*** empty log message ***
[m17n/m17n-lib-cs.git] / XmlExpr.cs
index 6eb42d0..f877772 100644 (file)
@@ -2,924 +2,2486 @@ using System;
 using System.Collections;
 using System.Collections.Generic;
 using System.IO;
+using System.Reflection;
+using System.Text;
+using System.Text.RegularExpressions;
 using System.Xml;
 
-namespace System.Xml.Expression
+namespace System.Xml
 {
-  public class XmlName : IEquatable<XmlName>
+  public static class Xexpression
   {
-    private static NameTable nt = new NameTable ();
+    private static int trace_depth = 0;
 
-    private object name;
-
-    private XmlName (string str)
-      {
-       name = nt.Add (str);
-      }
+    public static int TraceDepth {
+      get { return trace_depth; }
+      set { trace_depth = value; }
+    }
 
-    public static implicit operator XmlName (string str)
+    public class Error : Exception
     {
-      return new XmlName (str);
-    }
+      private readonly Symbol name;
+      private Term[] stack;
+      private XmlNode node;
 
-    public static bool operator== (object obj, XmlName nam)
-      {
-       return obj == nam.name;
+      public Error (Symbol name, XmlNode node,
+                   string fmt, params object[] args)
+       : base (String.Format (fmt, args))
+       {
+         this.name = name;
+         this.node = node;
+       }
+
+      public Error (Symbol name, XmlNode node, Exception e,
+                   string fmt, params object[] args)
+       : base (String.Format (fmt, args), e)
+       {
+         this.name = name;
+         this.node = node;
+       }
+
+      public Error (Symbol name, string fmt, params object[] args)
+       : base (String.Format (fmt, args))
+       {
+         this.name = name;
+       }
+
+      public Symbol Name { get { return name; } }
+      public XmlNode Node {
+       get { return node; }
+       internal set { node = value; }
+      }
+      public Term[] Stack {
+       get { return stack; }
+       internal set { stack = value; }
       }
 
-    public static bool operator!= (object obj, XmlName nam)
+      public override string ToString ()
       {
-       return obj != nam.name;
+       string str = (InnerException != null ? InnerException.ToString ()
+                     : base.ToString ()) + "\n" + "Xexpression:" + name + "\n";
+       if (node != null)
+         str += "  at " + node.OuterXml + "\n";
+       if (stack != null)
+         {
+           str += "Call stack: ";
+           foreach (Term term in stack)
+             str += term.ToString (false);
+         }
+       return str;
       }
 
-    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 ();
+      // All time errors.
+      // System.OutOfMemoryException or System.InsufficientMemoryException
+      public static Symbol MemoryError = "memory-error";
+      // System.Exception
+      public static Symbol UnknownError = "unknown-error";
+      public static Symbol WrongArgument = "wrong-argument";
+
+      // Load time errors.
+      public static Symbol InvalidInteger = "invalid-integer";
+      public static Symbol TermTypeInvalid = "term-type-invalid";
+      public static Symbol FunctionConflict = "function-conflict";
+      public static Symbol VariableTypeConflict = "variable-type-conflict";
+      public static Symbol VariableRangeConflict = "variable-range-conflict";
+      public static Symbol VariableWrongRange = "variable-wrong-range";
+      public static Symbol VariableWrongValue = "variable-wrong-value";
+      public static Symbol UnknownFunction = "unknown-function";
+      public static Symbol MacroExpansionError = "macro-expansion-error";
+      public static Symbol NoVariableName = "no-variable-anme";
+
+      // Run time errors.
+      public static Symbol ArithmeticError = "arithmetic-error";
+      public static Symbol WrongType = "wrong-type";
+      public static Symbol IndexOutOfRange = "index-out-of-range";
+      public static Symbol ValueOutOfRange = "value-out-of-range";
+      public static Symbol NoLoopToBreak = "no-loop-to-break";
+      public static Symbol UncaughtThrow = "uncaught-throw";
     }
 
-    public static NameTable Table { get { return nt; } }
-  }
-
-  public class Xex
-  {
-    private static NameTable nt = new NameTable ();
-
-    public static object Name (string str)
+    public struct Symbol : IEquatable<Symbol>
     {
-      return nt.Add (str);
-    }
+      private static NameTable nt = new NameTable ();
 
-    public static NameTable Table { get { return nt; } }
+      private string name;
 
-    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 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 Symbol (string str) { name = nt.Add (str); }
 
-      internal Domain ()
+      public static implicit operator Symbol (string str)
       {
-       boundaries.Push (bindings);
+       return new Symbol (str);
       }
 
-      public Domain (object context) : this (basic, context) { }
+      public static implicit operator string (Symbol sym) { return sym.name; }
 
-      public Domain (Domain parent, object context)
-      {
-       this.parent = parent;
-       this.context = context;
-       boundaries.Push (bindings);
-      }
+      public static bool operator== (Symbol n1, Symbol n2)
+       {
+         return (object) n1.name == (object) n2.name;
+       }
+
+      public static bool operator!= (Symbol n1, Symbol n2)
+       {
+         return (object) n1.name != (object) n2.name;
+       }
+
+      public static bool operator== (Symbol n1, string n2)
+       {
+         return (object) n1.name == (object) n2;
+       }
+
+      public static bool operator!= (Symbol n1, string n2)
+       {
+         return (object) n1.name != (object) n2;
+       }
+
+      public static bool operator== (string n1, Symbol n2)
+       {
+         return (object) n1 == (object) n2.name;
+       }
+
+      public static bool operator!= (string n1, Symbol n2)
+       {
+         return (object) n1 != (object) n2.name;
+       }
 
-      public void AddTranslator (Translator translator)
+      public bool Equals (Symbol name)
       {
-       if (this.translator == null)
-         this.translator = translator;
-       else
-         this.translator += translator;
+       return Object.ReferenceEquals (this.name, name.name);
       }
 
-      public void Bind (MSymbol sym, object value)
+      public override bool Equals (object obj)
       {
-       bindings = bindings.Cons (sym, value);
+       return (obj is Symbol ? this == (Symbol) obj
+               : obj is string ? this.name == (string) obj
+               : false);
       }
 
-      public MPlist SetBoundary ()
+      public override int GetHashCode ()
       {
-       boundaries.Push (bindings);
-       return bindings;
+       return name.GetHashCode ();
       }
 
-      public void UnboundTo (MPlist boundary)
+      public static NameTable NameTable { get { return nt; } }
+
+      public override string ToString () { return name; }
+    }
+
+    private static Symbol Qexpr = "expr";
+
+    private static Symbol Qnull = "";
+    private static Symbol Qfuncall = "funcall";
+    private static Symbol Qinteger = "integer";
+    private static Symbol Qstring = "string";
+    private static Symbol Qsymbol = "symbol";
+    private static Symbol Qlist = "list";
+
+    public static Symbol Qdefun = "defun";
+    public static Symbol Qdefmacro = "defmacro";
+    private static Symbol Qfname = "fname";
+    private static Symbol Qargs = "args";
+    private static Symbol Qfixed = "fixed";
+    private static Symbol Qoptional = "optional";
+    private static Symbol Qrest = "rest";
+
+    public static Symbol Qdefvar = "defvar";
+    private static Symbol Qvname = "vname";
+    private static Symbol Qdescription = "description";
+    private static Symbol Qrange = "range";
+
+    private static Symbol Qename = "ename";
+
+    public class Variable
+    {
+      public Domain domain;
+      public readonly Symbol name;
+      protected Term val;
+
+      public Variable (Domain domain, Symbol name, Term val)
       {
-       while (boundary != boundaries.Pop ());
-       while (bindings != boundary)
-         bindings = bindings.next;
+       this.domain = domain;
+       this.name = name;
+       this.val = val;
       }
 
-      public void Defun (string name, Builtin builtin, int min_arg, int max_arg)
+      public Term Value { get { return val; } }
+
+      public virtual Term SetValue (Term val) { this.val = val; return val; }
+
+      public virtual Variable Clone (Domain domain)
       {
-       Defun (name, builtin, min_arg, max_arg, false);
+       return new Variable (domain, name, val);
       }
 
-      public void Defun (string name, Builtin builtin, int min_arg, int max_arg,
-                        bool specialp)
+      public virtual void Reset () { val = Zero; }
+
+      public override string ToString () { return name + "(" + val + ")"; }
+
+      public abstract class Typed : Variable
       {
-       MSymbol sym = name;
-       Function func = (Function) functions.Get (sym);
+       protected string desc;
+       private Term default_val;
 
-       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
+       protected Typed (Domain domain, Symbol name, Term val, string desc)
+         : base (domain, name, val)
          {
-           func = new Function (sym, builtin, min_arg, max_arg, specialp);
-           functions = functions.Cons (sym, func);
+           this.desc = desc;
+           default_val = val;
          }
-      }
 
-      public void Defun (MSymbol sym, MPlist args, MPlist body)
-      {
-       Function func = (Function) functions.Get (sym);
+       public override void Reset () { val = default_val; }
 
-       if (func != null)
-         {
-           int nargs = args == null ? 0 : args.Count;
+       public string Description {
+         get { return desc; }
+         set { desc = value; }
+       }
 
-           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 override Term SetValue (Term val)
+       {
+         if (! CheckValue (val))
+           throw new Error (Error.VariableWrongValue,
+                            "Wrong value for variable {0}: {1}",
+                            name, val);
+         this.val = val;
+         return val;
+       }
+
+       public abstract bool CheckValue (Term val);
       }
 
-      public void Defun (XmlNode node)
+      public class IntType : Typed
       {
-       MSymbol sym = node.Attributes["id"].Value;
-       Function func = (Function) functions.Get (sym);
+       private int[] range;
 
-       if (func != null)
+       public bool IsSubrange (int[] r)
          {
-           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;
+           if (range == null)
+             return true;
+           for (int i = 0; i < r.Length; i += 2)
+             {
+               int j;
+               for (j = 0; j < range.Length; j += 2)
+                 if (range[j] <= r[i] && range[j + 1] >= r[i + 1])
+                   break;
+               if (j >= range.Length)
+                 return false;
+             }
+           return true;
          }
-       else
+
+       public IntType (Domain domain, Symbol name, int n, string desc,
+                       int[] range)
+         : base (domain, name, new Term (n), desc)
          {
-           func = new Function (sym, node, this);
-           functions = functions.Cons (sym, func);
-         }         
+           if (range != null && range.Length % 2 == 1)
+             throw new Error (Error.VariableWrongRange,
+                              "Range length for {0} not even", name);
+           this.range = range;
+           CheckValue (val);
+         }
+
+       public override bool CheckValue (Term term)
+       {
+         if (term.IsInt)
+           {
+             if (range == null)
+               return true;
+             int n = term.Intval;
+             for (int i = 0; i < range.Length; i += 2)
+               if (range[i] <= n && range[i + 1] >= n)
+                 return true;
+           }
+         return false;
+       }
+
+       public override Variable Clone (Domain domain)
+       {
+         return new IntType (domain, name, val.Intval, desc, range);
+       }
+
+       public int[] Range { get { return range; } set { range = value; } }
       }
 
-      internal Function GetFunc (MSymbol name)
+      public class StrType : Typed
       {
-       Function func = (Function) functions.Get (name);
+       private string[] range;
 
-       if (func == null)
+       public bool IsSubrange (string[] r)
          {
-           if (parent != null)
-             return parent.GetFunc (name);
-           throw new Exception ("Unknown function: " + name);
+           if (range == null)
+             return true;
+           for (int i = 0; i < r.Length; i++)
+             {
+               int j;
+               for (j = 0; j < range.Length; j++)
+                 if (range[j] == r[i])
+                   break;
+               if (j >= range.Length)
+                 return false;
+             }
+           return true;
          }
-       return func;
-      }
 
-      public bool CopyFunc (Domain domain, MSymbol name)
-      {
-       Function func = (Function) functions.Get (name);
-       if (func == null)
+       public StrType (Domain domain, Symbol name, string str, string desc,
+                   string[] range)
+         : base (domain, name, new Term (str), desc)
+         {
+           this.range = range;
+           CheckValue (val);
+         }
+
+       public override bool CheckValue (Term val)
+       {
+         if (val.IsStr)
+           {
+             if (range == null)
+               return true;
+             Str str = val.Strval;
+             foreach (Str s in range)
+               if (str.Equals (s))
+                 return true;
+           }
          return false;
-       domain.functions = domain.functions.Cons (name, func);
-       return true;
-      }
+       }
 
-      public void CopyFunc (Domain domain)
-      {
-       foreach (MPlist p in functions)
-         domain.functions = domain.functions.Cons (p.key, p.val);
+       public override Variable Clone (Domain domain)
+       {
+         return new StrType (domain, name, val.Strval, desc, range);
+       }
+
+       public string[] Range { get { return range; } set { range = value; } }
       }
 
-      public object GetValue (MSymbol name)
+      public class SymType : Typed
       {
-       MPlist slot = bindings.Find (name);
+       public Symbol[] range;
 
-       if (slot == null)
+       public bool IsSubrange (Symbol[] r)
          {
-           if (parent != null)
-             return parent.GetValue (name);
-           throw new Exception ("Unbound variable: " + name);
+           if (range == null)
+             return true;
+           for (int i = 0; i < r.Length; i++)
+             {
+               int j;
+               for (j = 0; j < range.Length; j++)
+                 if (range[j] == r[i])
+                   break;
+               if (j >= range.Length)
+                 return false;
+             }
+           return true;
          }
-       return slot.val;
-      }
 
-      public object SetValue (MSymbol name, object val)
-      {
-       MPlist boundary = boundaries.Peek ();
+       public SymType (Domain domain, Symbol name, Symbol sym, string desc,
+                       Symbol[] range)
+         : base (domain, name, new Term (sym), desc)
+         {
+           this.range = range;
+           CheckValue (val);
+         }
 
-       for (MPlist plist = bindings; plist != boundary; plist = plist.next)
-         if (plist.key == name)
+       public override bool CheckValue (Term val)
+       {
+         if (val.IsSymbol)
            {
-             plist.val = val;
-             return val;
+             if (range == null)
+               return true;
+             Symbol sym = val.Symval;
+             foreach (Symbol n in range)
+               if (sym == n)
+                 return true;
            }
-       bindings = bindings.Cons (name, val);
-       return val;
-      }
+         return false;
+       }
 
-      public bool IsBound (MSymbol name)
-      {
-       return (bindings.Find (name) != null);
+       public override Variable Clone (Domain domain)
+       {
+         return new SymType (domain, name, val.Symval, desc, range);
+       }
+
+       public Symbol[] Range { get { return range; } set { range = value; } }
       }
+    }
 
-      public void Translate (MPlist plist)
+    public abstract class Function
+    {
+      public Symbol name;
+      // True iff the function can be called with vname="VNAME" attribute.
+      internal readonly  bool with_var;
+      // Minimum number of positional arguments.
+      internal readonly int min_args;
+      // If non-nengative, maximum number of arguments.  If negative,
+      // maxinum number of positional arguments is (-1 - max_args),
+      // and the remaining unlimit number of arguments are given as a
+      // single list.
+      internal readonly int max_args;
+
+      public Function () { }
+
+      public Function (Symbol name, bool with_var, int min_args, int max_args)
       {
-       if (parent != null)
-         parent.Translate (plist);
-       if (translator != null)
-         for (MPlist p = plist; ! p.IsEmpty; p = p.next)
-           translator (p, this);
+       this.name = name;
+       this.with_var = with_var;
+       this.min_args = min_args;
+       this.max_args = max_args;
       }
 
+      public abstract Term Call (Domain domain, Variable vari, Term[] args);
+
       public override string ToString ()
       {
-       string str = "<(functions";
-       foreach (MPlist p in functions)
-         str += " " + p.key;
-       str += ") (bindings " + bindings + ")";
-       if (context != null)
-         str += " (" + context + ")";
-       str += ">";
-       return str;
+       return name;
       }
-    }
-
-    public delegate object Builtin (MExpression[] args, Domain domain);
-    public delegate void Translator (MPlist plist, Domain domain);
 
-    internal class Function
-    {
-      internal class Lambda
+      internal class Subroutine : Function
       {
-       internal MSymbol[] args;
-       internal MExpression[] body;
+       public Func<Domain, Variable, Term[], Term> builtin;
+
+       public Subroutine (Func<Domain, Variable, Term[], Term> builtin,
+                          Symbol name, bool with_var,
+                          int min_args, int max_args)
+         : base (name, with_var, min_args, max_args)
+         {
+           this.builtin = builtin;
+         }
 
-       public Lambda (MPlist args, MPlist body, Domain domain)
+       public override Term Call (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
        {
-         SetArgs (args);
-         SetBody (body, domain);
+         if (args.Length > 0)
+           {
+             args = (Term[]) args.Clone ();
+             for (int i = 0; i < args.Length; i++)
+               {
+                 args[i] = args[i].Eval (domain);
+                 if (domain.Thrown ())
+                   return args[i];
+               }
+           }
+         return builtin (domain, vari, args);
        }
+      }
+
+      internal class SpecialForm : Function
+      {
+       public Func<Domain, Variable, Term[], Term> builtin;
+
+       public SpecialForm (Func<Domain, Variable, Term[], Term> builtin,
+                           Symbol name, bool with_var,
+                           int min_args, int max_args)
+         : base (name, with_var, min_args, max_args)
+         {
+           this.builtin = builtin;
+         }
 
-       public Lambda (XmlNode node, Domain domain)
+       public override Term Call (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
        {
-         Set (node, domain);
+         return builtin (domain, vari, args);
        }
+      }
 
-       public void SetArgs (MPlist args)
-       {
-         int len = args == null ? 0 : args.Count;
+      internal class Lambda : Function
+      {
+       private Variable[] args;
+       private Term[] body;
 
-         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 Lambda (Symbol name, int min_args, int max_args, Variable[] args,
+                      Term[] body)
+         : base (name, false, min_args, max_args)
+         {
+           this.args = args;
+           this.body = body;
+         }
 
-       public void SetBody (MPlist body, Domain domain)
+       public void SetBody (Term[] body)
        {
-         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);
-           }
+         this.body = body;
        }
 
-       public void Set (XmlNode node, Domain domain)
+       public override Term Call (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
        {
-         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++;
+         Bindings current = domain.bindings;
+         Term result = Zero;
+         int limit = max_args >= 0 ? args.Length : args.Length - 1;
+
+         try {
+           for (int i = 0; i < limit; i++)
+             {
+               result = args[i].Eval (domain);
+               if (domain.Thrown ())
+                 return result;
+               domain.Bind (this.args[i], result);
+             }
+           if (max_args < 0)
+             {
+               List<Term> list = new List<Term> ();
+               list.InsertRange (0, args[limit].Listval);
+
+               for (int i = 0; i < list.Count; i++)
+                 {
+                   result = list[i].Eval (domain);
+                   if (domain.Thrown ())
+                     return result;
+                   list[i] = result;
+                 }
+               domain.Bind (this.args[limit], new Term (list));
+             }
+           try {
+             domain.Catch (CatchTag.Return);
+             foreach (Term term in body)
+               {
+                 result = term.Eval (domain);
+                 if (domain.Thrown ())
+                   return result;
+               }
+           } finally {
+             domain.Uncatch ();
            }
-         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);
+         } finally {
+           domain.UnboundTo (current);
+         }
+         return result;
        }
       }
 
-      public readonly MSymbol Name;
-      public Builtin builtin;
-      public int min_arg, max_arg;
-      internal Lambda lambda;
-      public bool specialp = false;
+      internal class Macro : Function
+      {
+       private Variable[] args;
+       private Term[] body;
 
-      internal static Function ignore, varref, block;
+       public Macro (Symbol name, int min_args, int max_args, Variable[] args,
+                     Term[] body)
+         : base (name, false, min_args, max_args)
+         {
+           this.args = args;
+           this.body = body;
+         }
 
-      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 void SetBody (Term[] body)
+       {
+         this.body = body;
+       }
 
-      internal Function (MSymbol name, MPlist args, MPlist body,
-                        Domain domain)
-      {
-       Name = name;
-       lambda = new Lambda (args, body, domain);
-       this.min_arg = this.max_arg = lambda.args.Length;
+       public override Term Call (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+       {
+         Bindings current = domain.bindings;
+         Term result = Zero;
+
+         try {
+           for (int i = 0; i < args.Length; i++)
+             domain.Bind (this.args[i], args[i]);
+           try {
+             domain.Catch (CatchTag.Return);
+             foreach (Term term in body)
+               {
+                 result = term.Eval (domain);
+                 if (domain.Thrown ())
+                   break;
+               }
+           } finally {
+             domain.Uncatch ();
+           }
+         } finally {
+           domain.UnboundTo (current);
+         }
+         return result;
+       }
       }
+    }
 
-      internal Function (MSymbol name, XmlNode node, Domain domain)
+    internal class Bindings
+    {
+      private Variable vari;
+      private Term old_value;
+      private Bindings next;
+       
+      private Bindings (Variable vari)
       {
-       Name = name;
-       lambda = new Lambda (node, domain);
-       this.min_arg = this.max_arg = lambda.args.Length;
+       this.vari = vari;
+       old_value = vari.Value;
       }
-
-      private Function ()
+       
+      public static Bindings Bind (Bindings bindings, Variable vari, Term val)
       {
-       Name = MSymbol.nil;
-      }
+       Bindings b = new Bindings (vari);
 
-      static Function ()
-      {
-       ignore = new Function ();
-       varref = new Function (Mvarref, get_value, 1, 1, true);
-       block = new Function (Mprogn, progn, 0, -1, true);
+       b.vari.SetValue (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.SetValue (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 ()
+    internal struct CatchTag
     {
-      basic = new Domain ();
+      private Term tag;
+      public Term Tag { get { return tag; } }
 
-      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);
+      // Normal symbolic catch-tag.
+      public CatchTag (Symbol sym) { tag = new Term (sym); }
+      // Special catch-tag for return and break.
+      private CatchTag (int i) { tag = new Term (i); }
 
-      basic.AddTranslator (new Translator (translate_cond));
+      public static CatchTag Return = new CatchTag (0);
+      public static CatchTag Break = new CatchTag (1);
     }
 
-    private static object set_value (MExpression[] args, Domain domain)
+    public class Domain
     {
-      return domain.SetValue ((MSymbol) args[0].args[0].val,
-                             args[1].Eval (domain));
-    }
+      public Symbol name;
+      public object context;
+      public int depth = 0;
+      private Stack<Term> call_stack = new Stack<Term> ();
 
-    private static object not (MExpression[] args, Domain domain)
-    {
-      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;
-    }
+      internal Dictionary<Symbol, MethodInfo> termtypes
+       = new Dictionary<Symbol, MethodInfo> ();
+      internal Dictionary<Symbol, Function> functions
+       = new Dictionary<Symbol, Function> ();
+      internal Dictionary<Symbol, Variable> variables
+       = new Dictionary<Symbol, Variable> ();
+      internal Bindings bindings;
+      private Stack<CatchTag> catch_stack = new Stack<CatchTag> ();
+      private int catch_count = 0;
 
-    private static object plus (MExpression[] args, Domain domain)
-    {
-      if (args[0].val is int)
-       {
-         int n = 0;
-         foreach (MExpression e in args)
-           n += (int) e.val;
-         return n;
-       }
-      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);
-    }
+      internal Domain (Symbol name) { this.name = name; }
+
+      public Domain (Symbol name, object context)
+        : this (name, basic, context) { }
 
-      private static object multi (MExpression[] args, Domain domain)
+      public Domain (Symbol name, Domain parent, object context) : this (name)
       {
-       int n = 1;
-       foreach (MExpression e in args)
-         n *= (int) e.val;
-       return n;
+       termtypes = new Dictionary<Symbol, MethodInfo> (parent.termtypes);
+       functions = new Dictionary<Symbol, Function> (parent.functions);
+       variables = new Dictionary<Symbol, Variable> (parent.variables);
+       this.context = context;
       }
 
-      private static object minus (MExpression[] args, Domain domain)
+      public int CallStackCount { get { return call_stack.Count; } }
+
+      public void CallStackPush (Term term) { call_stack.Push (term); }
+
+      public void CallStackPop () { call_stack.Pop (); }
+
+      public void CallStackPop (int count)
       {
-       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;
+       while (count < call_stack.Count)
+         call_stack.Pop ();
       }
 
-      private static object divide (MExpression[] args, Domain domain)
+      public Term[] CallStack { get { return call_stack.ToArray (); } }
+
+      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 percent (MExpression[] args, Domain domain)
+      internal void UnboundTo (Bindings boundary)
       {
-       int n = (int) args[0].val;
-       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-         n %= (int) args[i].val;
-       return n;
+       if (bindings != null)
+         bindings = bindings.UnboundTo (boundary);
       }
 
-      private static object logior (MExpression[] args, Domain domain)
+      internal void Catch (CatchTag tag)
       {
-       int n = 0;
-       foreach (MExpression e in args)
-         n |= (int) e.val;
-       return n;
+       catch_stack.Push (tag);
+       catch_count++;
       }
 
-      private static object logand (MExpression[] args, Domain domain)
+      internal void Uncatch ()
       {
-       int n = 0;
-       foreach (MExpression e in args)
-         n &= (int) e.val;
-       return n;
+       catch_stack.Pop ();
+       if (catch_count > catch_stack.Count)
+         catch_count--;
       }
 
-      private static object pluseq (MExpression[] args, Domain domain)
-      {
-       MSymbol sym = (MSymbol) args[0].args[0].val;
-       object val = domain.GetValue (sym);
+      public bool Thrown () { return catch_count < catch_stack.Count; }
 
-       if (val is int)
+      public bool Thrown (out bool caught)
+      {
+       if (catch_count < catch_stack.Count)
          {
-           int n = (int) val;
-           for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-             n += (int) args[i].Eval (domain);
-           val = n;
+           caught = catch_count == catch_stack.Count - 1;
+           return true;
          }
-       else if (val is MText)
+       caught = false;
+       return false;
+      }
+
+      internal void ThrowReturn ()
+      {
+       foreach (CatchTag elt in catch_stack)
          {
-           MText mt = (MText) val;
-           for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-             mt.Cat ((MText) args[i].Eval (domain));
-           val = mt;
+           catch_count--;
+           if (elt.Tag == CatchTag.Return.Tag)
+             break;
          }
-       domain.SetValue (sym, val);
-       return val;
       }
 
-      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);
+       if (catch_stack.Peek ().Tag != CatchTag.Break.Tag)
+         throw new Error (Error.NoLoopToBreak,
+                          "No surrounding loop to break");
+       catch_count--;
       }
 
-      private static object minuseq (MExpression[] args, Domain domain)
+      internal void ThrowSymbol (Term tag)
       {
-       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);
+       foreach (CatchTag elt in catch_stack)
+         {
+           catch_count--;
+           if (elt.Tag.Matches (tag))
+             return;
+         }
+       throw new Error (Error.UncaughtThrow,
+                        "No corresponding catch: {0}", tag);
       }
 
-      private static object divideeq (MExpression[] args, Domain domain)
+      public void DefType (Type type)
       {
-       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);
+       if (! type.IsSubclassOf (typeof (TermValue)))
+         throw new Error (Error.TermTypeInvalid,
+                          "Not a subclass of TermValue: {0}", type);
+       BindingFlags flags = BindingFlags.Static | BindingFlags.NonPublic;
+       FieldInfo finfo = type.GetField ("name", flags);
+       if (finfo == null || finfo.FieldType != typeof (Symbol))
+         throw new Error (Error.TermTypeInvalid,
+                          "No \"name\" field of string type: {0}", type);
+       Symbol name = (Symbol) finfo.GetValue (null);
+       if (termtypes.ContainsKey (name))
+         throw new Error (Error.TermTypeInvalid,
+                          "Already defined: {0}", name);
+       if (functions.ContainsKey (name))
+         throw new Error (Error.TermTypeInvalid,
+                          "Already defined as a function or a macro: {0}",
+                          name);
+       Type[] types = new Type[] { typeof (Domain), typeof (XmlNode) };
+       MethodInfo parser = type.GetMethod ("Parser", types);
+       if (parser == null || parser.ReturnType != typeof (TermValue))
+         throw new Error (Error.TermTypeInvalid,
+                          "No \"Parser\" method of correct type: {0}", type);
+       termtypes[name] = parser;
       }
 
-      private static object percenteq (MExpression[] args, Domain domain)
+      private void check_func_head (Symbol name, bool with_var,
+                                   int min_args, int max_args, bool as_macro)
       {
-       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);
+       if (termtypes.ContainsKey (name))
+         throw new Error (Error.FunctionConflict,
+                          "Already defined as a term type: {0}", name);
+       Function func;
+       if (functions.TryGetValue (name, out func))
+         {
+           if ((func is Function.Macro) != as_macro)
+             throw new Error (Error.FunctionConflict,
+                              "Already defined as a {0}: {1}",
+                              as_macro ? "function" : "macro", name);
+           if (func.with_var != with_var
+               || func.min_args != min_args
+               || func.max_args != max_args)
+             throw new Error (Error.FunctionConflict,
+                              "Conflicting arguments: {0}", name);
+         }
       }
 
-      private static object logioreq (MExpression[] args, Domain domain)
+      public void DefSubr (Func<Domain, Variable, Term[], Term> builtin,
+                          Symbol name, bool with_var,
+                          int min_args, int max_args)
       {
-       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);
+       check_func_head (name, with_var, min_args, max_args, false);
+       functions[name] = new Function.Subroutine (builtin, name, with_var,
+                                                  min_args, max_args);
       }
 
-      private static object logandeq (MExpression[] args, Domain domain)
+      public void DefSpecial (Func<Domain, Variable, Term[], Term> builtin,
+                             Symbol name, bool with_var,
+                             int min_args, int max_args)
       {
-       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);
+       check_func_head (name, with_var, min_args, max_args, false);
+       functions[name] = new Function.SpecialForm (builtin, name, with_var,
+                                                   min_args, max_args);
       }
 
-      private static object lshift (MExpression[] args, Domain domain)
+      public void Defun (Symbol name, int min_args, int max_args,
+                        Variable[] args, Term[] body)
       {
-       return (int) args[0].val << (int) args[1].val;
+       check_func_head (name, false, min_args, max_args, false);
+       functions[name] = new Function.Lambda (name, min_args, max_args,
+                                              args, body);
       }
 
-      private static object lshifteq (MExpression[] args, Domain domain)
+      public void Defun (Function func)
       {
-       MSymbol sym = (MSymbol) args[0].args[0].val;
-       int n = (int) domain.GetValue (sym);
-
-       n <<= (int) args[1].Eval (domain);
-       return domain.SetValue (sym, (object) n);
+       functions[func.name] = func;
       }
 
-      private static object rshift (MExpression[] args, Domain domain)
+      public void Defmacro (Symbol name, int min_args, int max_args,
+                           Variable[] args, Term[] body)
       {
-       return (int) args[0].val >> (int) args[1].val;
+       check_func_head (name, false, min_args, max_args, true);
+       functions[name] = new Function.Macro (name, min_args, max_args,
+                                             args, body);
       }
 
-      private static object rshifteq (MExpression[] args, Domain domain)
+      public void DefAlias (Symbol alias, Symbol fname)
       {
-       MSymbol sym = (MSymbol) args[0].args[0].val;
-       int n = (int) domain.GetValue (sym);
-
-       n >>= (int) args[1].Eval (domain);
-       return domain.SetValue (sym, (object) n);
+       Function func;
+       if (termtypes.ContainsKey (alias))
+         throw new Error (Error.FunctionConflict,
+                          "Alread defined as a term type: {0}", alias);
+       if (functions.ContainsKey (alias))
+         throw new Error (Error.FunctionConflict,
+                          "Alread defined as a function: {0}", alias);
+       if (! functions.TryGetValue (fname, out func))
+         throw new Error (Error.UnknownFunction, fname);
+       functions[alias] = func;
       }
 
-      private static object eq (MExpression[] args, Domain domain)
+      public Variable Defvar (Variable vari)
       {
-       int n = (int) args[0].val;
-
-       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-         if (n != (int) args[i].val)
-           return false;
-       return true;
+       vari = vari.Clone (this);
+       variables[vari.name] = vari;
+       return vari;
       }
 
-      private static object noteq (MExpression[] args, Domain domain)
+      internal Variable Defvar (Symbol name)
       {
-       return ((int) args[0].val != (int) args[1].val);
+       Variable vari = new Variable (this, name, Zero);
+       variables[name] = vari;
+       return vari;
       }
 
-      private static object less (MExpression[] args, Domain domain)
+      public Variable DefvarInt (Symbol name, int n, string desc, int[] range)
       {
-       int n = (int) args[0].val;
+       Variable vari;
 
-       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
+       if (variables.TryGetValue (name, out vari))
          {
-           int n1 = (int) args[i].val;
-           if (n >= n1)
-             return false;
-           n = n1;
+           Variable.IntType intvari = vari as Variable.IntType;
+           if (intvari == null)
+             throw new Error (Error.VariableTypeConflict,
+                              "Not an integer variable: {0}", name);
+           if (range != null)
+             {
+               if (! intvari.IsSubrange (range))
+                 throw new Error (Error.VariableRangeConflict,
+                                  "Conflicting variable range: {0}", name);
+               intvari.Range = range;;
+             }
+           if (desc != null)
+             intvari.Description = desc;
          }
-       return true;
-      }
-
-      private static object lesseq (MExpression[] args, Domain domain)
-      {
-       int n = (int) args[0].val;
-       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
+       else
          {
-           int n1 = (int) args[i].val;
-           if (n > n1)
-             return false;
-           n = n1;
+           vari = new Variable.IntType (this, name, n, desc, range);
+           variables[name] = vari;
          }
-       return true;
+       return vari;
       }
 
-      private static object more (MExpression[] args, Domain domain)
+      public Variable DefvarStr (Symbol name, string str, string desc,
+                                string[] range)
       {
-       int n = (int) args[0].val;
-       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
+       Variable vari;
+
+       if (variables.TryGetValue (name, out vari))
          {
-           int n1 = (int) args[i].val;
-           if (n <= n1)
-             return false;
-           n = n1;
+           Variable.StrType strvari = vari as Variable.StrType;
+           if (strvari == null)
+             throw new Error (Error.VariableTypeConflict,
+                              "Not a string variable: {0}", name);
+           if (range != null)
+             {
+               if (! strvari.IsSubrange (range))
+                 throw new Error (Error.VariableRangeConflict,
+                                  "Conflicting variable range: {0}", name);
+               strvari.Range = range;
+             }
+           if (desc != null)
+             strvari.Description = desc;
          }
-       return true;
+       else
+         {
+           vari = new Variable.StrType (this, name, str, desc, range);
+           variables[name] = vari;
+         }
+       return vari;
       }
 
-      private static object moreeq (MExpression[] args, Domain domain)
+      public Variable DefvarSym (Symbol name, Symbol sym, string desc,
+                                Symbol[] range)
       {
-       int n = (int) args[0].val;
-       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
+       Variable vari;
+
+       if (variables.TryGetValue (name, out vari))
          {
-           int n1 = (int) args[i].val;
-           if (n < n1)
-             return false;
-           n = n1;
+           Variable.SymType symvari = vari as Variable.SymType;
+           if (symvari == null)
+             throw new Error (Error.VariableTypeConflict,
+                              "Not a symbol variable: {0}", name);
+           if (range != null)
+             {
+               if (! symvari.IsSubrange (range))
+                 throw new Error (Error.VariableRangeConflict,
+                                  "Conflicting variable range: {0}", name);
+               symvari.Range = range;
+             }
+           if (desc != null)
+             symvari.Description = desc;
          }
-       return true;
+       else
+         {
+           vari = new Variable.SymType (this, name, sym, desc, range);
+           variables[name] = vari;
+         }
+       return vari;
       }
 
-      private static object progn (MExpression[] args, Domain domain)
+      internal Function GetFunc (Symbol name)
       {
-       object result = false;
-
-       foreach (MExpression e in args)
-         result = e.Eval (domain);
-       return result;
+       Function func;
+       if (! functions.TryGetValue (name, out func))
+         throw new Error (Error.UnknownFunction,
+                          "Unknown function: {0}", name);
+       return func;
       }
 
-      private static bool check_condition (MExpression condition, Domain domain)
+      public bool CopyFunc (Domain domain, Symbol name)
       {
-       object result = condition.Eval (domain);
-       return (result is bool ? (bool) result
-               : result is int ? ((int) result) != 0
-               : true);
+       Function func = GetFunc (name);
+
+       domain.functions[name] = func;
+       return true;
       }
 
-      private static object ifclause (MExpression[] args, Domain domain)
+      public void CopyFunc (Domain domain)
       {
-       object result = false;
-
-       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;
+       foreach (KeyValuePair<Symbol, Function> kv in functions)
+         domain.functions[kv.Key] = kv.Value;
       }
 
-      private static object whenclause (MExpression[] args, Domain domain)
+      public Variable GetVar (Symbol name)
       {
-       object result = false;
+       Variable vari;
 
-       if (check_condition (args[0], domain))
-         for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-           result = args[i].Eval (domain);
-       return result;
+       if (! variables.TryGetValue (name, out vari))
+         variables[name] = vari = new Variable (this, name, Zero);
+       return vari;
       }
 
-      private static object whileclause (MExpression[] args, Domain domain)
+      public override string ToString ()
       {
-       while (check_condition (args[0], domain))
-         for (int i = 1; i < args.Length; i++)
-           args[i].Eval (domain);
-       return false;
+       string str = "<(functions";
+       foreach (KeyValuePair<Symbol, Function> kv in functions)
+         str += " " + kv.Key;
+       str += ") (variabls";
+       foreach (KeyValuePair<Symbol, Variable> kv in variables)
+         str += " " + kv.Value;
+       str += ")";
+       if (bindings != null)
+         str += " " + bindings;
+       if (context != null)
+         str += " (" + context + ")";
+       str += ">";
+       return str;
+      }
+
+      internal void TraceWrite (string fmt, params string[] arg)
+      {
+       if (trace_depth > depth)
+         {
+           for (int i = 0; i < depth; i++)
+             Console.Write ("  ");
+           Console.WriteLine (fmt, arg);
+         }
+      }
+
+      public object SaveValues ()
+      {
+       Dictionary<Variable,Term> values = new Dictionary<Variable,Term> ();
+
+       foreach (KeyValuePair<Symbol,Variable> kv in variables)
+         values[kv.Value] = kv.Value.Value.Clone ();
+       return values;
       }
 
-    // (cond (COND1 ...) (COND2 ...) ...)
-    //   => (cond (when COND1 ...) (when COND2 ...) ...)
-    private static void translate_cond (MPlist plist, Domain domain)
+      public void RestoreValues (object values)
+      {
+       foreach (KeyValuePair<Variable,Term> kv
+                in (Dictionary<Variable,Term>) values)
+         kv.Key.SetValue (kv.Value);
+      }
+    }
+
+    private static Domain basic = new Domain ("basic");
+
+    static Xexpression ()
+    {
+      basic.DefType (typeof (Varref));
+      basic.DefType (typeof (Funcall));
+      basic.DefType (typeof (ErrorTerm));
+
+      basic.DefSubr (Fset, "set", true, 1, 1);
+      basic.DefAlias ("=", "set");
+      basic.DefSubr (Fnot, "not", false, 1, 1);
+      basic.DefAlias ("!", "not");
+      basic.DefSubr (Fadd, "add", true, 1, -1);
+      basic.DefAlias ("+", "add");
+      basic.DefSubr (Fmul, "mul", true, 1, -1);
+      basic.DefAlias ("*", "mul");
+      basic.DefSubr (Fsub, "sub", true, 1, -1);
+      basic.DefAlias ("-", "sub");
+      basic.DefSubr (Fdiv, "div", true, 1, -1);
+      basic.DefAlias ("/", "div");
+      basic.DefSubr (Fmod, "mod", true, 1, 2);
+      basic.DefAlias ("%", "mod");
+      basic.DefSubr (Flogior, "logior", true, 1, -1);
+      basic.DefAlias ("|", "logior");
+      basic.DefSubr (Flogand, "logand", true, 1, -1);
+      basic.DefAlias ("&", "logand");
+      basic.DefSubr (Flsh, "lsh", true, 1, 2);
+      basic.DefAlias ("<<", "lsh");
+      basic.DefSubr (Frsh, "rsh", true, 1, 2);
+      basic.DefAlias (">>", "rsh");
+      basic.DefSubr (Feq, "eq", false, 2, -1);
+      basic.DefAlias ("==", "eq");
+      basic.DefSubr (Fnoteq, "noteq", false, 2, 2);
+      basic.DefAlias ("!=", "noteq");
+      basic.DefSubr (Flt, "lt", false, 2, -1);
+      basic.DefAlias ("<", "lt");
+      basic.DefSubr (Fle, "le", false, 2, -1);
+      basic.DefAlias ("<=", "le");
+      basic.DefSubr (Fgt, "gt", false, 2, -1);
+      basic.DefAlias (">", "gt");
+      basic.DefSubr (Fge, "ge", false, 2, -1);
+      basic.DefAlias (">=", "ge");
+
+      basic.DefSubr (Fappend, "append", true, 0, -1);
+      basic.DefSubr (Fconcat, "concat", true, 0, -1);
+      basic.DefSubr (Fnth, "nth", false, 2, 2);
+      basic.DefSubr (Fcopy, "copy", false, 1, 1);
+      basic.DefSubr (Fins, "ins", true, 2, 2);
+      basic.DefSubr (Fdel, "del", true, 2, 2);
+      basic.DefSubr (Feval, "eval", false, 1, 1);
+      basic.DefSubr (Fbreak, "break", false, 0, 1);
+      basic.DefSubr (Freturn, "return", false, 0, 1);
+      basic.DefSubr (Fthrow, "throw", false, 1, 2);
+
+      basic.DefSpecial (Fand, "and", false, 1, -1);
+      basic.DefAlias ("&&", "and");
+      basic.DefSpecial (For, "or", false, 1, -1);
+      basic.DefAlias ("||", "or");
+      basic.DefSpecial (Fprogn, "progn", false, 0, -1);
+      basic.DefAlias ("expr", "progn");
+      basic.DefSpecial (Fif, "if", false, 2, 3);
+      basic.DefSpecial (Fwhen, "when", false, 1, -1);
+      basic.DefSpecial (Floop, "loop", false, 1, -1);
+      basic.DefSpecial (Fwhile, "while", false, 1, -1);
+      basic.DefSpecial (Fcond, "cond", false, 1, -1);
+      basic.DefSpecial (Fforeach, "foreach", true, 2, -1);
+      basic.DefSpecial (Fquote, "quote", false, 1, 1);
+      basic.DefSpecial (Ftype, "type", false, 1, 1);
+      basic.DefSpecial (Fcatch, "catch", true, 2, -1);
+    }
+
+    private static Term Fset (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      if (vari == null)
+       throw new Error (Error.NoVariableName, "No variable name to set");
+      vari.SetValue (args[0]);
+      return args[0];
+    }
+
+    private static Term Fnot (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      return args[0].IsTrue ? Zero : One;
+    }
+
+    static Term maybe_set_intvar (Variable vari, int n)
+    {
+      Term term = new Term (n);
+      if (vari != null)
+       vari.SetValue (term);
+      return term;
+    }
+
+
+    private static Term Fadd (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      int n = vari == null ? 0 : vari.Value.Intval;
+
+      foreach (Term arg in args)
+       n += arg.Intval;
+      return maybe_set_intvar (vari, n);
+    }
+
+    private static Term Fmul (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
     {
-      if (plist.IsPlist)
+      int n = vari == null ? 1 : vari.Value.Intval;
+      foreach (Term arg in args)
+       n *= arg.Intval;
+      return maybe_set_intvar (vari, n);
+    }
+
+    private static Term Fsub (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      int n, i;
+
+      if (vari == null)
        {
-         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);
-               }               
-           }
+         n = args[0].Intval;
+         i = 1;
+       }
+      else
+       {
+         n = vari.Value.Intval;
+         i = 0;
        }
+      while (i < args.Length)
+       n -= args[i++].Intval;
+      return maybe_set_intvar (vari, n);
     }
 
-    private Function function;
-    private MExpression[] args;
-    private object val;
+    private static Term Fdiv (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      int n, i;
 
-    public MExpression[] Args { get { return args; } }
-    public object Val { get { return val; } }
+      if (vari == null)
+       {
+         n = args[0].Intval;
+         i = 1;
+       }
+      else
+       {
+         n = vari.Value.Intval;
+         i = 0;
+       }
+      while (i < args.Length)
+       n /= args[i++].Intval;
+      return maybe_set_intvar (vari, n);
+    }
+
+    private static Term Fmod (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      return maybe_set_intvar (vari, args[0].Intval % args[1].Intval);
+    }
 
-    private MExpression (object val)
+    private static Term Flogior (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
     {
-      this.val = val;
+      int n = vari == null ? 0 : vari.Value.Intval;
+      foreach (Term arg in args)
+       n |= arg.Intval;
+      return maybe_set_intvar (vari, n);
     }
 
-    // EXPR = SYMBOL | MTEXT | INTEGER | FUNCALL | PROGN
-    // FUNCALL = '(' SYMBOL EXPR* ')'
-    // PROGN = '(' EXPR * ')'
-    private MExpression (MSymbol key, object val, Domain domain)
+    private static Term Flogand (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
     {
-      if (key == MSymbol.symbol)
+      int n, i;
+
+      if (vari == null)
        {
-         function = Function.varref;
-         args = new MExpression[1];
-         args[0] = new MExpression (val);
+         n = args[0].Intval;
+         i = 1;
        }
-      else if (key == MSymbol.integer
-              || key == MSymbol.mtext)
+      else
        {
-         this.val = val;
+         n = vari.Value.Intval;
+         i = 0;
        }
-      else if (key == MSymbol.plist)
+      while (i < args.Length)
+       n &= args[i++].Intval;
+      return maybe_set_intvar (vari, n);
+    }
+
+    private static Term Flsh (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      return maybe_set_intvar (vari, args[0].Intval << args[1].Intval);
+    }
+
+    private static Term Frsh (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      return maybe_set_intvar (vari, args[0].Intval >> args[1].Intval);
+    }
+
+    private static Term Feq (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      Term o = args[0];
+
+      if (o.objval == null)
+       {
+         for (int i = 1; i < args.Length; i++)
+           if (args[i].objval != null || args[i].intval != o.intval)
+             return Zero;
+       }
+      else
+       {
+         for (int i = 1; i < args.Length; i++)
+           if (o.objval.Equals (args[i].objval))
+             return Zero;
+       }
+      return One;
+    }
+
+    private static Term Fnoteq (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      return Feq (domain, vari, args);
+    }
+
+    private static Term Flt (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      int n = args[0].Intval;
+
+      for (int i = 1; i < args.Length; i++)
        {
-         MPlist p = (MPlist) val;
+         int n1 = args[i].Intval;
+         if (n >= n1)
+           return Zero;
+         n = n1;
+       }
+      return One;
+    }
+
+    private static Term Fle (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      int n = args[0].Intval;
+      for (int i = 1; i < args.Length; i++)
+       {
+         int n1 = args[i].Intval;
+         if (n > n1)
+           return Zero;
+         n = n1;
+       }
+      return One;
+    }
+
+    private static Term Fgt (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      int n = args[0].Intval;
+      for (int i = 1; i < args.Length; i++)
+       {
+         int n1 = args[i].Intval;
+         if (n <= n1)
+           return Zero;
+         n = n1;
+       }
+      return One;
+    }
+
+    private static Term Fge (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      int n = args[0].Intval;
+      for (int i = 1; i < args.Length; i++)
+       {
+         int n1 = args[i].Intval;
+         if (n < n1)
+           return Zero;
+         n = n1;
+       }
+      return One;
+    }
+
+    private static Term Fappend (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      List<Term> list;
+
+      if (vari == null)
+       list = new List<Term> ();
+      else
+       list = vari.Value.Listval;
+
+      foreach (Term arg in args)
+       {
+         if (arg.IsList)
+           list.AddRange ((List<Term>) arg.objval);
+         else
+           list.Add (arg);
+       }
+      if (vari == null)
+       {
+         Term result;
+         result.intval = 0;
+         result.objval = list;
+         return result;
+       }
+      return vari.Value;
+    }
+
+    private static Term Fconcat (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      Str str = vari == null ? new Str ("") : vari.Value.Strval;
+
+      foreach (Term arg in args)
+       {
+         if (arg.IsStr)
+           str.Insert (-1, arg.Strval);
+         else if (arg.IsList)
+           foreach (Term term in arg.Listval)
+             str.Insert (-1, (char) term.Intval);
+         else
+           str.Insert (-1, (char) arg.Intval);
+       }
+      return vari == null ? new Term (str) : vari.Value;
+    }
 
-         if (p.IsSymbol)
+    private static Term Fnth (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      Term result;
+
+      if (args[1].IsStr)
+       return new Term (args[1].Strval.Nth (args[0].Intval));
+      if (args[1].IsList)
+       return args[1].Listval[args[0].Intval];
+      throw new Error (Error.WrongType,
+                      "Not a string nor a list: {0}", args[1]);
+    }
+
+    private static Term Fcopy (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      return args[0].Clone ();
+    }
+
+    private static Term Fins (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      if (vari == null)
+       throw new Error (Error.NoVariableName, "No variable name to set");
+      if (vari.Value.IsStr)
+       vari.Value.Strval.Insert (args[0].Intval, args[1].Strval);
+      else if (vari.Value.IsList)
+       vari.Value.Listval.InsertRange (args[0].Intval, args[1].Listval);
+      else
+       throw new Error (Error.WrongType, "Not a string nor a list: {0}",
+                        vari.Value);
+      return vari.Value;
+    }
+
+    private static Term Fdel (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      if (vari == null)
+       throw new Error (Error.NoVariableName, "No variable name to set");
+      if (vari.Value.IsStr)
+       vari.Value.Strval.Delete (args[0].Intval, args[1].Intval);
+      else if (vari.Value.IsList)
+       vari.Value.Listval.RemoveRange (args[0].Intval,
+                                       args[1].Intval - args[0].Intval);
+      else
+       throw new Error (Error.WrongType, "Not a string nor a list: {0}",
+                        vari.Value);
+      return vari.Value;
+    }
+
+    private static Term Fand (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      foreach (Term arg in args)
+       if (! arg.Eval (domain).IsTrue)
+         return Zero;
+      return One;
+    }
+
+    private static Term For (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      foreach (Term arg in args)
+       if (arg.Eval (domain).IsTrue)
+         return One;
+      return Zero;
+    }
+
+    private static Term Feval (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      return (args[0].Eval (domain));
+    }
+
+    private static Term Fprogn (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      Term result = One;
+
+      foreach (Term arg in args)
+       result = arg.Eval (domain);
+      return result;
+    }
+
+    private static Term Fif (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      if (args[0].Eval (domain).IsTrue)
+       return args[1].Eval (domain);
+      if (args.Length == 2)
+       return Zero;
+      return args[2].Eval (domain);
+    }
+
+    private static Term Fwhen (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      if (! args[0].Eval (domain).IsTrue)
+       return Zero;
+      Term result = One;
+      for (int i = 1; i < args.Length; i++)
+       result = args[i].Eval (domain);
+      return result;
+    }
+
+    private static Term Freturn (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      domain.ThrowReturn ();
+      return args.Length == 0 ? Zero : args[0];
+    }    
+
+    private static Term Fbreak (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      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)
            {
-             MSymbol sym = p.Symbol;
+             result = arg.Eval (domain);
+             if (domain.Thrown ())
+               return result;
+           }
+      } finally {
+       domain.Uncatch ();
+      }
+      return result;
+    }
 
-             if (sym == Mdefun)
+    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)
+    {
+      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++)
                {
-                 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
+                 domain.depth++;
+                 result = list[i].Eval (domain);
+                 domain.depth--;
+                 if (domain.Thrown ())
+                   return result;
+               }                 
+             return result;
+           }
+       }
+      return Zero;
+    }
+
+    private static Term Fforeach (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      Term result = args[0].Eval (domain);
+      if (domain.Thrown ())
+       return result;
+      List<Term> list = result.Listval;
+      Bindings current = domain.bindings;
+
+      try {
+       domain.Catch (CatchTag.Break);
+       foreach (Term term in list)
+         {
+           domain.Bind (vari, term);
+           try {
+             for (int i = 1; i < args.Length; i++)
                {
-                 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);
-                   }
+                 result = args[i].Eval (domain);
+                 if (domain.Thrown ())
+                   return result;
                }
+           } finally {
+             domain.UnboundTo (current);
            }
-         else
-           {
-             args = new MExpression[1];
-             args[0] = new MExpression (p, domain);
-           }
+         }
+      } finally {
+       domain.Uncatch ();
+      }
+      return result;
+    }
+
+    private static Term Fquote (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      return args[0];
+    }
+
+    private static Term Ftype (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      if (args[0].IsInt)
+       return TermInt;
+      if (args[0].IsStr)
+       return TermStr;
+      if (args[0].IsSymbol)
+       return TermSymbol;
+      if (args[0].IsList)
+       return TermList;
+      return TermTerm;
+    }
+
+    private static Term eval_terms (Domain domain, Term[] terms, int idx,
+                                   out bool caught)
+    {
+      Term result= Zero;
+
+      caught = false;
+      for (int i = idx; i < terms.Length; i++)
+       {
+         result = terms[i].Eval (domain);
+         if (domain.Thrown (out caught))
+           break;
        }
-      else
-       throw new Exception ("Invalid expression: " + key + ":" + val);
+      return result;
+    }
+
+    public static Term Fcatch (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      Term result;
+      bool caught = false;
+
+      if (args.Length < 2)
+       throw new Error (Error.WrongArgument,
+                        "Too few arguments: {0}", args.Length);
+      ErrorTerm err = args[0].objval as ErrorTerm;
+      if (err != null)
+       {
+         try {
+           result = eval_terms (domain, args, 1, out caught);
+         } catch (System.Exception exception) {
+           Term term;
+
+           Error e = exception as Error;
+           if (e != null)
+             term = new Term (new ErrorTerm (e.Name, e.Message, e.Stack));
+           else
+             term = new Term (new ErrorTerm (exception));
+           if (! args[0].Matches (term))
+             throw exception;
+           if (vari != null)
+             vari.SetValue (term);
+           return One;
+         }
+       }
+      else if (args[0].IsSymbol)
+       {
+         try {
+           domain.Catch (new CatchTag (args[0].Symval));
+           result = eval_terms (domain, args, 1, out caught);
+           if (caught)
+             {
+               if (vari != null)
+                 vari.SetValue (result);
+               return One;
+             }
+           return Zero;
+         } finally {
+           domain.Uncatch ();
+         }
+       }
+      throw new Error (Error.WrongArgument,
+                      "Not a symbol nor an error: {0}", args[0]);
+    }
+
+    public static Term Fthrow (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
+    {
+      if (args[0].IsSymbol)
+       {
+         domain.ThrowSymbol (args[0]);
+         return (args[args.Length - 1]);
+       }
+      if (args[0].IsError)
+       {
+         ErrorTerm err = (ErrorTerm) args[0].objval;
+         throw new Error (err.ErrorName, err.ErrorMessage);
+       }
+      throw new Error (Error.WrongArgument,
+                      "Not a symbol nor an error: {0}", args[0]);
+    }
+
+    public abstract class TermValue
+    {
+      public virtual Term Eval (Domain domain) { return new Term (this); }
+      public virtual TermValue Clone () { return this; }
+      public virtual bool IsTrue { get { return true; } }
+      public virtual bool Matches (TermValue other) { return Equals (other); }
+      public override abstract bool Equals (object obj);
+      public override abstract int GetHashCode ();
+      public abstract string ToString (bool detail);
+    }
+
+    private class Varref : TermValue
+    {
+      private static Symbol name = "varref";
+      public static Symbol Name { get { return name; } }
+
+      private Symbol vname;
+      private Variable vari;
+
+      public Varref (Symbol vname) { this.vname = vname; }
+
+      public override Term Eval (Domain domain)
+      {
+       if (vari == null || vari.domain != domain)
+         vari = domain.GetVar (vname);
+       return vari.Value;
+      }
+
+      public static TermValue Parser (Domain domain, XmlNode node)
+      {
+       return new Varref ((Symbol) node.Attributes[Qvname].Value);
+      }
+
+      public override bool Equals (object obj)
+      {
+       Varref varref = obj as Varref;
+       return (varref != null && varref.vari.name == vari.name);
+      }
+
+      public override int GetHashCode ()
+      {
+       return vari.name.GetHashCode ();
+      }        
+
+      public override string ToString () { return ToString (true); }
+
+      public override string ToString (bool detail)
+      {
+       return "<varref vname=\"" + vname + "\"/>";
+      }
     }
 
-    public MExpression (MPlist plist, Domain domain)
+    private class Funcall : TermValue
     {
-      function = Function.block;
-      args = new MExpression[plist.Count];
-      for (int i = 0; ! plist.IsEmpty; i++, plist = plist.next)
+      private static Symbol name = "funcall";
+      public static Symbol Name { get { return name; } }
+
+      internal Function func;
+      internal Variable vari;
+      internal Term[] args;
+
+      public Funcall (Function func, Variable vari, Term[] args)
        {
-         domain.Translate (plist);
-         args[i] = new MExpression (plist.key, plist.val, domain);
+         int nargs = args.Length;
+
+         if (nargs < func.min_args
+             || (func.max_args >= 0 && nargs > func.max_args))
+           throw new Error (Error.WrongArgument,
+                            "Wrong number of arguments to {0}: {1}",
+                            func.name, nargs);
+         if (! func.with_var && vari != null)
+           throw new Error (Error.WrongArgument,
+                            "Wrong vname attribute to {0}: {1}",
+                            func.name, vari.name);
+         this.func = func;
+         this.vari = vari;
+         this.args = args;
        }
+
+      public static TermValue Parser (Domain domain, XmlNode node)
+      {
+       Symbol fname = node.Name;
+       XmlAttribute attr;
+
+       if (fname == Qfuncall)
+         fname = node.Attributes[Qfname].Value;
+       Function func = domain.GetFunc (fname);
+       Variable vari;
+       attr = node.Attributes[Qvname];
+       vari = attr == null ? null : domain.GetVar (attr.Value);
+       XmlNodeList nlist = node.ChildNodes;
+       int nargs = nlist.Count;
+       Term[] args = new Term[nargs];
+       for (int i = 0; i < nargs; i++)
+         args[i] = Parse (domain, nlist[i]);
+       return new Funcall (func, vari, args);
+      }
+
+      public override Term Eval (Domain domain)
+      {
+       Term result;
+       domain.TraceWrite (ToString ());
+       try {
+         domain.depth++;
+         result = func.Call (domain, vari, args);
+       } finally {
+         domain.depth--;
+       }
+       domain.TraceWrite ("=> {0}", result.ToString ());
+       return result;
+      }
+
+      public override TermValue Clone ()
+      {
+       return new Funcall (func, vari, args);
+      }
+
+      public override bool Equals (object obj)
+      {
+       Funcall funcall = obj as Funcall;
+       return (obj != null
+               && funcall.func == func
+               && funcall.vari == vari
+               && funcall.args.Length == args.Length);
+      }
+
+      public override int GetHashCode ()
+      {
+       return func.GetHashCode () ^ args.Length;
+      }
+
+      public override string ToString () { return ToString (true); }
+
+      public override string ToString (bool detail)
+      {
+       string str = "<" + func.name;
+       if (vari != null)
+         {
+           str += " vname=\"" + vari.name + "\"";
+           if (detail)
+             str += " val=" + vari.Value.ToString ();
+         }
+       if (args.Length == 0 || ! detail)
+         return str + "/>";
+       str += ">";
+       if (func is Function.SpecialForm)
+         {
+           for (int i = 0; i < args.Length; i++)
+             str += ".";
+         }
+       else
+         foreach (Term e in args)
+           str += e;
+       return (str + "</" + func.name + ">");
+      }
     }
 
-    public MExpression (XmlNode node, Domain domain)
+    internal class ErrorTerm : TermValue
     {
-      MSymbol sym = node.Name;
+      private static Symbol name = "error";
+      public static Symbol Name { get { return name; } }
+      
+      private readonly Symbol ename;
+      public Symbol ErrorName { get { return ename; } }
+      private string message;
+      public string ErrorMessage { get { return message; } }
+      private Term[] stack;
+
+      public ErrorTerm (Symbol ename, string message)
+       : this (ename, message, null) { }
+
+      internal ErrorTerm (Symbol ename, string message, Term[] stack)
+       {
+         this.ename = ename;
+         this.message = message;
+         this.stack = stack;
+       }
+
+      internal ErrorTerm (Exception e)
+       {
+         if (e is ArithmeticException)
+           ename = Error.ArithmeticError;
+         else if (e is IndexOutOfRangeException)
+           ename = Error.IndexOutOfRange;
+         else if (e is InsufficientMemoryException
+                  || e is OutOfMemoryException)
+           ename = Error.MemoryError;
+         else
+           ename = Error.UnknownError;
+         message = e.Message;
+       }
+
+      public static TermValue Parser (Domain domain, XmlNode node)
+      {
+       XmlAttribute attr = node.Attributes[Qename];
+       Symbol ename = attr == null ? Qnull : (Symbol) attr.Value;
+       string message = node.InnerText;
+       return new ErrorTerm (ename, message);
+      }
+
+      public Term[] CallStack {
+       get { return stack; }
+       internal set { stack = value; }
+      }
+
+      public override TermValue Clone ()
+      {
+       return new ErrorTerm (ename, message);
+      }
 
-      function = domain.GetFunc (sym);
+      public override bool Equals (object obj)
+      {
+       ErrorTerm e = obj as ErrorTerm;
+       return (e != null && e.ename == ename && e.message == message
+               && (e.stack == null ? stack == null
+                   : (stack != null && e.stack.Length == stack.Length)));
+      }
 
-      XmlAttributeCollection attrs = node.Attributes;
+      public override int GetHashCode ()
+      {
+       return ename.GetHashCode ();
+      }
 
-      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 override bool Matches (TermValue term)
+      {
+       ErrorTerm e = term as ErrorTerm;
+       return (e != null && (ename == Qnull || e.ename == ename));
+      }
+
+      public override string ToString () { return ToString (true); }
+
+      public override string ToString (bool detail)
        {
-         string str = sttrs[i].Value;
+         string str = "<error type=\"" + ename + "\">";
+         if (message != null)
+           str += message;
+         if (stack != null)
+           for (int i = 0; i < stack.Length; i++)
+             str += stack[i].ToString (false);
+         return str + "</error>";
+       }
+    }
+
+    public class Str
+    {
+      private string str;
+      private Regex regex;
+
+      public Str (string str) { this.str = str; }
 
+      public Str Clone (Str str) { return new Str (str.str); }
+
+      public bool Equals (Str str) { return this.str == str.str; }
+
+      public bool Matches (Str str)
+      {
+       if (regex = null)
+         regex = new Regex (this.str);
+       return regex.IsMatch (str.str);
+      }
+
+      public void Insert (int index, Str str)
+      {
+       if (index < 0)
+         this.str = this.str + str.str;
+       else
+         this.str = this.str.Insert (index, str.str);
+       regex = null;
+      }
+
+      public void Insert (int index, char c)
+      {
+       if (index < 0)
+         this.str = this.str + c;
+       else
+         this.str = this.str.Insert (index, new string (c, 1));
+       regex = null;
+      }
+
+      public void Delete (int from, int to)
+      {
+       this.str = this.str.Remove (from, to - from);
+       regex = null;
+      }
+    }
+
+    public struct Term
+    {
+      public int intval;
+      public object objval;
+
+      // <integer>...</integer>
+      public Term (int i) { intval = i; objval = null; }
+      // <symbol>...</symbol>
+      public Term (Symbol name) { intval = 0; objval = name; }
+      // <string>...</string>
+      public Term (string str) { intval = 0; objval = new StringBuilder (str); }
+      // <list>...</list>
+      public Term (List<Term> list) { intval = 0; objval = list; }
+      // <error ename="ERROR-NAME">ERROR-MESSASGE</error>
+      public Term (Symbol name, string message)
+       {
+         intval = 0;
+         objval = new ErrorTerm (name, message);
+       }
+
+      public Term (TermValue obj) { intval = 0; objval = obj; }
+
+      // <varref vname="VNAME"/>
+      public Term (Domain domain, Symbol vname)
+       {
+         intval = 0;
+         objval = new Varref (vname);
        }
+
+      // <funcall fname="FNAME">...</funcall>
+      public Term (Domain domain, Symbol fname, Term[] args)
+       : this (domain, fname, Qnull, args) { }
+
+      // <funcall fname="FNAME" vname="VNAME">...</funcall>
+      public Term (Domain domain, Symbol fname, Symbol vname, Term[] args)
+       {
+         intval = 0;
+
+         Function func = domain.GetFunc (fname);
+         Variable vari = vname == Qnull ? null : domain.GetVar (vname);
+         Funcall funcall = new Funcall (func, vari, args);
+         if (func is Function.Macro)
+           {
+             Term result = funcall.Eval (domain);
+             intval = result.intval;
+             objval = result.objval;
+           }
+         else
+           objval = funcall;
+       }
+
+      public object Objval {
+       get {
+         if (objval == null)
+           throw new Error (Error.WrongType,
+                            "term is an integer: {0}", this);
+         return objval;
+       }
+      }
+
+      public int Intval {
+       get {
+         if (objval != null)
+           throw new Error (Error.WrongType, "{0} is not an integer", this);
+         return intval;
+       }
+      }
+
+      public Str Strval {
+       get {
+         if (! IsStr)
+           throw new Error (Error.WrongType, "{0} is not a string", this);
+         return (Str) objval;
+       }
+      }
+
+      public string Symval {
+       get {
+         if (! IsSymbol)
+           throw new Error (Error.WrongType, "{0} is not a symbol", this);
+         return (Symbol) objval;
+       }
+      }
+
+      public List<Term> Listval {
+       get {
+         if (! IsList)
+           throw new Error (Error.WrongType, "{0} is not a list");
+         return (List<Term>) objval;
+       }
+      }
+
+      public bool IsTrue {
+       get {
+         return (objval == null
+                 ? (intval != 0)
+                 : objval is List<Term>
+                 ? (((List<Term>) objval).Count != 0)
+                 : objval is TermValue
+                 ? ((TermValue) objval).IsTrue
+                 : true);
+       }
+      }
+
+      public bool IsInt { get { return (objval == null); } }
+      public bool IsStr { get { return (objval is StringBuilder); } }
+      public bool IsSymbol { get { return (objval is Symbol); } }
+      public bool IsList { get { return (objval is List<Term>); } }
+      public bool IsError { get { return (objval is ErrorTerm); } }
+
+      internal Term Eval (Domain domain)
+      {
+       if (objval == null || objval is Symbol || objval is string
+           || objval is List<Term>)
+         return this;
+       try {
+         domain.CallStackPush (this);
+         return ((TermValue) objval).Eval (domain);
+       } catch (Error e) {
+         if (e.Stack == null)
+           e.Stack = domain.CallStack;
+         throw e;
+       } finally {
+         domain.CallStackPop ();
+       }
+      }
+
+      public Term Clone ()
+      {
+       if (objval == null || objval is Symbol)
+         return this;
+       if (objval is StringBuilder)
+         return new Term (((StringBuilder) objval).ToString ());
+       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 static bool operator== (Term t1, Term t2)
+       {
+         return t1.Equals (t2);
+       }
+
+      public static bool operator!= (Term t1, Term t2) { return ! (t1 == t2); }
+
+      public override bool Equals (object obj)
+      {
+       if (! (obj is Term))
+         return false;
+       Term term = (Term) obj;
+       if (IsInt)
+         return term.IsInt && term.Intval == Intval;
+       if (IsSymbol)
+         return term.IsSymbol && term.Symval == Symval;
+       if (IsStr)
+         return (term.IsStr && term.Strval.Equals (Strval));
+       if (IsList)
+         {
+           if (! term.IsList)
+             return false;
+           List<Term> l1 = objval as List<Term>;
+           List<Term> l2 = term.objval as List<Term>;
+
+           if (l1.Count != l2.Count)
+             return false;
+           for (int i = 0; i < l1.Count; i++)
+             if (! l1[i].Equals (l2[i]))
+               return false;
+           return true;
+         }
+       return ((TermValue) objval).Equals (obj);
+      }
+
+      public override int GetHashCode () { return intval; }
+
+      public bool Matches (Term term)
+      {
+       if (IsInt)
+         return term.IsInt && Intval == term.Intval;
+       if (IsSymbol)
+         return term.IsSymbol && Symval == term.Symval;
+       if (IsStr)
+         return term.IsStr && Strval.Matches (term.Strval);
+       if (IsList)
+         {
+           if (! term.IsList)
+             return false;
+           List<Term> l1 = objval as List<Term>;
+           List<Term> l2 = term.objval as List<Term>;
+
+           if (l1.Count > l2.Count)
+             return false;
+           for (int i = 0; i < l1.Count; i++)
+             if (! l1[i].Equals (l2[i]))
+               return false;
+           return true;
+         }
+       return ((TermValue) objval).Matches ((TermValue) term.objval);
+      }
+
+      public override string ToString () { return ToString (true); }
+
+      public string ToString (bool detail)
+      {
+       string str;
+
+       if (objval == null)
+         str = "<integer>" + intval + "</integer>";
+       else if (objval is Symbol)
+         str = "<symbol>" + objval + "</symbol>";
+       else if (objval is string)
+         str = "<string>" + objval + "</string>";
+       else if (objval is List<Term>)
+         {
+           if (detail)
+             {
+               str = "<list>";
+               foreach (Term e in (List<Term>) objval)
+                 str += e;
+               str += "</list>";
+             }
+           else
+             str = "<list/>";
+         }
+       else if (objval is Term)
+         str = "<quote>" + objval + "</quote>";
+       else
+         str = ((TermValue) objval).ToString (detail);
+       return str;
+      }
+    }
+
+    private static Term Zero = new Term (0);
+    private static Term One = new Term (1);
+    private static Term TermInt = new Term (Qinteger);
+    private static Term TermStr = new Term (Qstring);
+    private static Term TermSymbol = new Term (Qsymbol);
+    private static Term TermList = new Term (Qlist);
+    private static Term TermTerm = new Term ((Symbol) "term");
+
+    private static int parse_integer (XmlNode node)
+    {
+      string str = node.InnerText;
+      int len = str.Length;
+      int i, c;
+
+      if (len == 2 && str[0] == '?')
+       return str[1];
+      if (len > 2
+         && str[1] == 'x' && ((c = str[0]) == '0' || c == '#'))
+       {
+         if (! int.TryParse (str.Substring (2),
+                             Globalization.NumberStyles.HexNumber, null,
+                             out i))
+           throw new Error (Error.InvalidInteger, node,
+                            "Not a integer string: {0}", str);
+         return i;
+       }
+      if (! int.TryParse (str, out i))
+       throw new Error (Error.InvalidInteger, node,
+                        "Not a integer string: {0}", str);
+      return i;
     }
 
-    public object Eval (Domain domain)
+    private static Symbol parse_defvar (Domain domain, XmlNode node)
     {
-      if (function == null)
+      XmlAttribute name = node.Attributes[Qvname];
+      if (name == null)
+       throw new Error (Error.NoVariableName, node,
+                        "No variable name to define");
+      Symbol vname = name.Value;
+      String desc;
+      Variable vari;
+
+      node = node.FirstChild;
+      if (node != null && node.Name == Qdescription)
        {
-         if (val is MSymbol)
-           val = domain.GetValue ((MSymbol) val);
+         desc = node.InnerText;
+         node = node.NextSibling;
+       }
+      else
+       desc = null;
+      if (node != null)
+       {
+         Symbol type = node.Name;
+         XmlNodeList range_list = null;
+         int nranges = 0;
+         XmlNode n = node.NextSibling;
+
+         if (n != null)
+           {
+             range_list = n.ChildNodes;
+             nranges = range_list.Count;
+           }
+
+         if (type == Qinteger)
+           {
+             int val = parse_integer (node);
+             int[] range = null;
+             if (range_list != null)
+               {
+                 range = new int[nranges * 2];
+                 for (int i = 0; i < nranges; i++)
+                   {
+                     XmlNode nd = range_list[i];
+                     if (nd.Name == Qrange)
+                       {
+                         range[i * 2] = parse_integer (nd.FirstChild);
+                         range[i * 2 + 1] = parse_integer (nd.LastChild);
+                       }
+                     else
+                       {
+                         range[i * 2] = range[i * 2 + 1]
+                           = parse_integer (nd.FirstChild);
+                       }
+                   }
+               }
+             vari = domain.DefvarInt (vname, val, desc, range);
+           }
+         else if (type == Qstring)
+           {
+             string[] range = null;
+             if (range_list != null)
+               {
+                 range = new string[nranges];
+                 for (int i = 0; i < nranges; i++)
+                   range[i] = range_list[i].FirstChild.InnerText;
+               }
+             vari = domain.DefvarStr (vname, node.InnerText, desc, range);
+           }
+         else if (type == Qsymbol)
+           {
+             Symbol[] range = null;
+             if (range_list != null)
+               {
+                 range = new Symbol[nranges];
+                 for (int i = 0; i < nranges; i++)
+                   range[i] = range_list[i].FirstChild.InnerText;
+               }
+             vari = domain.DefvarSym (vname, (Symbol) node.InnerText, desc,
+                                      range);
+           }
+         else
+           throw new Error (Error.TermTypeInvalid, "Unknown type: {0}", type);
        }
       else
-       val = function.Call (args, domain);
-      return val;
+       {
+         if (domain.variables.TryGetValue (vname, out vari))
+           vari = vari.Clone (domain);
+         else
+           vari = new Variable (domain, vname, Zero);
+         domain.variables[vname] = vari;
+       }
+      return vname;
     }
 
-    public override string ToString ()
+    private static Variable[] parse_args (Domain domain, XmlNode node,
+                                         out int min_args, out int max_args)
     {
-      string str;
+      int nfixed = 0;
+      int noptional = 0;
+      int nrest = 0;
+      Variable[] args;
 
-      if (function != null)
+      node = node.FirstChild;
+      if (node != null && node.Name == Qargs)
        {
-         str = "(" + function.Name.Name;
-         if (args != null)
-           foreach (MExpression e in args)
-             str += " " + e.ToString ();
-         str += ")";
+         XmlNode n;
+         for (n = node.FirstChild; n != null; n = n.NextSibling)
+           {
+             if (n.Name == Qfixed)
+               nfixed++;
+             else if (n.Name == Qoptional)
+               noptional++;
+             else if (n.Name == Qrest)
+               {
+                 if (nrest > 0)
+                   throw new Error (Error.WrongType, n, "Too many <rest>");
+                 nrest++;
+               }
+             else
+               throw new Error (Error.WrongType, n,
+                                "Not fixed, optional, nor rest: {0}", n.Name);
+           }
+         min_args = nfixed;
+         max_args = nfixed + noptional + nrest;
+         args = new Variable[max_args];
+         n = node.FirstChild;
+         for (int i = 0; i < max_args; n = n.NextSibling)
+           args[i++] = domain.Defvar ((Symbol) n.Attributes[0].Value);
+         if (nrest == 1)
+           max_args = - max_args;
        }
-      else if (val != null)
+      else
        {
-         if (val is MText)
-           str = "\"" + (string) ((MText) val) + "\"";
-         else
-           str = val.ToString ();
+         min_args = max_args = 0;
+         args = new Variable[0];
        }
+      return args;
+    }
+
+    public static Symbol parse_defun_head (Domain domain, XmlNode node)
+    {
+      Symbol name = node.Attributes[Qfname].Value;
+      int min_args, max_args;
+      Variable[] args;
+
+      args = parse_args (domain, node, out min_args, out max_args);
+      if (node.Name == Qdefun)
+       domain.Defun (name, min_args, max_args, args, null);
       else
-       str = "()";
-      return str;
+       domain.Defmacro (name, min_args, max_args, args, null);
+      return name;
+    }
+
+    public static void parse_defun_body (Domain domain, XmlNode node)
+    {
+      bool is_defun = node.Name == Qdefun;
+      Symbol name = node.Attributes[Qfname].Value;
+      Function func = domain.GetFunc (name);
+
+      for (node = node.FirstChild; node != null; node = node.NextSibling)
+       if (node.Name != Qdescription
+           && node.Name != Qargs)
+         break;
+      Term[] body = Parse (domain, node, null);
+      if (is_defun)
+       ((Function.Lambda) func).SetBody (body);
+      else
+       ((Function.Macro) func).SetBody (body);
+    }
+
+    public static Term Parse (Domain domain, XmlNode node)
+    {
+      Symbol name = node.Name;
+
+      try {
+       if (name == Qinteger)
+         return new Term (parse_integer (node));
+       if (name == Qsymbol)
+         return new Term ((Symbol) node.InnerText);
+       if (name == Qstring)
+         return new Term (node.InnerText);
+       if (name == Qlist)
+         {
+           List<Term> list = new List<Term> ();
+           for (node = node.FirstChild; node != null;
+                node = node.NextSibling)
+             list.Add (Parse (domain, node));
+           return new Term (list);
+         }
+       if (name == Qdefun || name == Qdefmacro)
+         {
+           name = parse_defun_head (domain, node);
+           parse_defun_body (domain, node);
+           return new Term (name);
+         }
+       if (name == Qdefvar)
+         {
+           name = parse_defvar (domain, node);
+           return new Term (name);
+         }
+       MethodInfo parser;
+       if (domain.termtypes.TryGetValue (name, out parser))
+         {
+           object[] arg = new object[] { domain, node };
+           return new Term ((TermValue) parser.Invoke (null, arg));
+         }
+
+       Funcall funcall = (Funcall) Funcall.Parser (domain, node);
+       if (funcall.func is Function.Macro)
+         return funcall.Eval (domain);
+       return new Term (funcall);
+      } catch (Error e) {
+       if (e.Node == null)
+         e.Node = node;
+       throw e;
+      } catch (Exception e) {
+       throw new Error (Error.UnknownError, node, e, "Parsing error");
+      }
+    }
+
+    private static bool default_stop (XmlNode n) { return n == null; }
+
+    public static Term[] Parse (Domain domain, XmlNode node,
+                               Func<XmlNode, bool> stop)
+    {
+      if (stop == null)
+       stop = default_stop;
+
+      XmlNode n;
+      for (n = node; ! stop (n); n = n.NextSibling)
+       if (n.NodeType == XmlNodeType.Element
+           && (n.Name == Qdefun || n.Name == Qdefmacro))
+         {
+           try {
+             parse_defun_head (domain, n);
+           } catch (Error e) {
+             if (e.Node == null)
+               e.Node = node;
+             throw e;
+           } catch (Exception e) {
+             throw new Error (Error.UnknownError, node, e, "Parsing error");
+           }
+         }
+
+      List<Term> terms = new List<Term> ();
+      for (; node != n; node = node.NextSibling)
+       if (node.NodeType == XmlNodeType.Element)
+         {
+           try {
+             if (node.Name == Qdefun || node.Name == Qdefmacro)
+               parse_defun_body (domain, node);
+             else if (node.Name == Qdefvar)
+               parse_defvar (domain, node);
+             else
+               terms.Add (Parse (domain, node));
+           } catch (Error e) {
+             if (e.Node == null)
+               e.Node = node;
+             throw e;
+           } catch (Exception e) {
+             throw new Error (Error.UnknownError, node, e, "Parsing error");
+           }
+         }
+      return terms.ToArray ();
+    }
+
+    public static Term[] Parse (Domain domain, string url)
+    {
+      XmlDocument doc = new XmlDocument (Symbol.NameTable);
+      XmlNode node;
+
+      using (XmlTextReader reader = new XmlTextReader (url, doc.NameTable))
+       {
+         do {
+           reader.Read ();
+         } while (reader.NodeType != XmlNodeType.None
+                  && (reader.NodeType != XmlNodeType.Element
+                      || reader.Name != Qexpr));
+         if (reader.NodeType == XmlNodeType.None)
+           throw new Exception ("Node <expr> not found");
+         node = doc.ReadNode (reader);
+       }
+      return Parse (domain, node.FirstChild, null);
+    }
+
+    public static Term Eval (Domain domain, Term[] terms)
+    {
+      Term result = Zero;
+
+      try {
+       foreach (Term term in terms)
+         {
+           result = term.Eval (domain);
+           if (domain.Thrown ())
+             return result;
+         }
+       return result;
+      } catch (Error e) {
+       throw e;
+      } catch (Exception e) {
+       throw new Error (Error.UnknownError, null, e, "Runtime error");
+      }
     }
   }
 }