = e;
753   r0 = cl;
754   return cell_unspecified;
755 }
756
757 SCM
758 make_closure_ (SCM args, SCM body, SCM a) ///((internal))
759 {
760   return make_cell_ (tmp_num_ (TCLOSURE), cell_f, cons (cons (cell_circular, a), cons (args, body)));
761 }
762
763 SCM
764 make_variable_ (SCM var, SCM global_p) ///((internal))
765 {
766   return make_cell_ (tmp_num_ (TVARIABLE), var, global_p);
767 }
768
769 SCM
770 lookup_macro_ (SCM x, SCM a) ///((internal))
771 {
772   if (TYPE (x) != TSYMBOL)
773     return cell_f;
774   SCM m = assq (x, a);
775   if (m != cell_f)
776     return MACRO (CDR (m));
777   return cell_f;
778 }
779
780 SCM
781 push_cc (SCM p1, SCM p2, SCM a, SCM c) ///((internal))
782 {
783   SCM x = r3;
784   r3 = c;
785   r2 = p2;
786   gc_push_frame ();
787   r1 = p1;
788   r0 = a;
789   r3 = x;
790   return cell_unspecified;
791 }
792
793 SCM
794 gc_peek_frame () ///((internal))
795 {
796   SCM frame = CAR (g_stack);
797   r1 = CAR (frame);
798   r2 = CADR (frame);
799   r3 = CAR (CDDR (frame));
800   r0 = CADR (CDDR (frame));
801   return frame;
802 }
803
804 SCM
805 gc_pop_frame () ///((internal))
806 {
807   SCM frame = gc_peek_frame (g_stack);
808   g_stack = CDR (g_stack);
809   return frame;
810 }
811
812 char const* string_to_cstring (SCM s);
813
814 SCM
815 add_formals (SCM formals, SCM x)
816 {
817   while (TYPE (x) == TPAIR)
818     {
819       formals = cons (CAR (x), formals);
820       x = CDR (x);
821     }
822   if (TYPE (x) == TSYMBOL)
823     formals = cons (x, formals);
824   return formals;
825 }
826
827 int
828 formal_p (SCM x, SCM formals) /// ((internal))
829 {
830   if (TYPE (formals) == TSYMBOL)
831     {
832       if (x == formals)
833         return x;
834       else return cell_f;
835     }
836   while (TYPE (formals) == TPAIR && CAR (formals) != x)
837     formals = CDR (formals);
838   if (TYPE (formals) == TSYMBOL)
839     return formals == x;
840   return TYPE (formals) == TPAIR;
841 }
842
843 SCM
844 expand_variable_ (SCM x, SCM formals, int top_p) ///((internal))
845 {
846   while (TYPE (x) == TPAIR)
847     {
848       if (TYPE (CAR (x)) == TPAIR)
849         {
850           if (CAAR (x) == cell_symbol_lambda)
851             {
852               SCM f = CAR (CDAR (x));
853               formals = add_formals (formals, f);
854             }
855           else if (CAAR (x) == cell_symbol_define
856                    || CAAR (x) == cell_symbol_define_macro)
857             {
858               SCM f = CAR (CDAR (x));
859               formals = add_formals (formals, f);
860             }
861           if (CAAR (x) != cell_symbol_quote)
862             expand_variable_ (CAR (x), formals, 0);
863         }
864       else
865         {
866           if (CAR (x) == cell_symbol_lambda)
867             {
868               SCM f = CADR (x);
869               formals = add_formals (formals, f);
870               x = CDR (x);
871             }
872           else if (CAR (x) == cell_symbol_define
873                    || CAR (x) == cell_symbol_define_macro)
874             {
875               SCM f = CADR (x);
876               if (top_p && TYPE (f) == TPAIR)
877                 f = CDR (f);
878               formals = add_formals (formals, f);
879               x = CDR (x);
880             }
881           else if (CAR (x) == cell_symbol_quote)
882             return cell_unspecified;
883           else if (TYPE (CAR (x)) == TSYMBOL
884                    && CAR (x) != cell_begin
885                    && CAR (x) != cell_symbol_begin
886                    && CAR (x) != cell_symbol_current_module
887                    && CAR (x) != cell_symbol_primitive_load
888                    && CAR (x) != cell_symbol_if // HMM
889                    && !formal_p (CAR (x), formals))
890             {
891               SCM v = assq (CAR (x), r0);
892               if (v != cell_f)
893                 CAR (x) = make_variable_ (v, cell_t);
894             }
895         }
896       x = CDR (x);
897       top_p = 0;
898     }
899   return cell_unspecified;
900 }
901
902 SCM
903 expand_variable (SCM x, SCM formals) ///((internal))
904 {
905   return expand_variable_ (x, formals, 1);
906 }
907
908 SCM
909 eval_apply ()
910 {
911   SCM aa;
912   SCM args;
913   SCM body;
914   SCM cl;
915   SCM entry;
916   SCM expanders;
917   SCM formals;
918   SCM input;
919   SCM name;
920   SCM macro;
921   SCM p;
922   SCM program;
923   SCM sc_expand;
924   SCM x;
925   int global_p;
926   int macro_p;
927
928  eval_apply:
929   gc_check ();
930   switch (r3)
931     {
932     case cell_vm_evlis: goto evlis;
933     case cell_vm_evlis2: goto evlis2;
934     case cell_vm_evlis3: goto evlis3;
935     case cell_vm_apply: goto apply;
936     case cell_vm_apply2: goto apply2;
937     case cell_vm_eval: goto eval;
938     case cell_vm_eval_pmatch_car: goto eval_pmatch_car;
939     case cell_vm_eval_pmatch_cdr: goto eval_pmatch_cdr;
940     case cell_vm_eval_define: goto eval_define;
941     case cell_vm_eval_set_x: goto eval_set_x;
942     case cell_vm_eval_macro_expand_eval: goto eval_macro_expand_eval;
943     case cell_vm_eval_macro_expand_expand: goto eval_macro_expand_expand;
944     case cell_vm_eval_check_func: goto eval_check_func;
945     case cell_vm_eval2: goto eval2;
946     case cell_vm_macro_expand: goto macro_expand;
947     case cell_vm_macro_expand_define: goto macro_expand_define;
948     case cell_vm_macro_expand_define_macro: goto macro_expand_define_macro;
949     case cell_vm_macro_expand_lambda: goto macro_expand_lambda;
950     case cell_vm_macro_expand_set_x: goto macro_expand_set_x;
951     case cell_vm_macro_expand_car: goto macro_expand_car;
952     case cell_vm_macro_expand_cdr: goto macro_expand_cdr;
953     case cell_vm_begin: goto begin;
954     case cell_vm_begin_eval: goto begin_eval;
955     case cell_vm_begin_primitive_load: goto begin_primitive_load;
956     case cell_vm_begin_expand: goto begin_expand;
957     case cell_vm_begin_expand_eval: goto begin_expand_eval;
958     case cell_vm_begin_expand_macro: goto begin_expand_macro;
959     case cell_vm_begin_expand_primitive_load: goto begin_expand_primitive_load;
960     case cell_vm_if: goto vm_if;
961     case cell_vm_if_expr: goto if_expr;
962     case cell_vm_call_with_current_continuation2: goto call_with_current_continuation2;
963     case cell_vm_call_with_values2: goto call_with_values2;
964     case cell_vm_return: goto vm_return;
965     case cell_unspecified: return r1;
966     default:
967       assert (0);
968     }
969
970  evlis:
971   gc_check ();
972   if (r1 == cell_nil)
973     goto vm_return;
974   if (TYPE (r1) != TPAIR)
975     goto eval;
976   push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_evlis2);
977   goto eval;
978  evlis2:
979   push_cc (CDR (r2), r1, r0, cell_vm_evlis3);
980   goto evlis;
981  evlis3:
982   r1 = cons (r2, r1);
983   goto vm_return;
984
985  apply:
986   gc_check ();
987   switch (TYPE (CAR (r1)))
988     {
989     case TFUNCTION:
990       {
991         check_formals (CAR (r1), MAKE_NUMBER (FUNCTION (CAR (r1)).arity), CDR (r1));
992         r1 = call (CAR (r1), CDR (r1)); /// FIXME: move into eval_apply
993         goto vm_return;
994       }
995     case TCLOSURE:
996       {
997         cl = CLOSURE (CAR (r1));
998         body = CDDR (cl);
999         formals = CADR (cl);
1000         args = CDR (r1);
1001         aa = CDAR (cl);
1002         aa = CDR (aa);
1003         check_formals (CAR (r1), formals, CDR (r1));
1004         p = pairlis (formals, args, aa);
1005         call_lambda (body, p, aa, r0);
1006         goto begin;
1007       }
1008     case TCONTINUATION:
1009       {
1010         x = r1;
1011         g_stack = CONTINUATION (CAR (r1));
1012         gc_pop_frame ();
1013         r1 = CADR (x);
1014         goto eval_apply;
1015       }
1016     case TSPECIAL:
1017       {
1018         switch (CAR (r1))
1019           {
1020           case cell_vm_apply:
1021             {
1022               push_cc (cons (CADR (r1), CADDR (r1)), r1, r0, cell_vm_return);
1023               goto apply;
1024             }
1025           case cell_vm_eval:
1026             {
1027               push_cc (CADR (r1), r1, CADDR (r1), cell_vm_return);
1028               goto eval;
1029             }
1030           case cell_call_with_current_continuation:
1031             {
1032               r1 = CDR (r1);
1033               goto call_with_current_continuation;
1034             }
1035           default: check_apply (cell_f, CAR (r1));
1036           }
1037       }
1038     case TSYMBOL:
1039       {
1040         if (CAR (r1) == cell_symbol_call_with_values)
1041           {
1042             r1 = CDR (r1);
1043             goto call_with_values;
1044           }
1045         if (CAR (r1) == cell_symbol_current_module)
1046           {
1047             r1 = r0;
1048             goto vm_return;
1049           }
1050         break;
1051       }
1052     case TPAIR:
1053       {
1054         switch (CAAR (r1))
1055           {
1056           case cell_symbol_lambda:
1057             {
1058               formals = CADR (CAR (r1));
1059               args = CDR (r1);
1060               body = CDDR (CAR (r1));
1061               p = pairlis (formals, CDR (r1), r0);
1062               check_formals (r1, formals, args);
1063               call_lambda (body, p, p, r0);
1064               goto begin;
1065             }
1066           }
1067       }
1068     }
1069   push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_apply2);
1070   goto eval;
1071  apply2:
1072   check_apply (r1, CAR (r2));
1073   r1 = cons (r1, CDR (r2));
1074   goto apply;
1075
1076  eval:
1077   gc_check ();
1078   switch (TYPE (r1))
1079     {
1080     case TPAIR:
1081       {
1082         switch (CAR (r1))
1083           {
1084           case cell_symbol_pmatch_car:
1085             {
1086               push_cc (CADR (r1), r1, r0, cell_vm_eval_pmatch_car);
1087               goto eval;
1088             eval_pmatch_car:
1089               x = r1;
1090               gc_pop_frame ();
1091               r1 = CAR (x);
1092               goto eval_apply;
1093             }
1094           case cell_symbol_pmatch_cdr:
1095             {
1096               push_cc (CADR (r1), r1, r0, cell_vm_eval_pmatch_cdr);
1097               goto eval;
1098             eval_pmatch_cdr:
1099               x = r1;
1100               gc_pop_frame ();
1101               r1 = CDR (x);
1102               goto eval_apply;
1103             }
1104           case cell_symbol_quote:
1105             {
1106               x = r1;
1107               gc_pop_frame ();
1108               r1 = CADR (x);
1109               goto eval_apply;
1110             }
1111           case cell_symbol_begin: goto begin;
1112           case cell_symbol_lambda:
1113             {
1114               r1 = make_closure_ (CADR (r1), CDDR (r1), r0);
1115               goto vm_return;
1116             }
1117           case cell_symbol_if:
1118             {
1119               r1=CDR (r1);
1120               goto vm_if;
1121             }
1122           case cell_symbol_set_x:
1123             {
1124               push_cc (CAR (CDDR (r1)), r1, r0, cell_vm_eval_set_x);
1125               goto eval;
1126             eval_set_x:
1127               r1 = set_env_x (CADR (r2), r1, r0);
1128               goto vm_return;
1129             }
1130           case cell_vm_macro_expand:
1131             {
1132               push_cc (CADR (r1), r1, r0, cell_vm_eval_macro_expand_eval);
1133               goto eval;
1134             eval_macro_expand_eval:
1135               push_cc (r1, r2, r0, cell_vm_eval_macro_expand_expand);
1136               goto macro_expand;
1137             eval_macro_expand_expand:
1138               goto vm_return;
1139             }
1140           default:
1141             {
1142               if (TYPE (r1) == TPAIR
1143                   && (CAR (r1) == cell_symbol_define
1144                       || CAR (r1) == cell_symbol_define_macro))
1145                 {
1146                   global_p = CAAR (r0) != cell_closure;
1147                   macro_p = CAR (r1) == cell_symbol_define_macro;
1148                   if (global_p)
1149                     {
1150                       name = CADR (r1);
1151                       if (TYPE (CADR (r1)) == TPAIR)
1152                         name = CAR (name);
1153                       if (macro_p)
1154                         {
1155                           entry = assq (name, g_macros);
1156                           if (entry == cell_f)
1157                             {
1158                               entry = cons (name, cell_f);
1159                               g_macros = cons (entry, g_macros);
1160                             }
1161                         }
1162                       else
1163                         {
1164                           entry = assq (name, r0);
1165                           if (entry == cell_f)
1166                             {
1167                               entry = cons (name, cell_f);
1168                               aa = cons (entry, cell_nil);
1169                               set_cdr_x (aa, cdr (r0));
1170                               set_cdr_x (r0, aa);
1171                             }
1172                         }
1173                     }
1174                   r2 = r1;
1175                   if (TYPE (CADR (r1)) != TPAIR)
1176                     {
1177                       push_cc (CAR (CDDR (r1)), r2, cons (cons (CADR (r1), CADR (r1)), r0), cell_vm_eval_define);
1178                       goto eval;
1179                     }
1180                   else
1181                     {
1182                       p = pairlis (CADR (r1), CADR (r1), r0);
1183                       formals = CDR (CADR (r1));
1184                       body = CDDR (r1);
1185
1186                       if (macro_p || global_p)
1187                         expand_variable (body, formals);
1188                       r1 = cons (cell_symbol_lambda, cons (formals, body));
1189                       push_cc (r1, r2, p, cell_vm_eval_define);
1190                       goto eval;
1191                     }
1192                 eval_define:;
1193                   name = CADR (r2);
1194                   if (TYPE (CADR (r2)) == TPAIR)
1195                     name = CAR (name);
1196                   if (macro_p)
1197                     {
1198                       entry = assq (name, g_macros);
1199                       r1 = MAKE_MACRO (name, r1);
1200                       set_cdr_x (entry, r1);
1201                     }
1202                   else if (global_p)
1203                     {
1204                       entry = assq (name, r0);
1205                       set_cdr_x (entry, r1);
1206                     }
1207                   else
1208                     {
1209                       entry = cons (name, r1);
1210                       aa = cons (entry, cell_nil);
1211                       set_cdr_x (aa, cdr (r0));
1212                       set_cdr_x (r0, aa);
1213                       cl = assq (cell_closure, r0);
1214                       set_cdr_x (cl, aa);
1215                     }
1216                   r1 = cell_unspecified;
1217                   goto vm_return;
1218                 }
1219               push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_eval_check_func);
1220               goto eval;
1221             eval_check_func:
1222               push_cc (CDR (r2), r2, r0, cell_vm_eval2);
1223               goto evlis;
1224             eval2:
1225               r1 = cons (CAR (r2), r1);
1226               goto apply;
1227             }
1228           }
1229       }
1230     case TSYMBOL:
1231       {
1232         if (r1 == cell_symbol_current_module)
1233           goto vm_return;
1234         if (r1 == cell_symbol_begin) // FIXME
1235           {
1236             r1 = cell_begin;
1237             goto vm_return;
1238           }
1239         r1 = assert_defined (r1, assq_ref_env (r1, r0));
1240         goto vm_return;
1241       }
1242     case TVARIABLE:
1243       {
1244         r1 = CDR (VARIABLE (r1));
1245         goto vm_return;
1246       }
1247     default: goto vm_return;
1248     }
1249
1250  macro_expand:
1251   {
1252     macro;
1253     expanders;
1254
1255     if (TYPE (r1) != TPAIR || CAR (r1) == cell_symbol_quote)
1256       goto vm_return;
1257
1258     if (CAR (r1) == cell_symbol_lambda)
1259       {
1260         push_cc (CDDR (r1), r1, r0, cell_vm_macro_expand_lambda);
1261         goto macro_expand;
1262       macro_expand_lambda:
1263         CDDR (r2) = r1;
1264         r1 = r2;
1265         goto vm_return;
1266       }
1267
1268     if (TYPE (r1) == TPAIR
1269         && (macro = lookup_macro_ (CAR (r1), g_macros)) != cell_f)
1270       {
1271         r1 = cons (macro, CDR (r1));
1272         push_cc (r1, cell_nil, r0, cell_vm_macro_expand);
1273         goto apply;
1274       }
1275
1276     if (CAR (r1) == cell_symbol_define
1277         || CAR (r1) == cell_symbol_define_macro)
1278       {
1279         push_cc (CDDR (r1), r1, r0, cell_vm_macro_expand_define);
1280         goto macro_expand;
1281       macro_expand_define:
1282         CDDR (r2) = r1;
1283         r1 = r2;
1284         if (CAR (r1) == cell_symbol_define_macro)
1285           {
1286             push_cc (r1, r1, r0, cell_vm_macro_expand_define_macro);
1287             goto eval;
1288           macro_expand_define_macro:
1289             r1 = r2;
1290           }
1291         goto vm_return;
1292       }
1293
1294     if (CAR (r1) == cell_symbol_set_x)
1295       {
1296         push_cc (CDDR (r1), r1, r0, cell_vm_macro_expand_set_x);
1297         goto macro_expand;
1298       macro_expand_set_x:
1299         CDDR (r2) = r1;
1300         r1 = r2;
1301         goto vm_return;
1302       }
1303
1304     if (TYPE (r1) == TPAIR
1305         && TYPE (CAR (r1)) == TSYMBOL
1306         && CAR (r1) != cell_symbol_begin
1307         && ((macro = assq (cell_symbol_portable_macro_expand, g_macros)) != cell_f)
1308         && ((expanders = assq_ref_env (cell_symbol_sc_expander_alist, r0)) != cell_undefined)
1309         && ((macro = assq (CAR (r1), expanders)) != cell_f))
1310       {
1311         sc_expand = assq_ref_env (cell_symbol_macro_expand, r0);
1312         r2 = r1;
1313         if (sc_expand != cell_undefined && sc_expand != cell_f)
1314           {
1315             r1 = cons (sc_expand, cons (r1, cell_nil));
1316             goto apply;
1317           }
1318       }
1319
1320     push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_macro_expand_car);
1321     goto macro_expand;
1322
1323   macro_expand_car:
1324     CAR (r2) = r1;
1325     r1 = r2;
1326     if (CDR (r1) == cell_nil)
1327       goto vm_return;
1328
1329     push_cc (CDR (r1), r1, r0, cell_vm_macro_expand_cdr);
1330     goto macro_expand;
1331
1332   macro_expand_cdr:
1333     CDR (r2) = r1;
1334     r1 = r2;
1335
1336     goto vm_return;
1337   }
1338
1339  begin:
1340   x = cell_unspecified;
1341   while (r1 != cell_nil)
1342     {
1343       gc_check ();
1344       if (TYPE (r1) == TPAIR)
1345         {
1346           if (CAAR (r1) == cell_symbol_primitive_load)
1347             {
1348               program = cons (CAR (r1), cell_nil);
1349               push_cc (program, r1, r0, cell_vm_begin_primitive_load);
1350               goto begin_expand;
1351             begin_primitive_load:
1352               CAR (r2) = r1;
1353               r1 = r2;
1354             }
1355         }
1356
1357       if (TYPE (r1) == TPAIR && TYPE (CAR (r1)) == TPAIR)
1358         {
1359           if (CAAR (r1) == cell_symbol_begin)
1360             r1 = append2 (CDAR (r1), CDR (r1));
1361         }
1362       if (CDR (r1) == cell_nil)
1363         {
1364           r1 = CAR (r1);
1365           goto eval;
1366         }
1367       push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_begin_eval);
1368       goto eval;
1369     begin_eval:
1370       x = r1;
1371       r1 = CDR (r2);
1372     }
1373   r1 = x;
1374   goto vm_return;
1375
1376
1377  begin_expand:
1378   x = cell_unspecified;
1379   while (r1 != cell_nil)
1380     {
1381       gc_check ();
1382
1383       if (TYPE (r1) == TPAIR)
1384         {
1385           if (TYPE (CAR (r1)) == TPAIR && CAAR (r1) == cell_symbol_begin)
1386             r1 = append2 (CDAR (r1), CDR (r1));
1387           if (CAAR (r1) == cell_symbol_primitive_load)
1388             {
1389               push_cc (CADR (CAR (r1)), r1, r0, cell_vm_begin_expand_primitive_load);
1390               goto eval; // FIXME: expand too?!
1391             begin_expand_primitive_load:;
1392               input; // = current_input_port ();
1393               if (TYPE (r1) == TNUMBER && VALUE (r1) == 0)
1394                 ;
1395               else if (TYPE (r1) == TSTRING)
1396                 input = set_current_input_port (open_input_file (r1));
1397               else
1398                 assert (0);
1399               
1400               push_cc (input, r2, r0, cell_vm_return);
1401               x = read_input_file_env (r0);
1402               gc_pop_frame ();
1403               input = r1;
1404               r1 = x;
1405               set_current_input_port (input);
1406               r1 = cons (cell_symbol_begin, r1);
1407               CAR (r2) = r1;
1408               r1 = r2;
1409               continue;
1410             }
1411         }
1412
1413       push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_begin_expand_macro);
1414       goto macro_expand;
1415     begin_expand_macro:
1416       if (r1 != CAR (r2))
1417         {
1418           CAR (r2) = r1;
1419           r1 = r2;
1420           continue;
1421         }
1422       r1 = r2;
1423       expand_variable (CAR (r1), cell_nil);
1424       //eputs ("expanded r1="); write_error_ (CAR (r1)); eputs ("\n");
1425       push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_begin_expand_eval);
1426       goto eval;
1427     begin_expand_eval:
1428       x = r1;
1429       r1 = CDR (r2);
1430     }
1431   r1 = x;
1432   goto vm_return;
1433
1434  vm_if:
1435   push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_if_expr);
1436   goto eval;
1437  if_expr:
1438   x = r1;
1439   r1 = r2;
1440   if (x != cell_f)
1441     {
1442       r1 = CADR (r1);
1443       goto eval;
1444     }
1445   if (CDDR (r1) != cell_nil)
1446     {
1447       r1 = CAR (CDDR (r1));
1448       goto eval;
1449     }
1450   r1 = cell_unspecified;
1451   goto vm_return;
1452
1453  call_with_current_continuation:
1454   gc_push_frame ();
1455   x = MAKE_CONTINUATION (g_continuations++);
1456   gc_pop_frame ();
1457   push_cc (cons (CAR (r1), cons (x, cell_nil)), x, r0, cell_vm_call_with_current_continuation2);
1458   goto apply;
1459  call_with_current_continuation2:
1460   CONTINUATION (r2) = g_stack;
1461   goto vm_return;
1462
1463  call_with_values:
1464   push_cc (cons (CAR (r1), cell_nil), r1, r0, cell_vm_call_with_values2);
1465   goto apply;
1466  call_with_values2:
1467   if (TYPE (r1) == TVALUES)
1468     r1 = CDR (r1);
1469   r1 = cons (CADR (r2), r1);
1470   goto apply;
1471
1472  vm_return:
1473   x = r1;
1474   gc_pop_frame ();
1475   r1 = x;
1476   goto eval_apply;
1477 }
1478
1479 SCM
1480 apply (SCM f, SCM x, SCM a) ///((internal))
1481 {
1482   push_cc (cons (f, x), cell_unspecified, r0, cell_unspecified);
1483   r3 = cell_vm_apply;
1484   return eval_apply ();
1485 }
1486
1487 SCM
1488 mes_g_stack (SCM a) ///((internal))
1489 {
1490   r0 = a;
1491   r1 = MAKE_CHAR (0);
1492   r2 = MAKE_CHAR (0);
1493   r3 = MAKE_CHAR (0);
1494   g_stack = cons (cell_nil, cell_nil);
1495   return r0;
1496 }
1497
1498 //\f Environment setup
1499
1500 SCM
1501 make_tmps (struct scm* cells)
1502 {
1503   tmp = g_free++;
1504   cells[tmp].type = TCHAR;
1505   tmp_num = g_free++;
1506   cells[tmp_num].type = TNUMBER;
1507   tmp_num2 = g_free++;
1508   cells[tmp_num2].type = TNUMBER;
1509   return 0;
1510 }
1511
1512 #include "posix.c"
1513 #include "math.c"
1514 #include "lib.c"
1515
1516 //\f Jam Collector
1517 SCM g_symbol_max;
1518
1519 SCM
1520 gc_init_cells () ///((internal))
1521 {
1522   g_cells = (struct scm *)malloc (2*ARENA_SIZE*sizeof (struct scm));
1523
1524   TYPE (0) = TVECTOR;
1525   LENGTH (0) = 1000;
1526   VECTOR (0) = 0;
1527 #if 0 //__MESC__
1528   g_cells += sizeof (struct scm);
1529 #else
1530   g_cells++;
1531 #endif
1532   TYPE (0) = TCHAR;
1533   VALUE (0) = 'c';
1534   return 0;
1535 }
1536
1537 SCM
1538 gc_init_news () ///((internal))
1539 {
1540 #if 0 //__MESC__
1541   char *p = g_cells;
1542   p -= sizeof (struct scm);
1543   p += ARENA_SIZE * sizeof (struct scm);
1544   g_news = p;
1545 #else
1546   g_news = g_cells-1 + ARENA_SIZE;
1547 #endif
1548
1549   NTYPE (0) = TVECTOR;
1550   NLENGTH (0) = 1000;
1551   NVECTOR (0) = 0;
1552 #if 0 //__MESC__
1553   g_news += sizeof (struct scm);
1554 #else
1555   g_news++;
1556 #endif
1557   NTYPE (0) = TCHAR;
1558   NVALUE (0) = 'n';
1559   return 0;
1560 }
1561
1562 SCM
1563 mes_symbols () ///((internal))
1564 {
1565   gc_init_cells ();
1566   gc_init_news ();
1567
1568 #if !_POSIX_SOURCE
1569 #include "mes.mes.symbols.i"
1570 #else
1571 #include "mes.symbols.i"
1572 #endif
1573
1574   g_symbol_max = g_free;
1575   make_tmps (g_cells);
1576
1577   g_symbols = 0;
1578   for (int i=1; i<g_symbol_max; i++)
1579     g_symbols = cons (i, g_symbols);
1580
1581   SCM a = cell_nil;
1582
1583 #if !_POSIX_SOURCE
1584 #include "mes.mes.symbol-names.i"
1585 #else
1586 #include "mes.symbol-names.i"
1587 #endif
1588
1589   a = acons (cell_symbol_mes_version, MAKE_STRING (cstring_to_list (VERSION)), a);
1590   a = acons (cell_symbol_mes_prefix, MAKE_STRING (cstring_to_list (PREFIX)), a);
1591
1592   a = acons (cell_symbol_call_with_values, cell_symbol_call_with_values, a);
1593   a = acons (cell_symbol_current_module, cell_symbol_current_module, a);
1594   a = acons (cell_symbol_call_with_current_continuation, cell_call_with_current_continuation, a);
1595
1596
1597 #if __GNUC__
1598   a = acons (cell_symbol_gnuc, cell_t, a);
1599   a = acons (cell_symbol_mesc, cell_f, a);
1600 #else
1601   a = acons (cell_symbol_gnuc, cell_f, a);
1602   a = acons (cell_symbol_mesc, cell_t, a);
1603 #endif
1604   a = acons (cell_closure, a, a);
1605
1606   return a;
1607 }
1608
1609 SCM
1610 mes_environment () ///((internal))
1611 {
1612   SCM a = mes_symbols ();
1613   return mes_g_stack (a);
1614 }
1615
1616 SCM
1617 mes_builtins (SCM a) ///((internal))
1618 {
1619 #if !__GNUC__ || !_POSIX_SOURCE
1620 #include "mes.mes.i"
1621
1622   // Do not sort: Order of these includes define builtins
1623 #include "posix.mes.i"
1624 #include "math.mes.i"
1625 #include "lib.mes.i"
1626 #include "vector.mes.i"
1627 #include "gc.mes.i"
1628 #include "reader.mes.i"
1629
1630 #include "gc.mes.environment.i"
1631 #include "lib.mes.environment.i"
1632 #include "math.mes.environment.i"
1633 #include "mes.mes.environment.i"
1634 #include "posix.mes.environment.i"
1635 #include "reader.mes.environment.i"
1636 #include "vector.mes.environment.i"
1637 #else
1638 #include "mes.i"
1639
1640   // Do not sort: Order of these includes define builtins
1641 #include "posix.i"
1642 #include "math.i"
1643 #include "lib.i"
1644 #include "vector.i"
1645 #include "gc.i"
1646 #include "reader.i"
1647
1648 #include "gc.environment.i"
1649 #include "lib.environment.i"
1650 #include "math.environment.i"
1651 #include "mes.environment.i"
1652 #include "posix.environment.i"
1653 #include "reader.environment.i"
1654 #include "vector.environment.i"
1655 #endif
1656
1657   if (g_debug > 3)
1658     {
1659       fputs ("functions: ", STDERR);
1660       fputs (itoa (g_function), STDERR);
1661       fputs ("\n", STDERR);
1662       for (int i = 0; i < g_function; i++)
1663         {
1664           fputs ("[", STDERR);
1665           fputs (itoa (i), STDERR);
1666           fputs ("]: ", STDERR);
1667           fputs (g_functions[i].name, STDERR);
1668           fputs ("\n", STDERR);
1669         }
1670       fputs ("\n", STDERR);
1671     }
1672
1673   return a;
1674 }
1675
1676 SCM read_input_file_env (SCM);
1677
1678 SCM
1679 load_env (SCM a) ///((internal))
1680 {
1681   r0 = a;
1682   g_stdin = -1;
1683   char boot[128];
1684   char buf[128];
1685   if (getenv ("MES_BOOT"))
1686     strcpy (boot, getenv ("MES_BOOT"));
1687   else
1688     strcpy (boot, "boot-0.scm");
1689   if (getenv ("MES_PREFIX"))
1690     {
1691       strcpy (buf, getenv ("MES_PREFIX"));
1692       strcpy (buf + strlen (buf), "/module");
1693       strcpy (buf + strlen (buf), "/mes/");
1694       strcpy (buf + strlen (buf), boot);
1695       if (getenv ("MES_DEBUG"))
1696         {
1697           eputs ("MES_PREFIX reading boot-0:");
1698           eputs (buf);
1699           eputs ("\n");
1700         }
1701       g_stdin = open (buf, O_RDONLY);
1702     }
1703   if (g_stdin < 0)
1704     {
1705       char const *prefix = MODULEDIR "mes/";
1706       strcpy (buf, prefix);
1707       strcpy (buf + strlen (buf), boot);
1708       if (getenv ("MES_DEBUG"))
1709         {
1710           eputs ("MODULEDIR reading boot-0:");
1711           eputs (buf);
1712           eputs ("\n");
1713         }
1714       g_stdin = open (buf, O_RDONLY);
1715     }
1716   if (g_stdin < 0)
1717     {
1718       strcpy (buf, "module/mes/");
1719       strcpy (buf + strlen (buf), boot);
1720       if (getenv ("MES_DEBUG"))
1721         {
1722           eputs (". reading boot-0:");
1723           eputs (buf);
1724           eputs ("\n");
1725         }
1726       g_stdin = open (buf, O_RDONLY);
1727     }
1728   if (g_stdin < 0)
1729     {
1730       if (getenv ("MES_DEBUG"))
1731         {
1732           eputs (". reading boot-0:");
1733           eputs (boot);
1734           eputs ("\n");
1735         }
1736       g_stdin = open (boot, O_RDONLY);
1737     }
1738   if (g_stdin < 0)
1739     {
1740       eputs ("mes: boot failed: no such file: ");
1741       eputs (boot);
1742       eputs ("\n");
1743       exit (1);
1744     }
1745
1746   if (!g_function)
1747     r0 = mes_builtins (r0);
1748   r2 = read_input_file_env (r0);
1749   g_stdin = STDIN;
1750   return r2;
1751 }
1752
1753 SCM
1754 bload_env (SCM a) ///((internal))
1755 {
1756 #if 1 //__MESC__
1757   char *mo = "mes/read-0-32.mo";
1758   g_stdin = open ("module/mes/read-0-32.mo", O_RDONLY);
1759   char *read0 = MODULEDIR "mes/read-0-32.mo";
1760   g_stdin = g_stdin >= 0 ? g_stdin : open (read0, O_RDONLY);
1761 #else
1762   char *mo ="mes/read-0.mo";
1763   g_stdin = open ("module/mes/read-0.mo", O_RDONLY);
1764   g_stdin = g_stdin >= 0 ? g_stdin : open (MODULEDIR "mes/read-0.mo", O_RDONLY);
1765 #endif
1766
1767   if (g_stdin < 0)
1768     {
1769       eputs ("no such file: ");eputs (mo);eputs ("\n");
1770       return 1;
1771     } 
1772   assert (getchar () == 'M');
1773   assert (getchar () == 'E');
1774   assert (getchar () == 'S');
1775
1776   if (g_debug)
1777     eputs ("*GOT MES*\n");
1778   g_stack = getchar () << 8;
1779   g_stack += getchar ();
1780
1781   char *p = (char*)g_cells;
1782   int c = getchar ();
1783   while (c != EOF)
1784     {
1785       *p++ = c;
1786       c = getchar ();
1787     }
1788   g_free = (p-(char*)g_cells) / sizeof (struct scm);
1789   gc_peek_frame ();
1790   g_symbols = r1;
1791   g_stdin = STDIN;
1792   r0 = mes_builtins (r0);
1793
1794 #if __GNUC__
1795   set_env_x (cell_symbol_gnuc, cell_t, r0);
1796   set_env_x (cell_symbol_mesc, cell_f, r0);
1797 #else
1798   set_env_x (cell_symbol_gnuc, cell_f, r0);
1799   set_env_x (cell_symbol_mesc, cell_t, r0);
1800 #endif
1801
1802   if (g_debug > 3)
1803     {
1804       eputs ("symbols: ");
1805       SCM s = g_symbols;
1806       while (s && s != cell_nil)
1807         {
1808           display_error_ (CAR (s));
1809           eputs (" ");
1810           s = CDR (s);
1811         }
1812       eputs ("\n");
1813       eputs ("functions: ");
1814       eputs (itoa (g_function));
1815       eputs ("\n");
1816       for (int i = 0; i < g_function; i++)
1817         {
1818           eputs ("[");
1819           eputs (itoa (i));
1820           eputs ("]: ");
1821           eputs (g_functions[i].name);
1822           eputs ("\n");
1823         }
1824     }
1825   return r2;
1826 }
1827
1828 #include "vector.c"
1829 #include "gc.c"
1830 #include "reader.c"
1831
1832 int
1833 main (int argc, char *argv[])
1834 {
1835   char *p;
1836   if (p = getenv ("MES_DEBUG"))
1837     g_debug = atoi (p);
1838   if (g_debug)
1839     {
1840       eputs (";;; MODULEDIR=");
1841       eputs (MODULEDIR);
1842       eputs ("\n");
1843     }
1844   if (p = getenv ("MES_MAX_ARENA"))
1845     MAX_ARENA_SIZE = atoi (p);
1846   if (p = getenv ("MES_ARENA"))
1847     ARENA_SIZE = atoi (p);
1848   GC_SAFETY = ARENA_SIZE / 400;
1849   if (p = getenv ("MES_SAFETY"))
1850     GC_SAFETY = atoi (p);
1851   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--help"))
1852     return puts ("Usage: mes [--dump|--load] < FILE\n");
1853   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--version"))
1854     {
1855       puts ("Mes ");puts (VERSION);puts ("\n");
1856       return 0;
1857     };
1858   g_stdin = STDIN;
1859   g_stdout = STDOUT;
1860   r0 = mes_environment ();
1861
1862   SCM program = (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--load"))
1863     ? bload_env (r0) : load_env (r0);
1864   g_tiny = argc > 2 && !strcmp (argv[2], "--tiny");
1865   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--dump"))
1866     return dump ();
1867
1868   SCM lst = cell_nil;
1869   for (int i=argc-1; i>=0; i--) lst = cons (MAKE_STRING (cstring_to_list (argv[i])), lst);
1870   r0 = acons (cell_symbol_argv, lst, r0); // FIXME
1871   r0 = acons (cell_symbol_argv, lst, r0);
1872   push_cc (r2, cell_unspecified, r0, cell_unspecified);
1873
1874   if (g_debug > 2)
1875     {
1876       eputs ("\ngc stats: [");
1877       eputs (itoa (g_free));
1878       eputs ("]\n");
1879     }
1880   if (g_debug > 3)
1881     {
1882       eputs ("program: ");
1883       write_error_ (r1);
1884       eputs ("\n");
1885     }
1886   if (g_debug > 3)
1887     {
1888       eputs ("symbols: ");
1889       write_error_ (g_symbols);
1890       eputs ("\n");
1891     }
1892   r3 = cell_vm_begin_expand;
1893   r1 = eval_apply ();
1894   if (g_debug)
1895     {
1896       write_error_ (r1);
1897       eputs ("\n");
1898     }
1899   if (g_debug)
1900     {
1901       eputs ("\ngc stats: [");
1902       eputs (itoa (g_free));
1903       gc (g_stack);
1904       eputs (" => ");
1905       eputs (itoa (g_free));
1906       eputs ("]\n");
1907     }
1908   return 0;
1909 }