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 __MESC__
1178                   // hmm, mes needs a reminder...
1179                   global_p = CAAR (r0) != cell_closure;
1180                   macro_p = CAR (r2) == cell_symbol_define_macro;
1181 #endif // __MESC__
1182                   if (macro_p)
1183                     {
1184                       SCM entry = assq (name, g_macros);
1185                       r1 = MAKE_MACRO (name, r1);
1186                       set_cdr_x (entry, r1);
1187                     }
1188                   else if (global_p)
1189                     {
1190                       SCM entry = assq (name, r0);
1191                       set_cdr_x (entry, r1);
1192                     }
1193                   else
1194                     {
1195                       SCM entry = cons (name, r1);
1196                       SCM aa = cons (entry, cell_nil);
1197                       set_cdr_x (aa, cdr (r0));
1198                       set_cdr_x (r0, aa);
1199                       SCM cl = assq (cell_closure, r0);
1200                       set_cdr_x (cl, aa);
1201                     }
1202                   r1 = cell_unspecified;
1203                   goto vm_return;
1204                 }
1205               push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_eval_check_func);
1206               goto eval;
1207             eval_check_func:
1208               push_cc (CDR (r2), r2, r0, cell_vm_eval2);
1209               goto evlis;
1210             eval2:
1211               r1 = cons (CAR (r2), r1);
1212               goto apply;
1213             }
1214           }
1215       }
1216     case TSYMBOL:
1217       {
1218         if (r1 == cell_symbol_current_module)
1219           goto vm_return;
1220         if (r1 == cell_symbol_begin) // FIXME
1221           {
1222             r1 = cell_begin;
1223             goto vm_return;
1224           }
1225         r1 = assert_defined (r1, assq_ref_env (r1, r0));
1226         goto vm_return;
1227       }
1228     case TVARIABLE:
1229       {
1230         r1 = CDR (VARIABLE (r1));
1231         goto vm_return;
1232       }
1233     default: goto vm_return;
1234     }
1235
1236  macro_expand:
1237   {
1238     SCM macro;
1239     SCM expanders;
1240
1241     if (TYPE (r1) != TPAIR || CAR (r1) == cell_symbol_quote)
1242       goto vm_return;
1243
1244     if (CAR (r1) == cell_symbol_lambda)
1245       {
1246         push_cc (CDDR (r1), r1, r0, cell_vm_macro_expand_lambda);
1247         goto macro_expand;
1248       macro_expand_lambda:
1249         CDDR (r2) = r1;
1250         r1 = r2;
1251         goto vm_return;
1252       }
1253
1254     if (TYPE (r1) == TPAIR
1255         && (macro = lookup_macro_ (CAR (r1), g_macros)) != cell_f)
1256       {
1257         r1 = cons (macro, CDR (r1));
1258         push_cc (r1, cell_nil, r0, cell_vm_macro_expand);
1259         goto apply;
1260       }
1261
1262     if (CAR (r1) == cell_symbol_define
1263         || CAR (r1) == cell_symbol_define_macro)
1264       {
1265         push_cc (CDDR (r1), r1, r0, cell_vm_macro_expand_define);
1266         goto macro_expand;
1267       macro_expand_define:
1268         CDDR (r2) = r1;
1269         r1 = r2;
1270         if (CAR (r1) == cell_symbol_define_macro)
1271           {
1272             push_cc (r1, r1, r0, cell_vm_macro_expand_define_macro);
1273             goto eval;
1274           macro_expand_define_macro:
1275             r1 = r2;
1276           }
1277         goto vm_return;
1278       }
1279
1280     if (CAR (r1) == cell_symbol_set_x)
1281       {
1282         push_cc (CDDR (r1), r1, r0, cell_vm_macro_expand_set_x);
1283         goto macro_expand;
1284       macro_expand_set_x:
1285         CDDR (r2) = r1;
1286         r1 = r2;
1287         goto vm_return;
1288       }
1289
1290     if (TYPE (r1) == TPAIR
1291         && TYPE (CAR (r1)) == TSYMBOL
1292         && CAR (r1) != cell_symbol_begin
1293         && ((macro = assq (cell_symbol_portable_macro_expand, g_macros)) != cell_f)
1294         && ((expanders = assq_ref_env (cell_symbol_sc_expander_alist, r0)) != cell_undefined)
1295         && ((macro = assq (CAR (r1), expanders)) != cell_f))
1296       {
1297         SCM sc_expand = assq_ref_env (cell_symbol_macro_expand, r0);
1298         r2 = r1;
1299         if (sc_expand != cell_undefined && sc_expand != cell_f)
1300           {
1301             r1 = cons (sc_expand, cons (r1, cell_nil));
1302             goto apply;
1303           }
1304       }
1305
1306     push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_macro_expand_car);
1307     goto macro_expand;
1308
1309   macro_expand_car:
1310     CAR (r2) = r1;
1311     r1 = r2;
1312     if (CDR (r1) == cell_nil)
1313       goto vm_return;
1314
1315     push_cc (CDR (r1), r1, r0, cell_vm_macro_expand_cdr);
1316     goto macro_expand;
1317
1318   macro_expand_cdr:
1319     CDR (r2) = r1;
1320     r1 = r2;
1321
1322     goto vm_return;
1323   }
1324
1325  begin:
1326   x = cell_unspecified;
1327   while (r1 != cell_nil)
1328     {
1329       gc_check ();
1330       if (TYPE (r1) == TPAIR)
1331         {
1332           if (CAAR (r1) == cell_symbol_primitive_load)
1333             {
1334               SCM program = cons (CAR (r1), cell_nil);
1335               push_cc (program, r1, r0, cell_vm_begin_primitive_load);
1336               goto begin_expand;
1337             begin_primitive_load:
1338               CAR (r2) = r1;
1339               r1 = r2;
1340             }
1341         }
1342
1343       if (TYPE (r1) == TPAIR && TYPE (CAR (r1)) == TPAIR)
1344         {
1345           if (CAAR (r1) == cell_symbol_begin)
1346             r1 = append2 (CDAR (r1), CDR (r1));
1347         }
1348       if (CDR (r1) == cell_nil)
1349         {
1350           r1 = CAR (r1);
1351           goto eval;
1352         }
1353       push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_begin_eval);
1354       goto eval;
1355     begin_eval:
1356       x = r1;
1357       r1 = CDR (r2);
1358     }
1359   r1 = x;
1360   goto vm_return;
1361
1362
1363  begin_expand:
1364   x = cell_unspecified;
1365   while (r1 != cell_nil)
1366     {
1367       gc_check ();
1368
1369       if (TYPE (r1) == TPAIR)
1370         {
1371           if (TYPE (CAR (r1)) == TPAIR && CAAR (r1) == cell_symbol_begin)
1372             r1 = append2 (CDAR (r1), CDR (r1));
1373           if (CAAR (r1) == cell_symbol_primitive_load)
1374             {
1375               push_cc (CADR (CAR (r1)), r1, r0, cell_vm_begin_expand_primitive_load);
1376               goto eval; // FIXME: expand too?!
1377             begin_expand_primitive_load:;
1378               SCM input; // = current_input_port ();
1379               if (TYPE (r1) == TNUMBER && VALUE (r1) == 0)
1380                 ;
1381               else if (TYPE (r1) == TSTRING)
1382                 input = set_current_input_port (open_input_file (r1));
1383               else
1384                 assert (0);
1385
1386               push_cc (input, r2, r0, cell_vm_return);
1387               x = read_input_file_env (r0);
1388               gc_pop_frame ();
1389               input = r1;
1390               r1 = x;
1391               set_current_input_port (input);
1392               r1 = cons (cell_symbol_begin, r1);
1393               CAR (r2) = r1;
1394               r1 = r2;
1395               continue;
1396             }
1397         }
1398
1399       push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_begin_expand_macro);
1400       goto macro_expand;
1401     begin_expand_macro:
1402       if (r1 != CAR (r2))
1403         {
1404           CAR (r2) = r1;
1405           r1 = r2;
1406           continue;
1407         }
1408       r1 = r2;
1409       expand_variable (CAR (r1), cell_nil);
1410       //eputs ("expanded r1="); write_error_ (CAR (r1)); eputs ("\n");
1411       push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_begin_expand_eval);
1412       goto eval;
1413     begin_expand_eval:
1414       x = r1;
1415       r1 = CDR (r2);
1416     }
1417   r1 = x;
1418   goto vm_return;
1419
1420  vm_if:
1421   push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_if_expr);
1422   goto eval;
1423  if_expr:
1424   x = r1;
1425   r1 = r2;
1426   if (x != cell_f)
1427     {
1428       r1 = CADR (r1);
1429       goto eval;
1430     }
1431   if (CDDR (r1) != cell_nil)
1432     {
1433       r1 = CAR (CDDR (r1));
1434       goto eval;
1435     }
1436   r1 = cell_unspecified;
1437   goto vm_return;
1438
1439  call_with_current_continuation:
1440   gc_push_frame ();
1441   x = MAKE_CONTINUATION (g_continuations++);
1442   gc_pop_frame ();
1443   push_cc (cons (CAR (r1), cons (x, cell_nil)), x, r0, cell_vm_call_with_current_continuation2);
1444   goto apply;
1445  call_with_current_continuation2:
1446   CONTINUATION (r2) = g_stack;
1447   goto vm_return;
1448
1449  call_with_values:
1450   push_cc (cons (CAR (r1), cell_nil), r1, r0, cell_vm_call_with_values2);
1451   goto apply;
1452  call_with_values2:
1453   if (TYPE (r1) == TVALUES)
1454     r1 = CDR (r1);
1455   r1 = cons (CADR (r2), r1);
1456   goto apply;
1457
1458  vm_return:
1459   x = r1;
1460   gc_pop_frame ();
1461   r1 = x;
1462   goto eval_apply;
1463 }
1464
1465 SCM
1466 apply (SCM f, SCM x, SCM a) ///((internal))
1467 {
1468   push_cc (cons (f, x), cell_unspecified, r0, cell_unspecified);
1469   r3 = cell_vm_apply;
1470   return eval_apply ();
1471 }
1472
1473 SCM
1474 mes_g_stack (SCM a) ///((internal))
1475 {
1476   r0 = a;
1477   r1 = MAKE_CHAR (0);
1478   r2 = MAKE_CHAR (0);
1479   r3 = MAKE_CHAR (0);
1480   g_stack = cons (cell_nil, cell_nil);
1481   return r0;
1482 }
1483
1484 //\f Environment setup
1485
1486 SCM
1487 make_tmps (struct scm* cells)
1488 {
1489   tmp = g_free++;
1490   cells[tmp].type = TCHAR;
1491   tmp_num = g_free++;
1492   cells[tmp_num].type = TNUMBER;
1493   tmp_num2 = g_free++;
1494   cells[tmp_num2].type = TNUMBER;
1495   return 0;
1496 }
1497
1498 #include "posix.c"
1499 #include "math.c"
1500 #include "lib.c"
1501
1502 //\f Jam Collector
1503 SCM g_symbol_max;
1504
1505 SCM
1506 gc_init_cells () ///((internal))
1507 {
1508   g_cells = (struct scm *)malloc (2*ARENA_SIZE*sizeof (struct scm));
1509
1510   TYPE (0) = TVECTOR;
1511   LENGTH (0) = 1000;
1512   VECTOR (0) = 0;
1513 #if __MESC__
1514   g_cells += sizeof (struct scm);
1515 #else
1516   g_cells++;
1517 #endif
1518   TYPE (0) = TCHAR;
1519   VALUE (0) = 'c';
1520   return 0;
1521 }
1522
1523 SCM
1524 gc_init_news () ///((internal))
1525 {
1526 #if __MESC__
1527   char *p = g_cells;
1528   p -= sizeof (struct scm);
1529   p += ARENA_SIZE * sizeof (struct scm);
1530   g_news = p;
1531 #else
1532   g_news = g_cells-1 + ARENA_SIZE;
1533 #endif
1534
1535   NTYPE (0) = TVECTOR;
1536   NLENGTH (0) = 1000;
1537   NVECTOR (0) = 0;
1538 #if __MESC__
1539   g_news += sizeof (struct scm);
1540 #else
1541   g_news++;
1542 #endif
1543   NTYPE (0) = TCHAR;
1544   NVALUE (0) = 'n';
1545   return 0;
1546 }
1547
1548 SCM
1549 mes_symbols () ///((internal))
1550 {
1551   gc_init_cells ();
1552   gc_init_news ();
1553
1554 #if !_POSIX_SOURCE
1555 #include "mes.mes.symbols.i"
1556 #else
1557 #include "mes.symbols.i"
1558 #endif
1559
1560   g_symbol_max = g_free;
1561   make_tmps (g_cells);
1562
1563   g_symbols = 0;
1564   for (int i=1; i<g_symbol_max; i++)
1565     g_symbols = cons (i, g_symbols);
1566
1567   SCM a = cell_nil;
1568
1569 #if !_POSIX_SOURCE
1570 #include "mes.mes.symbol-names.i"
1571 #else
1572 #include "mes.symbol-names.i"
1573 #endif
1574
1575   a = acons (cell_symbol_mes_version, MAKE_STRING (cstring_to_list (VERSION)), a);
1576   a = acons (cell_symbol_mes_prefix, MAKE_STRING (cstring_to_list (PREFIX)), a);
1577
1578   a = acons (cell_symbol_call_with_values, cell_symbol_call_with_values, a);
1579   a = acons (cell_symbol_current_module, cell_symbol_current_module, a);
1580   a = acons (cell_symbol_call_with_current_continuation, cell_call_with_current_continuation, a);
1581
1582
1583 #if __GNUC__
1584   a = acons (cell_symbol_gnuc, cell_t, a);
1585   a = acons (cell_symbol_mesc, cell_f, a);
1586 #else
1587   a = acons (cell_symbol_gnuc, cell_f, a);
1588   a = acons (cell_symbol_mesc, cell_t, a);
1589 #endif
1590   a = acons (cell_closure, a, a);
1591
1592   return a;
1593 }
1594
1595 SCM
1596 mes_environment () ///((internal))
1597 {
1598   SCM a = mes_symbols ();
1599   return mes_g_stack (a);
1600 }
1601
1602 SCM
1603 mes_builtins (SCM a) ///((internal))
1604 {
1605 #if !__GNUC__ || !_POSIX_SOURCE
1606 #include "mes.mes.i"
1607
1608   // Do not sort: Order of these includes define builtins
1609 #include "posix.mes.i"
1610 #include "math.mes.i"
1611 #include "lib.mes.i"
1612 #include "vector.mes.i"
1613 #include "gc.mes.i"
1614 #include "reader.mes.i"
1615
1616 #include "gc.mes.environment.i"
1617 #include "lib.mes.environment.i"
1618 #include "math.mes.environment.i"
1619 #include "mes.mes.environment.i"
1620 #include "posix.mes.environment.i"
1621 #include "reader.mes.environment.i"
1622 #include "vector.mes.environment.i"
1623 #else
1624 #include "mes.i"
1625
1626   // Do not sort: Order of these includes define builtins
1627 #include "posix.i"
1628 #include "math.i"
1629 #include "lib.i"
1630 #include "vector.i"
1631 #include "gc.i"
1632 #include "reader.i"
1633
1634 #include "gc.environment.i"
1635 #include "lib.environment.i"
1636 #include "math.environment.i"
1637 #include "mes.environment.i"
1638 #include "posix.environment.i"
1639 #include "reader.environment.i"
1640 #include "vector.environment.i"
1641 #endif
1642
1643   if (g_debug > 3)
1644     {
1645       fputs ("functions: ", STDERR);
1646       fputs (itoa (g_function), STDERR);
1647       fputs ("\n", STDERR);
1648       for (int i = 0; i < g_function; i++)
1649         {
1650           fputs ("[", STDERR);
1651           fputs (itoa (i), STDERR);
1652           fputs ("]: ", STDERR);
1653           fputs (g_functions[i].name, STDERR);
1654           fputs ("\n", STDERR);
1655         }
1656       fputs ("\n", STDERR);
1657     }
1658
1659   return a;
1660 }
1661
1662 SCM read_input_file_env (SCM);
1663
1664 SCM
1665 load_env (SCM a) ///((internal))
1666 {
1667   r0 = a;
1668   g_stdin = -1;
1669   char boot[128];
1670   char buf[128];
1671   if (getenv ("MES_BOOT"))
1672     strcpy (boot, getenv ("MES_BOOT"));
1673   else
1674     strcpy (boot, "boot-0.scm");
1675   if (getenv ("MES_PREFIX"))
1676     {
1677       strcpy (buf, getenv ("MES_PREFIX"));
1678       strcpy (buf + strlen (buf), "/module");
1679       strcpy (buf + strlen (buf), "/mes/");
1680       strcpy (buf + strlen (buf), boot);
1681       if (getenv ("MES_DEBUG"))
1682         {
1683           eputs ("MES_PREFIX reading boot-0:");
1684           eputs (buf);
1685           eputs ("\n");
1686         }
1687       g_stdin = open (buf, O_RDONLY);
1688     }
1689   if (g_stdin < 0)
1690     {
1691       char const *prefix = MODULEDIR "mes/";
1692       strcpy (buf, prefix);
1693       strcpy (buf + strlen (buf), boot);
1694       if (getenv ("MES_DEBUG"))
1695         {
1696           eputs ("MODULEDIR reading boot-0:");
1697           eputs (buf);
1698           eputs ("\n");
1699         }
1700       g_stdin = open (buf, O_RDONLY);
1701     }
1702   if (g_stdin < 0)
1703     {
1704       strcpy (buf, "module/mes/");
1705       strcpy (buf + strlen (buf), boot);
1706       if (getenv ("MES_DEBUG"))
1707         {
1708           eputs (". reading boot-0:");
1709           eputs (buf);
1710           eputs ("\n");
1711         }
1712       g_stdin = open (buf, O_RDONLY);
1713     }
1714   if (g_stdin < 0)
1715     {
1716       if (getenv ("MES_DEBUG"))
1717         {
1718           eputs (". reading boot-0:");
1719           eputs (boot);
1720           eputs ("\n");
1721         }
1722       g_stdin = open (boot, O_RDONLY);
1723     }
1724   if (g_stdin < 0)
1725     {
1726       eputs ("mes: boot failed: no such file: ");
1727       eputs (boot);
1728       eputs ("\n");
1729       exit (1);
1730     }
1731
1732   if (!g_function)
1733     r0 = mes_builtins (r0);
1734   r2 = read_input_file_env (r0);
1735   g_stdin = STDIN;
1736   return r2;
1737 }
1738
1739 SCM
1740 bload_env (SCM a) ///((internal))
1741 {
1742 #if __MESC__
1743   char *mo = "mes/read-0-32.mo";
1744   g_stdin = open ("module/mes/read-0-32.mo", O_RDONLY);
1745   char *read0 = MODULEDIR "mes/read-0-32.mo";
1746   g_stdin = g_stdin >= 0 ? g_stdin : open (read0, O_RDONLY);
1747 #else
1748   char *mo ="mes/read-0.mo";
1749   g_stdin = open ("module/mes/read-0.mo", O_RDONLY);
1750   g_stdin = g_stdin >= 0 ? g_stdin : open (MODULEDIR "mes/read-0.mo", O_RDONLY);
1751 #endif
1752
1753   if (g_stdin < 0)
1754     {
1755       eputs ("no such file: ");eputs (mo);eputs ("\n");
1756       return 1;
1757     }
1758   assert (getchar () == 'M');
1759   assert (getchar () == 'E');
1760   assert (getchar () == 'S');
1761
1762   if (g_debug)
1763     eputs ("*GOT MES*\n");
1764   g_stack = getchar () << 8;
1765   g_stack += getchar ();
1766
1767   char *p = (char*)g_cells;
1768   int c = getchar ();
1769   while (c != EOF)
1770     {
1771       *p++ = c;
1772       c = getchar ();
1773     }
1774   g_free = (p-(char*)g_cells) / sizeof (struct scm);
1775   gc_peek_frame ();
1776   g_symbols = r1;
1777   g_stdin = STDIN;
1778   r0 = mes_builtins (r0);
1779
1780 #if __GNUC__
1781   set_env_x (cell_symbol_gnuc, cell_t, r0);
1782   set_env_x (cell_symbol_mesc, cell_f, r0);
1783 #else
1784   set_env_x (cell_symbol_gnuc, cell_f, r0);
1785   set_env_x (cell_symbol_mesc, cell_t, r0);
1786 #endif
1787
1788   if (g_debug > 3)
1789     {
1790       eputs ("symbols: ");
1791       SCM s = g_symbols;
1792       while (s && s != cell_nil)
1793         {
1794           display_error_ (CAR (s));
1795           eputs (" ");
1796           s = CDR (s);
1797         }
1798       eputs ("\n");
1799       eputs ("functions: ");
1800       eputs (itoa (g_function));
1801       eputs ("\n");
1802       for (int i = 0; i < g_function; i++)
1803         {
1804           eputs ("[");
1805           eputs (itoa (i));
1806           eputs ("]: ");
1807           eputs (g_functions[i].name);
1808           eputs ("\n");
1809         }
1810     }
1811   return r2;
1812 }
1813
1814 #include "vector.c"
1815 #include "gc.c"
1816 #include "reader.c"
1817
1818 int
1819 main (int argc, char *argv[])
1820 {
1821   char *p;
1822   if (p = getenv ("MES_DEBUG"))
1823     g_debug = atoi (p);
1824   if (g_debug)
1825     {
1826       eputs (";;; MODULEDIR=");
1827       eputs (MODULEDIR);
1828       eputs ("\n");
1829     }
1830   if (p = getenv ("MES_MAX_ARENA"))
1831     MAX_ARENA_SIZE = atoi (p);
1832   if (p = getenv ("MES_ARENA"))
1833     ARENA_SIZE = atoi (p);
1834   GC_SAFETY = ARENA_SIZE / 400;
1835   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--help"))
1836     return puts ("Usage: mes [--dump|--load] < FILE\n");
1837   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--version"))
1838     {
1839       puts ("Mes ");puts (VERSION);puts ("\n");
1840       return 0;
1841     };
1842   g_stdin = STDIN;
1843   g_stdout = STDOUT;
1844   r0 = mes_environment ();
1845
1846   SCM program = (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--load"))
1847     ? bload_env (r0) : load_env (r0);
1848   g_tiny = argc > 2 && !strcmp (argv[2], "--tiny");
1849   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--dump"))
1850     return dump ();
1851
1852   SCM lst = cell_nil;
1853   for (int i=argc-1; i>=0; i--) lst = cons (MAKE_STRING (cstring_to_list (argv[i])), lst);
1854   r0 = acons (cell_symbol_argv, lst, r0); // FIXME
1855   r0 = acons (cell_symbol_argv, lst, r0);
1856   push_cc (r2, cell_unspecified, r0, cell_unspecified);
1857
1858   if (g_debug > 2)
1859     {
1860       eputs ("\ngc stats: [");
1861       eputs (itoa (g_free));
1862       eputs ("]\n");
1863     }
1864   if (g_debug > 3)
1865     {
1866       eputs ("program: ");
1867       write_error_ (r1);
1868       eputs ("\n");
1869     }
1870   if (g_debug > 3)
1871     {
1872       eputs ("symbols: ");
1873       write_error_ (g_symbols);
1874       eputs ("\n");
1875     }
1876   r3 = cell_vm_begin_expand;
1877   r1 = eval_apply ();
1878   if (g_debug)
1879     {
1880       write_error_ (r1);
1881       eputs ("\n");
1882     }
1883   if (g_debug)
1884     {
1885       eputs ("\ngc stats: [");
1886       eputs (itoa (g_free));
1887       gc (g_stack);
1888       eputs (" => ");
1889       eputs (itoa (g_free));
1890       eputs ("]\n");
1891     }
1892   return 0;
1893 }