*** empty log message ***
[m17n/m17n-lib-cs.git] / XmlExpr.cs
index 99ef8d5..2b4481d 100644 (file)
@@ -10,58 +10,58 @@ namespace System.Xml.Expression
   {
     public static int debug_level = 0;
 
-    public struct Name : IEquatable<Name>
+    public struct Symbol : IEquatable<Symbol>
     {
       private static NameTable nt = new NameTable ();
 
-      private string name;
+      internal string name;
 
-      public Name (string 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)
+      public static implicit operator string (Symbol name)
       {
        return name.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);
       }
@@ -81,44 +81,44 @@ namespace System.Xml.Expression
       public override string ToString () { return name; }
     }
 
-    private static Name Nexpr = "expr";
-
-    private static Name Nfuncall = "funcall";
-    private static Name Nvariable = "variable";
-    private static Name Ninteger = "integer";
-    private static Name Nstring = "string";
-    private static Name Nsymbol = "symbol";
-    private static Name Nlist = "list";
-
-    private static Name Ndefun = "defun";
-    private static Name Nfname = "fname";
-    private static Name Nargs = "args";
-    private static Name Nargs_unevalled = "args-unevalled";
-    private static Name Noptional = "optional";
-    private static Name Nrest = "rest";
-    private static Name Nbody = "body";
-
-    private static Name Ndefvar = "defvar";
-    private static Name Ndescription = "description";
-    private static Name Nrange = "range";
-
-    private static Name Nprogn = "progn";
-
-    internal abstract class Function
+    private static Symbol Nexpr = "expr";
+
+    private static Symbol Nnull = "";
+    private static Symbol Nfuncall = "funcall";
+    private static Symbol Nvarref = "varref";
+    private static Symbol Ninteger = "integer";
+    private static Symbol Nstring = "string";
+    private static Symbol Nsymbol = "symbol";
+    private static Symbol Nlist = "list";
+
+    private static Symbol Ndefun = "defun";
+    private static Symbol Nfname = "fname";
+    private static Symbol Nargs = "args";
+    private static Symbol Nargs_unevalled = "args-unevalled";
+    private static Symbol Nfixed = "fixed";
+    private static Symbol Noptional = "optional";
+    private static Symbol Nrest = "rest";
+
+    private static Symbol Ndefvar = "defvar";
+    private static Symbol Nvname = "vname";
+    private static Symbol Ndescription = "description";
+    private static Symbol Nrange = "range";
+
+    public abstract class Function
     {
-      public Name name;
+      public Symbol name;
       public int min_arg, max_arg;
 
       public Function () { }
 
-      public Function (Name name, int min_arg, int max_arg)
+      public Function (Symbol name, int min_arg, int max_arg)
       {
        this.name = name;
        this.min_arg = min_arg;
        this.max_arg = max_arg;
       }
 
-      public abstract Term Call (Domain domain, Term[] args);
+      public abstract Term Call (Domain domain, Variable vari, Term[] args);
 
       public override string ToString ()
       {
@@ -128,21 +128,25 @@ namespace System.Xml.Expression
       internal class Subroutine : Function
       {
        public Builtin builtin;
+       public bool setvar;
 
-       public Subroutine (Builtin builtin, Name name,
+       public Subroutine (Builtin builtin, Symbol name, bool setvar,
                           int min_arg, int max_arg)
          : base (name, min_arg, max_arg)
          {
            this.builtin = builtin;
          }
 
-       public override Term Call (Domain domain, Term[] args)
+       public override Term Call (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
        {
-         Term[] newargs = new Term[args.Length];
-
+         args = (Term[]) args.Clone ();
          for (int i = 0; i < args.Length; i++)
-           newargs[i] = args[i].Eval (domain);
-         return builtin (domain, newargs);
+           {
+             args[i] = args[i].Eval (domain);
+             if (domain.Thrown)
+               return args[i];
+           }
+         return builtin (domain, vari, args);
        }
       }
 
@@ -150,83 +154,127 @@ namespace System.Xml.Expression
       {
        public Builtin builtin;
 
-       public SpecialForm (Builtin builtin, Name name,
+       public SpecialForm (Builtin builtin, Symbol name,
                            int min_arg, int max_arg)
          : base (name, min_arg, max_arg)
          {
            this.builtin = builtin;
          }
 
-       public override Term Call (Domain domain, Term[] args)
+       public override Term Call (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
        {
-         return builtin (domain, args);
+         return builtin (domain, vari, args);
        }
       }
 
       internal class Lambda : Function
       {
        internal bool args_evalled;
-       internal Term[] args;
+       internal Variable[] args;
        internal Term[] body;
 
-       public Lambda (XmlNode node)
-       {
-         int nargs = 0, noptions = 0, nrest = 0;
-         name = node.Attributes[Nfname].Value;
+       public Lambda (Domain domain, XmlNode node)
+         {
+           int nfixed = 0;
+           int noptional = 0;
+           int nrest = 0;
+           name = node.Attributes[Nfname].Value;
            
-         node = node.FirstChild;
-         if (node != null
-             && (node.Name == Nargs || node.Name == Nargs_unevalled))
-           {
-             XmlNode n;
-             args_evalled = node.Name == Nargs;
-             for (n = node.FirstChild; n != null; n = n.NextSibling)
-               {
-                 if (n.Name != Nsymbol)
+           node = node.FirstChild;
+           if (node != null
+               && (node.Name == Nargs || node.Name == Nargs_unevalled))
+             {
+               XmlNode n;
+               args_evalled = node.Name == Nargs;
+               for (n = node.FirstChild; n != null; n = n.NextSibling)
+                 {
+                   if (n.Name == Nfixed)
+                     nfixed++;
+                   else if (n.Name == Noptional)
+                     noptional++;
+                   else if (n.Name == Nrest)
+                     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)
+                 args[i++] = domain.Defvar ((Symbol) n.Attributes[0].Value);
+               if (nrest == 1)
+                 max_arg = - max_arg;
+             }
+           else
+             {
+               min_arg = max_arg = 0;
+             }
+         }
+
+       public Lambda (Domain domain, Symbol name, bool args_evalled, Symbol[] args)
+         {
+           int nfixed = 0;
+           int noptional = 0;
+           int nrest = 0;
+
+           this.name = name;
+           this.args_evalled = args_evalled;
+           if (args != null)
+             {
+               int i = 0;
+               for (i = 0; i < args.Length; i++, nfixed++)
+                 if (args[i] == Noptional || args[i] == Nrest)
                    break;
-                 nargs++;
-               }
-             if (n != null && n.Name == Noptional)
-               for (n = n.NextSibling; n != null; n = n.NextSibling)
+               if (i < args.Length)
                  {
-                   if (n.Name == Nrest)
-                     break;
-                   noptions++;
+                   if (args[i] == Noptional)
+                     {
+                       for (i++; i < args.Length; i++, noptional++)
+                         if (args[i] == Nrest)
+                           break;
+                       if (i < args.Length)
+                         nrest = 1;
+                     }
                  }
-             if (n != null)
-               nrest++;
-             min_arg = nargs;
-             max_arg = nargs + noptions + nrest;
-             args = new Term[max_arg];
-             n = node.FirstChild;
-             for (int i = 0; i < max_arg; n = n.NextSibling)
-               if (n.Name == Nsymbol)
-                 args[i++] = new Term (n, null);
-             if (nrest == 1)
-               max_arg = - max_arg;
-           }
-         else
+               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] != Noptional || args[i] != Nrest)
+                   this.args[j++] = domain.Defvar (args[i]);
+             }
+           else
+             {
+               min_arg = max_arg = 0;
+             }
+         }
+
+       public void SetBody (Domain domain, XmlNode node)
+       {
+         for (node = node.FirstChild; node != null; node = node.NextSibling)
+           if (node.Name != Ndescription
+               && node.Name != Nargs
+               && node.Name != Nargs_unevalled)
+             break;
+         int nterms = 0;
+         for (XmlNode n = node; n != null; n = n.NextSibling)
+           nterms++;
+         if (nterms > 0)
            {
-             min_arg = max_arg = 0;
+             body = new Term[nterms];
+             for (nterms = 0; node != null; node = node.NextSibling, nterms++)
+               body[nterms] = new Term (domain, node);
            }
        }
 
-       public void SetBody (XmlNode node, Domain domain)
+       public void SetBody (Term[] body)
        {
-
-         for (node = node.FirstChild; node != null && node.Name != Nbody;
-              node = node.NextSibling);
-         if (node != null)
-           {
-             XmlNodeList nlist = node.ChildNodes;
-
-             body = new Term[nlist.Count];
-             for (int i = 0; i < nlist.Count; i++)
-               body[i] = new Term (nlist[i], domain);
-           }
+         this.body = body;
        }
 
-       public override Term Call (Domain domain, Term[] args)
+       public override Term Call (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
        {
          Bindings current = domain.bindings;
          Term result = Zero;
@@ -241,13 +289,23 @@ namespace System.Xml.Expression
                args = newargs;
              }
            for (i = 0; i < min_arg; i++)
+             domain.Bind (this.args[i], args[i]);
+           if (body != null)
              {
-               Variable var = domain.GetVar ((Name) this.args[i]);
-               domain.Bind (var, args[i]);
+               try {
+                 if (args_evalled)
+                   domain.Catch (CatchTag.Return);
+                 foreach (Term term in body)
+                   {
+                     result = term.Eval (domain);
+                     if (domain.Thrown)
+                       return result;
+                   }
+               } finally {
+                 if (args_evalled)
+                   domain.Uncatch ();
+               }
              }
-           if (body != null)
-             foreach (Term term in body)
-               result = term.Eval (domain);
          } finally {
            domain.UnboundTo (current);
          }
@@ -256,84 +314,228 @@ namespace System.Xml.Expression
       }
     }
 
-    internal abstract class Variable
+    public class Variable : TermValue
     {
-      public readonly Name name;
+      public readonly Symbol name;
+      public string desc;
+      internal Term default_val;
       internal Term val;
+      object range;
 
-      public Variable (Name name, Term term)
+      public Variable (Symbol name, Term value)
       {
        this.name = name;
-       Value = term;
+       val = value;
+       default_val = Zero;
+      }
+
+      public virtual bool ValueP (Term val) { return true; }
+
+      public override TermValue Clone ()
+      {
+       Variable v = new Variable (name, val);
+       v.desc = desc;
+       v.default_val = default_val;
+       v.range = range;
+       return v;
       }
 
       public Term Value
       {
        get { return val; }
-       set
-         {
-           if (! ValueP (value))
-             throw new Exception ("Invalid value of " + name + ": " + value);
-           val = value;
-         }
+       set {
+         if (! ValueP (value))
+           throw new Exception ("Invalid value: " + value);
+         val = value;
+       }
+      }
+
+      public Term DefaultValue
+      {
+       get { return default_val; }
+       set {
+         if (! ValueP (value))
+           throw new Exception ("Invalid value: " + value);
+         default_val = value;
+       }
+      }
+
+      public virtual object Range
+      {
+       get { return range; }
+       set { range = value; }
       }
 
-      public abstract bool ValueP (Term term);
+      public override Term Eval (Domain domain) { return val; }
 
       public override string ToString () { return name + "(" + val + ")"; }
 
-      internal class Int : Variable
+      public class Int : Variable
       {
-       public struct Range
-       {
-         public int from, to;
-       }
+       public int[] range;
+
+       private static bool SubsetP (int[] r1, int[] r2)
+         {
+           if (r2 == null)
+             return true;
+           for (int i = 0; i < r1.Length; i += 2)
+             {
+               int j;
+               for (j = 0; j < r2.Length; j += 2)
+                 if (r2[j] <= r1[i] && r2[j + 1] >= r1[i + 1])
+                   break;
+               if (j >= r2.Length)
+                 return false;
+             }
+           return true;
+         }
 
-       public Range[] ranges;
+       private static bool SubsetP (int val, int[] r)
+         {
+           if (r == null)
+             return true;
+           for (int i = 0; i < r.Length; i += 2)
+             if (r[i] <= val && r[i + 1] >= val)
+               return true;
+           return false;
+         }
 
-       public Int (Name name, int i) : base (name, new Term (i)) { }
+       public Int (Symbol name, string description, int value, int[] range)
+         : base (name, new Term (value))
+         {
+           if (! SubsetP (value, range))
+             throw new Exception ("Invalid value: " + value);
+           desc = description;
+           default_val = val;
+           this.range = range;
+         }
 
        public override bool ValueP (Term term)
        {
-         int i;
-
-         if (term.objval != null)
+         if (! term.IsInt)
            return false;
-         if (ranges == null)
-           return true;
-         i = term.intval;
-         foreach (Range r in ranges)
-           if (i >= r.from && i <= r.to)
-             return true;
-         return false;
+         return SubsetP (term.Intval, range);
+       }
+
+       public override object Range {
+         get { return range; }
+         set {
+           int[] r = (int[]) value;
+           if (! SubsetP (r, range)
+               || ! SubsetP (val.Intval, r)
+               || ! SubsetP (default_val.Intval, r))
+             throw new Exception ("Invalid range");
+           range = r;
+         }
        }
       }
 
-      internal class Str : Variable
+      public class Str : Variable
       {
-       public string[] ranges;
+       public string[] range;
+
+       private static bool SubsetP (string[] r1, string[] r2)
+         {
+           if (r2 == null)
+             return true;
+           foreach (string s in r1)
+             if (! SubsetP (s, r2))
+               return false;
+           return true;
+         }
+
+       private static bool SubsetP (string str, string[] r)
+         {
+           if (r == null)
+             return true;
+           foreach (string s in r)
+             if (str == s)
+               return true;
+           return false;
+       }
 
-       public Str (Name name, string str) : base (name, new Term (str)) { }
+       public Str (Symbol name, string description, string value, string[] range)
+         : base (name, new Term (value))
+         {
+           if (! SubsetP (value, range))
+             throw new Exception ("Invalid value: " + value);
+           desc = description;
+           default_val = val;
+           this.range = range;
+         }
 
        public override bool ValueP (Term term)
        {
          if (! (term.objval is string))
            return false;
-         if (ranges == null)
-           return true;
-         string str = (string) term.objval;
-         foreach (string s in ranges)
-           if (s == str)
-             return true;
-         return false;
+         return SubsetP (term.Strval, range);
+       }
+
+       public override object Range {
+         get { return range; }
+         set {
+           string[] r = (string[]) value;
+           if (! SubsetP (r, range)
+               || ! SubsetP (val.Strval, r)
+               || ! SubsetP (default_val.Strval, r))
+             throw new Exception ("Invalid range");
+           range = r;
+         }
        }
       }
 
-      internal class Misc : Variable
+      public class Sym : Variable
       {
-       public Misc (Name name, Term term) : base (name, term) { }
+       public Symbol[] range;
 
-       public override bool ValueP (Term term) { return true; }
+       private static bool SubsetP (Symbol[] r1, Symbol[] r2)
+         {
+           if (r2 == null)
+             return true;
+           foreach (Symbol n in r1)
+             if (! SubsetP (n, r2))
+               return false;
+           return true;
+         }
+
+       private static bool SubsetP (Symbol name, Symbol[] r)
+         {
+           if (r == null)
+             return true;
+           foreach (Symbol n in r)
+             if (name == n)
+               return true;
+           return false;
+       }
+
+       public Sym (Symbol name, string description, Symbol value, Symbol[] range)
+         : base (name, new Term (value))
+         {
+           if (! SubsetP (value, range))
+             throw new Exception ("Invalid value: " + value);
+           desc = description;
+           default_val = val;
+           this.range = range;
+         }
+
+       public override bool ValueP (Term term)
+       {
+         if (! (term.objval is Symbol))
+           return false;
+         return SubsetP (term.Symval, range);
+       }
+
+       public override object Range {
+         get { return range; }
+         set {
+           Symbol[] r = (Symbol[]) value;
+           if (! SubsetP (r, range)
+               || ! SubsetP (val.Symval, r)
+               || ! SubsetP (default_val.Symval, r))
+             throw new Exception ("Invalid range");
+           range = r;
+         }
+       }
       }
     }
 
@@ -377,10 +579,10 @@ namespace System.Xml.Expression
 #if false
     internal class ThrowException : Exception
     {
-      Name tag;
+      Symbol tag;
       public object value;
 
-      public ThrowException (Name tag, object value) : base ()
+      public ThrowException (Symbol tag, object value) : base ()
        {
          this.tag = tag;
          this.value = value;
@@ -388,29 +590,52 @@ namespace System.Xml.Expression
     }
 #endif
 
+    internal class CatchTag : IEquatable<CatchTag>
+    {
+      private object val;
+
+      public CatchTag (Symbol name) { val = name.name; }
+      private CatchTag (int i) { val = i; }
+
+      public static CatchTag Return = new CatchTag (0);
+      public static CatchTag Break = new CatchTag (1);
+
+      public static bool operator== (CatchTag t1, CatchTag t2)
+       { return t1.val == t2.val; }
+
+      public static bool operator!= (CatchTag t1, CatchTag t2)
+       { return t1.val != t2.val; }
+
+      public bool Equals (CatchTag tag) { return this.val == tag.val; }
+      public override bool Equals (object val) { return this.val == val; }
+
+      public override int GetHashCode () { return val.GetHashCode (); }
+    }
+
     public class Domain
     {
       public object context;
       public int depth = 0;
 
-      internal Dictionary<Name, Function> functions;
-      internal Dictionary<Name, Variable> variables;
+      internal Dictionary<Symbol, TermType> termtypes
+       = new Dictionary<Symbol, TermType> ();
+      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 ()
-      {
-       functions = new Dictionary<Name, Function> ();
-       variables = new Dictionary<Name, Variable> ();
-      }
+      internal Domain () { }
 
-      public Domain (object context) : this (basic, context)
-      {
-      }
+      public Domain (object context) : this (basic, context) { }
 
       public Domain (Domain parent, object context)
       {
-       functions = new Dictionary<Name, Function> (parent.functions);
-       variables = new Dictionary<Name, Variable> (parent.variables);
+       termtypes = new Dictionary<Symbol, TermType> (parent.termtypes);
+       functions = new Dictionary<Symbol, Function> (parent.functions);
+       variables = new Dictionary<Symbol, Variable> (parent.variables);
        this.context = context;
       }
 
@@ -425,52 +650,133 @@ namespace System.Xml.Expression
          bindings = bindings.UnboundTo (boundary);
       }
 
-      public void DefSubr (Builtin builtin, string str,
-                          int min_arg, int max_arg)
+      internal void Catch (CatchTag tag)
+      {
+       catch_stack.Push (tag);
+       catch_count++;
+      }
+
+      internal void Uncatch ()
+      {
+       catch_stack.Pop ();
+       if (catch_count > catch_stack.Count)
+         catch_count--;
+      }
+
+      public bool Thrown {
+       get { return catch_count < catch_stack.Count; }
+      }
+
+      internal void ThrowReturn ()
+      {
+       foreach (CatchTag tag in catch_stack)
+         {
+           catch_count--;
+           if (tag == CatchTag.Return)
+             break;
+         }
+      }
+
+      internal void ThrowBreak ()
+      {
+       if (catch_stack.Peek () != CatchTag.Break)
+         throw new Exception ("No outer loop to break");
+       catch_count--;
+      }
+
+      internal void ThrowTag (CatchTag tag)
+      {
+       foreach (CatchTag elt in catch_stack)
+         {
+           catch_count--;
+           if (elt == tag)
+             break;
+         }
+      }
+
+      public void DefTerm (Symbol name, TermParser parser)
+      {
+       termtypes[name] = new TermType (name, parser);
+      }
+
+      public void DefSubr (Builtin builtin, string str, bool setvar,
+                          int min_arg, int max_arg, params string[] aliases)
       {
-       Name name = str;
-       functions[name]
-         = new Function.Subroutine (builtin, name, min_arg, max_arg);
+       Symbol name = str;
+       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,
-                             int min_arg, int max_arg)
+                             int min_arg, int max_arg,
+                             params string[] aliases)
+      {
+       Symbol name = str;
+       Function func = new Function.SpecialForm (builtin, name,
+                                                 min_arg, max_arg);
+       functions[name] = func;
+       foreach (string a in aliases)
+         functions[(Symbol) a] = func;
+      }
+
+      public void DefAlias (string alias, string str)
       {
-       Name name = str;
-       functions[name]
-         = new Function.SpecialForm (builtin, name, min_arg, max_arg);
+       functions[(Symbol) alias] = functions[(Symbol) str];
       }
 
-      internal Function.Lambda RegisterFunction (XmlNode node)
+      public void Defun (Symbol name, bool args_evalled,
+                        Symbol[] args, Term[] body, bool prototype)
       {
-       Function.Lambda lambda = new Function.Lambda (node);
+       Function func;
 
-       functions[lambda.name] = lambda;        
-       return lambda;
+       if (prototype || ! functions.TryGetValue (name, out func))
+         {
+           func = new Function.Lambda (this, name, args_evalled, args);
+           functions[name] = func;
+         }
+       if (! prototype)
+         ((Function.Lambda) func).SetBody (body);
       }
 
-      internal Function Defun (XmlNode node)
+      public void Defun (XmlNode node, bool prototype)
       {
-       Name name = node.Attributes[Nfname].Value;
+       Symbol name = node.Attributes[Nfname].Value;
        Function func;
 
-       if (! functions.TryGetValue (name, out func))
-         func = RegisterFunction (node);
-       ((Function.Lambda) func).SetBody (node, this);
-       return func;
+       if (prototype || ! functions.TryGetValue (name, out func))
+         {
+           func = new Function.Lambda (this, node);
+           functions[name] = func;
+         }
+       if (! prototype)
+         ((Function.Lambda) func).SetBody (this, node);
       }
 
-      public void Defvar (XmlNode node)
+      public void Defun (Function func)
       {
-       Name name = node.Attributes[0].Value;
+       functions[func.name] = func;
+      }
+
+      public Variable Defvar (XmlNode node)
+      {
+       Symbol name = node.Attributes[0].Value;
+       String desc;
        Variable vari;
 
        node = node.FirstChild;
-       if (node.Name == Ndescription)
-         node = node.NextSibling;
+       if (node != null && node.Name == Ndescription)
+         {
+           desc = node.InnerText;
+           node = node.NextSibling;
+         }
+       else
+         desc = null;
        if (node != null)
          {
-           Name type = node.Name;
+           Symbol type = node.Name;
            XmlNodeList range_list = null;
            int nranges = 0;
            string val = node.InnerText;
@@ -484,49 +790,120 @@ namespace System.Xml.Expression
 
            if (type == Ninteger)
              {
-               Variable.Int vi = new Variable.Int (name, parse_integer (val));
+               int intval = parse_integer (val);
+               int[] range = null;
                if (range_list != null)
                  {
-                   vi.ranges = new Variable.Int.Range[nranges];
-
+                   range = new int[nranges * 2];
                    for (int i = 0; i < nranges; i++)
                      {
                        XmlNode n = range_list[i];
-
                        if (n.Name == Nrange)
                          {
-                           vi.ranges[i].from =
-                             parse_integer (n.FirstChild.InnerText);
-                           vi.ranges[i].to =
-                             parse_integer (n.LastChild.InnerText);
+                           range[i * 2]
+                             = parse_integer (n.FirstChild.InnerText);
+                           range[i * 2 + 1]
+                             = parse_integer (n.LastChild.InnerText);
                          }
                        else
                          {
-                           int num = parse_integer (n.InnerText);
-                           vi.ranges[i].from = vi.ranges[i].to = num;
+                           range[i * 2]
+                             = range[i * 2 + 1]
+                             = parse_integer (n.FirstChild.InnerText);
                          }
                      }
                  }
-               vari = vi;
+
+               if (variables.TryGetValue (name, out vari))
+                 {
+                   if (! (vari is Variable.Int))
+                     throw new Exception ("Inalid value");
+                   vari = (Variable) vari.Clone ();
+                   Term v = new Term (intval);
+                   vari.Value = v;
+                   vari.DefaultValue = v;
+                   if (range != null)
+                     vari.Range = range;
+                 }
+               else
+                 vari = new Variable.Int (name, desc, intval, range);
              }
            else if (type == Nstring)
              {
-               Variable.Str vs = new Variable.Str (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;
+                 }
+
+               if (variables.TryGetValue (name, out vari))
+                 {
+                   if (! (vari is Variable.Str))
+                     throw new Exception ("Invalid value");
+                   vari = (Variable) vari.Clone ();
+                   Term v = new Term (val);
+                   vari.Value = v;
+                   vari.DefaultValue = v;
+                   if (range != null)
+                     vari.Range = range;
+                 }
+               else
+                 vari = new Variable.Str (name, desc, val, range);
+             }
+           else if (type == Nsymbol)
+             {
+               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;
+                 }
+
+               if (variables.TryGetValue (name, out vari))
+                 {
+                   if (! (vari is Variable.Sym))
+                     throw new Exception ("Invalid value");
+                   vari = (Variable) vari.Clone ();
+                   Term v = new Term (val);
+                   vari.Value = v;
+                   vari.DefaultValue = v;
+                   if (range != null)
+                     vari.Range = range;
+                 }
+               else
+                 vari = new Variable.Sym (name, desc, val, range);
              }
            else
              throw new Exception ("Unknown type: " + type);
          }
        else
-         vari = new Variable.Misc (name, Zero);
+         {
+           if (variables.TryGetValue (name, out vari))
+             vari = (Variable) vari.Clone ();
+           else
+             vari = new Variable (name, Zero);
+         }
+       variables[name] = vari;
+       return vari;
+      }
+
+      public Variable Defvar (Variable vari)
+      {
+       variables[vari.name] = vari;
+       return vari;
+      }
+
+      internal Variable Defvar (Symbol name)
+      {
+       Variable vari = new Variable (name, Zero);
        variables[name] = vari;
+       return vari;
       }
 
-      internal Function GetFunc (Name name)
+      internal Function GetFunc (Symbol name)
       {
        Function func;
 
@@ -535,7 +912,7 @@ namespace System.Xml.Expression
        return func;
       }
 
-      public bool CopyFunc (Domain domain, Name name)
+      public bool CopyFunc (Domain domain, Symbol name)
       {
        Function func = GetFunc (name);
 
@@ -545,26 +922,30 @@ 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 Variable.Misc (name, Zero);
+         {
+           if (! create)
+             return null;
+           variables[name] = vari = new Variable (name, Zero);
+         }
        return vari;
       }
 
       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)
+       foreach (KeyValuePair<Symbol, Variable> kv in variables)
          str += " " + kv.Key;
        str += ")";
        if (bindings != null)
@@ -575,7 +956,7 @@ namespace System.Xml.Expression
        return str;
       }
 
-      public void DebugWrite (bool head, string fmt, params string[] arg)
+      internal void DebugWrite (bool head, string fmt, params string[] arg)
       {
        if (debug_level > depth)
          {
@@ -588,277 +969,210 @@ namespace System.Xml.Expression
            Console.Write (fmt, arg);
          }
       }
-    }
-
-    public delegate Term Builtin (Domain domain, Term[] args);
 
-    private static Domain basic = new Domain ();
+      public object SaveValues ()
+      {
+       Dictionary<Variable,Term> values = new Dictionary<Variable,Term> ();
 
-    internal static Function Fprogn;
+       foreach (KeyValuePair<Symbol,Variable> kv in variables)
+         values[kv.Value] = kv.Value.val.Clone ();
+       return values;
+      }
 
-    static Xexpression ()
-    {
-      basic.DefSubr (set_value, "set", 2, 2);
-      basic.DefSubr (set_value, "=", 2, 2);
-      basic.DefSpecial (and, "and", 1, -1);
-      basic.DefSpecial (and, "&&", 1, -1);
-      basic.DefSpecial (or, "or", 1, -1);
-      basic.DefSpecial (or, "||", 1, -1);
-      basic.DefSubr (not, "not", 1, 1);
-      basic.DefSubr (not, "!", 1, 1);
-      basic.DefSubr (add, "add", 2, -1);
-      basic.DefSubr (add, "+", 2, -1);
-      basic.DefSubr (mul, "mul", 2, -1);
-      basic.DefSubr (mul, "*", 2, -1);
-      basic.DefSubr (sub, "sub", 1, -1);
-      basic.DefSubr (sub, "-", 1, -1);
-      basic.DefSubr (div, "div", 2, -1);
-      basic.DefSubr (div, "/", 2, -1);
-      basic.DefSubr (mod, "mod", 2, 2);
-      basic.DefSubr (mod, "%", 2, 2);
-      basic.DefSubr (logior, "logior", 2, -1);
-      basic.DefSubr (logior, "|", 2, -1);
-      basic.DefSubr (logand, "logand", 2, -1);
-      basic.DefSubr (logand, "&", 2, -1);
-      basic.DefSubr (add_set, "add-set", 2, -1);
-      basic.DefSubr (add_set, "+=", 2, -1);
-      basic.DefSubr (mul_set, "mul-set", 2, -1);
-      basic.DefSubr (mul_set, "*=", 2, -1);
-      basic.DefSubr (sub_set, "sub-set", 2, -1);
-      basic.DefSubr (sub_set, "-=", 2, -1);
-      basic.DefSubr (div_set, "div-set", 2, -1);
-      basic.DefSubr (div_set, "/=", 2, -1);
-      basic.DefSubr (mod_set, "mod-set", 2, 2);
-      basic.DefSubr (mod_set, "%=", 2, 2);
-      basic.DefSubr (logior_set, "logior-set", 2, -1);
-      basic.DefSubr (logior_set, "|=", 2, -1);
-      basic.DefSubr (logand_set, "logand-set", 2, -1);
-      basic.DefSubr (logand_set, "&=", 2, -1);
-      basic.DefSubr (lsh, "lsh", 2, 2);
-      basic.DefSubr (lsh, "<<", 2, 2);
-      basic.DefSubr (rsh, "rsh", 2, 2);
-      basic.DefSubr (rsh, ">>", 2, 2);
-      basic.DefSubr (lsh_set, "lsh-set", 2, 2);
-      basic.DefSubr (lsh_set, "<<=", 2, 2);
-      basic.DefSubr (rsh_set, "rsh-set", 2, 2);
-      basic.DefSubr (rsh_set, ">>=", 2, 2);
-      basic.DefSubr (eq, "eq", 2, -1);
-      basic.DefSubr (eq, "==", 2, -1);
-      basic.DefSubr (noteq, "noteq", 2, 2);
-      basic.DefSubr (noteq, "!=", 2, 2);
-      basic.DefSubr (less_than, "lt", 2, -1);
-      basic.DefSubr (less_than, "<", 2, -1);
-      basic.DefSubr (less_eq, "le", 2, -1);
-      basic.DefSubr (less_eq, "<=", 2, -1);
-      basic.DefSubr (greater_than, "gt", 2, -1);
-      basic.DefSubr (greater_than, ">", 2, -1);
-      basic.DefSubr (greater_eq, "ge", 2, -1);
-      basic.DefSubr (greater_eq, ">=", 2, -1);
-      basic.DefSubr (copy, "copy", 1, 1);
-      basic.DefSubr (append, "append", 1, -1);
-      basic.DefSpecial (quote_clause, "quote", 1, 1);
-      basic.DefSubr (eval_clause, "eval", 1, 1);
-      basic.DefSpecial (progn_clause, "progn", 0, -1);
-      basic.DefSpecial (progn_clause, "expr", 0, -1);
-      basic.DefSpecial (if_clause, "if", 2, -1);
-      basic.DefSpecial (when_clause, "when", 1, -1);
-      basic.DefSpecial (while_clause, "while", 1, -1);
-
-      Fprogn = basic.GetFunc (Nprogn);
+      public void RestoreValues (object values)
+      {
+       foreach (KeyValuePair<Variable,Term> kv
+                in (Dictionary<Variable,Term>) values)
+         kv.Key.val = kv.Value;
+      }
     }
 
-    private static Term set_value (Domain domain, Term[] args)
-    {
-      Variable vari = domain.GetVar ((Name) args[0]);
+    public delegate Term Builtin (Domain domain, Variable vari, Term[] args);
 
-      vari.Value = args[1];
-      return vari.val;
-    }
+    private static Domain basic = new Domain ();
 
-    private static Term and (Domain domain, Term[] args)
+    static Xexpression ()
     {
-      foreach (Term arg in args)
-       if (! arg.Eval (domain).IsTrue)
-         return Zero;
-      return One;
+      basic.DefTerm ("funcall", Funcall.parser);
+
+      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.DefSpecial (Fand, "and", 1, -1, "&&");
+      basic.DefSpecial (For, "or", 1, -1, "||");
+      basic.DefSpecial (Fprogn, "progn", 0, -1, "expr");
+      basic.DefSpecial (Fif, "if", 2, 3);
+      basic.DefSpecial (Fwhen, "when", 1, -1);
+      basic.DefSpecial (Floop, "loop", 1, -1);
+      basic.DefSpecial (Fwhile, "while", 1, -1);
+      basic.DefSpecial (Fcond, "cond", 1, -1);
+      basic.DefSpecial (Fforeach, "foreach", 2, -1);
+      basic.DefSpecial (Fquote, "quote", 1, 1);
+      basic.DefSpecial (Ftype, "type", 1, 1);
+      basic.DefSpecial (Fcatch, "catch", 2, 2);
+      basic.DefSpecial (Fthrow, "throw", 1, 2);
     }
 
-    private static Term or (Domain domain, Term[] args)
+    private static Term Fset (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
     {
-      foreach (Term arg in args)
-       if (arg.Eval (domain).IsTrue)
-         return One;
-      return Zero;
+      vari.Value = args[0];
+      return vari.val;
     }
 
-    private static Term not (Domain domain, Term[] args)
+    private static Term Fnot (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
     {
       return args[0].IsTrue ? Zero : One;
     }
 
-    private static Term add (Domain domain, Term[] args)
+    private static Term Fadd (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
     {
-      int n = 0;
+      int n = vari == null ? 0 : vari.val.Intval;
+
       foreach (Term arg in args)
-       n += (int) arg;
-      return n;
+       n += arg.Intval;
+      if (vari == null)
+       return new Term (n);
+      vari.val.intval = n;
+      return vari.val;
     }
 
-    private static Term mul (Domain domain, Term[] args)
+    private static Term Fmul (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
     {
-      int n = 1;
+      int n = vari == null ? 1 : vari.val.Intval;
       foreach (Term arg in args)
-       n *= (int) arg;
-      return n;
+       n *= arg.Intval;
+      if (vari == null)
+       return new Term (n);
+      vari.val.intval = n;
+      return vari.val;
     }
 
-    private static Term sub (Domain domain, Term[] args)
+    private static Term Fsub (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
     {
-      int n = (int) args[0];
-      if (args.Length == 1)
-       return - n;
-      for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-       n -= (int) args[i];
-      return n;
-    }
+      int n, i;
 
-    private static Term div (Domain domain, Term[] args)
-    {
-      int n = (int) args[0];
-      for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-       n /= (int) args[i];
-      return n;
+      if (vari == null)
+       {
+         n = args[0].Intval;
+         i = 1;
+       }
+      else
+       {
+         n = vari.val.Intval;
+         i = 0;
+       }
+      while (i < args.Length)
+       n -= args[i++].Intval;
+      if (vari == null)
+       return new Term (n);
+      vari.val.intval = n;
+      return vari.val;
     }
 
-    private static Term mod (Domain domain, Term[] args)
+    private static Term Fdiv (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
     {
-      return ((int) args[0] % (int) args[1]);
+      int n, i;
+
+      if (vari == null)
+       {
+         n = args[0].Intval;
+         i = 1;
+       }
+      else
+       {
+         n = vari.val.Intval;
+         i = 0;
+       }
+      while (i < args.Length)
+       n /= args[i++].Intval;
+      if (vari == null)
+       return new Term (n);
+      vari.val.intval = n;
+      return vari.val;
     }
 
-    private static Term logior (Domain domain, Term[] args)
+    private static Term Fmod (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
     {
-      int n = 0;
-      foreach (Term arg in args)
-       n |= (int) arg;
-      return n;
+      if (vari == null)
+       return new Term (args[0].Intval % args[1].Intval);
+      vari.val.intval = vari.val.Intval % args[0].Intval;
+      return vari.val;
     }
 
-    private static Term logand (Domain domain, Term[] args)
+    private static Term Flogior (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
     {
-      int n = (int) args[0];
-      for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-       n &= (int) args[i];
-      return n;
+      int n = vari == null ? 0 : vari.val.Intval;
+      foreach (Term arg in args)
+       n |= arg.Intval;
+      if (vari == null)
+       return new Term (n);
+      vari.val.intval = n;
+      return vari.val;
     }
 
-    private static Term add_set (Domain domain, Term[] args)
+    private static Term Flogand (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
     {
-      Variable vari = domain.GetVar ((Name) args[0]);
-      int n = (int) vari.val;
+      int n, i;
 
-      for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-       n += (int) args[i];
-      vari.val = n;
-      return vari.val;
-    }
-
-    private static Term mul_set (Domain domain, Term[] args)
-    {
-      Variable vari = domain.GetVar ((Name) args[0]);
-      int n = (int) vari.val;
-
-      for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-       n *= (int) args[i];
-      vari.val = n;
-      return vari.val;
-    }
-
-    private static Term sub_set (Domain domain, Term[] args)
-    {
-      Variable vari = domain.GetVar ((Name) args[0]);
-      int n = (int) vari.val;
-
-      for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-       n -= (int) args[i];
-      vari.val = n;
-      return vari.val;
-    }
-
-    private static Term div_set (Domain domain, Term[] args)
-    {
-      Variable vari = domain.GetVar ((Name) args[0]);
-      int n = (int) vari.val;
-
-      for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-       n /= (int) args[i];
-      vari.val = n;
-      return vari.val;
-    }
-
-    private static Term mod_set (Domain domain, Term[] args)
-    {
-      Variable vari = domain.GetVar ((Name) args[0]);
-      int n = (int) vari.val;
-
-      for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-       n %= (int) args[i];
-      vari.val = n;
-      return vari.val;
-    }
-
-    private static Term logior_set (Domain domain, Term[] args)
-    {
-      Variable vari = domain.GetVar ((Name) args[0]);
-      int n = (int) vari.val;
-
-      for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-       n |= (int) args[i];
-      vari.val = n;
-      return vari.val;
-    }
-
-    private static Term logand_set (Domain domain, Term[] args)
-    {
-      Variable vari = domain.GetVar ((Name) args[0]);
-      int n = (int) vari.val;
-
-      for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-       n &= (int) args[i];
-      vari.val = n;
+      if (vari == null)
+       {
+         n = args[0].Intval;
+         i = 1;
+       }
+      else
+       {
+         n = vari.val.Intval;
+         i = 0;
+       }
+      while (i < args.Length)
+       n &= args[i++].Intval;
+      if (vari == null)
+       return new Term (n);
+      vari.val.intval = n;
       return vari.val;
     }
 
-    private static Term lsh (Domain domain, Term[] args)
-    {
-      return (int) args[0] << (int) args[1];
-    }
-
-    private static Term lsh_set (Domain domain, Term[] args)
+    private static Term Flsh (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
     {
-      Variable vari = domain.GetVar ((Name) args[0]);
-      int n = (int) vari.val;
-
-      n <<= (int) args[1];
-      vari.val = n;
+      if (vari == null)
+       return new Term (args[0].Intval << args[1].Intval);
+      vari.val.intval = vari.val.Intval << args[0].Intval;
       return vari.val;
     }
 
-    private static Term rsh (Domain domain, Term[] args)
+    private static Term Frsh (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
     {
-      return (int) args[0] >> (int) args[1];
-    }
-
-    private static Term rsh_set (Domain domain, Term[] args)
-    {
-      Variable vari = domain.GetVar ((Name) args[0]);
-      int n = (int) vari.val;
-
-      n >>= (int) args[1];
-      vari.val = n;
+      if (vari == null)
+       return new Term (args[0].Intval >> args[1].Intval);
+      vari.val.intval = vari.val.Intval >> args[0].Intval;
       return vari.val;
     }
 
-    private static Term eq (Domain domain, Term[] args)
+    private static Term Feq (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
     {
       Term o = args[0];
 
@@ -877,18 +1191,18 @@ namespace System.Xml.Expression
       return One;
     }
 
-    private static Term noteq (Domain domain, Term[] args)
+    private static Term Fnoteq (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
     {
-      return eq (domain, args);
+      return Feq (domain, vari, args);
     }
 
-    private static Term less_than (Domain domain, Term[] args)
+    private static Term Flt (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
     {
-      int n = (int) args[0];
+      int n = args[0].Intval;
 
       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
        {
-         int n1 = (int) args[i];
+         int n1 = args[i].Intval;
          if (n >= n1)
            return Zero;
          n = n1;
@@ -896,12 +1210,12 @@ namespace System.Xml.Expression
       return One;
     }
 
-    private static Term less_eq (Domain domain, Term[] args)
+    private static Term Fle (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
     {
-      int n = (int) args[0];
+      int n = args[0].Intval;
       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
        {
-         int n1 = (int) args[i];
+         int n1 = args[i].Intval;
          if (n > n1)
            return Zero;
          n = n1;
@@ -909,12 +1223,12 @@ namespace System.Xml.Expression
       return One;
     }
 
-    private static Term greater_than (Domain domain, Term[] args)
+    private static Term Fgt (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
     {
-      int n = (int) args[0];
+      int n = args[0].Intval;
       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
        {
-         int n1 = (int) args[i];
+         int n1 = args[i].Intval;
          if (n <= n1)
            return Zero;
          n = n1;
@@ -922,12 +1236,12 @@ namespace System.Xml.Expression
       return One;
     }
 
-    private static Term greater_eq (Domain domain, Term[] args)
+    private static Term Fge (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
     {
-      int n = (int) args[0];
+      int n = args[0].Intval;
       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
        {
-         int n1 = (int) args[i];
+         int n1 = args[i].Intval;
          if (n < n1)
            return Zero;
          n = n1;
@@ -935,46 +1249,138 @@ namespace System.Xml.Expression
       return One;
     }
 
-    private static Term copy (Domain domain, Term[] args)
+    private static Term Fappend (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
     {
-      object obj = args[0].objval;
+      List<Term> list;
 
-      if (! (obj is List<Term>))
-       throw new Exception ("Invalid arg to copy: " + args[0]);
-      return new Term (new List<Term> ((List<Term>) obj));
+      if (vari == null)
+       list = new List<Term> ();
+      else
+       list = vari.val.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.val;
     }
 
-    private static Term append (Domain domain, Term[] args)
+    private static Term Fconcat (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
     {
-      object obj = args[0].objval;
-      if (obj is string)
+      string str;
+
+      if (vari == null)
+       str = "";
+      else
+       str = vari.val.Strval;
+
+      foreach (Term arg in args)
        {
-         string str = "";
-         foreach (Term arg in args)
-           str += arg;
-         return new Term (str);
+         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;
        }
-      else if (obj is List<Term>)
+      if (vari == null)
        {
-         List<Term> list = new List<Term> ();
-         foreach (Term arg in args)
-           list.AddRange ((List<Term>) arg.objval);
-         return new Term (list);
+         Term result;
+         result.intval = 0;
+         result.objval = str;
+         return result;
        }
-      throw new Exception ("Invalid term to append: " + obj);
+      vari.val.objval = str;
+      return vari.val;
     }
 
-    private static Term quote_clause (Domain domain, Term[] args)
+    private static Term Fnth (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
     {
-      return new Term (args[0]);
+      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)
+    {
+      if (vari.val.IsStr)
+       vari.val.objval
+         = vari.val.Strval.Insert (args[0].Intval, args[1].Strval);
+      else if (vari.val.IsList)
+       vari.val.Listval.InsertRange (args[0].Intval, args[1].Listval);
+      else
+       throw new Exception ("term is not collection: " + vari.val);
+      return vari.val;
+    }
+
+    private static Term Fdel (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      if (vari.val.IsStr)
+       vari.val.objval
+         = vari.val.Strval.Remove (args[0].Intval,
+                                   args[1].Intval - args[0].Intval);
+
+      else if (vari.val.IsList)
+       vari.val.Listval.RemoveRange (args[0].Intval,
+                                     args[1].Intval - args[0].Intval);
+      else
+       throw new Exception ("term is not collection: " + vari.val);
+      return vari.val;
+    }
+
+    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 eval_clause (Domain domain, Term[] args)
+    private static Term Feval (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
     {
       return (args[0].Eval (domain));
     }
 
-    private static Term progn_clause (Domain domain, Term[] args)
+    private static Term Fprogn (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
     {
       Term result = One;
 
@@ -983,50 +1389,274 @@ namespace System.Xml.Expression
       return result;
     }
 
-    private static Term if_clause (Domain domain, Term[] args)
+    private static Term Fif (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
     {
       if (args[0].Eval (domain).IsTrue)
        return args[1].Eval (domain);
-
-      Term result = Zero;
-      for (int i = 2; i < args.Length; i++)
-       result = args[i].Eval (domain);
-      return result;
+      if (args.Length == 2)
+       return Zero;
+      return args[2].Eval (domain);
     }
 
-    private static Term when_clause (Domain domain, Term[] args)
+    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 while_clause (Domain domain, Term[] args)
+    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)
+    {
+      domain.ThrowBreak ();
+      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 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 Term Fcond (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
     {
-      while (args[0].Eval (domain).IsTrue)
-       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-         args[i].Eval (domain);
+      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++)
+               result = list[i].Eval (domain);
+             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 Term Fquote (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      return new Term (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));
+       result = args[1].Eval (domain);
+      } finally {
+       domain.Uncatch ();
+      }
+      return result;
+    }
+
+    public static Term Fthrow (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      domain.ThrowTag (new CatchTag (args[0].Symval));
+      return (args.Length == 1 ? Zero : args[1]);
+    }
+
+    public delegate TermValue TermParser (Domain domain, XmlNode node);
+
+    public class TermType
+    {
+      public readonly Symbol type;
+      internal readonly TermParser parser;
+
+      public TermType (Symbol type, TermParser parser)
+      {
+       this.type = type;
+       this.parser = parser;
+      }
+    }
+
+    public abstract class TermValue
+    {
+      public virtual Term Eval (Domain domain) { return new Term (this); }
+      public abstract TermValue Clone ();
+    }
+
+    private class Funcall : TermValue
+    {
+      internal Function func;
+      internal Variable vari;
+      internal Term[] args;
+
+      private Funcall (Function func, Variable vari, Term[] args)
+       {
+         this.func = func;
+         this.vari = vari;
+         this.args = args;
+       }
+
+      public Funcall (Domain domain, Symbol fname, Term[] args)
+       {
+         func = domain.GetFunc (fname);
+         this.args = args;
+       }
+
+      public Funcall (Domain domain, Symbol fname, Symbol vname, Term[] args)
+       {
+         func = domain.GetFunc (fname);
+         int nargs = args.Length;
+         if (nargs < func.min_arg
+             || (func.max_arg >= 0 && nargs > func.max_arg))
+           throw new Exception ("Invalid number of arguments to: "
+                                + fname + " " + nargs);
+         this.args = args;
+         if (vname != Nnull)
+           vari = domain.GetVar (vname, true);
+       }
+
+      internal static TermValue parser (Domain domain, XmlNode node)
+       {
+         Symbol fname = node.Name;
+         Symbol vname = Nnull;
+         XmlAttribute attr;
+
+         if (fname == Nfuncall)
+           fname = node.Attributes[Nfname].Value;
+         attr = node.Attributes[Nvname];
+         if (attr != null)
+           vname = attr.Value;
+
+         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 (domain, fname, vname, args);
+       }
+
+      public override Term Eval (Domain domain)
+      {
+       domain.DebugWrite (true, "(({0}", func.name);
+       for (int i = 0; i < args.Length; i++)
+         domain.DebugWrite (false, " {0}", args[i].ToString ());
+       domain.DebugWrite (false, ")");
+       domain.depth++;
+       Term result = func.Call (domain, vari, args);
+       domain.depth--;
+       domain.DebugWrite (true, " ==> {0})", result.ToString ());
+       return result;
+      }
+
+      public override TermValue Clone ()
+      {
+       return new Funcall (func, vari, args);
+      }
+
+      public override string ToString ()
+      {
+       string str = "<funcall fname=\"" + func.name;
+       if (args == null)
+         return str + "\"/>";
+       str += "\">";
+       foreach (Term e in args)
+         str += e;
+       return (str + "</funcall>");
+      }
+    }
+
     public struct Term
     {
       public int intval;
       public object objval;
 
       public Term (int i) { intval = i; objval = null; }
-      public Term (Name name) { intval = 0; objval = name; }
+      public Term (Symbol name) { intval = 0; objval = name; }
       public Term (string str) { intval = 0; objval = str; }
       public Term (List<Term> list) { intval = 0; objval = list; }
-      public Term (Term term) { intval = 0; objval = term; }
+      public Term (Term term) { intval = term.intval; objval = term.objval; }
+      public Term (TermValue obj) { intval = 0; objval = obj; }
 
-      public Term (XmlNode node, Domain domain)
+      public Term (Domain domain, XmlNode node)
        {
-         Name name = node.Name;
+         Symbol name = node.Name;
 
          if (name == Ninteger)
            {
@@ -1037,73 +1667,80 @@ namespace System.Xml.Expression
            {
              intval = 0;
              if (name == Nsymbol)
-               objval = (Name) node.InnerText;
+               objval = (Symbol) node.InnerText;
              else if (name == Nstring)
                objval = node.InnerText.Clone ();
-             else if (name == Nvariable)
-               objval = domain.GetVar ((Name) node.Attributes[0].Value);
+             else if (name == Nvarref)
+               objval = domain.GetVar ((Symbol) node.Attributes[0].Value, true);
              else if (name == Nlist)
                {
                  List<Term> list = new List<Term> ();
                  for (node = node.FirstChild; node != null;
                       node = node.NextSibling)
-                   list.Add (new Term (node, domain));
+                   list.Add (new Term (domain, node));
                  objval = list;
                }
              else
                {
-                 if (name == Nfuncall)
-                   name = node.Attributes[0].Value;
-
-                 Function func = domain.GetFunc (name);
-                 XmlNodeList nlist = node.ChildNodes;
-                 int nargs = nlist.Count;
-
-                 if (nargs < func.min_arg
-                     || (func.max_arg >= 0 && nargs > func.max_arg))
-                   throw new Exception ("Invalid number of arguments to: "
-                                        + name + " " + nargs);
-                 Term[] args = new Term[nargs];
-                 for (int i = 0; i < nlist.Count; i++)
-                   args[i] = new Term (nlist[i], domain);
-                 objval = new Funcall (func, args);
+                 TermType term_type;
+
+                 if (domain.termtypes.TryGetValue (name, out term_type))
+                   objval = term_type.parser (domain, node);
+                 else
+                   objval = Funcall.parser (domain, node);
                }
            }
        }
 
-      private class Funcall
-      {
-       internal Function func;
-       internal Term[] args;
-
-       public Funcall (Function func, Term[] args)
+      public Term (Domain domain, Symbol fname, Term[] args)
        {
-         this.func = func;
-         this.args = args;
+         intval = 0;
+         objval = new Funcall (domain, fname, args);
        }
 
-       public Term Eval (Domain domain)
+      public Term (Domain domain, Symbol fname, Symbol vname, Term[] args)
        {
-         domain.DebugWrite (true, "(({0}", func.name);
-         for (int i = 0; i < args.Length; i++)
-           domain.DebugWrite (false, " {0}", args[i].ToString ());
-         domain.DebugWrite (false, ")");
-         domain.depth++;
-         Term result = func.Call (domain, args);
-         domain.depth--;
-         domain.DebugWrite (true, " ==> {0})", result.ToString ());
-         return result;
+         intval = 0;
+         objval = new Funcall (domain, fname, vname, args);
        }
 
-       public override string ToString ()
-       {
-         string str = "<funcall fname=\"" + func.name;
-         if (args == null)
-           return str + "\"/>";
-         str += "\">";
-         foreach (Term e in args)
-           str += e;
-         return (str + "</funcall>");
+      public object Objval {
+       get {
+         if (objval == null)
+           throw new Exception ("term is an integer: " + this);
+         return objval;
+       }
+      }
+
+      public int Intval {
+       get {
+         if (objval != null)
+           throw new Exception ("term is not integer: " + this);
+         return intval;
+       }
+      }
+
+      public string Strval {
+       get {
+         if (! IsStr)
+           throw new Exception ("term is not string: " + this);
+         return (string) objval;
+       }
+      }
+
+      public string Symval {
+       get {
+         if (! IsSymbol)
+           throw new Exception ("term is not symbol: " + this);
+         return (Symbol) objval;
+       }
+      }
+
+      public List<Term> Listval {
+       get {
+         if (! IsList)
+           throw new Exception ("term is not list: " + this);
+         return (List<Term>) objval;
        }
       }
 
@@ -1116,37 +1753,37 @@ namespace System.Xml.Expression
                  : true);
        }
       }
+      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 IsType (Type type)
+      {
+       return (objval == null ? type == typeof (int)
+               : type == objval.GetType ());
+      }
 
       public Term Eval (Domain domain)
       {
-       if (objval == null || objval is Name || objval is string)
+       if (objval == null || objval is Symbol || objval is string)
          return this;
        if (objval is List<Term>)
          return new Term ((List<Term>) objval);
-       if (objval is Funcall)
-         return ((Funcall) objval).Eval (domain);
-       if (objval is Variable)
-         return ((Variable) objval).val;
-       if (objval is Term)
-         return (Term) objval;
-       throw new Exception ("invalid Term object: " + objval);
+       return ((TermValue) objval).Eval (domain);
       }
 
-      public static explicit operator int (Term term)
+      public Term Clone ()
       {
-       if (term.objval != null)
-         throw new Exception ("Not an integer term: " + term);
-       return term.intval;
-      }
-
-      public static explicit operator Name (Term term)
-      {
-       return (Name) term.objval;
-      }
-
-      public static implicit operator Term (int i)
-      {
-       return new Term (i);
+       if (objval == null || objval is Symbol || objval is string)
+         return this;
+       if (objval is List<Term>)
+         {
+           List<Term> list = new List<Term> ();
+           list.InsertRange (0, ((List<Term>) objval));
+           return new Term (list);
+         }
+       return new Term (((TermValue) objval).Clone ());
       }
 
       public override string ToString ()
@@ -1155,7 +1792,7 @@ namespace System.Xml.Expression
 
        if (objval == null)
          str = "<integer>" + intval + "</integer>";
-       else if (objval is Name)
+       else if (objval is Symbol)
          str = "<symbol>" + objval + "</symbol>";
        else if (objval is string)
          str = "<string>" + objval + "</string>";
@@ -1178,8 +1815,13 @@ namespace System.Xml.Expression
       }
     }
 
-    static Term Zero = new Term (0);
-    static Term One = new Term (1);
+    static private Term Zero = new Term (0);
+    static private Term One = new Term (1);
+    static private Term TermInt = new Term (Ninteger);
+    static private Term TermStr = new Term (Nstring);
+    static private Term TermSymbol = new Term (Nsymbol);
+    static private Term TermList = new Term (Nlist);
+    static private Term TermTerm = new Term ((Symbol) "term");
 
     internal static int parse_integer (string str)
     {
@@ -1192,7 +1834,9 @@ 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++)
@@ -1230,29 +1874,14 @@ namespace System.Xml.Expression
 
     private Term[] terms;
 
-    public Xexpression (string url, Domain domain)
+    private void parse_terms (Domain domain, XmlNode node)
     {
-      XmlDocument doc = new XmlDocument (Name.Table);
-      XmlNode node;
-
-      using (XmlTextReader reader = new XmlTextReader (url, Name.Table))
-       {
-         do {
-           reader.Read ();
-         } while (reader.NodeType != XmlNodeType.None
-                  && (reader.NodeType != XmlNodeType.Element
-                      || reader.Name != Nexpr));
-         if (reader.NodeType == XmlNodeType.None)
-           throw new Exception ("Node <expr> not found");
-         node = doc.ReadNode (reader);
-       }
-
       int nterms = 0;
-      for (XmlNode n = node.FirstChild; n != null; n = n.NextSibling)
+      for (XmlNode n = node; n != null; n = n.NextSibling)
        if (n.NodeType == XmlNodeType.Element)
          {
            if (n.Name == Ndefun)
-             domain.RegisterFunction (n);
+             domain.Defun (n, true);
            else if (n.Name == Ndefvar)
              domain.Defvar (n);
            else
@@ -1261,34 +1890,65 @@ namespace System.Xml.Expression
 
       terms = new Term[nterms];
       int i = 0;
-      for (XmlNode n = node.FirstChild; n != null; n = n.NextSibling)
+      for (XmlNode n = node; n != null; n = n.NextSibling)
        if (n.NodeType == XmlNodeType.Element)
          {
            if (n.Name == Ndefun)
-             domain.Defun (n);
+             domain.Defun (n, false);
            else if (n.Name != Ndefvar)
-             {
-               terms[i]= new Term (n, domain);
-               Console.WriteLine ("term="+terms[i]);
-             }
+             terms[i++]= new Term (domain, n);
          }
     }
 
-    public Term Eval (Domain domain)
+    public Xexpression (Domain domain, XmlNode node)
     {
-      Term result = Zero;
+      parse_terms (domain, node);
+    }
 
-      domain.depth = 0;
-      for (int i = 0; i < terms.Length; i++)
-       Console.WriteLine (terms[i]);
+    public Xexpression (Domain domain, string url)
+    {
+      XmlDocument doc = new XmlDocument (Symbol.Table);
+      XmlNode node;
 
-      foreach (Term term in terms)
+      using (XmlTextReader reader = new XmlTextReader (url, Symbol.Table))
        {
-         Console.WriteLine (term);
-         result = term.Eval (domain);
-         Console.WriteLine ("=>" + result);
+         do {
+           reader.Read ();
+         } while (reader.NodeType != XmlNodeType.None
+                  && (reader.NodeType != XmlNodeType.Element
+                      || reader.Name != Nexpr));
+         if (reader.NodeType == XmlNodeType.None)
+           throw new Exception ("Node <expr> not found");
+         node = doc.ReadNode (reader);
        }
+      parse_terms (domain, node.FirstChild);
+    }
+
+    public Term Eval (Domain domain)
+    {
+      Term result = Zero;
+
+      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 = "";
+      for (int i = 0; i < terms.Length; i++)
+       str += terms[i];
+      return str;
+    }
   }
 }