*** empty log message ***
[m17n/m17n-lib-cs.git] / XmlExpr.cs
index 33439d6..9952974 100644 (file)
@@ -2,71 +2,75 @@ using System;
 using System.Collections;
 using System.Collections.Generic;
 using System.IO;
+using System.Reflection;
 using System.Xml;
 
-namespace System.Xml.Expression
+namespace System.Xml
 {
-  public class Xex
+  public class Xexpression
   {
-    public struct Name : IEquatable<Name>
+    private static int trace_depth = 0;
+
+    public static int TraceDepth {
+      get { return trace_depth; }
+      set { trace_depth = value; }
+    }
+
+    public struct Symbol : IEquatable<Symbol>
     {
       private static NameTable nt = new NameTable ();
 
       private string name;
 
-      public Name (string str)
-       {
-         name = nt.Add (str);
-       }
+      public Symbol (string str) { name = nt.Add (str); }
 
-      public static implicit operator Name (string str)
+      public static implicit operator Symbol (string str)
       {
-       return new Name (str);
+       return new Symbol (str);
       }
 
-      public static implicit operator string (Name name)
-      {
-       return name.name;
-      }
+      public static implicit operator string (Symbol sym) { return sym.name; }
 
-      public static bool operator== (Name n1, Name n2)
+      public static bool operator== (Symbol n1, Symbol n2)
        {
          return (object) n1.name == (object) n2.name;
        }
 
-      public static bool operator!= (Name n1, Name n2)
+      public static bool operator!= (Symbol n1, Symbol n2)
        {
          return (object) n1.name != (object) n2.name;
        }
 
-      public static bool operator== (Name n1, string n2)
+      public static bool operator== (Symbol n1, string n2)
        {
          return (object) n1.name == (object) n2;
        }
 
-      public static bool operator!= (Name n1, string n2)
+      public static bool operator!= (Symbol n1, string n2)
        {
          return (object) n1.name != (object) n2;
        }
 
-      public static bool operator== (string n1, Name n2)
+      public static bool operator== (string n1, Symbol n2)
        {
          return (object) n1 == (object) n2.name;
        }
 
-      public static bool operator!= (string n1, Name n2)
+      public static bool operator!= (string n1, Symbol n2)
        {
          return (object) n1 != (object) n2.name;
        }
 
-      public bool Equals (Name name)
+      public bool Equals (Symbol name)
       {
        return Object.ReferenceEquals (this.name, name.name);
       }
 
       public override bool Equals (object obj)
       {
-       return Object.ReferenceEquals (this.name, obj);
+       return (obj is Symbol ? this == (Symbol) obj
+               : obj is string ? this.name == (string) obj
+               : false);
       }
 
       public override int GetHashCode ()
@@ -74,296 +78,567 @@ namespace System.Xml.Expression
        return name.GetHashCode ();
       }
 
-      public static NameTable Table { get { return nt; } }
+      public static NameTable NameTable { get { return nt; } }
 
       public override string ToString () { return name; }
     }
 
-    private static Name Nexpr = "expr";
-    private static Name Ntype = "type";
-    private static Name Nargs = "args";
-
-    private static Name Ninteger = "integer";
-    private static Name Nstring = "string";
-    private static Name Nboolean = "boolean";
-    private static Name Nsymbol = "symbol";
-    private static Name Nlist = "list";
-    private static Name Nobject = "object";
-
-    private static Name Ndefun = "defun";
-    private static Name Ndefvar = "defvar";
-    private static Name Nconst = "const";
-    private static Name Nvariable = "variable";
-    private static Name Ndescription = "description";
-    private static Name Npossible_value = "possible-value";
-
-    private static Name Nfuncall = "funcall";
-    private static Name Nprogn = "progn";
-    private static Name Neval = "eval";
-
-    internal class Function
-    {
-      internal class Lambda
-      {
-       internal Xex[] args;
-       internal Xex[] body;
+    private static Symbol Qexpr = "expr";
 
-       public Lambda (XmlNode node, Domain domain) { }
+    private static Symbol Qnull = "";
+    private static Symbol Qfuncall = "funcall";
+    private static Symbol Qinteger = "integer";
+    private static Symbol Qstring = "string";
+    private static Symbol Qsymbol = "symbol";
+    private static Symbol Qlist = "list";
 
-       public void SetArgs (XmlNode node, int nargs, Domain domain)
-       {
-         args = new Xex[nargs];
-         for (i = 0, n = node.FirstChild; i < nargs; n = n.NextSibling)
-           if (n.Name != Noptional && n.Name != Nrest)
-             args[i++] = new Xex (n, domain);
-       }
+    public static Symbol Qdefun = "defun";
+    public static Symbol Qdefmacro = "defmacro";
+    private static Symbol Qfname = "fname";
+    private static Symbol Qargs = "args";
+    private static Symbol Qfixed = "fixed";
+    private static Symbol Qoptional = "optional";
+    private static Symbol Qrest = "rest";
 
-       public void SetBody (XmlNode node, Domain domain)
-       {
-         XmlNodeList nlist = node.ChildNodes;
+    public static Symbol Qdefvar = "defvar";
+    private static Symbol Qvname = "vname";
+    private static Symbol Qdescription = "description";
+    private static Symbol Qrange = "range";
 
-         body = new Xex[nlist.Count];
-         for (int i = 0; i < nlist.Count; i++)
-           body[i] = new Xex (nlist[idx], domain);
-       }
-      }
+    private static Symbol Qename = "ename";
+
+    public static partial class Error
+    {
+      // Load time errors.
+      public static Symbol UnknownFunction = "unknown function";
+      public static Symbol InvalidArgumentNumber = "invalid argument number";
+      public static Symbol VariableNotAcceptable = "variable not acceptable";
+    }
+
+    public static partial class Error
+    {
+      // Run time errors.
+      public static Symbol ArithmeticError = "arithmetic error";
+      public static Symbol InvalidArgumentType = "invalid argument type";
+      public static Symbol NoVariable = "no-variable";
+      public static Symbol InvalidVariableType = "invalid variable type";
+      public static Symbol NoOuterLoop = "no outer loop";
+      public static Symbol UnknownError = "unknown error";
+    }
 
-      public readonly Name name;
-      public Builtin builtin;
+
+    public abstract class Function
+    {
+      public Symbol name;
       public int min_arg, max_arg;
-      internal Lambda lambda;
-      public bool specialp = false;
+      public bool setvar;
 
-      public Function (Name name, Builtin builtin,
-                      int min_arg, int max_arg, bool specialp)
+      public Function () { }
+
+      public Function (Symbol name, int min_arg, int max_arg, bool setvar)
       {
        this.name = name;
-       this.builtin = builtin;
        this.min_arg = min_arg;
        this.max_arg = max_arg;
-       this.specialp = specialp;
+       this.setvar = setvar;
       }
 
-      public Function (Name name, int min_arg, int max_arg)
+      public abstract Term Call (Domain domain, Variable vari, Term[] args);
+
+      public override string ToString ()
       {
-       this.name = name;
-       this.min_arg = min_arg;
-       this.max_arg = max_arg;
+       return name;
       }
 
-      public void Setup (XmlNode node, Domain domain)
+      internal class Subroutine : Function
       {
-       lambda = new Lambda ();
-       node = node.FirstChild;
-       if (node.Name == Nargs)
+       public Builtin builtin;
+
+       public Subroutine (Builtin builtin, Symbol name, bool setvar,
+                          int min_arg, int max_arg)
+         : base (name, min_arg, max_arg, setvar)
          {
-           lambda.SetArgs (node, max_arg, domain);
-           node = node.NextSibling;
+           this.builtin = builtin;
          }
-       if (node.Name == Nbody)
-         lambda.SetBody (node, domain);
+
+       public override Term Call (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+       {
+         if (args.Length > 0)
+           {
+             args = (Term[]) args.Clone ();
+             for (int i = 0; i < args.Length; i++)
+               {
+                 args[i] = args[i].Eval (domain);
+                 if (domain.Thrown)
+                   return args[i];
+               }
+           }
+         return builtin (domain, vari, args);
+       }
+      }
+
+      internal class SpecialForm : Function
+      {
+       public Builtin builtin;
+
+       public SpecialForm (Builtin builtin, Symbol name, bool setvar,
+                           int min_arg, int max_arg)
+         : base (name, min_arg, max_arg, setvar)
+         {
+           this.builtin = builtin;
+         }
+
+       public override Term Call (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+       {
+         return builtin (domain, vari, args);
+       }
       }
 
-      public static Name ParseHead (XmlNode node,
-                                   out int min_arg, out int max_arg)
+      private static void parse_head (Domain domain, XmlNode node,
+                                     out Symbol name,
+                                     out int min_arg, out int max_arg,
+                                     out Variable[] args)
       {
-       Name name = node.Attributes[Ffname].Value;
-       int nargs = 0, noptions = 0, nrest = 0;
-       XmlNode n;
+       int nfixed = 0;
+       int noptional = 0;
+       int nrest = 0;
+       name = node.Attributes[Qfname].Value;
            
-       for (n = node.FirstChild; n != null; n = n.NextSibling)
+       node = node.FirstChild;
+       if (node != null && node.Name == Qargs)
          {
-           if (n.Name == Noptional || n.Name == Nrest)
-             break;
-           nargs++;
+           XmlNode n;
+           for (n = node.FirstChild; n != null; n = n.NextSibling)
+             {
+               if (n.Name == Qfixed)
+                 nfixed += n.ChildNodes.Count;
+               else if (n.Name == Qoptional)
+                 noptional += n.ChildNodes.Count;
+               else if (n.Name == Qrest)
+                 nrest++;
+               else
+                 throw new Exception ("Invalid argument type: " + n);
+             }
+           min_arg = nfixed;
+           max_arg = nfixed + noptional + nrest;
+           args = new Variable[max_arg];
+           n = node.FirstChild;
+           for (int i = 0; i < max_arg; n = n.NextSibling)
+             {
+               for (XmlNode nn = n.FirstChild; nn != null; nn = nn.NextSibling)
+                 args[i++] = domain.Defvar ((Symbol) nn.Attributes[0].Value);
+             }
+           if (nrest == 1)
+             max_arg = - max_arg;
          }
-       if (n.Name == Noptional)
-         for (n = n.NextSibling; n != null; n = n.NextSibling)
-           {
-             if (n.Name == Nrest)
-               break;
-             noptions++;
-           }
-       if (n.Name == Nrest)
-         for (n = n.NextSibling; n != null; n = n.NextSibling)
-           nrest++;
-       min_arg = nargs;
-       max_arg = nargs + noptions + nrest;
-       if (nrest == 1)
-         max_arg = - max_arg;
-       return name;
+       else
+         {
+           min_arg = max_arg = 0;
+           args = new Variable[0];
+         }
+      }
+
+      private static void parse_body (Domain domain, XmlNode node,
+                                     out Term[] body)
+      {
+       for (node = node.FirstChild; node != null; node = node.NextSibling)
+         if (node.Name != Qdescription
+             && node.Name != Qargs)
+           break;
+       int nterms = 0;
+       for (XmlNode n = node; n != null; n = n.NextSibling)
+         nterms++;
+       if (nterms > 0)
+         {
+           body = new Term[nterms];
+           for (nterms = 0; node != null; node = node.NextSibling, nterms++)
+             body[nterms] = new Term (domain, node);
+         }
+       else
+         body = null;
       }
 
-      public object Call (Xex[] args, Domain domain)
+      internal class Macro : Function
       {
-       Bindings current = domain.bindings;
-       object result = false;
+       internal Variable[] args;
+       internal Term[] body;
 
-       Console.Write ("calling (" + this + "(");
-       try {
-         foreach (Xex e in args)
-           Console.Write (e);
-         Console.WriteLine (")");
-         if (builtin != null)
-           {
-             if (! specialp)
-               foreach (Xex a in args)
-                 a.Eval ();
-             return builtin (args, domain);
-           }
-         if (lambda == null)
-           return null;
+       public Macro (Domain domain, XmlNode node)
+         {
+           parse_head (domain, node, out name, out min_arg, out max_arg,
+                       out args);
+           setvar = false;
+         }
 
-         int i;
-         for (i = 0; i < min_arg; i++)
-           {
-             Xex a = lambda.args[i];
-             bool isdirect = a.args == null;
-             Name name = isdirect ? (Name) a.val : (Name) a.args[0].val;
-             Variable var = new VarMisc (name, null);
-
-             if (! isdirect)
-               args[i].Eval ();
-             domain.Bind (bindings, var, args[i]);
-           }
-         foreach (Xex e in lambda.body)
-           {
-             result = e.Eval (domain);
-             Console.WriteLine (e.ToString () + "=>" + result);
-           }
-       } finally {
-         Console.WriteLine (")");
-         domain.UnboundTo (current);
+       public void SetBody (Domain domain, XmlNode node)
+       {
+         parse_body (domain, node, out body);
+       }
+
+       public override Term Call (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+       {
+         Bindings current = domain.bindings;
+         Term result = Zero;
+
+         try {
+           for (int i = 0; i < min_arg; i++)
+             domain.Bind (this.args[i], args[i]);
+           if (body != null)
+             {
+               try {
+                 domain.Catch (CatchTag.Return);
+                 foreach (Term term in body)
+                   {
+                     result = term.Eval (domain);
+                     if (domain.Thrown)
+                       return result;
+                   }
+               } finally {
+                 domain.Uncatch ();
+               }
+             }
+         } finally {
+           domain.UnboundTo (current);
+         }
+         return result;
        }
-       return result;
       }
 
-      public override string ToString ()
+      internal class Lambda : Function
       {
-       return name;
+       internal Variable[] args;
+       internal Term[] body;
+
+       public Lambda (Domain domain, XmlNode node)
+         {
+           parse_head (domain, node, out name, out min_arg, out max_arg,
+                       out args);
+           setvar = false;
+         }
+
+       public Lambda (Domain domain, Symbol name, Symbol[] args)
+         {
+           int nfixed = 0;
+           int noptional = 0;
+           int nrest = 0;
+
+           this.name = name;
+           if (args.Length > 0)
+             {
+               int i = 0;
+               for (i = 0; i < args.Length; i++, nfixed++)
+                 if (args[i] == Qoptional || args[i] == Qrest)
+                   break;
+               if (i < args.Length)
+                 {
+                   if (args[i] == Qoptional)
+                     {
+                       for (i++; i < args.Length; i++, noptional++)
+                         if (args[i] == Qrest)
+                           break;
+                       if (i < args.Length)
+                         nrest = 1;
+                     }
+                 }
+               min_arg = nfixed;
+               max_arg = nfixed + noptional + nrest;
+               this.args = new Variable[max_arg];
+               int j;
+               for (i = j = 0; j < this.args.Length; i++)
+                 if (args[i] != Qoptional || args[i] != Qrest)
+                   this.args[j++] = domain.Defvar (args[i]);
+             }
+           else
+             {
+               min_arg = max_arg = 0;
+             }
+           setvar = false;
+         }
+
+       public void SetBody (Domain domain, XmlNode node)
+       {
+         parse_body (domain, node, out body);
+       }
+
+       public void SetBody (Term[] body)
+       {
+         this.body = body;
+       }
+
+       public override Term Call (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+       {
+         Bindings current = domain.bindings;
+         Term result = Zero;
+
+         try {
+           int i;
+           if (args.Length > 0)
+             {
+               Term[] newargs = new Term[args.Length];
+               for (i = 0; i < min_arg; i++)
+                 newargs[i] = args[i].Eval (domain);
+               args = newargs;
+             }
+           for (i = 0; i < min_arg; i++)
+             domain.Bind (this.args[i], args[i]);
+           if (body != null)
+             {
+               try {
+                 domain.Catch (CatchTag.Return);
+                 foreach (Term term in body)
+                   {
+                     result = term.Eval (domain);
+                     if (domain.Thrown)
+                       return result;
+                   }
+               } finally {
+                 domain.Uncatch ();
+               }
+             }
+         } finally {
+           domain.UnboundTo (current);
+         }
+         return result;
+       }
       }
     }
 
-    internal abstract class Variable
+    public class Variable
     {
-      public readonly Name name;
-      public readonly Name type;
-      internal object val;
+      public Domain domain;
+      public readonly Symbol name;
+      protected Term val;
 
-      public Variable (Name name, Name type, Xex value)
+      public Variable (Domain domain, Symbol name, Term val)
       {
-       if (value != null)
-         Value = value;
+       this.domain = domain;
        this.name = name;
-       this.type = type;
+       this.val = val;
       }
 
-      public object Value
+      public virtual bool ValueP (Term val) { return true; }
+
+      public virtual Variable Clone (Domain domain)
       {
-       get { return val; }
-       set
-         {
-           if (! ValueP (value))
-             throw new Exception ("Invalid value type: " + value);
-           val = value;
-         }
+       return new Variable (domain, name, val);
       }
 
-      public abstract bool ValueP (object value);
+      public virtual void Reset () { val = Zero; }
 
-      public override string ToString () { return name + "(" + type + ")"; }
-    }
+      public Term Value
+      {
+       get { return val; }
+       set {
+         if (! ValueP (value))
+           throw new Exception ("Invalid value: " + value);
+         val = value;
+       }
+      }
 
-    internal class VarInt : Variable
-    {
-      public struct Range
+      public Term SetValue (int i)
       {
-       public int from, to;
+       val.intval = i;
+       val.objval = null;
+       return val;
       }
 
-      public Range[] ranges;
+      public Term SetValue (string s)
+      {
+       val.objval = s;
+       return val;
+      }
 
-      public VarInt (Name name, object value) : base (name, Ninteger, value) { }
+      public override string ToString () { return name + "(" + val + ")"; }
 
-      public override bool ValueP (object value)
+      public abstract class Typed : Variable
       {
-       int i;
+       protected string desc;
+       private Term default_val;
 
-       if (! (value is int))
-         return false;
-       if (ranges == null)
-         return true;
-       i = (int) value;
-       foreach (Range r in ranges)
-         if (i >= r.from && i <= r.to)
-           return true;
-       return false;
-      }
-    }
+       protected Typed (Domain domain, Symbol name, Term val, string desc)
+         : base (domain, name, val)
+         {
+           this.desc = desc;
+           default_val = val;
+         }
 
-    internal class VarStr : Variable
-    {
-      public string[] ranges;
+       public override void Reset () { val = default_val; }
 
-      public VarStr (Name name, object value) : base (name, Nstring, value) { }
+       public string Description {
+         get { return desc; }
+         set { desc = value; }
+       }
+      }
 
-      public override bool ValueP (object value)
+      public class Int : Typed
       {
-       string str;
+       private int[] range;
 
-       if (! (value is string))
-         return false;
-       if (ranges == null)
-         return true;
-       str = (string) value;
-       foreach (string s in ranges)
-         if (s == str)
+       public bool IsSubrange (int[] r)
+         {
+           if (range == null)
+             return true;
+           for (int i = 0; i < r.Length; i += 2)
+             {
+               int j;
+               for (j = 0; j < range.Length; j += 2)
+                 if (range[j] <= r[i] && range[j + 1] >= r[i + 1])
+                   break;
+               if (j >= range.Length)
+                 return false;
+             }
            return true;
-       return false;
-      }
-    }
+         }
 
-    internal class VarBool : Variable
-    {
-      public VarBool (Name name, object value)
-       : base (name, Nboolean, value) { }
+       public Int (Domain domain, Symbol name, int n, string desc, int[] range)
+         : base (domain, name, new Term (n), desc)
+         {
+           if (range != null && range.Length % 2 == 1)
+             throw_exception ("Range length for {0} not even", name);
+           this.range = range;
+           if (! ValueP (val))
+             throw_exception ("Invalid integer value for {0}: {1}", name, val);
+         }
 
-      public override bool ValueP (Xex value)
-      {
-       if (! (value is bool))
+       public override bool ValueP (Term term)
+       {
+         if (! term.IsInt)
+           return false;
+         if (range == null)
+           return true;
+         int n = term.Intval;
+         for (int i = 0; i < range.Length; i += 2)
+           if (range[i] <= n && range[i + 1] >= n)
+             return true;
          return false;
-       return true;
+       }
+
+       public override Variable Clone (Domain domain)
+       {
+         return new Int (domain, name, val.Intval, desc, range);
+       }
+
+       public int[] Range { get { return range; } set { range = value; } }
       }
-    }
 
-    internal class VarMisc : Variable
-    {
-      public VarMisc (Name name, object value) : base (name, Nobject, value) { }
+      public class Str : Typed
+      {
+       private string[] range;
+
+       public bool IsSubrange (string[] r)
+         {
+           if (range == null)
+             return true;
+           for (int i = 0; i < r.Length; i++)
+             {
+               int j;
+               for (j = 0; j < range.Length; j++)
+                 if (range[j] == r[i])
+                   break;
+               if (j >= range.Length)
+                 return false;
+             }
+           return true;
+         }
+
+       public Str (Domain domain, Symbol name, string str, string desc,
+                   string[] range)
+         : base (domain, name, new Term (str), desc)
+         {
+           this.range = range;
+           if (! ValueP (val))
+             throw_exception ("Invalid string value for {0}: {1}", name, val);
+         }
+
+       public override bool ValueP (Term term)
+       {
+         if (! term.IsStr)
+           return false;
+         if (range == null)
+           return true;
+         string str = term.Strval;
+         foreach (string s in range)
+           if (str == s)
+             return true;
+         return false;
+       }
+
+       public override Variable Clone (Domain domain)
+       {
+         return new Str (domain, name, val.Strval, desc, range);
+       }
+
+       public string[] Range { get { return range; } set { range = value; } }
+      }
 
-      public override bool ValueP (object value)
+      public class Sym : Typed
       {
-       return true;
+       public Symbol[] range;
+
+       public bool IsSubrange (Symbol[] r)
+         {
+           if (range == null)
+             return true;
+           for (int i = 0; i < r.Length; i++)
+             {
+               int j;
+               for (j = 0; j < range.Length; j++)
+                 if (range[j] == r[i])
+                   break;
+               if (j >= range.Length)
+                 return false;
+             }
+           return true;
+         }
+
+       public Sym (Domain domain, Symbol name, Symbol sym, string desc,
+                   Symbol[] range)
+         : base (domain, name, new Term (sym), desc)
+         {
+           this.range = range;
+           if (! ValueP (val))
+             throw_exception ("Invalid symbol value for {0}: {1}", name, val);
+         }
+
+       public override bool ValueP (Term term)
+       {
+         if (! term.IsSymbol)
+           return false;
+         if (range == null)
+           return true;
+         Symbol name = term.Symval;
+         foreach (Symbol n in range)
+           if (name == n)
+             return true;
+         return false;
+       }
+
+       public override Variable Clone (Domain domain)
+       {
+         return new Sym (domain, name, val.Symval, desc, range);
+       }
+
+       public Symbol[] Range { get { return range; } set { range = value; } }
       }
     }
 
     internal class Bindings
     {
       private Variable vari;
-      private object old_value;
+      private Term old_value;
       private Bindings next;
        
-      private Bindings (Variable vari, object value)
+      private Bindings (Variable vari)
       {
        this.vari = vari;
-       old_value = value;
+       old_value = vari.Value;
       }
        
-      public static Bindings Bind (Bindings bindings,
-                                  Variable vari, object value)
+      public static Bindings Bind (Bindings bindings, Variable vari, Term val)
       {
-       Bindings b = new Bindings (vari, vari.val);
+       Bindings b = new Bindings (vari);
 
-       b.vari.Value = value;
+       b.vari.Value = val;
        b.next = bindings;
        return b;
       }
@@ -371,7 +646,7 @@ namespace System.Xml.Expression
       internal Bindings UnboundTo (Bindings boundary)
       {
        for (Bindings b = this; b != boundary; b = b.next)
-         vari.val = b.old_value;
+         b.vari.Value = b.old_value;
        return boundary;
       }
 
@@ -379,189 +654,439 @@ namespace System.Xml.Expression
       {
        string str = "(bindings";
        for (Bindings b = this; b != null; b = b.next)
-         str += " " + vari;
+         str += " " + vari.name + "=" + b.old_value;
        return str + ")";
       }
     }
 
-#if false
-    internal class ThrowException : Exception
+    private static void throw_exception (string fmt, params object[] args)
+    {
+      throw new Exception (String.Format (fmt, args));
+    }
+
+    internal struct CatchTag
     {
-      Name tag;
-      public object value;
+      private Term tag;
 
-      public ThrowException (Name tag, object value) : base ()
-       {
-         this.tag = tag;
-         this.value = value;
-       }
+      public CatchTag (Symbol sym) { tag = new Term (sym); }
+      public CatchTag (Symbol sym, string msg) { tag = new Term (sym, msg); }
+      public CatchTag (ErrorTerm e) { tag = new Term (e); }
+      private CatchTag (int i) { tag = new Term (i); }
+
+      public Term Tag { get { return tag; } }
+
+      public static CatchTag Return = new CatchTag (0);
+      public static CatchTag Break = new CatchTag (1);
     }
-#endif
 
     public class Domain
     {
+      public Symbol name;
       public object context;
-
-      internal Dictionary<Name, Function> functions;
-      internal Dictionary<Name, Variable> variables;
+      public int depth = 0;
+      private Stack<Term> call_stack = new Stack<Term> ();
+
+      internal Dictionary<Symbol, MethodInfo> termtypes
+       = new Dictionary<Symbol, MethodInfo> ();
+      internal Dictionary<Symbol, Function> functions
+       = new Dictionary<Symbol, Function> ();
+      internal Dictionary<Symbol, Variable> variables
+       = new Dictionary<Symbol, Variable> ();
       internal Bindings bindings;
+      private Stack<CatchTag> catch_stack = new Stack<CatchTag> ();
+      private int catch_count = 0;
+
+      internal Domain (Symbol name) { this.name = name; }
 
-      internal Domain ()
+      public Domain (Symbol name, object context)
+        : this (name, basic, context) { }
+
+      public Domain (Symbol name, Domain parent, object context) : this (name)
       {
-       functions = new Dictionary<Name, Function> ();
-       variables = new Dictionary<Name, Variable> ();
+       termtypes = new Dictionary<Symbol, MethodInfo> (parent.termtypes);
+       functions = new Dictionary<Symbol, Function> (parent.functions);
+       variables = new Dictionary<Symbol, Variable> (parent.variables);
+       this.context = context;
       }
 
-      public Domain (object context) : this (basic, context)
+      internal void PushTerm (Term term)
       {
+       call_stack.Push (term);
       }
 
-      public Domain (Domain parent, object context)
+      internal void PopTerm ()
       {
-       functions = new Dictionary<Name, Function> (parent.functions);
-       variables = new Dictionary<Name, Function> (parent.variables);
-       this.context = context;
+       call_stack.Pop ();
       }
 
-      internal void Bind (Variable vari, object value)
+      internal void Bind (Variable vari, Term value)
       {
        bindings = Bindings.Bind (bindings, vari, value);
       }
 
       internal void UnboundTo (Bindings boundary)
       {
-       bindings = bindings.UnboundTo (boundary);
+       if (bindings != null)
+         bindings = bindings.UnboundTo (boundary);
       }
 
-      public void Defun (Name name, Builtin builtin, int min_arg, int max_arg)
+      internal void Catch (CatchTag tag)
       {
-       Defun (name, builtin, min_arg, max_arg, false);
+       catch_stack.Push (tag);
+       catch_count++;
       }
 
-      public void Defun (Name name, Builtin builtin,
-                        int min_arg, int max_arg, bool specialp)
+      internal void Uncatch ()
       {
-       Function func;
+       catch_stack.Pop ();
+       if (catch_count > catch_stack.Count)
+         catch_count--;
+      }
 
-       if (functions.TryGetValue (name, out func))
+      public bool Thrown { get { return catch_count < catch_stack.Count; } }
+
+      internal void ThrowReturn ()
+      {
+       foreach (CatchTag elt in catch_stack)
          {
-           if (func.min_arg < min_arg || func.max_arg > max_arg)
-             throw new Exception ("Incompatible argument numbers to override: "
-                                  + name);
-           func.builtin = builtin;
-           func.lambda = null;
-           func.min_arg = min_arg;
-           func.max_arg = max_arg;
-           func.specialp = specialp;
+           catch_count--;
+           if (elt.Tag == CatchTag.Return.Tag)
+             break;
          }
-       else
+      }
+
+      internal bool ThrowBreak ()
+      {
+       if (catch_stack.Peek ().Tag != CatchTag.Break.Tag)
+         return false;
+       catch_count--;
+       return true;
+      }
+
+      internal void ThrowSymbol (Term tag)
+      {
+       foreach (CatchTag elt in catch_stack)
          {
-           functions[name]
-             = new Function (name, builtin, min_arg, max_arg, specialp);
+           catch_count--;
+           if (elt.Tag.Matches (tag))
+             break;
          }
       }
 
-      internal Function RegisterFunction (XmlNode node)
+      internal Term ThrowError (Term tag)
       {
-       int min_arg, max_arg;
-       Name name = Function.ParseHead (node, out min_arg, out max_arg);
-       Function func = new Function (name, min_arg, max_arg);
+       tag = tag.Clone ();
+       ErrorTerm e = tag.objval as ErrorTerm;
+       e.CallStack = call_stack.ToArray ();
 
-       functions[name] = func; 
-       return func;
+       foreach (CatchTag elt in catch_stack)
+         {
+           catch_count--;
+           if (elt.Tag.Matches (tag))
+             break;
+         }
+       return tag;
+      }
+
+      public void DefType (Type type)
+      {
+       if (! type.IsSubclassOf (typeof (TermValue)))
+         throw new Exception ("Not a subclass of TermValue: " + type);
+       BindingFlags flags = BindingFlags.Static | BindingFlags.NonPublic;
+       FieldInfo finfo = type.GetField ("name", flags);
+       if (finfo == null || finfo.FieldType != typeof (Symbol))
+         throw new Exception ("No \"name\" field of string type: " + type);
+       Symbol name = (Symbol) finfo.GetValue (null);
+       if (termtypes.ContainsKey (name)
+           || functions.ContainsKey (name))
+         throw new Exception ("already defined: " + name);
+       Type[] types = new Type[] { typeof (Domain), typeof (XmlNode) };
+       MethodInfo minfo = type.GetMethod ("Parser", types);
+       if (minfo == null || minfo.ReturnType != typeof (TermValue))
+         throw new Exception ("No \"Parser\" method of correct type: " + type);
+       termtypes[name] = minfo;
+      }
+
+      public void DefSubr (Builtin builtin, string str, bool setvar,
+                          int min_arg, int max_arg, params string[] aliases)
+      {
+       Symbol name = str;
+       if (termtypes.ContainsKey (name))
+         throw new Exception ("already defined as termtype: " + name);
+       Function func = new Function.Subroutine (builtin, name, setvar,
+                                                min_arg, max_arg);
+       functions[name] = func;
+       foreach (string a in aliases)
+         functions[(Symbol) a] = func;
+      }
+
+      public void DefSpecial (Builtin builtin, string str, bool setvar,
+                             int min_arg, int max_arg,
+                             params string[] aliases)
+      {
+       Symbol name = str;
+       if (termtypes.ContainsKey (name))
+         throw new Exception ("already defined as termtype: " + name);
+       Function func = new Function.SpecialForm (builtin, name, setvar,
+                                                 min_arg, max_arg);
+       functions[name] = func;
+       foreach (string a in aliases)
+         functions[(Symbol) a] = func;
       }
 
-      internal Function Defun (XmlNode node)
+      public void DefAlias (string alias, string str)
+      {
+       functions[(Symbol) alias] = functions[(Symbol) str];
+      }
+
+      public void Defun (Symbol name, Symbol[] args, Term[] body,
+                        bool prototype)
       {
        Function func;
 
-       if (! functions.TryGetValue (name, out func))
-         func = RegisterFunction (node);
-       func.Setup (node, this);
+       if (termtypes.ContainsKey (name))
+         throw new Exception ("already defined as termtype: " + name);
+       if (prototype || ! functions.TryGetValue (name, out func))
+         {
+           func = new Function.Lambda (this, name, args);
+           functions[name] = func;
+         }
+       if (! prototype)
+         ((Function.Lambda) func).SetBody (body);
       }
 
-      public void Defvar (Name name, XmlNode node)
+      public void Defun (XmlNode node, bool prototype)
       {
-       Variable vari;
+       Symbol name = node.Attributes[Qfname].Value;
+       if (termtypes.ContainsKey (name))
+         throw new Exception ("already defined as termtype: " + name);
+       Function func;
 
-       if (node.Name == Ndescription)
-         node = node.NextSibling;
-       if (node.Name == Nconst)
+       if (prototype || ! functions.TryGetValue (name, out func))
          {
-           Name type = (Name) node.Attributes[Ntype].Value;
-           string val = node.Value;
-           XmlNodeList range_list = null;
-           int nranges = 0;
+           func = new Function.Lambda (this, node);
+           functions[name] = func;
+         }
+       if (! prototype)
+         ((Function.Lambda) func).SetBody (this, node);
+      }
+
+      public void Defun (Function func)
+      {
+       functions[func.name] = func;
+      }
+
+      public void Defmacro (XmlNode node, bool prototype)
+      {
+       Symbol name = node.Attributes[Qfname].Value;
+       if (termtypes.ContainsKey (name))
+         throw new Exception ("already defined as termtype: " + name);
+       Function func;
+
+       if (prototype || ! functions.TryGetValue (name, out func))
+         {
+           func = new Function.Macro (this, node);
+           functions[name] = func;
+         }
+       if (! prototype)
+         ((Function.Macro) func).SetBody (this, node);
+      }
+
+      public Variable Defvar (XmlNode node)
+      {
+       Symbol name = node.Attributes[0].Value;
+       String desc;
+       Variable vari;
+
+       node = node.FirstChild;
+       if (node != null && node.Name == Qdescription)
+         {
+           desc = node.InnerText;
+           node = node.NextSibling;
+         }
+       else
+         desc = null;
+       if (node != null)
+         {
+           Symbol type = node.Name;
+           XmlNodeList range_list = null;
+           int nranges = 0;
+           string val = node.InnerText;
 
            node = node.NextSibling;
-           if (node.Name == Npossible_value)
+           if (node != null)
              {
                range_list = node.ChildNodes;
                nranges = range_list.Count;
              }
 
-           if (type == Ninteger)
+           if (type == Qinteger)
              {
-               VarInt vi = new VarInt (name, parse_integer (val));
+               int n = parse_integer (val);
+               int[] range = null;
                if (range_list != null)
                  {
-                   vi.ranges = new VarInt.Range[nranges];
-
+                   range = new int[nranges * 2];
                    for (int i = 0; i < nranges; i++)
                      {
-                       XmlNode n = range_list[i];
-
-                       if (n.Name == Nconst)
+                       XmlNode nd = range_list[i];
+                       if (nd.Name == Qrange)
                          {
-                           int num = parse_integer (n.Value);
-                           vi.ranges[i].from = vi.ranges[i].to = num;
+                           range[i * 2]
+                             = parse_integer (nd.FirstChild.InnerText);
+                           range[i * 2 + 1]
+                             = parse_integer (nd.LastChild.InnerText);
                          }
-                       else    // range_list[i].Name == "range"
+                       else
                          {
-                           vi.ranges[i].from =
-                             parse_integer (n.FirstChild.Value);
-                           vi.ranges[i].to =
-                             parse_integer (n.LastChild.Value);
+                           range[i * 2]
+                             = range[i * 2 + 1]
+                             = parse_integer (nd.FirstChild.InnerText);
                          }
                      }
                  }
-               vari = vi;
+               vari = DefvarInt (name, n, desc, range);
              }
-           else if (type == Nstring)
+           else if (type == Qstring)
              {
-               VarStr vs = new VarStr (name, val);
+               string[] range = null;
                if (range_list != null)
-                 vs.ranges = new string[nranges];
-               for (int i = 0; i < nranges; i++)
-                 vs.ranges[i] = range_list[i].Value;
-               vari = vs;
+                 {
+                   range = new string[nranges];
+                   for (int i = 0; i < nranges; i++)
+                     range[i] = range_list[i].FirstChild.InnerText;
+                 }
+               vari = DefvarStr (name, val, desc, range);
              }
-           else if (type == Nboolean)
+           else if (type == Qsymbol)
              {
-               vari = new VarBool (name, val == "true");
+               Symbol[] range = null;
+               if (range_list != null)
+                 {
+                   range = new Symbol[nranges];
+                   for (int i = 0; i < nranges; i++)
+                     range[i] = range_list[i].FirstChild.InnerText;
+                 }
+               vari = DefvarSym (name, (Symbol) val, desc, range);
              }
            else
              throw new Exception ("Unknown type: " + type);
          }
        else
-         vari = new VarMisc (name, null);
+         {
+           if (variables.TryGetValue (name, out vari))
+             vari = vari.Clone (this);
+           else
+             vari = new Variable (this, name, Zero);
+           variables[name] = vari;
+         }
+       return vari;
+      }
+
+      public Variable Defvar (Variable vari)
+      {
+       vari = vari.Clone (this);
+       variables[vari.name] = vari;
+       return vari;
+      }
+
+      internal Variable Defvar (Symbol name)
+      {
+       Variable vari = new Variable (this, name, Zero);
        variables[name] = vari;
+       return vari;
       }
 
-      internal Function GetFunc (Name name)
+      public Variable DefvarInt (Symbol name, int n, string desc, int[] range)
       {
-       Function func;
+       Variable vari;
 
-       if (! functions.TryGetValue (name, out func))
+       if (variables.TryGetValue (name, out vari))
+         {
+           Variable.Int intvari = vari as Variable.Int;
+           if (intvari == null)
+             throw new Exception ("Variable type mismatch: " + name);
+           if (range != null)
+             {
+               if (! intvari.IsSubrange (range))
+                 throw new Exception ("Variable range mismatch: " + name);
+               intvari.Range = range;;
+             }
+           if (desc != null)
+             intvari.Description = desc;
+         }
+       else
+         {
+           vari = new Variable.Int (this, name, n, desc, range);
+           variables[name] = vari;
+         }
+       return vari;
+      }
+
+      public Variable DefvarStr (Symbol name, string str, string desc,
+                                string[] range)
+      {
+       Variable vari;
+
+       if (variables.TryGetValue (name, out vari))
+         {
+           Variable.Str strvari = vari as Variable.Str;
+           if (strvari == null)
+             throw new Exception ("Variable type mismatch: " + name);
+           if (range != null)
+             {
+               if (! strvari.IsSubrange (range))
+                 throw new Exception ("Variable range mismatch: " + name);
+               strvari.Range = range;
+             }
+           if (desc != null)
+             strvari.Description = desc;
+         }
+       else
          {
-           if (parent != null)
-             return parent.GetFunc (name);
-           throw new Exception ("Unknown function: " + name);
+           vari = new Variable.Str (this, name, str, desc, range);
+           variables[name] = vari;
          }
+       return vari;
+      }
+
+      public Variable DefvarSym (Symbol name, Symbol sym, string desc,
+                                Symbol[] range)
+      {
+       Variable vari;
+
+       if (variables.TryGetValue (name, out vari))
+         {
+           Variable.Sym symvari = vari as Variable.Sym;
+           if (symvari == null)
+             throw new Exception ("Variable type mismatch: " + name);
+           if (range != null)
+             {
+               if (! symvari.IsSubrange (range))
+                 throw new Exception ("Variable range mismatch: " + name);
+               symvari.Range = range;
+             }
+           if (desc != null)
+             symvari.Description = desc;
+         }
+       else
+         {
+           vari = new Variable.Sym (this, name, sym, desc, range);
+           variables[name] = vari;
+         }
+       return vari;
+      }
+
+      internal Function GetFunc (Symbol name)
+      {
+       Function func;
+
+       if (! functions.TryGetValue (name, out func))
+         throw new Exception ("Unknown function: " + name);
        return func;
       }
 
-      public bool CopyFunc (Domain domain, Name name)
+      public bool CopyFunc (Domain domain, Symbol name)
       {
        Function func = GetFunc (name);
 
@@ -571,34 +1096,31 @@ namespace System.Xml.Expression
 
       public void CopyFunc (Domain domain)
       {
-       foreach (KeyValuePair<Name, Function> kv in functions)
+       foreach (KeyValuePair<Symbol, Function> kv in functions)
          domain.functions[kv.Key] = kv.Value;
       }
 
-      internal Variable GetVar (Name name)
+      public Variable GetVar (Symbol name, bool create)
       {
        Variable vari;
 
        if (! variables.TryGetValue (name, out vari))
-         variables[name] = vari = new VarMisc (name, null);
+         {
+           if (! create)
+             return null;
+           variables[name] = vari = new Variable (this, name, Zero);
+         }
        return vari;
       }
 
-      internal Variable GetVar (Xex e)
-      {
-       if (! (e.val is Name))
-         throw new Exception ("Not a symbol" + e.val);
-       return GetVar ((Name) e.val);
-      }
-
       public override string ToString ()
       {
        string str = "<(functions";
-       foreach (KeyValuePair<Name, Function> kv in functions)
+       foreach (KeyValuePair<Symbol, Function> kv in functions)
          str += " " + kv.Key;
        str += ") (variabls";
-       foreach (KeyValuePair<Name, Variable> kv in variables)
-         str += " " + kv.Key;
+       foreach (KeyValuePair<Symbol, Variable> kv in variables)
+         str += " " + kv.Value;
        str += ")";
        if (bindings != null)
          str += " " + bindings;
@@ -607,437 +1129,1081 @@ namespace System.Xml.Expression
        str += ">";
        return str;
       }
+
+      internal void TraceWrite (string fmt, params string[] arg)
+      {
+       if (trace_depth > depth)
+         {
+           for (int i = 0; i < depth; i++)
+             Console.Write ("  ");
+           Console.WriteLine (fmt, arg);
+         }
+      }
+
+      public object SaveValues ()
+      {
+       Dictionary<Variable,Term> values = new Dictionary<Variable,Term> ();
+
+       foreach (KeyValuePair<Symbol,Variable> kv in variables)
+         values[kv.Value] = kv.Value.Value.Clone ();
+       return values;
+      }
+
+      public void RestoreValues (object values)
+      {
+       foreach (KeyValuePair<Variable,Term> kv
+                in (Dictionary<Variable,Term>) values)
+         kv.Key.Value = kv.Value;
+      }
     }
 
-    public delegate object Builtin (Xex[] args, Domain domain);
+    public delegate Term Builtin (Domain domain, Variable vari, Term[] args);
 
-    private static Domain basic = new Domain ();
+    private static Domain basic = new Domain ("basic");
 
-    internal static Function Fprogn;
+    static Xexpression ()
+    {
+      basic.DefType (typeof (Varref));
+      basic.DefType (typeof (Funcall));
+      basic.DefType (typeof (ErrorTerm));
+
+      basic.DefSubr (Fset, "set", true, 1, 1, "=");
+      basic.DefSubr (Fnot, "not", false, 1, 1, "!");
+      basic.DefSubr (Fadd, "add", true, 1, -1, "+");
+      basic.DefSubr (Fmul, "mul", true, 1, -1, "*");
+      basic.DefSubr (Fsub, "sub", true, 1, -1, "-");
+      basic.DefSubr (Fdiv, "div", true, 1, -1, "/");
+      basic.DefSubr (Fmod, "mod", true, 1, 2, "%");
+      basic.DefSubr (Flogior, "logior", true, 1, -1, "|");
+      basic.DefSubr (Flogand, "logand", true, 1, -1, "&");
+      basic.DefSubr (Flsh, "lsh", true, 1, 2, "<<");
+      basic.DefSubr (Frsh, "rsh", true, 1, 2, ">>");
+      basic.DefSubr (Feq, "eq", false, 2, -1, "==");
+      basic.DefSubr (Fnoteq, "noteq", false, 2, 2, "!=");
+      basic.DefSubr (Flt, "lt", false, 2, -1, "<");
+      basic.DefSubr (Fle, "le", false, 2, -1, "<=");
+      basic.DefSubr (Fgt, "gt", false, 2, -1, ">");
+      basic.DefSubr (Fge, "ge", false, 2, -1, ">=");
+      basic.DefSubr (Fappend, "append", true, 0, -1);
+      basic.DefSubr (Fconcat, "concat", true, 0, -1);
+      basic.DefSubr (Fnth, "nth", false, 2, 2);
+      basic.DefSubr (Fcopy, "copy", false, 1, 1);
+      basic.DefSubr (Fins, "ins", true, 2, 2);
+      basic.DefSubr (Fdel, "del", true, 2, 2);
+      basic.DefSubr (Feval, "eval", false, 1, 1);
+      basic.DefSubr (Fbreak, "break", false, 0, 1);
+      basic.DefSubr (Freturn, "return", false, 0, 1);
+      basic.DefSubr (Fthrow, "throw", false, 1, 2);
+
+      basic.DefSpecial (Fand, "and", false, 1, -1, "&&");
+      basic.DefSpecial (For, "or", false, 1, -1, "||");
+      basic.DefSpecial (Fprogn, "progn", false, 0, -1, "expr");
+      basic.DefSpecial (Fif, "if", false, 2, 3);
+      basic.DefSpecial (Fwhen, "when", false, 1, -1);
+      basic.DefSpecial (Floop, "loop", false, 1, -1);
+      basic.DefSpecial (Fwhile, "while", false, 1, -1);
+      basic.DefSpecial (Fcond, "cond", false, 1, -1);
+      basic.DefSpecial (Fforeach, "foreach", true, 2, -1);
+      basic.DefSpecial (Fquote, "quote", false, 1, 1);
+      basic.DefSpecial (Ftype, "type", false, 1, 1);
+      basic.DefSpecial (Fcatch, "catch", true, 2, -1);
+    }
 
-    static Xex ()
+    private static Term Fset (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
     {
-      basic.Defun ("set", set_value, 2, 2, false);
-      basic.Defun ("=", set_value, 2, 2, false);
-      basic.Defun ("and", and, 1, -1, false);
-      basic.Defun ("&&", and, 1, -1, false);
-      basic.Defun ("or", or, 1, -1, false);
-      basic.Defun ("||", or, 1, -1, false);
-      basic.Defun ("not", not, 1, 1, false);
-      basic.Defun ("!", not, 1, 1, false);
-      basic.Defun ("add", add, 2, -1, false);
-      basic.Defun ("+", add, 2, -1, false);
-      basic.Defun ("mul", mul, 2, -1, false);
-      basic.Defun ("*", mul, 2, -1, false);
-      basic.Defun ("sub", sub, 1, -1, false);
-      basic.Defun ("-", sub, 1, -1, false);
-      basic.Defun ("div", div, 2, -1, false);
-      basic.Defun ("/", div, 2, -1, false);
-      basic.Defun ("mod", mod, 2, 2, false);
-      basic.Defun ("%", mod, 2, 2, false);
-      basic.Defun ("logior", logior, 2, -1, false);
-      basic.Defun ("|", logior, 2, -1, false);
-      basic.Defun ("logand", logand, 2, -1, false);
-      basic.Defun ("&", logand, 2, -1, false);
-      basic.Defun ("add-set", add_set, 2, -1, true);
-      basic.Defun ("+=", add_set, 2, -1, true);
-      basic.Defun ("mul-set", mul_set, 2, -1, true);
-      basic.Defun ("*=", mul_set, 2, -1, true);
-      basic.Defun ("sub-set", sub_set, 2, -1, true);
-      basic.Defun ("-=", sub_set, 2, -1, true);
-      basic.Defun ("div-set", div_set, 2, -1, true);
-      basic.Defun ("/=", div_set, 2, -1, true);
-      basic.Defun ("mod-set", mod_set, 2, 2, true);
-      basic.Defun ("%=", mod_set, 2, 2, true);
-      basic.Defun ("logior-set", logior_set, 2, -1, true);
-      basic.Defun ("|=", logior_set, 2, -1, true);
-      basic.Defun ("logand-set", logand_set, 2, -1, true);
-      basic.Defun ("&=", logand_set, 2, -1, true);
-      basic.Defun ("lsh", lsh, 2, 2, false);
-      basic.Defun ("<<", lsh, 2, 2, false);
-      basic.Defun ("rsh", rsh, 2, 2, false);
-      basic.Defun (">>", rsh, 2, 2, false);
-      basic.Defun ("lsh-set", lsh_set, 2, 2, true);
-      basic.Defun ("<<=", lsh_set, 2, 2, true);
-      basic.Defun ("rsh-set", rsh_set, 2, 2, true);
-      basic.Defun (">>=", rsh_set, 2, 2, true);
-      basic.Defun ("eq", eq, 2, -1, false);
-      basic.Defun ("==", eq, 2, -1, false);
-      basic.Defun ("noteq", noteq, 2, 2, false);
-      basic.Defun ("!=", noteq, 2, 2, false);
-      basic.Defun ("lt", less_than, 2, -1, false);
-      basic.Defun ("<", less_than, 2, -1, false);
-      basic.Defun ("le", less_eq, 2, -1, false);
-      basic.Defun ("<=", less_eq, 2, -1, false);
-      basic.Defun ("gt", greater_than, 2, -1, false);
-      basic.Defun (">", greater_than, 2, -1, false);
-      basic.Defun ("ge", greater_eq, 2, -1, false);
-      basic.Defun (">=", greater_eq, 2, -1, false);
-      basic.Defun ("progn", progn_clause, 0, -1, true);
-      basic.Defun ("expr", progn_clause, 0, -1, true);
-      basic.Defun ("if", if_clause, 2, -1, true);
-      basic.Defun ("when", when_clause, 1, -1, true);
-      basic.Defun ("while", while_clause, 1, -1, true);
-
-      Fprogn = basic.GetFunc (Nprogn);
+      if (vari == null)
+       return new Term (new ErrorTerm (Error.NoVariable, ""));
+      vari.Value = args[0];
+      return args[0];
     }
 
-    private static bool is_true (object val)
+    private static Term Fnot (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
     {
-      return (val is bool ? (bool) val
-             : val is int ? (int) val == 0
-             : true);
+      return args[0].IsTrue ? Zero : One;
     }
 
-    private static object set_value (Xex[] args, Domain domain)
+    private static Term Fadd (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
     {
-      Variable vari = domain.GetVar (args[0]);
+      int n = vari == null ? 0 : vari.Value.Intval;
 
-      vari.Value = args[1].val;
-      return vari.val;
+      foreach (Term arg in args)
+       n += arg.Intval;
+      return (vari == null ? new Term (n) : vari.SetValue (n));
     }
 
-    private static object and (Xex[] args, Domain domain)
+    private static Term Fmul (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
     {
-      foreach (Xex arg in args)
-       if (! is_true (arg.val))
-         return false;
-      return true;
+      int n = vari == null ? 1 : vari.Value.Intval;
+      foreach (Term arg in args)
+       n *= arg.Intval;
+      return (vari == null ? new Term (n) : vari.SetValue (n));
+    }
+
+    private static Term Fsub (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      int n, i;
+
+      if (vari == null)
+       {
+         n = args[0].Intval;
+         i = 1;
+       }
+      else
+       {
+         n = vari.Value.Intval;
+         i = 0;
+       }
+      while (i < args.Length)
+       n -= args[i++].Intval;
+      return (vari == null ? new Term (n) : vari.SetValue (n));
     }
 
-    private static object or (Xex[] args, Domain domain)
+    private static Term Fdiv (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
     {
-      foreach (Xex arg in args)
-       if (is_true (arg.val))
-         return true;
-      return false;
+      int n, i;
+
+      if (vari == null)
+       {
+         n = args[0].Intval;
+         i = 1;
+       }
+      else
+       {
+         n = vari.Value.Intval;
+         i = 0;
+       }
+      while (i < args.Length)
+       n /= args[i++].Intval;
+      return (vari == null ? new Term (n) : vari.SetValue (n));
     }
 
-    private static object not (Xex[] args, Domain domain)
+    private static Term Fmod (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
     {
-      return ! is_true (args[0].val);
+      int n = args[0].Intval % args[1].Intval;
+
+      return (vari == null ? new Term (n) : vari.SetValue (n));
     }
 
-    private static object add (Xex[] args, Domain domain)
+    private static Term Flogior (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
     {
-      int n = 0;
-      foreach (Xex e in args)
-       n += (int) e.val;
-      return n;
+      int n = vari == null ? 0 : vari.Value.Intval;
+      foreach (Term arg in args)
+       n |= arg.Intval;
+      return (vari == null ? new Term (n) : vari.SetValue (n));
     }
 
-      private static object mul (Xex[] args, Domain domain)
-      {
-       int n = 1;
-       foreach (Xex e in args)
-         n *= (int) e.val;
-       return n;
+    private static Term Flogand (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      int n, i;
+
+      if (vari == null)
+       {
+         n = args[0].Intval;
+         i = 1;
+       }
+      else
+       {
+         n = vari.Value.Intval;
+         i = 0;
+       }
+      while (i < args.Length)
+       n &= args[i++].Intval;
+      return (vari == null ? new Term (n) : vari.SetValue (n));
+    }
+
+    private static Term Flsh (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      int n = args[0].Intval << args[1].Intval;
+      return (vari == null ? new Term (n) : vari.SetValue (n));
+    }
+
+    private static Term Frsh (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      int n = args[0].Intval >> args[1].Intval;
+      return (vari == null ? new Term (n) : vari.SetValue (n));
+    }
+
+    private static Term Feq (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      Term o = args[0];
+
+      if (o.objval == null)
+       {
+         for (int i = 1; i < args.Length; i++)
+           if (args[i].objval != null || args[i].intval != o.intval)
+             return Zero;
+       }
+      else
+       {
+         for (int i = 1; i < args.Length; i++)
+           if (o.objval.Equals (args[i].objval))
+             return Zero;
+       }
+      return One;
+    }
+
+    private static Term Fnoteq (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      return Feq (domain, vari, args);
+    }
+
+    private static Term Flt (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      int n = args[0].Intval;
+
+      for (int i = 1; i < args.Length; i++)
+       {
+         int n1 = args[i].Intval;
+         if (n >= n1)
+           return Zero;
+         n = n1;
+       }
+      return One;
+    }
+
+    private static Term Fle (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      int n = args[0].Intval;
+      for (int i = 1; i < args.Length; i++)
+       {
+         int n1 = args[i].Intval;
+         if (n > n1)
+           return Zero;
+         n = n1;
+       }
+      return One;
+    }
+
+    private static Term Fgt (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      int n = args[0].Intval;
+      for (int i = 1; i < args.Length; i++)
+       {
+         int n1 = args[i].Intval;
+         if (n <= n1)
+           return Zero;
+         n = n1;
+       }
+      return One;
+    }
+
+    private static Term Fge (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      int n = args[0].Intval;
+      for (int i = 1; i < args.Length; i++)
+       {
+         int n1 = args[i].Intval;
+         if (n < n1)
+           return Zero;
+         n = n1;
+       }
+      return One;
+    }
+
+    private static Term Fappend (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      List<Term> list;
+
+      if (vari == null)
+       list = new List<Term> ();
+      else
+       list = vari.Value.Listval;
+
+      foreach (Term arg in args)
+       {
+         if (arg.IsList)
+           list.AddRange ((List<Term>) arg.objval);
+         else
+           list.Add (arg);
+       }
+      if (vari == null)
+       {
+         Term result;
+         result.intval = 0;
+         result.objval = list;
+         return result;
+       }
+      return vari.Value;
+    }
+
+    private static Term Fconcat (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      string str;
+
+      if (vari == null)
+       str = "";
+      else
+       str = vari.Value.Strval;
+
+      foreach (Term arg in args)
+       {
+         if (arg.IsStr)
+           str += (string) arg.objval;
+         else if (arg.IsList)
+           foreach (Term term in (List<Term>) arg.objval)
+             str += (char) term.Intval;
+         else
+           str += (char) arg.Intval;
+       }
+
+      if (vari == null)
+       {
+         Term term;
+         term.intval = 0;
+         term.objval = str;
+         return term;
+       }
+      return vari.SetValue (str);
+    }
+
+    private static Term Fnth (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      Term result;
+
+      if (args[1].IsStr)
+       {
+         result.intval = ((string) args[1].objval)[args[0].Intval];
+         result.objval = null;
+       }
+      else if (args[1].IsList)
+       {
+         result = ((List<Term>) args[1].objval)[args[0].Intval];
+       }
+      else
+       throw new Exception ("Term is not enumelable: " + args[1]);
+      return result;
+    }
+
+    private static Term Fcopy (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      Term result;
+
+      result.intval = 0;
+      result.objval = new List<Term> (args[0].Listval);
+      return result;
+    }
+
+    private static Term Fins (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      Term term = vari.Value;
+
+      if (term.IsStr)
+       {
+         string str = term.Strval.Insert (args[0].Intval, args[1].Strval);
+         vari.SetValue (str);
+       }
+      else if (vari.Value.IsList)
+       vari.Value.Listval.InsertRange (args[0].Intval, args[1].Listval);
+      else
+       throw new Exception ("term is not collection: " + vari.Value);
+      return vari.Value;
+    }
+
+    private static Term Fdel (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      if (vari.Value.IsStr)
+       {
+         string str
+           = vari.Value.Strval.Remove (args[0].Intval,
+                                       args[1].Intval - args[0].Intval);
+         vari.SetValue (str);
+       }
+      else if (vari.Value.IsList)
+       vari.Value.Listval.RemoveRange (args[0].Intval,
+                                     args[1].Intval - args[0].Intval);
+      else
+       throw new Exception ("term is not collection: " + vari.Value);
+      return vari.Value;
+    }
+
+    private static Term Fand (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      foreach (Term arg in args)
+       if (! arg.Eval (domain).IsTrue)
+         return Zero;
+      return One;
+    }
+
+    private static Term For (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      foreach (Term arg in args)
+       if (arg.Eval (domain).IsTrue)
+         return One;
+      return Zero;
+    }
+
+    private static Term Feval (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      return (args[0].Eval (domain));
+    }
+
+    private static Term Fprogn (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      Term result = One;
+
+      foreach (Term arg in args)
+       result = arg.Eval (domain);
+      return result;
+    }
+
+    private static Term Fif (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      if (args[0].Eval (domain).IsTrue)
+       return args[1].Eval (domain);
+      if (args.Length == 2)
+       return Zero;
+      return args[2].Eval (domain);
+    }
+
+    private static Term Fwhen (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      if (! args[0].Eval (domain).IsTrue)
+       return Zero;
+      Term result = One;
+      for (int i = 1; i < args.Length; i++)
+       result = args[i].Eval (domain);
+      return result;
+    }
+
+    private static Term Freturn (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      domain.ThrowReturn ();
+      return args.Length == 0 ? Zero : args[0];
+    }    
+
+    private static Term Fbreak (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      if (! domain.ThrowBreak ())
+       return domain.ThrowError (new Term (Error.NoOuterLoop, null));
+      return args.Length == 0 ? Zero : args[0];
+    }    
+
+    private static Term Floop (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      Term result = Zero;
+      try {
+       domain.Catch (CatchTag.Break);
+       while (! domain.Thrown)
+         foreach (Term arg in args)
+           {
+             result = arg.Eval (domain);
+             if (domain.Thrown)
+               return result;
+           }
+      } finally {
+       domain.Uncatch ();
       }
+      return result;
+    }
 
-      private static object sub (Xex[] args, Domain domain)
-      {
-       int n = (int) args[0].val;
-       if (args.Length == 1)
-         return - n;
-       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-         n -= (int) args[i].val;
-       return n;
+    private static Term Fwhile (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      Term result = Zero;
+      try {
+       domain.Catch (CatchTag.Break);
+       while (! domain.Thrown && args[0].Eval (domain).IsTrue)
+         for (int i = 1; i < args.Length; i++)
+           {
+             result = args[i].Eval (domain);
+             if (domain.Thrown)
+               return result;
+           }
+      } finally {
+       domain.Uncatch ();
       }
+      return result;
+    }
 
-      private static object div (Xex[] args, Domain domain)
-      {
-       int n = (int) args[0].val;
-       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-         n /= (int) args[i].val;
-       return n;
+    private static Term Fcond (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      foreach (Term arg in args)
+       {
+         List<Term> list = arg.Listval;
+         Term result = list[0].Eval (domain);
+
+         if (result.IsTrue)
+           {
+             for (int i = 1; i < list.Count; i++)
+               {
+                 domain.depth++;
+                 result = list[i].Eval (domain);
+                 domain.depth--;
+                 if (domain.Thrown)
+                   return result;
+               }                 
+             return result;
+           }
+       }
+      return Zero;
+    }
+
+    private static Term Fforeach (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      Term result = args[0].Eval (domain);
+      if (domain.Thrown)
+       return result;
+      List<Term> list = result.Listval;
+      Bindings current = domain.bindings;
+
+      try {
+       domain.Catch (CatchTag.Break);
+       foreach (Term term in list)
+         {
+           domain.Bind (vari, term);
+           try {
+             for (int i = 1; i < args.Length; i++)
+               {
+                 result = args[i].Eval (domain);
+                 if (domain.Thrown)
+                   return result;
+               }
+           } finally {
+             domain.UnboundTo (current);
+           }
+         }
+      } finally {
+       domain.Uncatch ();
       }
+      return result;
+    }
 
-      private static object mod (Xex[] args, Domain domain)
-      {
-       return ((int) args[0].val % (int) args[1].val);
+    private static Term Fquote (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      return args[0];
+    }
+
+    private static Term Ftype (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      if (args[0].IsInt)
+       return TermInt;
+      if (args[0].IsStr)
+       return TermStr;
+      if (args[0].IsSymbol)
+       return TermSymbol;
+      if (args[0].IsList)
+       return TermList;
+      return TermTerm;
+    }
+
+    public static Term Fcatch (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      Term result = Zero;
+
+      try {
+       domain.Catch (new CatchTag (args[0].Symval));
+       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
+         {
+           result = args[i].Eval (domain);
+           if (domain.Thrown)
+             return result;
+         }
+      } finally {
+       domain.Uncatch ();
       }
+      return result;
+    }
+
+    public static Term Fthrow (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      if (args[0].IsSymbol)
+       {
+         domain.ThrowSymbol (args[0]);
+         return (args[args.Length - 1]);
+       }
+      if (args[0].IsError)
+       return domain.ThrowError (args[0]);
+      return domain.ThrowError (new Term (Error.InvalidArgumentType,
+                                         args[0].ToString ()));
+    }
+
+    public abstract class TermValue
+    {
+      public virtual Term Eval (Domain domain) { return new Term (this); }
+      public virtual TermValue Clone () { return this; }
+      public virtual bool IsTrue { get { return true; } }
+      public virtual bool Matches (TermValue other) { return Equals (other); }
+      public override abstract bool Equals (object obj);
+      public override abstract int GetHashCode ();
+      public abstract string ToString (bool detail);
+    }
+
+    private class Varref : TermValue
+    {
+      private static Symbol name = "varref";
+      public static Symbol Name { get { return name; } }
+
+      private Symbol vname;
+      private Variable vari;
+
+      public Varref (Symbol vname) { this.vname = vname; }
 
-      private static object logior (Xex[] args, Domain domain)
+      public override Term Eval (Domain domain)
       {
-       int n = 0;
-       foreach (Xex e in args)
-         n |= (int) e.val;
-       return n;
+       if (vari == null || vari.domain != domain)
+         vari = domain.GetVar (vname, true);
+       return vari.Value;
       }
 
-      private static object logand (Xex[] args, Domain domain)
+      public static TermValue Parser (Domain domain, XmlNode node)
       {
-       int n = (int) args[0].val;
-       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-         n &= (int) args[i].val;
-       return n;
+       return new Varref ((Symbol) node.Attributes[Qvname].Value);
       }
 
-      private static object add_set (Xex[] args, Domain domain)
+      public override bool Equals (object obj)
       {
-       Variable vari = domain.GetVar (args[0]);
-       int n = (int) vari.val;
-
-       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-         n += (int) args[i].val;
-       vari.val = n;
-       return n;
+       Varref varref = obj as Varref;
+       return (varref != null && varref.vari.name == vari.name);
       }
 
-      private static object mul_set (Xex[] args, Domain domain)
+      public override int GetHashCode ()
       {
-       Variable vari = domain.GetVar (args[0]);
-       int n = (int) vari.val;
+       return vari.name.GetHashCode ();
+      }        
 
-       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-         n *= (int) args[i].val;
-       vari.val = n;
-       return n;
-      }
+      public override string ToString () { return ToString (true); }
 
-      private static object sub_set (Xex[] args, Domain domain)
+      public override string ToString (bool detail)
       {
-       Variable vari = domain.GetVar (args[0]);
-       int n = (int) vari.val;
-
-       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-         n -= (int) args[i].val;
-       vari.val = n;
-       return n;
+       return "<varref vname=\"" + vname + "\"/>";
       }
+    }
 
-      private static object div_set (Xex[] args, Domain domain)
-      {
-       Variable vari = domain.GetVar (args[0]);
-       int n = (int) vari.val;
+    private class Funcall : TermValue
+    {
+      private static Symbol name = "funcall";
+      public static Symbol Name { get { return name; } }
 
-       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-         n /= (int) args[i].val;
-       vari.val = n;
-       return n;
-      }
+      internal Function func;
+      internal Variable vari;
+      internal Term[] args;
 
-      private static object mod_set (Xex[] args, Domain domain)
+      public Funcall (Function func, Variable vari, Term[] args)
+       {
+         int nargs = args.Length;
+
+         if (nargs < func.min_arg
+             || (func.max_arg >= 0 && nargs > func.max_arg))
+           throw_exception ("Invalid number of arguments to {0}: ",
+                            func.name, nargs);
+         if (! func.setvar && vari != null)
+           throw_exception ("vname attribute not acceptable: ", func.name);
+         this.func = func;
+         this.vari = vari;
+         this.args = args;
+       }
+
+      public static TermValue Parser (Domain domain, XmlNode node)
       {
-       Variable vari = domain.GetVar (args[0]);
-       int n = (int) vari.val;
+       Symbol fname = node.Name;
+       XmlAttribute attr;
 
-       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-         n %= (int) args[i].val;
-       vari.val = n;
-       return n;
+       if (fname == Qfuncall)
+         fname = node.Attributes[Qfname].Value;
+       Function func = domain.GetFunc (fname);
+       Variable vari;
+       attr = node.Attributes[Qvname];
+       vari = attr == null ? null : domain.GetVar (attr.Value, true);
+       XmlNodeList nlist = node.ChildNodes;
+       int nargs = nlist.Count;
+       Term[] args = new Term[nargs];
+       for (int i = 0; i < nargs; i++)
+         args[i] = new Term (domain, nlist[i]);
+       return new Funcall (func, vari, args);
+      }
+
+      public override Term Eval (Domain domain)
+      {
+       domain.TraceWrite (ToString ());
+       domain.depth++;
+       Term result = func.Call (domain, vari, args);
+       domain.depth--;
+       domain.TraceWrite ("=> {0}", result.ToString ());
+       return result;
       }
 
-      private static object logior_set (Xex[] args, Domain domain)
+      public override TermValue Clone ()
       {
-       Variable vari = domain.GetVar (args[0]);
-       int n = (int) vari.val;
-
-       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-         n |= (int) args[i].val;
-       vari.val = n;
-       return n;
+       return new Funcall (func, vari, args);
       }
 
-      private static object logand_set (Xex[] args, Domain domain)
+      public override bool Equals (object obj)
       {
-       Variable vari = domain.GetVar (args[0]);
-       int n = (int) vari.val;
-
-       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-         n &= (int) args[i].val;
-       vari.val = n;
-       return n;
+       Funcall funcall = obj as Funcall;
+       return (obj != null
+               && funcall.func == func
+               && funcall.vari == vari
+               && funcall.args.Length == args.Length);
       }
 
-      private static object lsh (Xex[] args, Domain domain)
+      public override int GetHashCode ()
       {
-       return (int) args[0].val << (int) args[1].val;
+       return func.GetHashCode () ^ args.Length;
       }
 
-      private static object lsh_set (Xex[] args, Domain domain)
-      {
-       Variable vari = domain.GetVar (args[0]);
-       int n = (int) vari.val;
+      public override string ToString () { return ToString (true); }
 
-       n <<= (int) args[1].val;
-       vari.val = n;
-       return n;
+      public override string ToString (bool detail)
+      {
+       string str = "<" + func.name;
+       if (vari != null)
+         str += " vname=\"" + vari.name + "\"";
+       if (args.Length == 0 || ! detail)
+         return str + "/>";
+       str += ">";
+       if (func is Function.SpecialForm)
+         {
+           for (int i = 0; i < args.Length; i++)
+             str += ".";
+         }
+       else
+         foreach (Term e in args)
+           str += e;
+       return (str + "</" + func.name + ">");
       }
+    }
+
+    internal class ErrorTerm : TermValue
+    {
+      private static Symbol name = "error";
+      public static Symbol Name { get { return name; } }
+      
+      private readonly Symbol ename;
+      private string message;
+      private Term[] stack;
+
+      public ErrorTerm (Symbol ename, string message)
+       {
+         this.ename = ename;
+         this.message = message;
+       }
 
-      private static object rsh (Xex[] args, Domain domain)
+      public static TermValue Parser (Domain domain, XmlNode node)
       {
-       return (int) args[0].val >> (int) args[1].val;
+       XmlAttribute attr = node.Attributes[Qename];
+       Symbol ename = attr == null ? Qnull : (Symbol) attr.Value;
+       string message = node.InnerText;
+       return new ErrorTerm (ename, message);
       }
 
-      private static object rsh_set (Xex[] args, Domain domain)
-      {
-       Variable vari = domain.GetVar (args[0]);
-       int n = (int) vari.val;
+      public Term[] CallStack {        get { return stack; } set { stack = value; } }
 
-       n >>= (int) args[1].val;
-       vari.val = n;
-       return n;
+      public override TermValue Clone ()
+      {
+       return new ErrorTerm (ename, message);
       }
 
-      private static object eq (Xex[] args, Domain domain)
+      public override bool Equals (object obj)
       {
-       int n = (int) args[0].val;
-
-       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-         if (n != (int) args[i].val)
+       ErrorTerm e = obj as ErrorTerm;
+       if (e == null || e.ename != ename || e.message != message
+           || (e.stack == null ? stack != null
+               : (stack == null || e.stack.Length != stack.Length)))
+         return false;
+       if (stack != null)
+         for (int i = 0; i < stack.Length; i++)
+           if (! stack[i].Equals (e.stack[i]))
            return false;
        return true;
       }
 
-      private static object noteq (Xex[] args, Domain domain)
+      public override int GetHashCode ()
       {
-       return ((int) args[0].val != (int) args[1].val);
+       return ename.GetHashCode ();
       }
 
-      private static object less_than (Xex[] args, Domain domain)
+      public override bool Matches (TermValue term)
       {
-       int n = (int) args[0].val;
+       ErrorTerm e = term as ErrorTerm;
+       return (e != null && (ename == Qnull || e.ename == ename));
+      }
 
-       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-         {
-           int n1 = (int) args[i].val;
-           if (n >= n1)
-             return false;
-           n = n1;
-         }
-       return true;
+      public override string ToString () { return ToString (true); }
+
+      public override string ToString (bool detail)
+       {
+         string str = "<error type=\"" + ename + "\">";
+         if (message != null)
+           str += message;
+         if (stack != null)
+           for (int i = 0; i < stack.Length; i++)
+             str += stack[i].ToString (false);
+         return str + "</error>";
+       }
+    }
+
+    public struct Term
+    {
+      public int intval;
+      public object objval;
+
+      // <integer>...</integer>
+      public Term (int i) { intval = i; objval = null; }
+      // <symbol>...</symbol>
+      public Term (Symbol name) { intval = 0; objval = name; }
+      // <string>...</string>
+      public Term (string str) { intval = 0; objval = str; }
+      // <list>...</list>
+      public Term (List<Term> list) { intval = 0; objval = list; }
+      // <error ename="ERROR-NAME">ERROR-MESSASGE</error>
+      public Term (Symbol name, string message)
+       {
+         intval = 0;
+         objval = new ErrorTerm (name, message);
+       }
+
+      public Term (TermValue obj) { intval = 0; objval = obj; }
+
+      public Term (Domain domain, XmlNode node)
+       {
+         Symbol name = node.Name;
+
+         if (name == Qinteger)
+           {
+             intval = parse_integer (node.InnerText);
+             objval = null;
+           }
+         else
+           {
+             intval = 0;
+             if (name == Qsymbol)
+               objval = (Symbol) node.InnerText;
+             else if (name == Qstring)
+               objval = node.InnerText.Clone ();
+             else if (name == Qlist)
+               {
+                 List<Term> list = new List<Term> ();
+                 for (node = node.FirstChild; node != null;
+                      node = node.NextSibling)
+                   list.Add (new Term (domain, node));
+                 objval = list;
+               }
+             else
+               {
+                 MethodInfo minfo;
+
+                 if (domain.termtypes.TryGetValue (name, out minfo))
+                   objval = (TermValue) minfo.Invoke (null, new Object[] { domain, node});
+                 else
+                   {
+                     Funcall funcall = (Funcall) Funcall.Parser (domain, node);
+                     if (funcall.func is Function.Macro)
+                       {
+                         Term result = funcall.Eval (domain);
+                         intval = result.intval;
+                         objval = result.objval;
+                       }
+                     else
+                       objval = funcall;
+                   }
+               }
+           }
+       }
+
+      // <varref vname="VNAME"/>
+      public Term (Domain domain, Symbol vname)
+       {
+         intval = 0;
+         objval = new Varref (vname);
+       }
+
+      // <funcall fname="FNAME">...</funcall>
+      public Term (Domain domain, Symbol fname, Term[] args)
+       : this (domain, fname, Qnull, args) { }
+
+      // <funcall fname="FNAME" vname="VNAME">...</funcall>
+      public Term (Domain domain, Symbol fname, Symbol vname, Term[] args)
+       {
+         intval = 0;
+
+         Function func = domain.GetFunc (fname);
+         Variable vari = vname == Qnull ? null : domain.GetVar (vname, true);
+         Funcall funcall = new Funcall (func, vari, args);
+         if (func is Function.Macro)
+           {
+             Term result = funcall.Eval (domain);
+             intval = result.intval;
+             objval = result.objval;
+           }
+         else
+           objval = funcall;
+       }
+
+      public object Objval {
+       get {
+         if (objval == null)
+           throw new Exception ("term is an integer: " + this);
+         return objval;
+       }
       }
 
-      private static object less_eq (Xex[] args, Domain domain)
-      {
-       int n = (int) args[0].val;
-       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-         {
-           int n1 = (int) args[i].val;
-           if (n > n1)
-             return false;
-           n = n1;
-         }
-       return true;
+      public int Intval {
+       get {
+         if (objval != null)
+           throw new Exception ("term is not integer: " + this);
+         return intval;
+       }
       }
 
-      private static object greater_than (Xex[] args, Domain domain)
-      {
-       int n = (int) args[0].val;
-       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-         {
-           int n1 = (int) args[i].val;
-           if (n <= n1)
-             return false;
-           n = n1;
-         }
-       return true;
+      public string Strval {
+       get {
+         if (! IsStr)
+           throw new Exception ("term is not a string: " + this);
+         return (string) objval;
+       }
       }
 
-      private static object greater_eq (Xex[] args, Domain domain)
-      {
-       int n = (int) args[0].val;
-       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-         {
-           int n1 = (int) args[i].val;
-           if (n < n1)
-             return false;
-           n = n1;
-         }
-       return true;
+      public string Symval {
+       get {
+         if (! IsSymbol)
+           throw new Exception ("term is not a symbol: " + this);
+         return (Symbol) objval;
+       }
       }
 
-      private static object progn_clause (Xex[] args, Domain domain)
-      {
-       object result = true;
+      public List<Term> Listval {
+       get {
+         if (! IsList)
+           throw new Exception ("term is not a list: " + this);
+         return (List<Term>) objval;
+       }
+      }
 
-       foreach (Xex e in args)
-         result = e.Eval (domain);
-       return result;
+      public bool IsTrue {
+       get {
+         return (objval == null
+                 ? (intval != 0)
+                 : objval is List<Term>
+                 ? (((List<Term>) objval).Count != 0)
+                 : objval is TermValue
+                 ? ((TermValue) objval).IsTrue
+                 : true);
+       }
       }
 
-      private static object if_clause (Xex[] args, Domain domain)
+      public bool IsInt { get { return (objval == null); } }
+      public bool IsStr { get { return (objval is string); } }
+      public bool IsSymbol { get { return (objval is Symbol); } }
+      public bool IsList { get { return (objval is List<Term>); } }
+      public bool IsError { get { return (objval is ErrorTerm); } }
+
+      public Term Eval (Domain domain)
       {
-       object result;
+       try {
+         domain.PushTerm (this);
+         if (objval == null || objval is Symbol || objval is string
+             || objval is List<Term>)
+           return this;
+         return ((TermValue) objval).Eval (domain);
+       } finally {
+         domain.PopTerm ();
+       }
+      }
 
-       if (is_true (args[0].Eval (domain)))
-         result = args[1].Eval (domain);
-       else
+      public Term Clone ()
+      {
+       if (objval == null || objval is Symbol || objval is string)
+         return this;
+       if (objval is List<Term>)
          {
-           result = false;
-           for (int i = 2; i < args.Length; i++)
-             result = args[i].Eval (domain);
+           List<Term> list = new List<Term> ();
+           list.InsertRange (0, ((List<Term>) objval));
+           return new Term (list);
          }
-       return result;
+       return new Term (((TermValue) objval).Clone ());
       }
 
-      private static object when_clause (Xex[] args, Domain domain)
+      public static bool operator== (Term t1, Term t2)
+       {
+         return t1.Equals (t2);
+       }
+
+      public static bool operator!= (Term t1, Term t2) { return ! (t1 == t2); }
+
+      public override bool Equals (object obj)
       {
-       if (! is_true (args[0].Eval (domain)))
+       if (! (obj is Term))
          return false;
+       Term term = (Term) obj;
+       if (IsInt)
+         return term.IsInt && term.Intval == Intval;
+       if (IsStr)
+         return term.IsStr && term.Strval == Strval;
+       if (IsSymbol)
+         return term.IsSymbol && term.Symval == Symval;
+       if (IsList)
+         {
+           if (! term.IsList)
+             return false;
+           List<Term> l1 = objval as List<Term>;
+           List<Term> l2 = term.objval as List<Term>;
 
-       object result = true;
-       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-         result = args[i].Eval (domain);
-       return result;
+           if (l1.Count != l2.Count)
+             return false;
+           for (int i = 0; i < l1.Count; i++)
+             if (! l1[i].Equals (l2[i]))
+               return false;
+           return true;
+         }
+       return ((TermValue) objval).Equals (obj);
       }
 
-      private static object while_clause (Xex[] args, Domain domain)
+      public override int GetHashCode () { return intval; }
+
+      public bool Matches (Term term)
       {
-       while (is_true (args[0].Eval (domain)))
-         for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-           args[i].Eval (domain);
-       return false;
+       if (IsInt)
+         return term.IsInt && term.Intval == Intval;
+       if (IsStr)
+         return term.IsStr && term.Strval == Strval;
+       if (IsSymbol)
+         return term.IsSymbol && term.Symval == Symval;
+       if (IsList)
+         return (((List<Term>) objval).Count > 0
+                 && ((List<Term>) objval)[0].Matches (term));
+       return ((TermValue) objval).Matches ((TermValue) term.objval);
       }
 
-    // FUNCALL: function != null
-    // VARREF:  function == null, args[0] = DIRECT-SYMBOL
-    // DIRECT:  function == null, args == null
+      public override string ToString () { return ToString (true); }
 
-    private Function function;
-    private Xex[] args;
-    private object val;
-
-    public Xex[] Args { get { return args; } }
-    public object Val { get { return val; } }
-
-    private Xex () { }
+      public string ToString (bool detail)
+      {
+       string str;
 
-    private Xex (object val)
-    {
-      this.val = val;
+       if (objval == null)
+         str = "<integer>" + intval + "</integer>";
+       else if (objval is Symbol)
+         str = "<symbol>" + objval + "</symbol>";
+       else if (objval is string)
+         str = "<string>" + objval + "</string>";
+       else if (objval is List<Term>)
+         {
+           if (detail)
+             {
+               str = "<list>";
+               foreach (Term e in (List<Term>) objval)
+                 str += e;
+               str += "</list>";
+             }
+           else
+             str = "<list/>";
+         }
+       else if (objval is Term)
+         str = "<quote>" + objval + "</quote>";
+       else if (objval is TermValue)
+         str = ((TermValue) objval).ToString (detail);
+       else
+         throw new Exception ("invalid Term object: " + objval);
+       return str;
+      }
     }
 
-    private static Xex macro_expand (Xex[] bindings, Name[] args, Xex e)
-    {
-      Xex xex;
-
-      if (e.function != null)
-       {
-         xex = new Xex ();
-         xex.function = e.function;
-         xex.args = new Xex[e.args.Length];
-         for (int i = e.args.Length - 1; i >= 0; i--)
-           xex.args[i] = macro_expand (bindings, args, e.args[i]);
-       }
-      else if (e.args != null)
-       {
-         xex = new Xex ();
-         Name name = (Name) e.args[0].val;
-         for (int i = args.Length - 1; i >= 0; i--)
-           if (args[i] == name)
-             return bindings[i];
-         xex.function = null;
-         xex.args = new Xex[1];
-         xex.args[0] = e.args[0];
-       }
-      else
-       {
-         xex = e;
-       }
-      return xex;
-    }
+    static private Term Zero = new Term (0);
+    static private Term One = new Term (1);
+    static private Term TermInt = new Term (Qinteger);
+    static private Term TermStr = new Term (Qstring);
+    static private Term TermSymbol = new Term (Qsymbol);
+    static private Term TermList = new Term (Qlist);
+    static private Term TermTerm = new Term ((Symbol) "term");
 
     internal static int parse_integer (string str)
     {
@@ -1050,7 +2216,9 @@ namespace System.Xml.Expression
       int c = str[0];
       int i;
 
-      if (c == '0' && str[1] == 'x')
+      if (c == '?')
+       return str[1];
+      if ((c == '0' || c == '#') && str[1] == 'x')
        {
          i = 0;
          for (int idx = 2; idx < len; idx++)
@@ -1086,173 +2254,99 @@ namespace System.Xml.Expression
       return negative ? - i : i;
     }
 
-    private int pre_parse (XmlNodeList nlist, Domain domain)
-    {
-      int len = 0;
-      foreach (XmlNode node in nlist)
-       {
-         if (node.Name == Ndefun)
-           domain.RegisterFunction (node);
-         else if (node.Name == Ndefvar)
-           domain.Defvar ((Name) node.Attributes[0].Value, node.FirstChild);
-         else
-           len++;
-       }
-      return len;
-    }
+    private Term[] terms;
 
-    private void post_parse (XmlNodeList nlist, Domain domain)
+    public static Term[] ParseTerms (Domain domain, XmlNode node)
     {
-      for (int i = 0, j = 0; i < nlist.Count; i++)
-       {
-         XmlNode node = nlist[i];
-
-         if (node.Name == Ndefun)
-           domain.Defun (node);
-         else if (node.Name != Ndefvar)
-           args[j++] = new Xex (node, domain);
-       }
+      int nterms = 0;
+      for (XmlNode n = node; n != null; n = n.NextSibling)
+       if (n.NodeType == XmlNodeType.Element)
+         {
+           if (n.Name == Qdefun)
+             domain.Defun (n, true);
+           else if (n.Name == Qdefmacro)
+             domain.Defmacro (n, true);
+           else if (n.Name == Qdefvar)
+             domain.Defvar (n);
+           else
+             nterms++;
+         }
+      Term[] terms = new Term[nterms];
+      int i = 0;
+      for (XmlNode n = node; n != null; n = n.NextSibling)
+       if (n.NodeType == XmlNodeType.Element)
+         {
+           if (n.Name == Qdefun)
+             domain.Defun (n, false);
+           else if (n.Name == Qdefmacro)
+             domain.Defmacro (n, false);
+           else if (n.Name != Qdefvar)
+             terms[i++]= new Term (domain, n);
+         }
+      return terms;
     }
 
-    private void Setup (XmlNode node, Domain domain)
+    public static Term Eval (Domain domain, Term[] terms)
     {
-      Name name = node.Name;
-
-      if (name == Nconst)
-       {
-         Name type = node.Attributes[Ntype].Value;
-
-         if (type == Ninteger)
-           val = parse_integer (node.InnerText);
-         else if (type == Nstring)
-           val = node.InnerText;
-         else if (type == Nsymbol)
-           val = (Name) node.InnerText;
-         else if (type == Nboolean)
-           val = node.InnerText == "true";
-         else if (type == Nlist)
-           {
-             List<Xex> list = new List<Xex> ();
-             for (XmlNode n = node.FirstChild; n != null; n = n.NextSibling)
-               list.Add (new Xex (n, domain));
-             val = list;
-           }
-         else
-           throw new Exception ("Unknown type: " + type);
-       }
-      else if (name == Nvariable)
+      Term result = new Term (0);
+      foreach (Term term in terms)
        {
-         args = new Xex[1];
-         args[0] = new Xex ((Name) node.Attributes[0].Value);
+         result = term;
+         if (result.Objval is Funcall)
+           while ((result = result.Eval (domain)).Objval is Funcall);
        }
-      else
-       {
-         bool is_macro = false;
-
-         if (name == Nfuncall)
-           {
-             name = node.Attributes[0].Value;
-             if (Nmname == node.Attributes[0].Name)
-               is_macro = true;
-           }
-
-         function = domain.GetFunc (name);
-
-         XmlNodeList nlist = node.ChildNodes;
-         int nargs = nlist.Count;
+      return result;
+    }
 
-         if (nargs < function.min_arg
-             || (function.max_arg >= 0 && nargs > function.max_arg))
-           throw new Exception ("Invalid number of arguments to: "
-                                + name + " " + nargs);
-         nargs =  pre_parse (nlist, domain);
-         args = new Xex[nargs];
-         post_parse (nlist, domain);
 
-         if (is_macro)
-           {
-             Function.Lambda lambda = function.lambda;
-             Xex[] body = lambda.body;
-             int len = body.Length;
-             Xex[] newargs = new Xex[len];
-
-             for (int i = 0; i < len; i++)
-               newargs[i] = macro_expand (args, lambda.args, body[i]);
-             function = Fprogn;
-             args = newargs;
-           }
-       }
+    public Xexpression (Domain domain, XmlNode node)
+    {
+      terms = ParseTerms (domain, node);
     }
 
-    public Xex (string url, Domain domain)
+    public Xexpression (Domain domain, string url)
     {
-      XmlDocument doc = new XmlDocument (Name.Table);
+      XmlDocument doc = new XmlDocument (Symbol.NameTable);
       XmlNode node;
 
-      using (XmlTextReader reader = new XmlTextReader (url, Name.Table))
+      using (XmlTextReader reader = new XmlTextReader (url, doc.NameTable))
        {
          do {
            reader.Read ();
          } while (reader.NodeType != XmlNodeType.None
                   && (reader.NodeType != XmlNodeType.Element
-                       || Nexpr != reader.Name));
+                      || reader.Name != Qexpr));
          if (reader.NodeType == XmlNodeType.None)
            throw new Exception ("Node <expr> not found");
          node = doc.ReadNode (reader);
        }
-
-      Setup (node, domain);
+      terms = ParseTerms (domain, node.FirstChild);
     }
 
-    // EXPR = SYMBOL | MTEXT | INTEGER | FUNCALL | PROGN
-    // FUNCALL = '(' SYMBOL EXPR* ')'
-    // PROGN = '(' EXPR * ')'
-    public Xex (XmlNode node, Domain domain)
+    public Term Eval (Domain domain)
     {
-      Setup (node, domain);
-    }
+      Term result = Zero;
 
-    public object Eval (Domain domain)
-    {
-      if (function == null)
-       {
-         if (args != null)
-           {
-             Variable vari = domain.GetVar ((Name) args[0].val);
-             val = vari.val;
-           }
-         return val;
-       }
-      else
-       val = function.Call (args, domain);
-      return val;
+      domain.depth = 0;
+      try {
+       domain.Catch (CatchTag.Return);
+       foreach (Term term in terms)
+         {
+           result = term.Eval (domain);
+           if (domain.Thrown)
+             return result;
+         }
+      } finally {
+       domain.Uncatch ();
+      }
+      return result;
     }
 
     public override string ToString ()
     {
-      string str;
-
-      if (function != null)
-       {
-         str = "(" + function.name;
-         if (args != null)
-           foreach (Xex e in args)
-             str += " " + e.ToString ();
-         str += ")";
-       }
-      else if (args != null)
-       {
-         str = (Name) args[0].val;
-       }
-      else if (val != null)
-       {
-         if (val is string)
-           str = "\"" + ((string) val) + "\"";
-         else
-           str = val.ToString ();
-       }
-      else
-       str = "()";
+      string str = "";
+      for (int i = 0; i < terms.Length; i++)
+       str += terms[i];
       return str;
     }
   }