mes: Resurrect macros in repl.
[mes.git] / src / mes.c
1 /* -*-comment-start: "//";comment-end:""-*-
2  * Mes --- Maxwell Equations of Software
3  * Copyright © 2016,2017,2018 Jan (janneke) Nieuwenhuizen <janneke@gnu.org>
4  *
5  * This file is part of Mes.
6  *
7  * Mes is free software; you can redistribute it and/or modify it
8  * under the terms of the GNU General Public License as published by
9  * the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or (at
10  * your option) any later version.
11  *
12  * Mes is distributed in the hope that it will be useful, but
13  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15  * GNU General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU General Public License
18  * along with Mes.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
19  */
20
21 #include <stdio.h>
22 #include <assert.h>
23 #include <stdlib.h>
24 #include <string.h>
25 #include <mlibc.h>
26
27 // minimal for boot-0.scm
28 // int ARENA_SIZE = 100000; // 32b: 1MiB, 64b: 2 MiB
29 // take a bit more to run all tests
30 int ARENA_SIZE = 400000; // 32b: 1MiB, 64b: 2 MiB
31 #if !_POSIX_SOURCE
32 //int MAX_ARENA_SIZE = 60000000; // 32b: ~ 300MiB
33 int MAX_ARENA_SIZE = 166600000; // 32b: ~ 2GiB
34 //int MAX_ARENA_SIZE = 500000000; // 32b: ~ 8GiB
35 #else
36 int MAX_ARENA_SIZE = 200000000; // 32b: 2.3GiB, 64b: 4.6GiB
37 #endif
38
39 int GC_SAFETY = 4000;
40
41 char *g_arena = 0;
42 typedef int SCM;
43
44 int g_debug = 0;
45 int g_free = 0;
46
47 SCM g_continuations = 0;
48 SCM g_symbols = 0;
49 SCM g_stack = 0;
50 // a/env
51 SCM r0 = 0;
52 // param 1
53 SCM r1 = 0;
54 // save 2+load/dump
55 SCM r2 = 0;
56 // continuation
57 SCM r3 = 0;
58 // macro
59 SCM g_macros = 1; // cell_nil
60
61
62 enum type_t {TCHAR, TCLOSURE, TCONTINUATION, TFUNCTION, TKEYWORD, TMACRO, TNUMBER, TPAIR, TREF, TSPECIAL, TSTRING, TSYMBOL, TVALUES, TVARIABLE, TVECTOR, TBROKEN_HEART};
63
64 #if !_POSIX_SOURCE
65 struct scm {
66   enum type_t type;
67   SCM car;
68   SCM cdr;
69 };
70 struct function {
71   int (*function) (void);
72   int arity;
73   char *name;
74 };
75 #else
76 typedef SCM (*function0_t) (void);
77 typedef SCM (*function1_t) (SCM);
78 typedef SCM (*function2_t) (SCM, SCM);
79 typedef SCM (*function3_t) (SCM, SCM, SCM);
80 typedef SCM (*functionn_t) (SCM);
81 struct function {
82   union {
83     function0_t function0;
84     function1_t function1;
85     function2_t function2;
86     function3_t function3;
87     functionn_t functionn;
88   };
89   int arity;
90   char const *name;
91 };
92 struct scm {
93   enum type_t type;
94   union {
95     char const* name;
96     SCM car;
97     SCM ref;
98     SCM string;
99     SCM variable;
100     int length;
101   };
102   union {
103     int value;
104     int function;
105     SCM cdr;
106     SCM closure;
107     SCM continuation;
108     SCM macro;
109     SCM vector;
110     int hits;
111   };
112 };
113 #endif
114
115 #if __MESC__
116 //FIXME
117 char *foobar = 0;
118 struct scm *g_cells = foobar;
119 struct scm *g_news = foobar;
120 #else
121 struct scm *g_cells = 0;
122 struct scm *g_news = 0;
123 #endif
124
125 struct scm scm_nil = {TSPECIAL, "()",0};
126 struct scm scm_f = {TSPECIAL, "#f",0};
127 struct scm scm_t = {TSPECIAL, "#t",0};
128 struct scm scm_dot = {TSPECIAL, ".",0};
129 struct scm scm_arrow = {TSPECIAL, "=>",0};
130 struct scm scm_undefined = {TSPECIAL, "*undefined*",0};
131 struct scm scm_unspecified = {TSPECIAL, "*unspecified*",0};
132 struct scm scm_closure = {TSPECIAL, "*closure*",0};
133 struct scm scm_circular = {TSPECIAL, "*circular*",0};
134 struct scm scm_begin = {TSPECIAL, "*begin*",0};
135
136 struct scm scm_symbol_dot = {TSYMBOL, "*dot*",0};
137 struct scm scm_symbol_lambda = {TSYMBOL, "lambda",0};
138 struct scm scm_symbol_begin = {TSYMBOL, "begin",0};
139 struct scm scm_symbol_if = {TSYMBOL, "if",0};
140 struct scm scm_symbol_quote = {TSYMBOL, "quote",0};
141 struct scm scm_symbol_define = {TSYMBOL, "define",0};
142 struct scm scm_symbol_define_macro = {TSYMBOL, "define-macro",0};
143
144 struct scm scm_symbol_quasiquote = {TSYMBOL, "quasiquote", 0};
145 struct scm scm_symbol_unquote = {TSYMBOL, "unquote", 0};
146 struct scm scm_symbol_unquote_splicing = {TSYMBOL, "unquote-splicing", 0};
147 struct scm scm_symbol_syntax = {TSYMBOL, "syntax",0};
148 struct scm scm_symbol_quasisyntax = {TSYMBOL, "quasisyntax", 0};
149 struct scm scm_symbol_unsyntax = {TSYMBOL, "unsyntax", 0};
150 struct scm scm_symbol_unsyntax_splicing = {TSYMBOL, "unsyntax-splicing", 0};
151
152 struct scm scm_symbol_set_x = {TSYMBOL, "set!",0};
153
154 struct scm scm_symbol_sc_expand = {TSYMBOL, "sc-expand",0};
155 struct scm scm_symbol_macro_expand = {TSYMBOL, "macro-expand",0};
156 struct scm scm_symbol_portable_macro_expand = {TSYMBOL, "portable-macro-expand",0};
157 struct scm scm_symbol_sc_expander_alist = {TSYMBOL, "*sc-expander-alist*",0};
158
159 struct scm scm_symbol_call_with_values = {TSYMBOL, "call-with-values",0};
160 struct scm scm_call_with_current_continuation = {TSPECIAL, "*call/cc*",0};
161 struct scm scm_symbol_call_with_current_continuation = {TSYMBOL, "call-with-current-continuation",0};
162 struct scm scm_symbol_current_module = {TSYMBOL, "current-module",0};
163 struct scm scm_symbol_primitive_load = {TSYMBOL, "primitive-load",0};
164 struct scm scm_symbol_read_input_file = {TSYMBOL, "read-input-file",0};
165 struct scm scm_symbol_write = {TSYMBOL, "write",0};
166 struct scm scm_symbol_display = {TSYMBOL, "display",0};
167
168 struct scm scm_symbol_throw = {TSYMBOL, "throw",0};
169 struct scm scm_symbol_not_a_number = {TSYMBOL, "not-a-number",0};
170 struct scm scm_symbol_not_a_pair = {TSYMBOL, "not-a-pair",0};
171 struct scm scm_symbol_system_error = {TSYMBOL, "system-error",0};
172 struct scm scm_symbol_wrong_number_of_args = {TSYMBOL, "wrong-number-of-args",0};
173 struct scm scm_symbol_wrong_type_arg = {TSYMBOL, "wrong-type-arg",0};
174 struct scm scm_symbol_unbound_variable = {TSYMBOL, "unbound-variable",0};
175
176 struct scm scm_symbol_argv = {TSYMBOL, "%argv",0};
177 struct scm scm_symbol_mes_prefix = {TSYMBOL, "%prefix",0};
178 struct scm scm_symbol_mes_version = {TSYMBOL, "%version",0};
179
180 struct scm scm_symbol_car = {TSYMBOL, "car",0};
181 struct scm scm_symbol_cdr = {TSYMBOL, "cdr",0};
182 struct scm scm_symbol_pmatch_car = {TSYMBOL, "pmatch-car",0};
183 struct scm scm_symbol_pmatch_cdr = {TSYMBOL, "pmatch-cdr",0};
184
185 struct scm scm_vm_evlis = {TSPECIAL, "*vm-evlis*",0};
186 struct scm scm_vm_evlis2 = {TSPECIAL, "*vm-evlis2*",0};
187 struct scm scm_vm_evlis3 = {TSPECIAL, "*vm-evlis3*",0};
188 struct scm scm_vm_apply = {TSPECIAL, "core:apply",0};
189 struct scm scm_vm_apply2 = {TSPECIAL, "*vm-apply2*",0};
190 struct scm scm_vm_eval = {TSPECIAL, "core:eval",0};
191
192 struct scm scm_vm_eval_pmatch_car = {TSPECIAL, "*vm-eval-pmatch-car*",0};
193 struct scm scm_vm_eval_pmatch_cdr = {TSPECIAL, "*vm-eval-pmatch-cdr*",0};
194 struct scm scm_vm_eval_define = {TSPECIAL, "*vm-eval-define*",0};
195
196 struct scm scm_vm_eval_set_x = {TSPECIAL, "*vm-eval-set!*",0};
197 struct scm scm_vm_eval_macro_expand_eval = {TSPECIAL, "*vm:eval-macro-expand-eval*",0};
198 struct scm scm_vm_eval_macro_expand_expand = {TSPECIAL, "*vm:eval-macro-expand-expand*",0};
199 struct scm scm_vm_eval_check_func = {TSPECIAL, "*vm-eval-check-func*",0};
200 struct scm scm_vm_eval2 = {TSPECIAL, "*vm-eval2*",0};
201 struct scm scm_vm_macro_expand = {TSPECIAL, "core:macro-expand",0};
202 struct scm scm_vm_macro_expand_define = {TSPECIAL, "*vm:core:macro-expand-define*",0};
203 struct scm scm_vm_macro_expand_define_macro = {TSPECIAL, "*vm:core:macro-expand-define-macro*",0};
204 struct scm scm_vm_macro_expand_lambda = {TSPECIAL, "*vm:core:macro-expand-lambda*",0};
205 struct scm scm_vm_macro_expand_set_x = {TSPECIAL, "*vm:core:macro-expand-set!*",0};
206 struct scm scm_vm_begin_expand_primitive_load = {TSPECIAL, "*vm:core:begin-expand-primitive-load*",0};
207 struct scm scm_vm_begin_primitive_load = {TSPECIAL, "*vm:core:begin-primitive-load*",0};
208 struct scm scm_vm_macro_expand_car = {TSPECIAL, "*vm:core:macro-expand-car*",0};
209 struct scm scm_vm_macro_expand_cdr = {TSPECIAL, "*vm:macro-expand-cdr*",0};
210 struct scm scm_vm_begin_expand = {TSPECIAL, "core:eval-expand",0};
211 struct scm scm_vm_begin_expand_eval = {TSPECIAL, "*vm:begin-expand-eval*",0};
212 struct scm scm_vm_begin_expand_macro = {TSPECIAL, "*vm:begin-expand-macro*",0};
213 struct scm scm_vm_begin = {TSPECIAL, "*vm-begin*",0};
214 struct scm scm_vm_begin_read_input_file = {TSPECIAL, "*vm-begin-read-input-file*",0};
215 struct scm scm_vm_begin_eval = {TSPECIAL, "*vm:begin-eval*",0};
216 struct scm scm_vm_if = {TSPECIAL, "*vm-if*",0};
217 struct scm scm_vm_if_expr = {TSPECIAL, "*vm-if-expr*",0};
218 struct scm scm_vm_call_with_values2 = {TSPECIAL, "*vm-call-with-values2*",0};
219 struct scm scm_vm_call_with_current_continuation2 = {TSPECIAL, "*vm-call-with-current-continuation2*",0};
220 struct scm scm_vm_return = {TSPECIAL, "*vm-return*",0};
221
222 struct scm scm_symbol_gnuc = {TSYMBOL, "%gnuc",0};
223 struct scm scm_symbol_mesc = {TSYMBOL, "%mesc",0};
224
225 struct scm scm_test = {TSYMBOL, "test",0};
226
227 #if !_POSIX_SOURCE
228 #include "mes.mes.symbols.h"
229 #else
230 #include "mes.symbols.h"
231 #endif
232
233 struct function g_functions[200];
234 int g_function = 0;
235
236 #if !__GNUC__ || !_POSIX_SOURCE
237 #include "gc.mes.h"
238 #include "lib.mes.h"
239 #include "math.mes.h"
240 #include "mes.mes.h"
241 #include "posix.mes.h"
242 #include "reader.mes.h"
243 #include "vector.mes.h"
244 #else
245 #include "gc.h"
246 #include "lib.h"
247 #include "math.h"
248 #include "mes.h"
249 #include "posix.h"
250 #include "reader.h"
251 #include "vector.h"
252 #endif
253
254 #define TYPE(x) g_cells[x].type
255 #define CAR(x) g_cells[x].car
256 #define CDR(x) g_cells[x].cdr
257
258 #define NTYPE(x) g_news[x].type
259 #define NCAR(x) g_news[x].car
260 #define NCDR(x) g_news[x].cdr
261
262 #if !_POSIX_SOURCE
263 #define LENGTH(x) g_cells[x].car
264 #define REF(x) g_cells[x].car
265 #define STRING(x) g_cells[x].car
266 #define VARIABLE(x) g_cells[x].car
267
268 #define CLOSURE(x) g_cells[x].cdr
269 #define CONTINUATION(x) g_cells[x].cdr
270
271 #define FUNCTION(x) g_functions[g_cells[x].cdr]
272 #define FUNCTION0(x) g_functions[g_cells[x].cdr].function
273 #define MACRO(x) g_cells[x].cdr
274 #define VALUE(x) g_cells[x].cdr
275 #define VECTOR(x) g_cells[x].cdr
276
277 #define NLENGTH(x) g_news[x].car
278
279 #define NVALUE(x) g_news[x].cdr
280 #define NVECTOR(x) g_news[x].cdr
281
282 #else
283 #define CONTINUATION(x) g_cells[x].cdr
284 #define HITS(x) g_cells[x].hits
285 #define LENGTH(x) g_cells[x].length
286 #define NAME(x) g_cells[x].name
287 #define STRING(x) g_cells[x].string
288 #define VARIABLE(x) g_cells[x].variable
289
290 #define CLOSURE(x) g_cells[x].closure
291 #define MACRO(x) g_cells[x].macro
292 #define REF(x) g_cells[x].ref
293 #define VALUE(x) g_cells[x].value
294 #define VECTOR(x) g_cells[x].vector
295 #define FUNCTION(x) g_functions[g_cells[x].function]
296 #define FUNCTION0(x) g_functions[g_cells[x].function].function0
297
298 #define NLENGTH(x) g_news[x].length
299
300 #define NVALUE(x) g_news[x].value
301 #define NVECTOR(x) g_news[x].vector
302 #endif
303
304 #define MAKE_CHAR(n) make_cell__ (TCHAR, 0, n)
305 #define MAKE_CONTINUATION(n) make_cell__ (TCONTINUATION, n, g_stack)
306 #define MAKE_NUMBER(n) make_cell__ (TNUMBER, 0, n)
307 #define MAKE_REF(n) make_cell__ (TREF, n, 0)
308 #define MAKE_STRING(x) make_cell__ (TSTRING, x, 0)
309 #define MAKE_KEYWORD(x) make_cell__ (TKEYWORD, x, 0)
310 #define MAKE_MACRO(name, x) make_cell__ (TMACRO, STRING (name), x)
311
312 #define CAAR(x) CAR (CAR (x))
313 #define CADR(x) CAR (CDR (x))
314 #define CDAR(x) CDR (CAR (x))
315 #define CDDR(x) CDR (CDR (x))
316 #define CADAR(x) CAR (CDR (CAR (x)))
317 #define CADDR(x) CAR (CDR (CDR (x)))
318 #define CDADAR(x) CAR (CDR (CAR (CDR (x))))
319
320 SCM
321 alloc (int n)
322 {
323   assert (g_free + n < ARENA_SIZE);
324   SCM x = g_free;
325   g_free += n;
326   return x;
327 }
328
329 SCM
330 make_cell__ (int type, SCM car, SCM cdr)
331 {
332   SCM x = alloc (1);
333   TYPE (x) = type;
334   CAR (x) = car;
335   CDR (x) = cdr;
336   return x;
337 }
338
339 SCM
340 make_cell_ (SCM type, SCM car, SCM cdr)
341 {
342   assert (TYPE (type) == TNUMBER);
343   int t = VALUE (type);
344   if (t == TCHAR || t == TNUMBER)
345     return make_cell__ (t, car ? CAR (car) : 0, cdr ? CDR (cdr) : 0);
346   return make_cell__ (t, car, cdr);
347 }
348
349 SCM
350 make_symbol_ (SCM s) ///((internal))
351 {
352   SCM x = make_cell__ (TSYMBOL, s, 0);
353   g_symbols = cons (x, g_symbols);
354   return x;
355 }
356
357 SCM
358 list_of_char_equal_p (SCM a, SCM b) ///((internal))
359 {
360   while (a != cell_nil && b != cell_nil && VALUE (CAR (a)) == VALUE (CAR (b)))
361     {
362       assert (TYPE (CAR (a)) == TCHAR);
363       assert (TYPE (CAR (b)) == TCHAR);
364       a = CDR (a);
365       b = CDR (b);
366     }
367   return (a == cell_nil && b == cell_nil) ? cell_t : cell_f;
368 }
369
370 SCM
371 lookup_symbol_ (SCM s)
372 {
373   SCM x = g_symbols;
374   while (x)
375     {
376       if (list_of_char_equal_p (STRING (CAR (x)), s) == cell_t)
377         break;
378       x = CDR (x);
379     }
380   if (x)
381     x = CAR (x);
382   if (!x)
383     x = make_symbol_ (s);
384   return x;
385 }
386
387 SCM
388 type_ (SCM x)
389 {
390   return MAKE_NUMBER (TYPE (x));
391 }
392
393 SCM
394 car_ (SCM x)
395 {
396   return (TYPE (x) != TCONTINUATION
397           && (TYPE (CAR (x)) == TPAIR // FIXME: this is weird
398               || TYPE (CAR (x)) == TREF
399               || TYPE (CAR (x)) == TSPECIAL
400               || TYPE (CAR (x)) == TSYMBOL
401               || TYPE (CAR (x)) == TSTRING)) ? CAR (x) : MAKE_NUMBER (CAR (x));
402 }
403
404 SCM
405 cdr_ (SCM x)
406 {
407   return (TYPE (x) != TCHAR
408           && TYPE (x) != TNUMBER
409           && (TYPE (CDR (x)) == TPAIR
410               || TYPE (CDR (x)) == TREF
411               || TYPE (CDR (x)) == TSPECIAL
412               || TYPE (CDR (x)) == TSYMBOL
413               || TYPE (CDR (x)) == TSTRING)) ? CDR (x) : MAKE_NUMBER (CDR (x));
414 }
415
416 SCM
417 arity_ (SCM x)
418 {
419   assert (TYPE (x) == TFUNCTION);
420   return MAKE_NUMBER (FUNCTION (x).arity);
421 }
422
423 SCM
424 cons (SCM x, SCM y)
425 {
426   return make_cell__ (TPAIR, x, y);
427 }
428
429 SCM
430 car (SCM x)
431 {
432 #if !__MESC_MES__
433   if (TYPE (x) != TPAIR)
434     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_symbol_car));
435 #endif
436   return CAR (x);
437 }
438
439 SCM
440 cdr (SCM x)
441 {
442 #if !__MESC_MES__
443   if (TYPE (x) != TPAIR)
444     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_symbol_cdr));
445 #endif
446   return CDR (x);
447 }
448
449 SCM
450 list (SCM x) ///((arity . n))
451 {
452   return x;
453 }
454
455 SCM
456 null_p (SCM x)
457 {
458   return x == cell_nil ? cell_t : cell_f;
459 }
460
461 SCM
462 eq_p (SCM x, SCM y)
463 {
464   return (x == y
465           || ((TYPE (x) == TKEYWORD && TYPE (y) == TKEYWORD
466                && STRING (x) == STRING (y)))
467           || (TYPE (x) == TCHAR && TYPE (y) == TCHAR
468               && VALUE (x) == VALUE (y))
469           || (TYPE (x) == TNUMBER && TYPE (y) == TNUMBER
470               && VALUE (x) == VALUE (y)))
471     ? cell_t : cell_f;
472 }
473
474 SCM
475 values (SCM x) ///((arity . n))
476 {
477   SCM v = cons (0, x);
478   TYPE (v) = TVALUES;
479   return v;
480 }
481
482 SCM
483 acons (SCM key, SCM value, SCM alist)
484 {
485   return cons (cons (key, value), alist);
486 }
487
488 int
489 length__ (SCM x)
490 {
491   int n = 0;
492   while (x != cell_nil)
493     {
494       n++;
495       if (TYPE (x) != TPAIR)
496         return -1;
497       x = CDR (x);
498     }
499   return n;
500 }
501
502 SCM
503 length (SCM x)
504 {
505   return MAKE_NUMBER (length__ (x));
506 }
507
508 SCM apply (SCM, SCM, SCM);
509
510 SCM
511 error (SCM key, SCM x)
512 {
513 #if !__MESC_MES__
514   SCM throw;
515   if ((throw = assq_ref_env (cell_symbol_throw, r0)) != cell_undefined)
516     return apply (throw, cons (key, cons (x, cell_nil)), r0);
517 #endif
518   display_error_ (key);
519   eputs (": ");
520   write_error_ (x);
521   eputs ("\n");
522   exit (1);
523 }
524
525 SCM
526 cstring_to_list (char const* s)
527 {
528   SCM p = cell_nil;
529   int i = strlen (s);
530   while (i--)
531     p = cons (MAKE_CHAR (s[i]), p);
532   return p;
533 }
534
535 // \f extra lib
536 SCM
537 assert_defined (SCM x, SCM e) ///((internal))
538 {
539   if (e == cell_undefined)
540     return error (cell_symbol_unbound_variable, x);
541   return e;
542 }
543
544 SCM
545 check_formals (SCM f, SCM formals, SCM args) ///((internal))
546 {
547   int flen = (TYPE (formals) == TNUMBER) ? VALUE (formals) : VALUE (length (formals));
548   int alen = VALUE (length (args));
549   if (alen != flen && alen != -1 && flen != -1)
550     {
551       char *s = "apply: wrong number of arguments; expected: ";
552       eputs (s);
553       eputs (itoa (flen));
554       eputs (", got: ");
555       eputs (itoa (alen));
556       eputs ("\n");
557       write_error_ (f);
558       SCM e = MAKE_STRING (cstring_to_list (s));
559       return error (cell_symbol_wrong_number_of_args, cons (e, f));
560     }
561   return cell_unspecified;
562 }
563
564 SCM
565 check_apply (SCM f, SCM e) ///((internal))
566 {
567   char* type = 0;
568   if (f == cell_f || f == cell_t)
569     type = "bool";
570   if (f == cell_nil)
571     type = "nil";
572   if (f == cell_unspecified)
573     type = "*unspecified*";
574   if (f == cell_undefined)
575     type = "*undefined*";
576   if (TYPE (f) == TCHAR)
577     type = "char";
578   if (TYPE (f) == TNUMBER)
579     type = "number";
580   if (TYPE (f) == TSTRING)
581     type = "string";
582   if (TYPE (f) == TBROKEN_HEART)
583     type = "<3";
584
585   if (type)
586     {
587       char *s = "cannot apply: ";
588       eputs (s);
589       eputs (type);
590       eputs ("[");
591       write_error_ (e);
592       eputs ("]\n");
593       SCM e = MAKE_STRING (cstring_to_list (s));
594       return error (cell_symbol_wrong_type_arg, cons (e, f));
595     }
596   return cell_unspecified;
597 }
598
599 SCM
600 gc_push_frame () ///((internal))
601 {
602   SCM frame = cons (r1, cons (r2, cons (r3, cons (r0, cell_nil))));
603   g_stack = cons (frame, g_stack);
604   return g_stack;
605 }
606
607 SCM
608 append2 (SCM x, SCM y)
609 {
610   if (x == cell_nil)
611     return y;
612   if (TYPE (x) != TPAIR)
613     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_append2));
614   SCM r = cell_nil;
615   while (x != cell_nil)
616     {
617       r = cons (CAR (x), r);
618       x = CDR (x);
619     }
620   return reverse_x_ (r, y);
621 }
622
623 SCM
624 append_reverse (SCM x, SCM y)
625 {
626   if (x == cell_nil)
627     return y;
628   if (TYPE (x) != TPAIR)
629     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_append_reverse));
630   while (x != cell_nil)
631     {
632       y = cons (CAR (x), y);
633       x = CDR (x);
634     }
635   return y;
636 }
637
638 SCM
639 reverse_x_ (SCM x, SCM t)
640 {
641   if (TYPE (x) != TPAIR)
642     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_reverse_x_));
643   SCM r = t;
644   while (x != cell_nil)
645     {
646       t = CDR (x);
647       CDR (x) = r;
648       r = x;
649       x = t;
650     }
651   return r;
652 }
653
654 SCM
655 pairlis (SCM x, SCM y, SCM a)
656 {
657   if (x == cell_nil)
658     return a;
659   if (TYPE (x) != TPAIR)
660     return cons (cons (x, y), a);
661   return cons (cons (car (x), car (y)),
662                pairlis (cdr (x), cdr (y), a));
663 }
664
665 SCM
666 call (SCM fn, SCM x)
667 {
668   if ((FUNCTION (fn).arity > 0 || FUNCTION (fn).arity == -1)
669       && x != cell_nil && TYPE (CAR (x)) == TVALUES)
670     x = cons (CADAR (x), CDR (x));
671   if ((FUNCTION (fn).arity > 1 || FUNCTION (fn).arity == -1)
672       && x != cell_nil && TYPE (CDR (x)) == TPAIR && TYPE (CADR (x)) == TVALUES)
673     x = cons (CAR (x), cons (CDADAR (x), CDR (x)));
674   switch (FUNCTION (fn).arity)
675     {
676 #if __MESC__ || !_POSIX_SOURCE
677     case 0: return (FUNCTION (fn).function) ();
678     case 1: return ((SCM(*)(SCM))(FUNCTION (fn).function)) (CAR (x));
679     case 2: return ((SCM(*)(SCM,SCM))(FUNCTION (fn).function)) (CAR (x), CADR (x));
680     case 3: return ((SCM(*)(SCM,SCM,SCM))(FUNCTION (fn).function)) (CAR (x), CADR (x), CAR (CDDR (x)));
681     case -1: return ((SCM(*)(SCM))(FUNCTION (fn).function)) (x);
682     default: return ((SCM(*)(SCM))(FUNCTION (fn).function)) (x);
683 #else
684     case 0: return FUNCTION (fn).function0 ();
685     case 1: return FUNCTION (fn).function1 (CAR (x));
686     case 2: return FUNCTION (fn).function2 (CAR (x), CADR (x));
687     case 3: return FUNCTION (fn).function3 (CAR (x), CADR (x), CAR (CDDR (x)));
688     case -1: return FUNCTION (fn).functionn (x);
689 #endif
690     }
691
692   return cell_unspecified;
693 }
694
695 SCM
696 assq (SCM x, SCM a)
697 {
698   switch (TYPE (x))
699     {
700     case TCHAR:
701     case TNUMBER:
702       {
703         SCM v = VALUE (x);
704         while (a != cell_nil && v != VALUE (CAAR (a)))
705           a = CDR (a);
706         break;
707       }
708     case TKEYWORD:
709       {
710         SCM v = STRING (x);
711         while (a != cell_nil && v != STRING (CAAR (a)))
712           a = CDR (a);
713         break;
714       }
715       // case TSYMBOL:
716       // case TSPECIAL:
717     default:
718       while (a != cell_nil && x != CAAR (a))
719         a = CDR (a);
720     }
721   return a != cell_nil ? CAR (a) : cell_f;
722 }
723
724 SCM
725 assq_ref_env (SCM x, SCM a)
726 {
727   x = assq (x, a);
728   if (x == cell_f)
729     return cell_undefined;
730   return CDR (x);
731 }
732
733 SCM
734 set_car_x (SCM x, SCM e)
735 {
736   if (TYPE (x) != TPAIR)
737     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_set_car_x));
738   CAR (x) = e;
739   return cell_unspecified;
740 }
741
742 SCM
743 set_cdr_x (SCM x, SCM e)
744 {
745   if (TYPE (x) != TPAIR)
746     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (x, cell_set_cdr_x));
747   CDR (x) = e;
748   return cell_unspecified;
749 }
750
751 SCM
752 set_env_x (SCM x, SCM e, SCM a)
753 {
754   SCM p;
755   if (TYPE (x) == TVARIABLE)
756     p = VARIABLE (x);
757   else
758     p = assert_defined (x, assq (x, a));
759   if (TYPE (p) != TPAIR)
760     error (cell_symbol_not_a_pair, cons (p, x));
761   return set_cdr_x (p, e);
762 }
763
764 SCM
765 call_lambda (SCM e, SCM x, SCM aa, SCM a) ///((internal))
766 {
767   SCM cl = cons (cons (cell_closure, x), x);
768   r1 = e;
769   r0 = cl;
770   return cell_unspecified;
771 }
772
773 SCM
774 make_closure_ (SCM args, SCM body, SCM a) ///((internal))
775 {
776   return make_cell__ (TCLOSURE, 0, cons (cons (cell_circular, a), cons (args, body)));
777 }
778
779 SCM
780 make_variable_ (SCM var) ///((internal))
781 {
782   return make_cell__ (TVARIABLE, var, 0);
783 }
784
785 SCM
786 lookup_macro_ (SCM x, SCM a) ///((internal))
787 {
788   if (TYPE (x) != TSYMBOL)
789     return cell_f;
790   SCM m = assq (x, a);
791   if (m != cell_f)
792     return MACRO (CDR (m));
793   return cell_f;
794 }
795
796 SCM
797 push_cc (SCM p1, SCM p2, SCM a, SCM c) ///((internal))
798 {
799   SCM x = r3;
800   r3 = c;
801   r2 = p2;
802   gc_push_frame ();
803   r1 = p1;
804   r0 = a;
805   r3 = x;
806   return cell_unspecified;
807 }
808
809 SCM
810 gc_peek_frame () ///((internal))
811 {
812   SCM frame = CAR (g_stack);
813   r1 = CAR (frame);
814   r2 = CADR (frame);
815   r3 = CAR (CDDR (frame));
816   r0 = CADR (CDDR (frame));
817   return frame;
818 }
819
820 SCM
821 gc_pop_frame () ///((internal))
822 {
823   SCM frame = gc_peek_frame (g_stack);
824   g_stack = CDR (g_stack);
825   return frame;
826 }
827
828 char const* string_to_cstring (SCM s);
829
830 SCM
831 add_formals (SCM formals, SCM x)
832 {
833   while (TYPE (x) == TPAIR)
834     {
835       formals = cons (CAR (x), formals);
836       x = CDR (x);
837     }
838   if (TYPE (x) == TSYMBOL)
839     formals = cons (x, formals);
840   return formals;
841 }
842
843 int
844 formal_p (SCM x, SCM formals) /// ((internal))
845 {
846   if (TYPE (formals) == TSYMBOL)
847     {
848       if (x == formals)
849         return x;
850       else return cell_f;
851     }
852   while (TYPE (formals) == TPAIR && CAR (formals) != x)
853     formals = CDR (formals);
854   if (TYPE (formals) == TSYMBOL)
855     return formals == x;
856   return TYPE (formals) == TPAIR;
857 }
858
859 SCM
860 expand_variable_ (SCM x, SCM formals, int top_p) ///((internal))
861 {
862   while (TYPE (x) == TPAIR)
863     {
864       if (TYPE (CAR (x)) == TPAIR)
865         {
866           if (CAAR (x) == cell_symbol_lambda)
867             {
868               SCM f = CAR (CDAR (x));
869               formals = add_formals (formals, f);
870             }
871           else if (CAAR (x) == cell_symbol_define
872                    || CAAR (x) == cell_symbol_define_macro)
873             {
874               SCM f = CAR (CDAR (x));
875               formals = add_formals (formals, f);
876             }
877           if (CAAR (x) != cell_symbol_quote)
878             expand_variable_ (CAR (x), formals, 0);
879         }
880       else
881         {
882           if (CAR (x) == cell_symbol_lambda)
883             {
884               SCM f = CADR (x);
885               formals = add_formals (formals, f);
886               x = CDR (x);
887             }
888           else if (CAR (x) == cell_symbol_define
889                    || CAR (x) == cell_symbol_define_macro)
890             {
891               SCM f = CADR (x);
892               if (top_p && TYPE (f) == TPAIR)
893                 f = CDR (f);
894               formals = add_formals (formals, f);
895               x = CDR (x);
896             }
897           else if (CAR (x) == cell_symbol_quote)
898             return cell_unspecified;
899           else if (TYPE (CAR (x)) == TSYMBOL
900                    && CAR (x) != cell_begin
901                    && CAR (x) != cell_symbol_begin
902                    && CAR (x) != cell_symbol_current_module
903                    && CAR (x) != cell_symbol_primitive_load
904                    && CAR (x) != cell_symbol_if // HMM
905                    && !formal_p (CAR (x), formals))
906             {
907               SCM v = assq (CAR (x), r0);
908               if (v != cell_f)
909                 CAR (x) = make_variable_ (v);
910             }
911         }
912       x = CDR (x);
913       top_p = 0;
914     }
915   return cell_unspecified;
916 }
917
918 SCM
919 expand_variable (SCM x, SCM formals) ///((internal))
920 {
921   return expand_variable_ (x, formals, 1);
922 }
923
924 SCM
925 eval_apply ()
926 {
927   SCM aa;
928   SCM args;
929   SCM body;
930   SCM cl;
931   SCM entry;
932   SCM expanders;
933   SCM formals;
934   SCM input;
935   SCM name;
936   SCM macro;
937   SCM p;
938   SCM program;
939   SCM sc_expand;
940   SCM x;
941   int global_p;
942   int macro_p;
943
944  eval_apply:
945   switch (r3)
946     {
947     case cell_vm_evlis: goto evlis;
948     case cell_vm_evlis2: goto evlis2;
949     case cell_vm_evlis3: goto evlis3;
950     case cell_vm_apply: goto apply;
951     case cell_vm_apply2: goto apply2;
952     case cell_vm_eval: goto eval;
953     case cell_vm_eval_pmatch_car: goto eval_pmatch_car;
954     case cell_vm_eval_pmatch_cdr: goto eval_pmatch_cdr;
955     case cell_vm_eval_define: goto eval_define;
956     case cell_vm_eval_set_x: goto eval_set_x;
957     case cell_vm_eval_macro_expand_eval: goto eval_macro_expand_eval;
958     case cell_vm_eval_macro_expand_expand: goto eval_macro_expand_expand;
959     case cell_vm_eval_check_func: goto eval_check_func;
960     case cell_vm_eval2: goto eval2;
961     case cell_vm_macro_expand: goto macro_expand;
962     case cell_vm_macro_expand_define: goto macro_expand_define;
963     case cell_vm_macro_expand_define_macro: goto macro_expand_define_macro;
964     case cell_vm_macro_expand_lambda: goto macro_expand_lambda;
965     case cell_vm_macro_expand_set_x: goto macro_expand_set_x;
966     case cell_vm_macro_expand_car: goto macro_expand_car;
967     case cell_vm_macro_expand_cdr: goto macro_expand_cdr;
968     case cell_vm_begin: goto begin;
969     case cell_vm_begin_eval: goto begin_eval;
970     case cell_vm_begin_primitive_load: goto begin_primitive_load;
971     case cell_vm_begin_expand: goto begin_expand;
972     case cell_vm_begin_expand_eval: goto begin_expand_eval;
973     case cell_vm_begin_expand_macro: goto begin_expand_macro;
974     case cell_vm_begin_expand_primitive_load: goto begin_expand_primitive_load;
975     case cell_vm_if: goto vm_if;
976     case cell_vm_if_expr: goto if_expr;
977     case cell_vm_call_with_current_continuation2: goto call_with_current_continuation2;
978     case cell_vm_call_with_values2: goto call_with_values2;
979     case cell_vm_return: goto vm_return;
980     case cell_unspecified: return r1;
981     default:
982       assert (0);
983     }
984
985  evlis:
986   if (r1 == cell_nil)
987     goto vm_return;
988   if (TYPE (r1) != TPAIR)
989     goto eval;
990   push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_evlis2);
991   goto eval;
992  evlis2:
993   push_cc (CDR (r2), r1, r0, cell_vm_evlis3);
994   goto evlis;
995  evlis3:
996   r1 = cons (r2, r1);
997   goto vm_return;
998
999  apply:
1000   switch (TYPE (CAR (r1)))
1001     {
1002     case TFUNCTION:
1003       {
1004         check_formals (CAR (r1), MAKE_NUMBER (FUNCTION (CAR (r1)).arity), CDR (r1));
1005         r1 = call (CAR (r1), CDR (r1)); /// FIXME: move into eval_apply
1006         goto vm_return;
1007       }
1008     case TCLOSURE:
1009       {
1010         cl = CLOSURE (CAR (r1));
1011         body = CDDR (cl);
1012         formals = CADR (cl);
1013         args = CDR (r1);
1014         aa = CDAR (cl);
1015         aa = CDR (aa);
1016         check_formals (CAR (r1), formals, CDR (r1));
1017         p = pairlis (formals, args, aa);
1018         call_lambda (body, p, aa, r0);
1019         goto begin;
1020       }
1021     case TCONTINUATION:
1022       {
1023         x = r1;
1024         g_stack = CONTINUATION (CAR (r1));
1025         gc_pop_frame ();
1026         r1 = CADR (x);
1027         goto eval_apply;
1028       }
1029     case TSPECIAL:
1030       {
1031         switch (CAR (r1))
1032           {
1033           case cell_vm_apply:
1034             {
1035               push_cc (cons (CADR (r1), CADDR (r1)), r1, r0, cell_vm_return);
1036               goto apply;
1037             }
1038           case cell_vm_eval:
1039             {
1040               push_cc (CADR (r1), r1, CADDR (r1), cell_vm_return);
1041               goto eval;
1042             }
1043           case cell_vm_begin_expand:
1044             {
1045               push_cc (cons (CADR (r1), cell_nil), r1, CADDR (r1), cell_vm_return);
1046               goto begin_expand;
1047             }
1048           case cell_call_with_current_continuation:
1049             {
1050               r1 = CDR (r1);
1051               goto call_with_current_continuation;
1052             }
1053           default: check_apply (cell_f, CAR (r1));
1054           }
1055       }
1056     case TSYMBOL:
1057       {
1058         if (CAR (r1) == cell_symbol_call_with_values)
1059           {
1060             r1 = CDR (r1);
1061             goto call_with_values;
1062           }
1063         if (CAR (r1) == cell_symbol_current_module)
1064           {
1065             r1 = r0;
1066             goto vm_return;
1067           }
1068         break;
1069       }
1070     case TPAIR:
1071       {
1072         switch (CAAR (r1))
1073           {
1074           case cell_symbol_lambda:
1075             {
1076               formals = CADR (CAR (r1));
1077               args = CDR (r1);
1078               body = CDDR (CAR (r1));
1079               p = pairlis (formals, CDR (r1), r0);
1080               check_formals (r1, formals, args);
1081               call_lambda (body, p, p, r0);
1082               goto begin;
1083             }
1084           }
1085       }
1086     }
1087   push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_apply2);
1088   goto eval;
1089  apply2:
1090   check_apply (r1, CAR (r2));
1091   r1 = cons (r1, CDR (r2));
1092   goto apply;
1093
1094  eval:
1095   switch (TYPE (r1))
1096     {
1097     case TPAIR:
1098       {
1099         switch (CAR (r1))
1100           {
1101           case cell_symbol_pmatch_car:
1102             {
1103               push_cc (CADR (r1), r1, r0, cell_vm_eval_pmatch_car);
1104               goto eval;
1105             eval_pmatch_car:
1106               x = r1;
1107               gc_pop_frame ();
1108               r1 = CAR (x);
1109               goto eval_apply;
1110             }
1111           case cell_symbol_pmatch_cdr:
1112             {
1113               push_cc (CADR (r1), r1, r0, cell_vm_eval_pmatch_cdr);
1114               goto eval;
1115             eval_pmatch_cdr:
1116               x = r1;
1117               gc_pop_frame ();
1118               r1 = CDR (x);
1119               goto eval_apply;
1120             }
1121           case cell_symbol_quote:
1122             {
1123               x = r1;
1124               gc_pop_frame ();
1125               r1 = CADR (x);
1126               goto eval_apply;
1127             }
1128           case cell_symbol_begin:
1129             goto begin;
1130           case cell_symbol_lambda:
1131             {
1132               r1 = make_closure_ (CADR (r1), CDDR (r1), r0);
1133               goto vm_return;
1134             }
1135           case cell_symbol_if:
1136             {
1137               r1=CDR (r1);
1138               goto vm_if;
1139             }
1140           case cell_symbol_set_x:
1141             {
1142               push_cc (CAR (CDDR (r1)), r1, r0, cell_vm_eval_set_x);
1143               goto eval;
1144             eval_set_x:
1145               r1 = set_env_x (CADR (r2), r1, r0);
1146               goto vm_return;
1147             }
1148           case cell_vm_macro_expand:
1149             {
1150               push_cc (CADR (r1), r1, r0, cell_vm_eval_macro_expand_eval);
1151               goto eval;
1152             eval_macro_expand_eval:
1153               push_cc (r1, r2, r0, cell_vm_eval_macro_expand_expand);
1154               goto macro_expand;
1155             eval_macro_expand_expand:
1156               goto vm_return;
1157             }
1158           default:
1159             {
1160               if (TYPE (r1) == TPAIR
1161                   && (CAR (r1) == cell_symbol_define
1162                       || CAR (r1) == cell_symbol_define_macro))
1163                 {
1164                   global_p = CAAR (r0) != cell_closure;
1165                   macro_p = CAR (r1) == cell_symbol_define_macro;
1166                   if (global_p)
1167                     {
1168                       name = CADR (r1);
1169                       if (TYPE (CADR (r1)) == TPAIR)
1170                         name = CAR (name);
1171                       if (macro_p)
1172                         {
1173                           entry = assq (name, g_macros);
1174                           if (entry == cell_f)
1175                             {
1176                               entry = cons (name, cell_f);
1177                               g_macros = cons (entry, g_macros);
1178                             }
1179                         }
1180                       else
1181                         {
1182                           entry = assq (name, r0);
1183                           if (entry == cell_f)
1184                             {
1185                               entry = cons (name, cell_f);
1186                               aa = cons (entry, cell_nil);
1187                               set_cdr_x (aa, cdr (r0));
1188                               set_cdr_x (r0, aa);
1189                             }
1190                         }
1191                     }
1192                   r2 = r1;
1193                   if (TYPE (CADR (r1)) != TPAIR)
1194                     {
1195                       push_cc (CAR (CDDR (r1)), r2, cons (cons (CADR (r1), CADR (r1)), r0), cell_vm_eval_define);
1196                       goto eval;
1197                     }
1198                   else
1199                     {
1200                       p = pairlis (CADR (r1), CADR (r1), r0);
1201                       formals = CDR (CADR (r1));
1202                       body = CDDR (r1);
1203
1204                       if (macro_p || global_p)
1205                         expand_variable (body, formals);
1206                       r1 = cons (cell_symbol_lambda, cons (formals, body));
1207                       push_cc (r1, r2, p, cell_vm_eval_define);
1208                       goto eval;
1209                     }
1210                 eval_define:;
1211                   name = CADR (r2);
1212                   if (TYPE (CADR (r2)) == TPAIR)
1213                     name = CAR (name);
1214                   if (macro_p)
1215                     {
1216                       entry = assq (name, g_macros);
1217                       r1 = MAKE_MACRO (name, r1);
1218                       set_cdr_x (entry, r1);
1219                     }
1220                   else if (global_p)
1221                     {
1222                       entry = assq (name, r0);
1223                       set_cdr_x (entry, r1);
1224                     }
1225                   else
1226                     {
1227                       entry = cons (name, r1);
1228                       aa = cons (entry, cell_nil);
1229                       set_cdr_x (aa, cdr (r0));
1230                       set_cdr_x (r0, aa);
1231                       cl = assq (cell_closure, r0);
1232                       set_cdr_x (cl, aa);
1233                     }
1234                   r1 = cell_unspecified;
1235                   goto vm_return;
1236                 }
1237               push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_eval_check_func);
1238               gc_check ();
1239               goto eval;
1240             eval_check_func:
1241               push_cc (CDR (r2), r2, r0, cell_vm_eval2);
1242               goto evlis;
1243             eval2:
1244               r1 = cons (CAR (r2), r1);
1245               goto apply;
1246             }
1247           }
1248       }
1249     case TSYMBOL:
1250       {
1251         if (r1 == cell_symbol_current_module)
1252           goto vm_return;
1253         if (r1 == cell_symbol_begin) // FIXME
1254           {
1255             r1 = cell_begin;
1256             goto vm_return;
1257           }
1258         r1 = assert_defined (r1, assq_ref_env (r1, r0));
1259         goto vm_return;
1260       }
1261     case TVARIABLE:
1262       {
1263         r1 = CDR (VARIABLE (r1));
1264         goto vm_return;
1265       }
1266     case TBROKEN_HEART:
1267       {
1268         error (cell_symbol_system_error,  r1);
1269       }
1270     default: goto vm_return;
1271     }
1272
1273  macro_expand:
1274   {
1275     macro;
1276     expanders;
1277
1278     if (TYPE (r1) != TPAIR || CAR (r1) == cell_symbol_quote)
1279       goto vm_return;
1280
1281     if (CAR (r1) == cell_symbol_lambda)
1282       {
1283         push_cc (CDDR (r1), r1, r0, cell_vm_macro_expand_lambda);
1284         goto macro_expand;
1285       macro_expand_lambda:
1286         CDDR (r2) = r1;
1287         r1 = r2;
1288         goto vm_return;
1289       }
1290
1291     if (TYPE (r1) == TPAIR
1292         && (macro = lookup_macro_ (CAR (r1), g_macros)) != cell_f)
1293       {
1294         r1 = cons (macro, CDR (r1));
1295         push_cc (r1, cell_nil, r0, cell_vm_macro_expand);
1296         goto apply;
1297       }
1298
1299     if (CAR (r1) == cell_symbol_define
1300         || CAR (r1) == cell_symbol_define_macro)
1301       {
1302         push_cc (CDDR (r1), r1, r0, cell_vm_macro_expand_define);
1303         goto macro_expand;
1304       macro_expand_define:
1305         CDDR (r2) = r1;
1306         r1 = r2;
1307         if (CAR (r1) == cell_symbol_define_macro)
1308           {
1309             push_cc (r1, r1, r0, cell_vm_macro_expand_define_macro);
1310             goto eval;
1311           macro_expand_define_macro:
1312             r1 = r2;
1313           }
1314         goto vm_return;
1315       }
1316
1317     if (CAR (r1) == cell_symbol_set_x)
1318       {
1319         push_cc (CDDR (r1), r1, r0, cell_vm_macro_expand_set_x);
1320         goto macro_expand;
1321       macro_expand_set_x:
1322         CDDR (r2) = r1;
1323         r1 = r2;
1324         goto vm_return;
1325       }
1326
1327     if (TYPE (r1) == TPAIR
1328         && TYPE (CAR (r1)) == TSYMBOL
1329         && CAR (r1) != cell_symbol_begin
1330         && ((macro = assq (cell_symbol_portable_macro_expand, g_macros)) != cell_f)
1331         && ((expanders = assq_ref_env (cell_symbol_sc_expander_alist, r0)) != cell_undefined)
1332         && ((macro = assq (CAR (r1), expanders)) != cell_f))
1333       {
1334         sc_expand = assq_ref_env (cell_symbol_macro_expand, r0);
1335         r2 = r1;
1336         if (sc_expand != cell_undefined && sc_expand != cell_f)
1337           {
1338             r1 = cons (sc_expand, cons (r1, cell_nil));
1339             goto apply;
1340           }
1341       }
1342
1343     push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_macro_expand_car);
1344     goto macro_expand;
1345
1346   macro_expand_car:
1347     CAR (r2) = r1;
1348     r1 = r2;
1349     if (CDR (r1) == cell_nil)
1350       goto vm_return;
1351
1352     push_cc (CDR (r1), r1, r0, cell_vm_macro_expand_cdr);
1353     goto macro_expand;
1354
1355   macro_expand_cdr:
1356     CDR (r2) = r1;
1357     r1 = r2;
1358
1359     goto vm_return;
1360   }
1361
1362  begin:
1363   x = cell_unspecified;
1364   while (r1 != cell_nil)
1365     {
1366       gc_check ();
1367       if (TYPE (r1) == TPAIR)
1368         {
1369           if (CAAR (r1) == cell_symbol_primitive_load)
1370             {
1371               program = cons (CAR (r1), cell_nil);
1372               push_cc (program, r1, r0, cell_vm_begin_primitive_load);
1373               goto begin_expand;
1374             begin_primitive_load:
1375               CAR (r2) = r1;
1376               r1 = r2;
1377             }
1378         }
1379
1380       if (TYPE (r1) == TPAIR && TYPE (CAR (r1)) == TPAIR)
1381         {
1382           if (CAAR (r1) == cell_symbol_begin)
1383             r1 = append2 (CDAR (r1), CDR (r1));
1384         }
1385       if (CDR (r1) == cell_nil)
1386         {
1387           r1 = CAR (r1);
1388           goto eval;
1389         }
1390       push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_begin_eval);
1391       goto eval;
1392     begin_eval:
1393       x = r1;
1394       r1 = CDR (r2);
1395     }
1396   r1 = x;
1397   goto vm_return;
1398
1399
1400  begin_expand:
1401   x = cell_unspecified;
1402   while (r1 != cell_nil)
1403     {
1404       gc_check ();
1405
1406       if (TYPE (r1) == TPAIR)
1407         {
1408           if (TYPE (CAR (r1)) == TPAIR && CAAR (r1) == cell_symbol_begin)
1409             r1 = append2 (CDAR (r1), CDR (r1));
1410           if (CAAR (r1) == cell_symbol_primitive_load)
1411             {
1412               push_cc (CADR (CAR (r1)), r1, r0, cell_vm_begin_expand_primitive_load);
1413               goto eval; // FIXME: expand too?!
1414             begin_expand_primitive_load:
1415               if (TYPE (r1) == TNUMBER && VALUE (r1) == 0)
1416                 ;
1417               else if (TYPE (r1) == TSTRING)
1418                 input = set_current_input_port (open_input_file (r1));
1419               else
1420                 assert (0);
1421               
1422               push_cc (input, r2, r0, cell_vm_return);
1423               x = read_input_file_env (r0);
1424               gc_pop_frame ();
1425               input = r1;
1426               r1 = x;
1427               set_current_input_port (input);
1428               r1 = cons (cell_symbol_begin, r1);
1429               CAR (r2) = r1;
1430               r1 = r2;
1431               continue;
1432             }
1433         }
1434
1435       push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_begin_expand_macro);
1436       goto macro_expand;
1437     begin_expand_macro:
1438       if (r1 != CAR (r2))
1439         {
1440           CAR (r2) = r1;
1441           r1 = r2;
1442           continue;
1443         }
1444       r1 = r2;
1445       expand_variable (CAR (r1), cell_nil);
1446       push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_begin_expand_eval);
1447       goto eval;
1448     begin_expand_eval:
1449       x = r1;
1450       r1 = CDR (r2);
1451     }
1452   r1 = x;
1453   goto vm_return;
1454
1455  vm_if:
1456   push_cc (CAR (r1), r1, r0, cell_vm_if_expr);
1457   goto eval;
1458  if_expr:
1459   x = r1;
1460   r1 = r2;
1461   if (x != cell_f)
1462     {
1463       r1 = CADR (r1);
1464       goto eval;
1465     }
1466   if (CDDR (r1) != cell_nil)
1467     {
1468       r1 = CAR (CDDR (r1));
1469       goto eval;
1470     }
1471   r1 = cell_unspecified;
1472   goto vm_return;
1473
1474  call_with_current_continuation:
1475   gc_push_frame ();
1476   x = MAKE_CONTINUATION (g_continuations++);
1477   gc_pop_frame ();
1478   push_cc (cons (CAR (r1), cons (x, cell_nil)), x, r0, cell_vm_call_with_current_continuation2);
1479   goto apply;
1480  call_with_current_continuation2:
1481   CONTINUATION (r2) = g_stack;
1482   goto vm_return;
1483
1484  call_with_values:
1485   push_cc (cons (CAR (r1), cell_nil), r1, r0, cell_vm_call_with_values2);
1486   goto apply;
1487  call_with_values2:
1488   if (TYPE (r1) == TVALUES)
1489     r1 = CDR (r1);
1490   r1 = cons (CADR (r2), r1);
1491   goto apply;
1492
1493  vm_return:
1494   x = r1;
1495   gc_pop_frame ();
1496   r1 = x;
1497   goto eval_apply;
1498 }
1499
1500 SCM
1501 apply (SCM f, SCM x, SCM a) ///((internal))
1502 {
1503   push_cc (cons (f, x), cell_unspecified, r0, cell_unspecified);
1504   r3 = cell_vm_apply;
1505   return eval_apply ();
1506 }
1507
1508 SCM
1509 mes_g_stack (SCM a) ///((internal))
1510 {
1511   r0 = a;
1512   r1 = MAKE_CHAR (0);
1513   r2 = MAKE_CHAR (0);
1514   r3 = MAKE_CHAR (0);
1515   g_stack = cons (cell_nil, cell_nil);
1516   return r0;
1517 }
1518
1519 //\f Environment setup
1520
1521 #include "posix.c"
1522 #include "math.c"
1523 #include "lib.c"
1524
1525 //\f Jam Collector
1526 SCM g_symbol_max;
1527
1528 SCM
1529 gc_init_cells () ///((internal))
1530 {
1531   g_cells = (struct scm *)malloc (2*ARENA_SIZE*sizeof (struct scm));
1532   TYPE (0) = TVECTOR;
1533   LENGTH (0) = 1000;
1534   VECTOR (0) = 0;
1535   g_cells++;
1536   TYPE (0) = TCHAR;
1537   VALUE (0) = 'c';
1538   return 0;
1539 }
1540
1541 SCM
1542 gc_init_news () ///((internal))
1543 {
1544   g_news = g_cells-1 + ARENA_SIZE;
1545   NTYPE (0) = TVECTOR;
1546   NLENGTH (0) = 1000;
1547   NVECTOR (0) = 0;
1548   g_news++;
1549   NTYPE (0) = TCHAR;
1550   NVALUE (0) = 'n';
1551   return 0;
1552 }
1553
1554 SCM
1555 mes_symbols () ///((internal))
1556 {
1557   gc_init_cells ();
1558   gc_init_news ();
1559
1560 #if !_POSIX_SOURCE
1561 #include "mes.mes.symbols.i"
1562 #else
1563 #include "mes.symbols.i"
1564 #endif
1565
1566   g_symbol_max = g_free++;
1567   g_symbols = 0;
1568   for (int i=1; i<g_symbol_max; i++)
1569     g_symbols = cons (i, g_symbols);
1570
1571   SCM a = cell_nil;
1572
1573 #if !_POSIX_SOURCE
1574 #include "mes.mes.symbol-names.i"
1575 #else
1576 #include "mes.symbol-names.i"
1577 #endif
1578
1579   a = acons (cell_symbol_mes_version, MAKE_STRING (cstring_to_list (VERSION)), a);
1580   a = acons (cell_symbol_mes_prefix, MAKE_STRING (cstring_to_list (PREFIX)), a);
1581
1582   a = acons (cell_symbol_call_with_values, cell_symbol_call_with_values, a);
1583   a = acons (cell_symbol_current_module, cell_symbol_current_module, a);
1584   a = acons (cell_symbol_call_with_current_continuation, cell_call_with_current_continuation, a);
1585
1586
1587 #if __GNUC__
1588   a = acons (cell_symbol_gnuc, cell_t, a);
1589   a = acons (cell_symbol_mesc, cell_f, a);
1590 #else
1591   a = acons (cell_symbol_gnuc, cell_f, a);
1592   a = acons (cell_symbol_mesc, cell_t, a);
1593 #endif
1594   a = acons (cell_closure, a, a);
1595
1596   return a;
1597 }
1598
1599 SCM
1600 mes_environment () ///((internal))
1601 {
1602   SCM a = mes_symbols ();
1603   return mes_g_stack (a);
1604 }
1605
1606 SCM
1607 mes_builtins (SCM a) ///((internal))
1608 {
1609 #if !__GNUC__ || !_POSIX_SOURCE
1610 #include "mes.mes.i"
1611
1612   // Do not sort: Order of these includes define builtins
1613 #include "posix.mes.i"
1614 #include "math.mes.i"
1615 #include "lib.mes.i"
1616 #include "vector.mes.i"
1617 #include "gc.mes.i"
1618 #include "reader.mes.i"
1619
1620 #include "gc.mes.environment.i"
1621 #include "lib.mes.environment.i"
1622 #include "math.mes.environment.i"
1623 #include "mes.mes.environment.i"
1624 #include "posix.mes.environment.i"
1625 #include "reader.mes.environment.i"
1626 #include "vector.mes.environment.i"
1627 #else
1628 #include "mes.i"
1629
1630   // Do not sort: Order of these includes define builtins
1631 #include "posix.i"
1632 #include "math.i"
1633 #include "lib.i"
1634 #include "vector.i"
1635 #include "gc.i"
1636 #include "reader.i"
1637
1638 #include "gc.environment.i"
1639 #include "lib.environment.i"
1640 #include "math.environment.i"
1641 #include "mes.environment.i"
1642 #include "posix.environment.i"
1643 #include "reader.environment.i"
1644 #include "vector.environment.i"
1645 #endif
1646
1647   if (g_debug > 3)
1648     {
1649       fputs ("functions: ", STDERR);
1650       fputs (itoa (g_function), STDERR);
1651       fputs ("\n", STDERR);
1652       for (int i = 0; i < g_function; i++)
1653         {
1654           fputs ("[", STDERR);
1655           fputs (itoa (i), STDERR);
1656           fputs ("]: ", STDERR);
1657           fputs (g_functions[i].name, STDERR);
1658           fputs ("\n", STDERR);
1659         }
1660       fputs ("\n", STDERR);
1661     }
1662
1663   return a;
1664 }
1665
1666 SCM read_input_file_env (SCM);
1667
1668 SCM
1669 load_env (SCM a) ///((internal))
1670 {
1671   r0 = a;
1672   g_stdin = -1;
1673   char boot[128];
1674   char buf[128];
1675   if (getenv ("MES_BOOT"))
1676     strcpy (boot, getenv ("MES_BOOT"));
1677   else
1678     strcpy (boot, "boot-0.scm");
1679   if (getenv ("MES_PREFIX"))
1680     {
1681       strcpy (buf, getenv ("MES_PREFIX"));
1682       strcpy (buf + strlen (buf), "/module");
1683       strcpy (buf + strlen (buf), "/mes/");
1684       strcpy (buf + strlen (buf), boot);
1685       if (getenv ("MES_DEBUG"))
1686         {
1687           eputs ("MES_PREFIX reading boot-0:");
1688           eputs (buf);
1689           eputs ("\n");
1690         }
1691       g_stdin = open (buf, O_RDONLY);
1692     }
1693   if (g_stdin < 0)
1694     {
1695       char const *prefix = MODULEDIR "mes/";
1696       strcpy (buf, prefix);
1697       strcpy (buf + strlen (buf), boot);
1698       if (getenv ("MES_DEBUG"))
1699         {
1700           eputs ("MODULEDIR reading boot-0:");
1701           eputs (buf);
1702           eputs ("\n");
1703         }
1704       g_stdin = open (buf, O_RDONLY);
1705     }
1706   if (g_stdin < 0)
1707     {
1708       strcpy (buf, "module/mes/");
1709       strcpy (buf + strlen (buf), boot);
1710       if (getenv ("MES_DEBUG"))
1711         {
1712           eputs (". reading boot-0:");
1713           eputs (buf);
1714           eputs ("\n");
1715         }
1716       g_stdin = open (buf, O_RDONLY);
1717     }
1718   if (g_stdin < 0)
1719     {
1720       if (getenv ("MES_DEBUG"))
1721         {
1722           eputs (". reading boot-0:");
1723           eputs (boot);
1724           eputs ("\n");
1725         }
1726       g_stdin = open (boot, O_RDONLY);
1727     }
1728   if (g_stdin < 0)
1729     {
1730       eputs ("mes: boot failed: no such file: ");
1731       eputs (boot);
1732       eputs ("\n");
1733       exit (1);
1734     }
1735
1736   if (!g_function)
1737     r0 = mes_builtins (r0);
1738   r2 = read_input_file_env (r0);
1739   g_stdin = STDIN;
1740   return r2;
1741 }
1742
1743 SCM
1744 bload_env (SCM a) ///((internal))
1745 {
1746 #if 1 //__MESC__
1747   char *mo = "mes/read-0-32.mo";
1748   g_stdin = open ("module/mes/read-0-32.mo", O_RDONLY);
1749   char *read0 = MODULEDIR "mes/read-0-32.mo";
1750   g_stdin = g_stdin >= 0 ? g_stdin : open (read0, O_RDONLY);
1751 #else
1752   char *mo ="mes/read-0.mo";
1753   g_stdin = open ("module/mes/read-0.mo", O_RDONLY);
1754   g_stdin = g_stdin >= 0 ? g_stdin : open (MODULEDIR "mes/read-0.mo", O_RDONLY);
1755 #endif
1756
1757   if (g_stdin < 0)
1758     {
1759       eputs ("no such file: ");eputs (mo);eputs ("\n");
1760       return 1;
1761     } 
1762   assert (getchar () == 'M');
1763   assert (getchar () == 'E');
1764   assert (getchar () == 'S');
1765
1766   if (g_debug)
1767     eputs ("*GOT MES*\n");
1768   g_stack = getchar () << 8;
1769   g_stack += getchar ();
1770
1771   char *p = (char*)g_cells;
1772   int c = getchar ();
1773   while (c != EOF)
1774     {
1775       *p++ = c;
1776       c = getchar ();
1777     }
1778   g_free = (p-(char*)g_cells) / sizeof (struct scm);
1779   gc_peek_frame ();
1780   g_symbols = r1;
1781   g_stdin = STDIN;
1782   r0 = mes_builtins (r0);
1783
1784 #if __GNUC__
1785   set_env_x (cell_symbol_gnuc, cell_t, r0);
1786   set_env_x (cell_symbol_mesc, cell_f, r0);
1787 #else
1788   set_env_x (cell_symbol_gnuc, cell_f, r0);
1789   set_env_x (cell_symbol_mesc, cell_t, r0);
1790 #endif
1791
1792   if (g_debug > 3)
1793     {
1794       eputs ("symbols: ");
1795       SCM s = g_symbols;
1796       while (s && s != cell_nil)
1797         {
1798           display_error_ (CAR (s));
1799           eputs (" ");
1800           s = CDR (s);
1801         }
1802       eputs ("\n");
1803       eputs ("functions: ");
1804       eputs (itoa (g_function));
1805       eputs ("\n");
1806       for (int i = 0; i < g_function; i++)
1807         {
1808           eputs ("[");
1809           eputs (itoa (i));
1810           eputs ("]: ");
1811           eputs (g_functions[i].name);
1812           eputs ("\n");
1813         }
1814     }
1815   return r2;
1816 }
1817
1818 #include "vector.c"
1819 #include "gc.c"
1820 #include "reader.c"
1821
1822 int
1823 main (int argc, char *argv[])
1824 {
1825   char *p;
1826   if (p = getenv ("MES_DEBUG"))
1827     g_debug = atoi (p);
1828   if (g_debug)
1829     {
1830       eputs (";;; MODULEDIR=");
1831       eputs (MODULEDIR);
1832       eputs ("\n");
1833     }
1834   if (p = getenv ("MES_MAX_ARENA"))
1835     MAX_ARENA_SIZE = atoi (p);
1836   if (p = getenv ("MES_ARENA"))
1837     ARENA_SIZE = atoi (p);
1838   if (p = getenv ("MES_SAFETY"))
1839     GC_SAFETY = atoi (p);
1840   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--help"))
1841     return puts ("Usage: mes [--dump|--load] < FILE\n");
1842   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--version"))
1843     {
1844       puts ("Mes ");puts (VERSION);puts ("\n");
1845       return 0;
1846     };
1847   g_stdin = STDIN;
1848   g_stdout = STDOUT;
1849   r0 = mes_environment ();
1850
1851   SCM program = (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--load"))
1852     ? bload_env (r0) : load_env (r0);
1853   g_tiny = argc > 2 && !strcmp (argv[2], "--tiny");
1854   if (argc > 1 && !strcmp (argv[1], "--dump"))
1855     return dump ();
1856
1857   SCM lst = cell_nil;
1858   for (int i=argc-1; i>=0; i--) lst = cons (MAKE_STRING (cstring_to_list (argv[i])), lst);
1859   r0 = acons (cell_symbol_argv, lst, r0); // FIXME
1860   r0 = acons (cell_symbol_argv, lst, r0);
1861   push_cc (r2, cell_unspecified, r0, cell_unspecified);
1862
1863   if (g_debug > 2)
1864     {
1865       eputs ("\ngc stats: [");
1866       eputs (itoa (g_free));
1867       eputs ("]\n");
1868     }
1869   if (g_debug > 3)
1870     {
1871       eputs ("program: ");
1872       write_error_ (r1);
1873       eputs ("\n");
1874     }
1875   if (g_debug > 3)
1876     {
1877       eputs ("symbols: ");
1878       write_error_ (g_symbols);
1879       eputs ("\n");
1880     }
1881   r3 = cell_vm_begin_expand;
1882   r1 = eval_apply ();
1883   if (g_debug)
1884     {
1885       write_error_ (r1);
1886       eputs ("\n");
1887     }
1888   if (g_debug)
1889     {
1890       eputs ("\ngc stats: [");
1891       eputs (itoa (g_free));
1892       MAX_ARENA_SIZE = 0;
1893       gc (g_stack);
1894       eputs (" => ");
1895       eputs (itoa (g_free));
1896       eputs ("]\n");
1897     }
1898   return 0;
1899 }