*** empty log message ***
[m17n/m17n-lib-cs.git] / XmlExpr.cs
index 6eb42d0..86048c8 100644 (file)
@@ -6,919 +6,1496 @@ using System.Xml;
 
 namespace System.Xml.Expression
 {
-  public class XmlName : IEquatable<XmlName>
+  public class Xexpression
   {
-    private static NameTable nt = new NameTable ();
+    public static int debug_level = 0;
 
-    private object name;
+    public struct Name : IEquatable<Name>
+    {
+      private static NameTable nt = new NameTable ();
 
-    private XmlName (string str)
-      {
-       name = nt.Add (str);
-      }
+      private string name;
 
-    public static implicit operator XmlName (string str)
-    {
-      return new XmlName (str);
-    }
+      public Name (string str)
+       {
+         name = nt.Add (str);
+       }
 
-    public static bool operator== (object obj, XmlName nam)
+      public static implicit operator Name (string str)
       {
-       return obj == nam.name;
+       return new Name (str);
       }
 
-    public static bool operator!= (object obj, XmlName nam)
+      public static implicit operator string (Name name)
       {
-       return obj != nam.name;
+       return name.name;
       }
 
-    public bool Equals (XmlName other) { return name == other.name; }
-    public override bool Equals (object obj) { return obj == name; }
-    public override int GetHashCode ()
-    {
-      return ((string) name).GetHashCode ();
-    }
-
-    public static NameTable Table { get { return nt; } }
-  }
+      public static bool operator== (Name n1, Name n2)
+       {
+         return (object) n1.name == (object) n2.name;
+       }
 
-  public class Xex
-  {
-    private static NameTable nt = new NameTable ();
+      public static bool operator!= (Name n1, Name n2)
+       {
+         return (object) n1.name != (object) n2.name;
+       }
 
-    public static object Name (string str)
-    {
-      return nt.Add (str);
-    }
+      public static bool operator== (Name n1, string n2)
+       {
+         return (object) n1.name == (object) n2;
+       }
 
-    public static NameTable Table { get { return nt; } }
+      public static bool operator!= (Name n1, string n2)
+       {
+         return (object) n1.name != (object) n2;
+       }
 
-    private static object Nvar = Name ("var");
-    private static object Ndefun = Name ("defun");
-    private static object Ncond = Name ("cond");
-    private static object Nprogn = Name ("progn");
-    private static object Nwhen = Name ("when");
+      public static bool operator== (string n1, Name n2)
+       {
+         return (object) n1 == (object) n2.name;
+       }
 
-    public class Domain
-    {
-      private Domain parent;
-      internal Dictionary<object,functions = new MPlist ();
-      internal MPlist bindings = new MPlist ();
-      private Stack<MPlist> boundaries = new Stack<MPlist> ();
-      internal Translator translator;
-      public object context;
+      public static bool operator!= (string n1, Name n2)
+       {
+         return (object) n1 != (object) n2.name;
+       }
 
-      internal Domain ()
+      public bool Equals (Name name)
       {
-       boundaries.Push (bindings);
+       return Object.ReferenceEquals (this.name, name.name);
       }
 
-      public Domain (object context) : this (basic, context) { }
-
-      public Domain (Domain parent, object context)
+      public override bool Equals (object obj)
       {
-       this.parent = parent;
-       this.context = context;
-       boundaries.Push (bindings);
+       return Object.ReferenceEquals (this.name, obj);
       }
 
-      public void AddTranslator (Translator translator)
+      public override int GetHashCode ()
       {
-       if (this.translator == null)
-         this.translator = translator;
-       else
-         this.translator += translator;
+       return name.GetHashCode ();
       }
 
-      public void Bind (MSymbol sym, object value)
-      {
-       bindings = bindings.Cons (sym, value);
-      }
+      public static NameTable Table { get { return nt; } }
 
-      public MPlist SetBoundary ()
-      {
-       boundaries.Push (bindings);
-       return bindings;
-      }
+      public override string ToString () { return name; }
+    }
 
-      public void UnboundTo (MPlist boundary)
-      {
-       while (boundary != boundaries.Pop ());
-       while (bindings != boundary)
-         bindings = bindings.next;
-      }
+    private static Name Nexpr = "expr";
+
+    private static Name Nfuncall = "funcall";
+    private static Name Nvarref = "varref";
+    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 Nfixed = "fixed";
+    private static Name Noptional = "optional";
+    private static Name Nrest = "rest";
+
+    private static Name Ndefvar = "defvar";
+    private static Name Nvname = "vname";
+    private static Name Ndescription = "description";
+    private static Name Nrange = "range";
+
+    private static Name Nprogn = "progn";
+    private static Name Nloop = "loop";
+    private static Name Nfunction = "function";
+
+    internal abstract class Function
+    {
+      public Name name;
+      public int min_arg, max_arg;
 
-      public void Defun (string name, Builtin builtin, int min_arg, int max_arg)
-      {
-       Defun (name, builtin, min_arg, max_arg, false);
-      }
+      public Function () { }
 
-      public void Defun (string name, Builtin builtin, int min_arg, int max_arg,
-                        bool specialp)
+      public Function (Name name, int min_arg, int max_arg)
       {
-       MSymbol sym = name;
-       Function func = (Function) functions.Get (sym);
-
-       if (func != null)
-         {
-           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;
-         }
-       else
-         {
-           func = new Function (sym, builtin, min_arg, max_arg, specialp);
-           functions = functions.Cons (sym, func);
-         }
+       this.name = name;
+       this.min_arg = min_arg;
+       this.max_arg = max_arg;
       }
 
-      public void Defun (MSymbol sym, MPlist args, MPlist body)
-      {
-       Function func = (Function) functions.Get (sym);
+      public abstract Term Call (Domain domain, Variable vari, Term[] args);
 
-       if (func != null)
-         {
-           int nargs = args == null ? 0 : args.Count;
-
-           if (func.min_arg < nargs || func.max_arg > nargs)
-             throw new Exception ("Incompatible argument numbers to override: "
-                                  + sym);
-           func.lambda.SetArgs (args);
-           func.lambda.SetBody (body, this);
-           func.builtin = null;
-         }
-       else
-         {
-           func = new Function (sym, args, body, this);
-           functions = functions.Cons (sym, func);
-         }         
-      }
-
-      public void Defun (XmlNode node)
+      public override string ToString ()
       {
-       MSymbol sym = node.Attributes["id"].Value;
-       Function func = (Function) functions.Get (sym);
-
-       if (func != null)
-         {
-           XmlNode args = node.FirstChild;
-           int nargs = args.Name == "args" ? args.ChildNodes.Count : 0;
-
-           if (func.min_arg < nargs || func.max_arg > nargs)
-             throw new Exception ("Incompatible argument numbers to override: "
-                                  + sym);
-           func.lambda.Set (node, this);
-           func.builtin = null;
-         }
-       else
-         {
-           func = new Function (sym, node, this);
-           functions = functions.Cons (sym, func);
-         }         
+       return name;
       }
 
-      internal Function GetFunc (MSymbol name)
+      internal class Subroutine : Function
       {
-       Function func = (Function) functions.Get (name);
+       public Builtin builtin;
+       public bool setvar;
 
-       if (func == null)
+       public Subroutine (Builtin builtin, Name name, bool setvar,
+                          int min_arg, int max_arg)
+         : base (name, min_arg, max_arg)
          {
-           if (parent != null)
-             return parent.GetFunc (name);
-           throw new Exception ("Unknown function: " + name);
+           this.builtin = builtin;
          }
-       return func;
-      }
 
-      public bool CopyFunc (Domain domain, MSymbol name)
-      {
-       Function func = (Function) functions.Get (name);
-       if (func == null)
-         return false;
-       domain.functions = domain.functions.Cons (name, func);
-       return true;
-      }
+       public override Term Call (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+       {
+         Term[] newargs = new Term[args.Length];
 
-      public void CopyFunc (Domain domain)
-      {
-       foreach (MPlist p in functions)
-         domain.functions = domain.functions.Cons (p.key, p.val);
+         for (int i = 0; i < args.Length; i++)
+           newargs[i] = args[i].Eval (domain);
+         return builtin (domain, vari, newargs);
+       }
       }
 
-      public object GetValue (MSymbol name)
+      internal class SpecialForm : Function
       {
-       MPlist slot = bindings.Find (name);
+       public Builtin builtin;
 
-       if (slot == null)
+       public SpecialForm (Builtin builtin, Name name,
+                           int min_arg, int max_arg)
+         : base (name, min_arg, max_arg)
          {
-           if (parent != null)
-             return parent.GetValue (name);
-           throw new Exception ("Unbound variable: " + name);
+           this.builtin = builtin;
          }
-       return slot.val;
+
+       public override Term Call (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+       {
+         return builtin (domain, vari, args);
+       }
       }
 
-      public object SetValue (MSymbol name, object val)
+      internal class Lambda : Function
       {
-       MPlist boundary = boundaries.Peek ();
+       internal bool args_evalled;
+       internal Variable[] args;
+       internal Term[] body;
 
-       for (MPlist plist = bindings; plist != boundary; plist = plist.next)
-         if (plist.key == name)
+       public Lambda (XmlNode node, Domain domain)
+       {
+         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))
            {
-             plist.val = val;
-             return val;
+             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 ((Name) n.Attributes[0].Value);
+             if (nrest == 1)
+               max_arg = - max_arg;
            }
-       bindings = bindings.Cons (name, val);
-       return val;
-      }
+         else
+           {
+             min_arg = max_arg = 0;
+           }
+       }
 
-      public bool IsBound (MSymbol name)
-      {
-       return (bindings.Find (name) != null);
+       public void SetBody (XmlNode node, Domain domain)
+       {
+         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)
+           {
+             body = new Term[nterms];
+             for (nterms = 0; node != null; node = node.NextSibling, nterms++)
+               body[nterms] = new Term (node, domain);
+           }
+       }
+
+       public override Term Call (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+       {
+         Bindings current = domain.bindings;
+         Term result = Zero;
+
+         try {
+           int i;
+           if (args_evalled)
+             {
+               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)
+             foreach (Term term in body)
+               result = term.Eval (domain);
+         } finally {
+           domain.UnboundTo (current);
+         }
+         return result;
+       }
       }
+    }
+
+    public abstract class Variable
+    {
+      public readonly Name name;
+      internal Term val;
 
-      public void Translate (MPlist plist)
+      public Variable (Name name, Term term)
       {
-       if (parent != null)
-         parent.Translate (plist);
-       if (translator != null)
-         for (MPlist p = plist; ! p.IsEmpty; p = p.next)
-           translator (p, this);
+       this.name = name;
+       Value = term;
       }
 
-      public override string ToString ()
+      public Term Value
       {
-       string str = "<(functions";
-       foreach (MPlist p in functions)
-         str += " " + p.key;
-       str += ") (bindings " + bindings + ")";
-       if (context != null)
-         str += " (" + context + ")";
-       str += ">";
-       return str;
+       get { return val; }
+       set
+         {
+           if (! ValueP (value))
+             throw new Exception ("Invalid value of " + name + ": " + value);
+           val = value;
+         }
       }
-    }
 
-    public delegate object Builtin (MExpression[] args, Domain domain);
-    public delegate void Translator (MPlist plist, Domain domain);
+      public abstract bool ValueP (Term term);
 
-    internal class Function
-    {
-      internal class Lambda
-      {
-       internal MSymbol[] args;
-       internal MExpression[] body;
+      public override string ToString () { return name + "(" + val + ")"; }
 
-       public Lambda (MPlist args, MPlist body, Domain domain)
+      internal class Int : Variable
+      {
+       public struct Range
        {
-         SetArgs (args);
-         SetBody (body, domain);
+         public int from, to;
        }
 
-       public Lambda (XmlNode node, Domain domain)
-       {
-         Set (node, domain);
-       }
+       public Range[] ranges;
 
-       public void SetArgs (MPlist args)
-       {
-         int len = args == null ? 0 : args.Count;
+       public Int (Name name, int i) : base (name, new Term (i)) { }
 
-         if (this.args == null)
-           this.args = new MSymbol[len];
-         for (int i = 0; i < len; i++, args = args.next)
-           this.args[i] = args.Symbol;
-       }
-
-       public void SetBody (MPlist body, Domain domain)
+       public override bool ValueP (Term term)
        {
-         int len = body == null ? 0 : body.Count;
-         if (this.body == null)
-           this.body = new MExpression[len];
-         for (int i = 0; i < len; i++, body = body.next)
-           {
-             domain.Translate (body);
-             this.body[i] = new MExpression (body.key, body.val, domain);
-           }
-       }
+         int i;
 
-       public void Set (XmlNode node, Domain domain)
-       {
-         XmlNodeList body = node.ChildNodes;
-         int idx = 0;
-
-         if (body[0].Name == "args")
-           {
-             XmlNodeList args = body[0].ChildNodes;
-             if (this.args == null)
-               this.args = new MSymbol[args.Count];
-             for (int i = 0; i < args.Count; i++)
-               this.args[i] = args[i].InnerText;
-             idx++;
-           }
-         else if (this.args == null)
-           this.args = new MSymbol[0];
-         if (this.body == null)
-           this.body = new MExpression[body.Count - idx];
-         for (int i = 0; idx < body.Count; i++, idx++)
-           this.body[i] = new MExpression (body[idx], domain);
+         if (term.objval != null)
+           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;
        }
       }
 
-      public readonly MSymbol Name;
-      public Builtin builtin;
-      public int min_arg, max_arg;
-      internal Lambda lambda;
-      public bool specialp = false;
+      internal class Str : Variable
+      {
+       public string[] ranges;
 
-      internal static Function ignore, varref, block;
+       public Str (Name name, string str) : base (name, new Term (str)) { }
 
-      public Function (MSymbol name, Builtin builtin,
-                      int min_arg, int max_arg, bool specialp)
-      {
-       Name = name;
-       this.builtin = builtin;
-       this.min_arg = min_arg;
-       this.max_arg = max_arg;
-       this.specialp = specialp;
+       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;
+       }
       }
 
-      internal Function (MSymbol name, MPlist args, MPlist body,
-                        Domain domain)
+      internal class Misc : Variable
       {
-       Name = name;
-       lambda = new Lambda (args, body, domain);
-       this.min_arg = this.max_arg = lambda.args.Length;
-      }
+       public Misc (Name name, Term term) : base (name, term) { }
 
-      internal Function (MSymbol name, XmlNode node, Domain domain)
-      {
-       Name = name;
-       lambda = new Lambda (node, domain);
-       this.min_arg = this.max_arg = lambda.args.Length;
+       public override bool ValueP (Term term) { return true; }
       }
+    }
 
-      private Function ()
+    internal class Bindings
+    {
+      private Variable vari;
+      private Term old_value;
+      private Bindings next;
+       
+      private Bindings (Variable vari)
       {
-       Name = MSymbol.nil;
+       this.vari = vari;
+       old_value = vari.val;
       }
-
-      static Function ()
+       
+      public static Bindings Bind (Bindings bindings, Variable vari, Term val)
       {
-       ignore = new Function ();
-       varref = new Function (Mvarref, get_value, 1, 1, true);
-       block = new Function (Mprogn, progn, 0, -1, true);
+       Bindings b = new Bindings (vari);
+
+       b.vari.Value = val;
+       b.next = bindings;
+       return b;
       }
 
-      private static object get_value (MExpression[] args, Domain domain)
+      internal Bindings UnboundTo (Bindings boundary)
       {
-       return domain.GetValue ((MSymbol) args[0].val);
+       for (Bindings b = this; b != boundary; b = b.next)
+         b.vari.val = b.old_value;
+       return boundary;
       }
 
-      public object Call (MExpression[] args, Domain domain)
+      public override string ToString ()
       {
-       if (builtin != null)
-         {
-           if (! specialp)
-             foreach (MExpression e in args)
-               e.Eval (domain);
-           return builtin (args, domain);
-         }
-       if (lambda == null)
-         return null;
-       MPlist orig_bindings = domain.bindings;
-       object result = false;
-       try {
-         int i = 0;
-         foreach (MSymbol arg in lambda.args)
-           domain.Bind (arg, args[i++].Eval (domain));
-         foreach (MExpression e in lambda.body)
-           result = e.Eval (domain);
-       } finally {
-         domain.bindings = orig_bindings;
-       }
-       return result;
+       string str = "(bindings";
+       for (Bindings b = this; b != null; b = b.next)
+         str += " " + vari.name + "=" + b.old_value;
+       return str + ")";
       }
     }
 
-    private static Domain basic;
-
-    static MExpression ()
+#if false
+    internal class ThrowException : Exception
     {
-      basic = new Domain ();
-
-      basic.Defun ("set", set_value, 2, 2, true);
-      basic.Defun ("=", set_value, 2, 2, true);
-      basic.Defun ("!", not, 1, 1, false);
-      basic.Defun ("+", plus, 2, -1, false);
-      basic.Defun ("*", multi, 2, -1, false);
-      basic.Defun ("-", minus, 1, -1, false);
-      basic.Defun ("/", divide, 2, -1, false);
-      basic.Defun ("%", percent, 2, -1, false);
-      basic.Defun ("|", logior, 2, -1, false);
-      basic.Defun ("&", logand, 2, -1, false);
-      basic.Defun ("+=", pluseq, 2, -1, true);
-      basic.Defun ("*=", multieq, 2, -1, true);
-      basic.Defun ("-=", minuseq, 2, -1, true);
-      basic.Defun ("/=", divideeq, 2, -1, true);
-      basic.Defun ("%=", percenteq, 2, -1, true);
-      basic.Defun ("|=", logioreq, 2, -1, true);
-      basic.Defun ("&=", logandeq, 2, -1, true);
-      basic.Defun ("<<", lshift, 2, 2, false);
-      basic.Defun (">>", rshift, 2, 2, false);
-      basic.Defun ("<<=", lshifteq, 2, 2, true);
-      basic.Defun (">>=", rshifteq, 2, 2, true);
-      basic.Defun ("==", eq, 2, -1, false);
-      basic.Defun ("!=", noteq, 2, 2, false);
-      basic.Defun ("<", less, 2, -1, false);
-      basic.Defun ("<=", lesseq, 2, -1, false);
-      basic.Defun (">", more, 2, -1, false);
-      basic.Defun (">=", moreeq, 2, -1, false);
-      basic.Defun ("progn", progn, 0, -1, true);
-      basic.Defun ("if", ifclause, 2, -1, true);
-      basic.Defun ("when", whenclause, 1, -1, true);
-      basic.Defun ("while", whileclause, 1, -1, true);
+      Name tag;
+      public object value;
 
-      basic.AddTranslator (new Translator (translate_cond));
-    }
-
-    private static object set_value (MExpression[] args, Domain domain)
-    {
-      return domain.SetValue ((MSymbol) args[0].args[0].val,
-                             args[1].Eval (domain));
+      public ThrowException (Name tag, object value) : base ()
+       {
+         this.tag = tag;
+         this.value = value;
+       }
     }
+#endif
 
-    private static object not (MExpression[] args, Domain domain)
+    internal struct CatchTag
     {
-      if (args[0].val is int)
-       return (int) args[0].val == 0;
-      if (args[0].val is bool)
-       return ! ((bool) args[0].val);
-      return true;
-    }
+      public readonly Name name;
+      public readonly int count;
 
-    private static object plus (MExpression[] args, Domain domain)
-    {
-      if (args[0].val is int)
+      public CatchTag (Name name, int count)
        {
-         int n = 0;
-         foreach (MExpression e in args)
-           n += (int) e.val;
-         return n;
+         this.name = name;
+         this.count = count;
        }
-      else if (args[0].val is MText)
-       {
-         MText mt = new MText ();
-         foreach (MExpression e in args)
-           mt += (MText) e.val;
-         return mt;
-       }
-      throw new Exception ("Not an integer nor MText: " + args[0].val);
     }
 
-      private static object multi (MExpression[] args, Domain domain)
+    public class Domain
+    {
+      public object context;
+      public int depth = 0;
+
+      internal Dictionary<Name, Function> functions;
+      internal Dictionary<Name, Variable> variables;
+      internal Bindings bindings;
+      internal Stack<CatchTag> catch_list = new Stack<CatchTag> ();
+      private int catch_count = 0;
+
+      internal Domain ()
       {
-       int n = 1;
-       foreach (MExpression e in args)
-         n *= (int) e.val;
-       return n;
+       functions = new Dictionary<Name, Function> ();
+       variables = new Dictionary<Name, Variable> ();
       }
 
-      private static object minus (MExpression[] args, Domain domain)
+      public Domain (object context) : this (basic, context)
       {
-       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 object divide (MExpression[] args, Domain domain)
+      public Domain (Domain parent, object context)
       {
-       int n = (int) args[0].val;
-       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-         n /= (int) args[i].val;
-       return n;
+       functions = new Dictionary<Name, Function> (parent.functions);
+       variables = new Dictionary<Name, Variable> (parent.variables);
+       this.context = context;
       }
 
-      private static object percent (MExpression[] args, Domain domain)
+      internal void Bind (Variable vari, Term value)
       {
-       int n = (int) args[0].val;
-       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-         n %= (int) args[i].val;
-       return n;
+       bindings = Bindings.Bind (bindings, vari, value);
       }
 
-      private static object logior (MExpression[] args, Domain domain)
+      internal void UnboundTo (Bindings boundary)
       {
-       int n = 0;
-       foreach (MExpression e in args)
-         n |= (int) e.val;
-       return n;
+       if (bindings != null)
+         bindings = bindings.UnboundTo (boundary);
       }
 
-      private static object logand (MExpression[] args, Domain domain)
+      internal void Catch (Name name)
       {
-       int n = 0;
-       foreach (MExpression e in args)
-         n &= (int) e.val;
-       return n;
+       catch_list.Push (new CatchTag (name, catchcount++));
       }
 
-      private static object pluseq (MExpression[] args, Domain domain)
-      {
-       MSymbol sym = (MSymbol) args[0].args[0].val;
-       object val = domain.GetValue (sym);
+      internal bool Catched {
+       get { return catch_list.Peek ().count == catchcount; }
+      }
 
-       if (val is int)
-         {
-           int n = (int) val;
-           for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-             n += (int) args[i].Eval (domain);
-           val = n;
-         }
-       else if (val is MText)
+      internal void ThrowReturn ()
+      {
+       CatchTag tag = catch_list.Peek ();
+       while (tag.name != Nreturn)
          {
-           MText mt = (MText) val;
-           for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-             mt.Cat ((MText) args[i].Eval (domain));
-           val = mt;
+           catch_list.Pop ();
+           tag = catch_list.Peek ();
          }
-       domain.SetValue (sym, val);
-       return val;
+       catchcount = tag.count;
       }
 
-      private static object multieq (MExpression[] args, Domain domain)
+      internal void ThrowBreak ()
       {
-       MSymbol sym = (MSymbol) args[0].args[0].val;
-       int n = (int) domain.GetValue (sym);
-
-       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-         n *= (int) args[i].Eval (domain);
-       return domain.SetValue (sym, (object) n);
+       catch_list.Peek ().count = catchcount;
       }
 
-      private static object minuseq (MExpression[] args, Domain domain)
+      internal void Uncatch ()
       {
-       MSymbol sym = (MSymbol) args[0].args[0].val;
-       int n = (int) domain.GetValue (sym);
-
-       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-         n -= (int) args[i].Eval (domain);
-       return domain.SetValue (sym, (object) n);
+       catch_list.Pop ();
       }
 
-      private static object divideeq (MExpression[] args, Domain domain)
+      public void DefSubr (Builtin builtin, string str, bool setvar,
+                          int min_arg, int max_arg, params string[] aliases)
       {
-       MSymbol sym = (MSymbol) args[0].args[0].val;
-       int n = (int) domain.GetValue (sym);
-
-       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-         n /= (int) args[i].Eval (domain);
-       return domain.SetValue (sym, (object) n);
+       Name name = str;
+       Function func = new Function.Subroutine (builtin, name, setvar,
+                                                min_arg, max_arg);
+       functions[name] = func;
+       foreach (string a in aliases)
+         functions[(Name) a] = func;
       }
 
-      private static object percenteq (MExpression[] args, Domain domain)
+      public void DefSpecial (Builtin builtin, string str,
+                             int min_arg, int max_arg,
+                             params string[] aliases)
       {
-       MSymbol sym = (MSymbol) args[0].args[0].val;
-       int n = (int) domain.GetValue (sym);
-
-       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-         n %= (int) args[i].Eval (domain);
-       return domain.SetValue (sym, (object) n);
+       Name name = str;
+       Function func = new Function.SpecialForm (builtin, name,
+                                                 min_arg, max_arg);
+       functions[name] = func;
+       foreach (string a in aliases)
+         functions[(Name) a] = func;
       }
 
-      private static object logioreq (MExpression[] args, Domain domain)
+      public void DefAlias (string alias, string str)
       {
-       MSymbol sym = (MSymbol) args[0].args[0].val;
-       int n = (int) domain.GetValue (sym);
-
-       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-         n |= (int) args[i].Eval (domain);
-       return domain.SetValue (sym, (object) n);
+       functions[(Name) alias] = functions[(Name) str];
       }
 
-      private static object logandeq (MExpression[] args, Domain domain)
+      internal Function.Lambda RegisterFunction (XmlNode node)
       {
-       MSymbol sym = (MSymbol) args[0].args[0].val;
-       int n = (int) domain.GetValue (sym);
+       Function.Lambda lambda = new Function.Lambda (node, this);
 
-       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-         n &= (int) args[i].Eval (domain);
-       return domain.SetValue (sym, (object) n);
+       functions[lambda.name] = lambda;        
+       return lambda;
       }
 
-      private static object lshift (MExpression[] args, Domain domain)
+      internal Function Defun (XmlNode node)
       {
-       return (int) args[0].val << (int) args[1].val;
+       Name name = node.Attributes[Nfname].Value;
+       Function func;
+
+       if (! functions.TryGetValue (name, out func))
+         func = RegisterFunction (node);
+       ((Function.Lambda) func).SetBody (node, this);
+       return func;
       }
 
-      private static object lshifteq (MExpression[] args, Domain domain)
+      public void Defvar (XmlNode node)
       {
-       MSymbol sym = (MSymbol) args[0].args[0].val;
-       int n = (int) domain.GetValue (sym);
+       Name name = node.Attributes[0].Value;
+       Variable vari;
 
-       n <<= (int) args[1].Eval (domain);
-       return domain.SetValue (sym, (object) n);
+       node = node.FirstChild;
+       if (node.Name == Ndescription)
+         node = node.NextSibling;
+       if (node != null)
+         {
+           Name type = node.Name;
+           XmlNodeList range_list = null;
+           int nranges = 0;
+           string val = node.InnerText;
+
+           node = node.NextSibling;
+           if (node != null)
+             {
+               range_list = node.ChildNodes;
+               nranges = range_list.Count;
+             }
+
+           if (type == Ninteger)
+             {
+               Variable.Int vi = new Variable.Int (name, parse_integer (val));
+               if (range_list != null)
+                 {
+                   vi.ranges = new Variable.Int.Range[nranges];
+
+                   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);
+                         }
+                       else
+                         {
+                           int num = parse_integer (n.InnerText);
+                           vi.ranges[i].from = vi.ranges[i].to = num;
+                         }
+                     }
+                 }
+               vari = vi;
+             }
+           else if (type == Nstring)
+             {
+               Variable.Str vs = new Variable.Str (name, val);
+               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;
+             }
+           else
+             throw new Exception ("Unknown type: " + type);
+         }
+       else
+         vari = new Variable.Misc (name, Zero);
+       variables[name] = vari;
       }
 
-      private static object rshift (MExpression[] args, Domain domain)
+      internal Variable Defvar (Name name)
       {
-       return (int) args[0].val >> (int) args[1].val;
+       Variable vari = new Variable.Misc (name, Zero);
+       variables[name] = vari;
+       return vari;
       }
 
-      private static object rshifteq (MExpression[] args, Domain domain)
+      internal Function GetFunc (Name name)
       {
-       MSymbol sym = (MSymbol) args[0].args[0].val;
-       int n = (int) domain.GetValue (sym);
+       Function func;
 
-       n >>= (int) args[1].Eval (domain);
-       return domain.SetValue (sym, (object) n);
+       if (! functions.TryGetValue (name, out func))
+         throw new Exception ("Unknown function: " + name);
+       return func;
       }
 
-      private static object eq (MExpression[] args, Domain domain)
+      public bool CopyFunc (Domain domain, Name name)
       {
-       int n = (int) args[0].val;
+       Function func = GetFunc (name);
 
-       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-         if (n != (int) args[i].val)
-           return false;
+       domain.functions[name] = func;
        return true;
       }
 
-      private static object noteq (MExpression[] args, Domain domain)
+      public void CopyFunc (Domain domain)
       {
-       return ((int) args[0].val != (int) args[1].val);
+       foreach (KeyValuePair<Name, Function> kv in functions)
+         domain.functions[kv.Key] = kv.Value;
       }
 
-      private static object less (MExpression[] args, Domain domain)
+      internal Variable GetVar (Name name)
       {
-       int n = (int) args[0].val;
+       Variable vari;
 
-       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-         {
-           int n1 = (int) args[i].val;
-           if (n >= n1)
-             return false;
-           n = n1;
-         }
-       return true;
+       if (! variables.TryGetValue (name, out vari))
+         variables[name] = vari = new Variable.Misc (name, Zero);
+       return vari;
       }
 
-      private static object lesseq (MExpression[] args, Domain domain)
+      public override string ToString ()
       {
-       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;
+       string str = "<(functions";
+       foreach (KeyValuePair<Name, Function> kv in functions)
+         str += " " + kv.Key;
+       str += ") (variabls";
+       foreach (KeyValuePair<Name, Variable> kv in variables)
+         str += " " + kv.Key;
+       str += ")";
+       if (bindings != null)
+         str += " " + bindings;
+       if (context != null)
+         str += " (" + context + ")";
+       str += ">";
+       return str;
       }
 
-      private static object more (MExpression[] args, Domain domain)
+      internal void DebugWrite (bool head, string fmt, params string[] arg)
       {
-       int n = (int) args[0].val;
-       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
+       if (debug_level > depth)
          {
-           int n1 = (int) args[i].val;
-           if (n <= n1)
-             return false;
-           n = n1;
+           if (head)
+             {
+               Console.WriteLine ();
+               for (int i = 0; i < depth; i++)
+                 Console.Write (" ");
+             }
+           Console.Write (fmt, arg);
          }
-       return true;
       }
+    }
 
-      private static object moreeq (MExpression[] 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 delegate Term Builtin (Domain domain, Variable vari, Term[] args);
 
-      private static object progn (MExpression[] args, Domain domain)
-      {
-       object result = false;
+    private static Domain basic = new Domain ();
 
-       foreach (MExpression e in args)
-         result = e.Eval (domain);
-       return result;
-      }
+    internal static Function Fprogn;
 
-      private static bool check_condition (MExpression condition, Domain domain)
-      {
-       object result = condition.Eval (domain);
-       return (result is bool ? (bool) result
-               : result is int ? ((int) result) != 0
-               : true);
-      }
+    static Xexpression ()
+    {
+      basic.DefSubr (set_value, "set", true, 1, 1, "=");
+      basic.DefSubr (not, "not", false, 1, 1, "!");
+      basic.DefSubr (add, "add", true, 1, -1, "+");
+      basic.DefSubr (mul, "mul", true, 1, -1, "*");
+      basic.DefSubr (sub, "sub", true, 1, -1, "-");
+      basic.DefSubr (div, "div", true, 1, -1, "/");
+      basic.DefSubr (mod, "mod", true, 1, 2, "%");
+      basic.DefSubr (logior, "logior", true, 1, -1, "|");
+      basic.DefSubr (logand, "logand", true, 1, -1, "&");
+      basic.DefSubr (lsh, "lsh", true, 1, 2, "<<");
+      basic.DefSubr (rsh, "rsh", true, 1, 2, ">>");
+      basic.DefSubr (eq, "eq", false, 2, -1, "==");
+      basic.DefSubr (noteq, "noteq", false, 2, 2, "!=");
+      basic.DefSubr (less_than, "lt", false, 2, -1, "<");
+      basic.DefSubr (less_eq, "le", false, 2, -1, "<=");
+      basic.DefSubr (greater_than, "gt", false, 2, -1, ">");
+      basic.DefSubr (greater_eq, "ge", false, 2, -1, ">=");
+      basic.DefSubr (append, "append", true, 0, -1);
+      basic.DefSubr (concat, "concat", true, 0, -1);
+      basic.DefSubr (nth, "nth", false, 2, 2);
+      basic.DefSubr (copy, "copy", false, 1, 1);
+      basic.DefSubr (ins, "ins", true, 2, 2);
+      basic.DefSubr (del, "del", true, 2, 2);
+      basic.DefSubr (eval_clause, "eval", false, 1, 1);
+      basic.DefSubr (break_clause, "break", false, 0, 1);
+      basic.DefSubr (return_clause, "return", false, 1, 1);
+      basic.DefSpecial (and, "and", 1, -1, "&&");
+      basic.DefSpecial (or, "or", 1, -1, "||");
+      basic.DefSpecial (progn_clause, "progn", 0, -1, "expr");
+      basic.DefSpecial (if_clause, "if", 2, 3);
+      basic.DefSpecial (when_clause, "when", 1, -1);
+      basic.DefSpecial (loop_clause, "loop", 1, -1);
+      basic.DefSpecial (while_clause, "while", 1, -1);
+      basic.DefSpecial (cond_clause, "cond", 1, -1);
+      basic.DefSpecial (foreach_clause, "foreach", 2, -1);
+      basic.DefSpecial (quote_clause, "quote", 1, 1);
+      basic.DefSpecial (type_clause, "type", 1, 1);
+
+      Fprogn = basic.GetFunc (Nprogn);
+    }
 
-      private static object ifclause (MExpression[] args, Domain domain)
-      {
-       object result = false;
+    private static Term set_value (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      vari.Value = args[0];
+      return vari.val;
+    }
 
-       if (check_condition (args[0], domain))
-         result = args[1].Eval (domain);
-       else
-         for (int i = 2; i < args.Length; i++)
-           result = args[i].Eval (domain);
-       return result;
-      }
+    private static Term not (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      return args[0].IsTrue ? Zero : One;
+    }
 
-      private static object whenclause (MExpression[] args, Domain domain)
-      {
-       object result = false;
+    private static Term add (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      int n = vari == null ? 0 : vari.val.Intval;
 
-       if (check_condition (args[0], domain))
-         for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-           result = args[i].Eval (domain);
-       return result;
-      }
+      foreach (Term arg in args)
+       n += (int) arg;
+      if (vari == null)
+       return n;
+      vari.val.intval = n;
+      return vari.val;
+    }
 
-      private static object whileclause (MExpression[] args, Domain domain)
-      {
-       while (check_condition (args[0], domain))
+    private static Term mul (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      int n = vari == null ? 1 : vari.val.Intval;
+      foreach (Term arg in args)
+       n *= (int) arg;
+      if (vari == null)
+       return n;
+      vari.val.intval = n;
+      return vari.val;
+    }
+
+    private static Term sub (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      int n, i;
+
+      if (vari == null)
+       {
+         n = args[0].Intval;
+         i = 1;
+       }
+      else
+       {
+         n = vari.val.Intval;
+         i = 0;
+       }
+      while (i < args.Length)
+       n -= (int) args[i++];
+      if (vari == null)
+       return n;
+      vari.val.intval = n;
+      return vari.val;
+    }
+
+    private static Term div (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      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 n;
+      vari.val.intval = n;
+      return vari.val;
+    }
+
+    private static Term mod (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      if (vari == null)
+       return (args[0].Intval % args[1].Intval);
+      vari.val.intval = vari.val.Intval % args[0].Intval;
+      return vari.val;
+    }
+
+    private static Term logior (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      int n = vari == null ? 0 : vari.val.Intval;
+      foreach (Term arg in args)
+       n |= (int) arg;
+      if (vari == null)
+       return n;
+      vari.val.intval = n;
+      return vari.val;
+    }
+
+    private static Term logand (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      int n, i;
+
+      if (vari == null)
+       {
+         n = args[0].Intval;
+         i = 1;
+       }
+      else
+       {
+         n = vari.val.Intval;
+         i = 0;
+       }
+      while (i < args.Length)
+       n &= (int) args[i++];
+      if (vari == null)
+       return n;
+      vari.val.intval = n;
+      return vari.val;
+    }
+
+    private static Term lsh (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      if (vari == null)
+       return args[0].Intval << args[1].Intval;
+      vari.val.intval = vari.val.Intval << args[0].Intval;
+      return vari.val;
+    }
+
+    private static Term rsh (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      if (vari == null)
+       return args[0].Intval >> args[1].Intval;
+      vari.val.intval = vari.val.Intval >> args[0].Intval;
+      return vari.val;
+    }
+
+    private static Term eq (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      Term o = args[0];
+
+      if (o.objval == null)
+       {
          for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-           args[i].Eval (domain);
-       return false;
-      }
+           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;
+    }
 
-    // (cond (COND1 ...) (COND2 ...) ...)
-    //   => (cond (when COND1 ...) (when COND2 ...) ...)
-    private static void translate_cond (MPlist plist, Domain domain)
+    private static Term noteq (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
     {
-      if (plist.IsPlist)
+      return eq (domain, vari, args);
+    }
+
+    private static Term less_than (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      int n = (int) args[0];
+
+      for (int i = 1; i < args.Length; i++)
        {
-         plist = plist.Plist;
-         if (plist.IsSymbol && plist.Symbol == Mcond)
-           {
-             plist.val = Mprogn;
-             for (plist = plist.next; ! plist.IsEmpty; plist = plist.next)
-               {
-                 if (! plist.IsPlist)
-                   throw new Exception ("Invalid cond form: " + plist);
-                 plist.Plist.Push (MSymbol.symbol, Mwhen);
-               }               
-           }
+         int n1 = (int) args[i];
+         if (n >= n1)
+           return Zero;
+         n = n1;
+       }
+      return One;
+    }
+
+    private static Term less_eq (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      int n = (int) args[0];
+      for (int i = 1; i < args.Length; i++)
+       {
+         int n1 = (int) args[i];
+         if (n > n1)
+           return Zero;
+         n = n1;
        }
+      return One;
     }
 
-    private Function function;
-    private MExpression[] args;
-    private object val;
+    private static Term greater_than (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      int n = (int) args[0];
+      for (int i = 1; i < args.Length; i++)
+       {
+         int n1 = (int) args[i];
+         if (n <= n1)
+           return Zero;
+         n = n1;
+       }
+      return One;
+    }
 
-    public MExpression[] Args { get { return args; } }
-    public object Val { get { return val; } }
+    private static Term greater_eq (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      int n = (int) args[0];
+      for (int i = 1; i < args.Length; i++)
+       {
+         int n1 = (int) args[i];
+         if (n < n1)
+           return Zero;
+         n = n1;
+       }
+      return One;
+    }
 
-    private MExpression (object val)
+    private static Term append (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
     {
-      this.val = val;
+      List<Term> list;
+
+      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;
+       }
+      vari.val.objval = list;
+      return vari.val;
     }
 
-    // EXPR = SYMBOL | MTEXT | INTEGER | FUNCALL | PROGN
-    // FUNCALL = '(' SYMBOL EXPR* ')'
-    // PROGN = '(' EXPR * ')'
-    private MExpression (MSymbol key, object val, Domain domain)
+    private static Term concat (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
     {
-      if (key == MSymbol.symbol)
+      string str;
+
+      if (vari == null)
+       str = "";
+      else
+       str = vari.val.Strval;
+
+      foreach (Term arg in args)
        {
-         function = Function.varref;
-         args = new MExpression[1];
-         args[0] = new MExpression (val);
+         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 (key == MSymbol.integer
-              || key == MSymbol.mtext)
+      if (vari == null)
        {
-         this.val = val;
+         Term result;
+         result.intval = 0;
+         result.objval = str;
+         return result;
        }
-      else if (key == MSymbol.plist)
+      vari.val.objval = str;
+      return vari.val;
+    }
+
+    private static Term nth (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      Term result;
+
+      if (args[1].IsStr)
        {
-         MPlist p = (MPlist) val;
+         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 copy (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      Term result;
+
+      result.intval = 0;
+      result.objval = new List<Term> (args[0].Listval);
+      return result;
+    }
+
+    private static Term ins (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 del (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 and (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      foreach (Term arg in args)
+       if (! arg.Eval (domain).IsTrue)
+         return Zero;
+      return One;
+    }
+
+    private static Term or (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, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      return (args[0].Eval (domain));
+    }
+
+    private static Term progn_clause (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      Term result = One;
+
+      foreach (Term arg in args)
+       result = arg.Eval (domain);
+      return result;
+    }
+
+    private static Term if_clause (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 when_clause (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 break_clause (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      Stack<CatchTag> clist = domain.catch_list;
+      if (clist.Count == 0)
+       throw new Exception ("No outer loop to break");
+      CatchTag tag = clist.Peek ();
+      if (tag.name != Nloop)
+       throw new Exception ("No outer loop to break");
+      domain.depth = tag.depth;
+      return args.Length == 0 ? Zero : args[0];
+    }    
+
+    private static Term return_clause (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      Stack<CatchTag> clist = domain.catch_list;
 
-         if (p.IsSymbol)
+      while (clist.Count > 0)
+       {
+         CatchTag tag = clist.Pop ();
+         if (tag.name == Nfunction)
            {
-             MSymbol sym = p.Symbol;
+             domain.depth = tag.depth;
+             return = args.Length == 0 ? Zero : args[0];
+           }
+       }
+      return args.Length == 0 ? Zero : args[0];
+    }    
 
-             if (sym == Mdefun)
-               {
-                 p = p.next;
-                 if (! p.IsSymbol)
-                   throw new Exception ("Invalid function argument: "
-                                        + p.val);
-                 sym = p.Symbol;
-                 p = p.next;
-                 if (! p.IsPlist)
-                   throw new Exception ("Invalid function argument: "
-                                        + p.val);
-                 domain.Defun (sym, p.Plist, p.next);
-                 // This Mexpression is just a dummy.
-               }
-             else
-               {
-                 function = domain.GetFunc (sym);
-                 p = p.next;
-                 int nargs = p.Count;
-                 if (nargs < function.min_arg
-                     || (function.max_arg >= 0 && nargs > function.max_arg))
-                   throw new Exception ("Invalid number of arguments to: "
-                                        + sym + " " + nargs);
-                 args = new MExpression[nargs];
-                 for (int i = 0; i < nargs; i++, p = p.next)
-                   {
-                     domain.Translate (p);
-                     args[i] = new MExpression (p.key, p.val, domain);
-                   }
-               }
+    private static Term loop_clause (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      domain.Catch (Nloop);
+      Term result = Zero;
+      try {
+       while (! domain.Catched)
+         foreach (Term arg in args)
+           {
+             result = arg.Eval (domain);
+             if (domain.Catched)
+               break;
            }
-         else
+      } finally {
+       domain.Uncatch ();
+      }
+      return result;
+    }
+
+    private static Term while_clause (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      while (args[0].Eval (domain).IsTrue)
+       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
+         args[i].Eval (domain);
+      return Zero;
+    }
+
+    private static Term cond_clause (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)
            {
-             args = new MExpression[1];
-             args[0] = new MExpression (p, domain);
+             for (int i = 1; i < list.Count; i++)
+               result = list[i].Eval (domain);
+             return result;
            }
        }
-      else
-       throw new Exception ("Invalid expression: " + key + ":" + val);
+      return Zero;
     }
 
-    public MExpression (MPlist plist, Domain domain)
+    private static Term foreach_clause (Domain domain, Variable vari,
+                                       Term[] args)
     {
-      function = Function.block;
-      args = new MExpression[plist.Count];
-      for (int i = 0; ! plist.IsEmpty; i++, plist = plist.next)
+      List<Term> list = args[0].Listval;
+      Bindings current = domain.bindings;
+
+      foreach (Term term in list)
        {
-         domain.Translate (plist);
-         args[i] = new MExpression (plist.key, plist.val, domain);
+         domain.Bind (vari, term);
+         try {
+           for (int i = 1; i < args.Length; i++)
+             args[i].Eval (domain);
+         } finally {
+           domain.UnboundTo (current);
+         }
        }
+      return Zero;
     }
 
-    public MExpression (XmlNode node, Domain domain)
+    private static Term quote_clause (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
     {
-      MSymbol sym = node.Name;
+      return new Term (args[0]);
+    }
+
+    private static Term type_clause (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      if (args[0].IsInt)
+       return TermInt;
+      if (args[0].IsStr)
+       return TermStr;
+      if (args[0].IsName)
+       return TermName;
+      if (args[0].IsList)
+       return TermList;
+      return TermTerm;
+    }
 
-      function = domain.GetFunc (sym);
+    public struct Term
+    {
+      public int intval;
+      public object objval;
 
-      XmlAttributeCollection attrs = node.Attributes;
+      public Term (int i) { intval = i; objval = null; }
+      public Term (Name 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; }
 
-      int nargs = attrs.Count + node.ChildNodes.Count;
-      if (nargs < function.min_arg
-         || (function.max_arg >= 0 && nargs > function.max_arg))
-       throw new Exception ("Invalid number of arguments: " + node.InnerXml);
-      args = new MExpression[nargs];
-      int i;
-      for (i = 0; i < attrs.Count; i++)
+      public Term (XmlNode node, Domain domain)
        {
-         string str = sttrs[i].Value;
+         Name name = node.Name;
 
+         if (name == Ninteger)
+           {
+             intval = parse_integer (node.InnerText);
+             objval = null;
+           }
+         else
+           {
+             intval = 0;
+             if (name == Nsymbol)
+               objval = (Name) node.InnerText;
+             else if (name == Nstring)
+               objval = node.InnerText.Clone ();
+             else if (name == Nvarref)
+               objval = domain.GetVar ((Name) node.Attributes[0].Value);
+             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));
+                 objval = list;
+               }
+             else
+               {
+                 Function func;
+                 Variable vari = null;
+                 Term[] args;
+
+                 if (name == Nfuncall)
+                   name = node.Attributes[0].Value;
+                 else if (node.Attributes[Nvname] != null)
+                   vari = domain.GetVar (node.Attributes[Nvname].Value);
+                 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);
+                 args = new Term[nargs];
+                 for (int i = 0; i < nlist.Count; i++)
+                   args[i] = new Term (nlist[i], domain);
+                 objval = new Funcall (func, vari, args);
+               }
+           }
        }
-    }
 
-    public object Eval (Domain domain)
-    {
-      if (function == null)
+      private class Funcall
+      {
+       internal Function func;
+       internal Variable vari;
+       internal Term[] args;
+
+       public Funcall (Function func, Variable vari, Term[] args)
        {
-         if (val is MSymbol)
-           val = domain.GetValue ((MSymbol) val);
+         this.func = func;
+         this.vari = vari;
+         this.args = args;
        }
-      else
-       val = function.Call (args, domain);
-      return val;
+
+       public 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 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 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 List<Term> Listval {
+       get {
+         if (! IsList)
+           throw new Exception ("term is not list: " + this);
+         return (List<Term>) objval;
+       }
+      }
+
+      public bool IsTrue {
+       get {
+         return (objval == null
+                 ? (intval != 0)
+                 : objval is List<Term>
+                 ? (((List<Term>) objval).Count != 0)
+                 : true);
+       }
+      }
+      public bool IsInt { get { return (objval == null); } }
+      public bool IsStr { get { return (objval is string); } }
+      public bool IsName { get { return (objval is Name); } }
+      public bool IsList { get { return (objval is List<Term>); } }
+
+      public Term Eval (Domain domain)
+      {
+       if (objval == null || objval is Name || 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);
+      }
+
+      public static explicit operator int (Term term)
+      {
+       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);
+      }
+
+      public override string ToString ()
+      {
+       string str;
+
+       if (objval == null)
+         str = "<integer>" + intval + "</integer>";
+       else if (objval is Name)
+         str = "<symbol>" + objval + "</symbol>";
+       else if (objval is string)
+         str = "<string>" + objval + "</string>";
+       else if (objval is List<Term>)
+         {
+           str = "<list>";
+           foreach (Term e in (List<Term>) objval)
+             str += e;
+           str += "</list>";
+         }
+       else if (objval is Funcall)
+         str = "<funcall fname=\"" + ((Funcall) objval).func.name + "\"/>";
+       else if (objval is Variable)
+         str = "<variable vname=\"" + ((Variable) objval).name + "\"/>";
+       else if (objval is Term)
+         str = "<quote>" + objval + "</quote>";
+       else
+         throw new Exception ("invalid Term object: " + objval);
+       return str;
+      }
     }
 
-    public override string ToString ()
+    static Term Zero = new Term (0);
+    static Term One = new Term (1);
+    static Term TermInt = new Term (Ninteger);
+    static Term TermStr = new Term (Nstring);
+    static Term TermName = new Term (Nsymbol);
+    static Term TermList = new Term (Nlist);
+    static Term TermTerm = new Term ((Name) "term");
+
+    internal static int parse_integer (string str)
     {
-      string str;
+      int len = str.Length;
+      bool negative = false;
+
+      if (len <= 1)
+       return (len == 0 ? 0 : str[0] - '0');
+
+      int c = str[0];
+      int i;
 
-      if (function != null)
+      if (c == '0' && str[1] == 'x')
        {
-         str = "(" + function.Name.Name;
-         if (args != null)
-           foreach (MExpression e in args)
-             str += " " + e.ToString ();
-         str += ")";
+         i = 0;
+         for (int idx = 2; idx < len; idx++)
+           {
+             c = str[idx];
+             if (c < '0')
+               break;
+             else if (c <= '9')
+               i = i * 16 + (c - '0');
+             else if (c < 'A')
+               break;
+             else if (c <= 'F')
+               i = i * 16 + (c - 'A');
+             else if (c < 'a')
+               break;
+             else if (c <= 'f')
+               i = i * 16 + (c - 'a');
+             else
+               break;
+           }
+         return i;
        }
-      else if (val != null)
+      if (c == '-')
+       negative = true;
+      i = c - '0';
+      for (int idx = 1; idx < len; idx++)
        {
-         if (val is MText)
-           str = "\"" + (string) ((MText) val) + "\"";
-         else
-           str = val.ToString ();
+         c = str[idx];
+         if (c < '0' || c > '9')
+           break;
+         i = i * 10 + (c - '0');
        }
-      else
-       str = "()";
+      return negative ? - i : i;
+    }
+
+    private Term[] terms;
+
+    public Xexpression (string url, Domain domain)
+    {
+      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)
+       if (n.NodeType == XmlNodeType.Element)
+         {
+           if (n.Name == Ndefun)
+             domain.RegisterFunction (n);
+           else if (n.Name == Ndefvar)
+             domain.Defvar (n);
+           else
+             nterms++;
+         }
+
+      terms = new Term[nterms];
+      int i = 0;
+      for (XmlNode n = node.FirstChild; n != null; n = n.NextSibling)
+       if (n.NodeType == XmlNodeType.Element)
+         {
+           if (n.Name == Ndefun)
+             domain.Defun (n);
+           else if (n.Name != Ndefvar)
+             terms[i++]= new Term (n, domain);
+         }
+    }
+
+    public Term Eval (Domain domain)
+    {
+      Term result = Zero;
+
+      domain.depth = 0;
+      foreach (Term term in terms)
+       result = term.Eval (domain);
+      return result;
+    }
+
+    public override string ToString ()
+    {
+      string str = "";
+      for (int i = 0; i < terms.Length; i++)
+       str += terms[i];
       return str;
     }
   }