scm_the_vm now returns raw struct scm_vm pointer
[bpt/guile.git] / libguile / vm.c
index c264470..284f382 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-/* Copyright (C) 2001, 2009, 2010, 2011, 2012 Free Software Foundation, Inc.
+/* Copyright (C) 2001, 2009, 2010, 2011, 2012, 2013 Free Software Foundation, Inc.
  * 
  * This library is free software; you can redistribute it and/or
  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License
 #include "control.h"
 #include "frames.h"
 #include "instructions.h"
-#include "objcodes.h"
+#include "loader.h"
 #include "programs.h"
 #include "vm.h"
+#include "vm-builtins.h"
+
+#include "private-gc.h" /* scm_getenv_int */
 
 static int vm_default_engine = SCM_VM_REGULAR_ENGINE;
 
@@ -51,19 +54,8 @@ static SCM sym_debug;
    necessary, but might be if you think you found a bug in the VM. */
 #define VM_ENABLE_ASSERTIONS
 
-/* We can add a mode that ensures that all stack items above the stack pointer
-   are NULL. This is useful for checking the internal consistency of the VM's
-   assumptions and its operators, but isn't necessary for normal operation. It
-   will ensure that assertions are enabled. Slows down the VM by about 30%. */
-/* NB! If you enable this, search for NULLING in throw.c */
-/* #define VM_ENABLE_STACK_NULLING */
-
 /* #define VM_ENABLE_PARANOID_ASSERTIONS */
 
-#if defined (VM_ENABLE_STACK_NULLING) && !defined (VM_ENABLE_ASSERTIONS)
-#define VM_ENABLE_ASSERTIONS
-#endif
-
 /* When defined, arrange so that the GC doesn't scan the VM stack beyond its
    current SP.  This should help avoid excess data retention.  See
    http://thread.gmane.org/gmane.comp.programming.garbage-collection.boehmgc/3001
@@ -100,9 +92,8 @@ scm_i_vm_cont_print (SCM x, SCM port, scm_print_state *pstate)
    call to vm_run; but that's currently not implemented.
  */
 SCM
-scm_i_vm_capture_stack (SCM *stack_base, SCM *fp, SCM *sp, scm_t_uint8 *ra,
-                        scm_t_uint8 *mvra, scm_t_dynstack *dynstack,
-                        scm_t_uint32 flags)
+scm_i_vm_capture_stack (SCM *stack_base, SCM *fp, SCM *sp, scm_t_uint32 *ra,
+                        scm_t_dynstack *dynstack, scm_t_uint32 flags)
 {
   struct scm_vm_cont *p;
 
@@ -110,17 +101,7 @@ scm_i_vm_capture_stack (SCM *stack_base, SCM *fp, SCM *sp, scm_t_uint8 *ra,
   p->stack_size = sp - stack_base + 1;
   p->stack_base = scm_gc_malloc (p->stack_size * sizeof (SCM),
                                 "capture_vm_cont");
-#if defined(VM_ENABLE_STACK_NULLING) && 0
-  /* Tail continuations leave their frame on the stack for subsequent
-     application, but don't capture the frame -- so there are some elements on
-     the stack then, and this check doesn't work, so disable it for now. */
-  if (sp >= vp->stack_base)
-    if (!vp->sp[0] || vp->sp[1])
-      abort ();
-  memset (p->stack_base, 0, p->stack_size * sizeof (SCM));
-#endif
   p->ra = ra;
-  p->mvra = mvra;
   p->sp = sp;
   p->fp = fp;
   memcpy (p->stack_base, stack_base, (sp + 1 - stack_base) * sizeof (SCM));
@@ -131,86 +112,73 @@ scm_i_vm_capture_stack (SCM *stack_base, SCM *fp, SCM *sp, scm_t_uint8 *ra,
 }
 
 static void
-vm_return_to_continuation (SCM vm, SCM cont, size_t n, SCM *argv)
+vm_return_to_continuation (struct scm_vm *vp, SCM cont, size_t n, SCM *argv)
 {
-  struct scm_vm *vp;
   struct scm_vm_cont *cp;
   SCM *argv_copy;
 
   argv_copy = alloca (n * sizeof(SCM));
   memcpy (argv_copy, argv, n * sizeof(SCM));
 
-  vp = SCM_VM_DATA (vm);
   cp = SCM_VM_CONT_DATA (cont);
 
-  if (n == 0 && !cp->mvra)
-    scm_misc_error (NULL, "Too few values returned to continuation",
-                    SCM_EOL);
-
-  if (vp->stack_size < cp->stack_size + n + 1)
+  if (vp->stack_size < cp->stack_size + n + 3)
     scm_misc_error ("vm-engine", "not enough space to reinstate continuation",
-                    scm_list_2 (vm, cont));
+                    scm_list_1 (cont));
 
-#ifdef VM_ENABLE_STACK_NULLING
-  {
-    scm_t_ptrdiff nzero = (vp->sp - cp->sp);
-    if (nzero > 0)
-      memset (vp->stack_base + cp->stack_size, 0, nzero * sizeof (SCM));
-    /* actually nzero should always be negative, because vm_reset_stack will
-       unwind the stack to some point *below* this continuation */
-  }
-#endif
   vp->sp = cp->sp;
   vp->fp = cp->fp;
   memcpy (vp->stack_base, cp->stack_base, cp->stack_size * sizeof (SCM));
 
-  if (n == 1 || !cp->mvra)
-    {
-      vp->ip = cp->ra;
-      vp->sp++;
-      *vp->sp = argv_copy[0];
-    }
-  else
-    {
-      size_t i;
-      for (i = 0; i < n; i++)
-        {
-          vp->sp++;
-          *vp->sp = argv_copy[i];
-        }
-      vp->sp++;
-      *vp->sp = scm_from_size_t (n);
-      vp->ip = cp->mvra;
-    }
+  {
+    size_t i;
+
+    /* Push on an empty frame, as the continuation expects.  */
+    for (i = 0; i < 3; i++)
+      {
+        vp->sp++;
+        *vp->sp = SCM_BOOL_F;
+      }
+
+    /* Push the return values.  */
+    for (i = 0; i < n; i++)
+      {
+        vp->sp++;
+        *vp->sp = argv_copy[i];
+      }
+    vp->ip = cp->ra;
+  }
 }
 
 SCM
 scm_i_capture_current_stack (void)
 {
   scm_i_thread *thread;
-  SCM vm;
   struct scm_vm *vp;
 
   thread = SCM_I_CURRENT_THREAD;
-  vm = scm_the_vm ();
-  vp = SCM_VM_DATA (vm);
+  vp = scm_the_vm ();
 
-  return scm_i_vm_capture_stack (vp->stack_base, vp->fp, vp->sp, vp->ip, NULL,
+  return scm_i_vm_capture_stack (vp->stack_base, vp->fp, vp->sp, vp->ip,
                                  scm_dynstack_capture_all (&thread->dynstack),
                                  0);
 }
 
+static void vm_dispatch_apply_hook (struct scm_vm *vp) SCM_NOINLINE;
+static void vm_dispatch_push_continuation_hook (struct scm_vm *vp) SCM_NOINLINE;
+static void vm_dispatch_pop_continuation_hook (struct scm_vm *vp, SCM *old_fp) SCM_NOINLINE;
+static void vm_dispatch_next_hook (struct scm_vm *vp) SCM_NOINLINE;
+static void vm_dispatch_abort_hook (struct scm_vm *vp) SCM_NOINLINE;
+static void vm_dispatch_restore_continuation_hook (struct scm_vm *vp) SCM_NOINLINE;
+
 static void
-vm_dispatch_hook (SCM vm, int hook_num)
+vm_dispatch_hook (struct scm_vm *vp, int hook_num, SCM *argv, int n)
 {
-  struct scm_vm *vp;
   SCM hook;
   struct scm_frame c_frame;
   scm_t_cell *frame;
-  SCM args[1];
   int saved_trace_level;
 
-  vp = SCM_VM_DATA (vm);
   hook = vp->hooks[hook_num];
 
   if (SCM_LIKELY (scm_is_false (hook))
@@ -228,61 +196,112 @@ vm_dispatch_hook (SCM vm, int hook_num)
      while the stack frame represented by the frame object is visible, so it
      seems reasonable to limit the lifetime of frame objects.  */
 
-  c_frame.stack_holder = vm;
-  c_frame.fp = vp->fp;
-  c_frame.sp = vp->sp;
+  c_frame.stack_holder = vp;
+  c_frame.fp_offset = vp->fp - vp->stack_base;
+  c_frame.sp_offset = vp->sp - vp->stack_base;
   c_frame.ip = vp->ip;
-  c_frame.offset = 0;
 
   /* Arrange for FRAME to be 8-byte aligned, like any other cell.  */
   frame = alloca (sizeof (*frame) + 8);
   frame = (scm_t_cell *) ROUND_UP ((scm_t_uintptr) frame, 8UL);
 
-  frame->word_0 = SCM_PACK (scm_tc7_frame);
+  frame->word_0 = SCM_PACK (scm_tc7_frame | (SCM_VM_FRAME_KIND_VM << 8));
   frame->word_1 = SCM_PACK_POINTER (&c_frame);
-  args[0] = SCM_PACK_POINTER (frame);
 
-  scm_c_run_hookn (hook, args, 1);
+  if (n == 0)
+    {
+      SCM args[1];
+
+      args[0] = SCM_PACK_POINTER (frame);
+      scm_c_run_hookn (hook, args, 1);
+    }
+  else if (n == 1)
+    {
+      SCM args[2];
+
+      args[0] = SCM_PACK_POINTER (frame);
+      args[1] = argv[0];
+      scm_c_run_hookn (hook, args, 2);
+    }
+  else
+    {
+      SCM args = SCM_EOL;
+
+      while (n--)
+        args = scm_cons (argv[n], args);
+      scm_c_run_hook (hook, scm_cons (SCM_PACK_POINTER (frame), args));
+    }
 
   vp->trace_level = saved_trace_level;
 }
 
 static void
-vm_abort (SCM vm, size_t n, scm_i_jmp_buf *current_registers) SCM_NORETURN;
+vm_dispatch_apply_hook (struct scm_vm *vp)
+{
+  return vm_dispatch_hook (vp, SCM_VM_APPLY_HOOK, NULL, 0);
+}
+static void vm_dispatch_push_continuation_hook (struct scm_vm *vp)
+{
+  return vm_dispatch_hook (vp, SCM_VM_PUSH_CONTINUATION_HOOK, NULL, 0);
+}
+static void vm_dispatch_pop_continuation_hook (struct scm_vm *vp, SCM *old_fp)
+{
+  return vm_dispatch_hook (vp, SCM_VM_POP_CONTINUATION_HOOK,
+                           &SCM_FRAME_LOCAL (old_fp, 1),
+                           SCM_FRAME_NUM_LOCALS (old_fp, vp->sp) - 1);
+}
+static void vm_dispatch_next_hook (struct scm_vm *vp)
+{
+  return vm_dispatch_hook (vp, SCM_VM_NEXT_HOOK, NULL, 0);
+}
+static void vm_dispatch_abort_hook (struct scm_vm *vp)
+{
+  return vm_dispatch_hook (vp, SCM_VM_ABORT_CONTINUATION_HOOK,
+                           &SCM_FRAME_LOCAL (vp->fp, 1),
+                           SCM_FRAME_NUM_LOCALS (vp->fp, vp->sp) - 1);
+}
+static void vm_dispatch_restore_continuation_hook (struct scm_vm *vp)
+{
+  return vm_dispatch_hook (vp, SCM_VM_RESTORE_CONTINUATION_HOOK, NULL, 0);
+}
+
+static void
+vm_abort (struct scm_vm *vp, SCM tag,
+          size_t nstack, SCM *stack_args, SCM tail, SCM *sp,
+          scm_i_jmp_buf *current_registers) SCM_NORETURN;
 
 static void
-vm_abort (SCM vm, size_t n, scm_i_jmp_buf *current_registers)
+vm_abort (struct scm_vm *vp, SCM tag,
+          size_t nstack, SCM *stack_args, SCM tail, SCM *sp,
+          scm_i_jmp_buf *current_registers)
 {
   size_t i;
   ssize_t tail_len;
-  SCM tag, tail, *argv;
+  SCM *argv;
   
-  /* FIXME: VM_ENABLE_STACK_NULLING */
-  tail = *(SCM_VM_DATA (vm)->sp--);
-  /* NULLSTACK (1) */
   tail_len = scm_ilength (tail);
   if (tail_len < 0)
     scm_misc_error ("vm-engine", "tail values to abort should be a list",
                     scm_list_1 (tail));
 
-  tag = SCM_VM_DATA (vm)->sp[-n];
-  argv = alloca ((n + tail_len) * sizeof (SCM));
-  for (i = 0; i < n; i++)
-    argv[i] = SCM_VM_DATA (vm)->sp[-(n-1-i)];
-  for (; i < n + tail_len; i++, tail = scm_cdr (tail))
+  argv = alloca ((nstack + tail_len) * sizeof (SCM));
+  for (i = 0; i < nstack; i++)
+    argv[i] = stack_args[i];
+  for (; i < nstack + tail_len; i++, tail = scm_cdr (tail))
     argv[i] = scm_car (tail);
-  /* NULLSTACK (n + 1) */
-  SCM_VM_DATA (vm)->sp -= n + 1;
 
-  scm_c_abort (vm, tag, n + tail_len, argv, current_registers);
+  /* FIXME: NULLSTACK (SCM_VM_DATA (vp)->sp - sp) */
+  vp->sp = sp;
+
+  scm_c_abort (vp, tag, nstack + tail_len, argv, current_registers);
 }
 
 static void
-vm_reinstate_partial_continuation (SCM vm, SCM cont, size_t n, SCM *argv,
+vm_reinstate_partial_continuation (struct scm_vm *vp, SCM cont,
+                                   size_t n, SCM *argv,
                                    scm_t_dynstack *dynstack,
                                    scm_i_jmp_buf *registers)
 {
-  struct scm_vm *vp;
   struct scm_vm_cont *cp;
   SCM *argv_copy, *base;
   scm_t_ptrdiff reloc;
@@ -291,9 +310,8 @@ vm_reinstate_partial_continuation (SCM vm, SCM cont, size_t n, SCM *argv,
   argv_copy = alloca (n * sizeof(SCM));
   memcpy (argv_copy, argv, n * sizeof(SCM));
 
-  vp = SCM_VM_DATA (vm);
   cp = SCM_VM_CONT_DATA (cont);
-  base = SCM_FRAME_UPPER_ADDRESS (vp->fp) + 1;
+  base = SCM_FRAME_LOCALS_ADDRESS (vp->fp);
   reloc = cp->reloc + (base - cp->stack_base);
 
 #define RELOC(scm_p)                                           \
@@ -302,7 +320,7 @@ vm_reinstate_partial_continuation (SCM vm, SCM cont, size_t n, SCM *argv,
   if ((base - vp->stack_base) + cp->stack_size + n + 1 > vp->stack_size)
     scm_misc_error ("vm-engine",
                     "not enough space to instate partial continuation",
-                    scm_list_2 (vm, cont));
+                    scm_list_1 (cont));
 
   memcpy (base, cp->stack_base, cp->stack_size * sizeof (SCM));
 
@@ -317,16 +335,14 @@ vm_reinstate_partial_continuation (SCM vm, SCM cont, size_t n, SCM *argv,
 
   vp->sp = base - 1 + cp->stack_size;
   vp->fp = RELOC (cp->fp);
-  vp->ip = cp->mvra;
+  vp->ip = cp->ra;
 
-  /* now push args. ip is in a MV context. */
+  /* Push the arguments. */
   for (i = 0; i < n; i++)
     {
       vp->sp++;
       *vp->sp = argv_copy[i];
     }
-  vp->sp++;
-  *vp->sp = scm_from_size_t (n);
 
   /* The prompt captured a slice of the dynamic stack.  Here we wind
      those entries onto the current thread's stack.  We also have to
@@ -391,8 +407,8 @@ static void vm_error_unbound_fluid (SCM proc, SCM fluid) SCM_NORETURN SCM_NOINLI
 static void vm_error_not_a_variable (const char *func_name, SCM x) SCM_NORETURN SCM_NOINLINE;
 static void vm_error_apply_to_non_list (SCM x) SCM_NORETURN SCM_NOINLINE;
 static void vm_error_kwargs_length_not_even (SCM proc) SCM_NORETURN SCM_NOINLINE;
-static void vm_error_kwargs_invalid_keyword (SCM proc) SCM_NORETURN SCM_NOINLINE;
-static void vm_error_kwargs_unrecognized_keyword (SCM proc) SCM_NORETURN SCM_NOINLINE;
+static void vm_error_kwargs_invalid_keyword (SCM proc, SCM obj) SCM_NORETURN SCM_NOINLINE;
+static void vm_error_kwargs_unrecognized_keyword (SCM proc, SCM kw) SCM_NORETURN SCM_NOINLINE;
 static void vm_error_too_many_args (int nargs) SCM_NORETURN SCM_NOINLINE;
 static void vm_error_wrong_num_args (SCM proc) SCM_NORETURN SCM_NOINLINE;
 static void vm_error_wrong_type_apply (SCM proc) SCM_NORETURN SCM_NOINLINE;
@@ -404,17 +420,9 @@ static void vm_error_not_a_bytevector (const char *subr, SCM x) SCM_NORETURN SCM
 static void vm_error_not_a_struct (const char *subr, SCM x) SCM_NORETURN SCM_NOINLINE;
 static void vm_error_no_values (void) SCM_NORETURN SCM_NOINLINE;
 static void vm_error_not_enough_values (void) SCM_NORETURN SCM_NOINLINE;
+static void vm_error_wrong_number_of_values (scm_t_uint32 expected) SCM_NORETURN SCM_NOINLINE;
 static void vm_error_continuation_not_rewindable (SCM cont) SCM_NORETURN SCM_NOINLINE;
 static void vm_error_bad_wide_string_length (size_t len) SCM_NORETURN SCM_NOINLINE;
-#if VM_CHECK_IP
-static void vm_error_invalid_address (void) SCM_NORETURN SCM_NOINLINE;
-#endif
-#if VM_CHECK_OBJECT
-static void vm_error_object (void) SCM_NORETURN SCM_NOINLINE;
-#endif
-#if VM_CHECK_FREE_VARIABLES
-static void vm_error_free_variable (void) SCM_NORETURN SCM_NOINLINE;
-#endif
 
 static void
 vm_error (const char *msg, SCM arg)
@@ -470,19 +478,19 @@ vm_error_kwargs_length_not_even (SCM proc)
 }
 
 static void
-vm_error_kwargs_invalid_keyword (SCM proc)
+vm_error_kwargs_invalid_keyword (SCM proc, SCM obj)
 {
   scm_error_scm (sym_keyword_argument_error, proc,
                  scm_from_latin1_string ("Invalid keyword"),
-                 SCM_EOL, SCM_BOOL_F);
+                 SCM_EOL, scm_list_1 (obj));
 }
 
 static void
-vm_error_kwargs_unrecognized_keyword (SCM proc)
+vm_error_kwargs_unrecognized_keyword (SCM proc, SCM kw)
 {
   scm_error_scm (sym_keyword_argument_error, proc,
                  scm_from_latin1_string ("Unrecognized keyword"),
-                 SCM_EOL, SCM_BOOL_F);
+                 SCM_EOL, scm_list_1 (kw));
 }
 
 static void
@@ -561,6 +569,13 @@ vm_error_not_enough_values (void)
   vm_error ("Too few values returned to continuation", SCM_UNDEFINED);
 }
 
+static void
+vm_error_wrong_number_of_values (scm_t_uint32 expected)
+{
+  vm_error ("Wrong number of values returned to continuation (expected ~a)",
+            scm_from_uint32 (expected));
+}
+
 static void
 vm_error_continuation_not_rewindable (SCM cont)
 {
@@ -573,86 +588,157 @@ vm_error_bad_wide_string_length (size_t len)
   vm_error ("VM: Bad wide string length: ~S", scm_from_size_t (len));
 }
 
-#ifdef VM_CHECK_IP
-static void
-vm_error_invalid_address (void)
+
+\f
+
+static SCM vm_boot_continuation;
+static SCM vm_builtin_apply;
+static SCM vm_builtin_values;
+static SCM vm_builtin_abort_to_prompt;
+static SCM vm_builtin_call_with_values;
+static SCM vm_builtin_call_with_current_continuation;
+
+static const scm_t_uint32 vm_boot_continuation_code[] = {
+  SCM_PACK_OP_24 (halt, 0)
+};
+
+static const scm_t_uint32 vm_builtin_apply_code[] = {
+  SCM_PACK_OP_24 (assert_nargs_ge, 3),
+  SCM_PACK_OP_24 (tail_apply, 0), /* proc in r1, args from r2 */
+};
+
+static const scm_t_uint32 vm_builtin_values_code[] = {
+  SCM_PACK_OP_24 (return_values, 0) /* vals from r1 */
+};
+
+static const scm_t_uint32 vm_builtin_abort_to_prompt_code[] = {
+  SCM_PACK_OP_24 (assert_nargs_ge, 2),
+  SCM_PACK_OP_24 (abort, 0), /* tag in r1, vals from r2 */
+  /* FIXME: Partial continuation should capture caller regs.  */
+  SCM_PACK_OP_24 (return_values, 0) /* vals from r1 */
+};
+
+static const scm_t_uint32 vm_builtin_call_with_values_code[] = {
+  SCM_PACK_OP_24 (assert_nargs_ee, 3),
+  SCM_PACK_OP_24 (alloc_frame, 7),
+  SCM_PACK_OP_12_12 (mov, 6, 1),
+  SCM_PACK_OP_24 (call, 6), SCM_PACK_OP_ARG_8_24 (0, 1),
+  SCM_PACK_OP_12_12 (mov, 0, 2),
+  SCM_PACK_OP_24 (tail_call_shuffle, 7)
+};
+
+static const scm_t_uint32 vm_builtin_call_with_current_continuation_code[] = {
+  SCM_PACK_OP_24 (assert_nargs_ee, 2),
+  SCM_PACK_OP_24 (call_cc, 0)
+};
+
+
+static SCM
+scm_vm_builtin_ref (unsigned idx)
 {
-  vm_error ("VM: Invalid program address", SCM_UNDEFINED);
+  switch (idx)
+    {
+#define INDEX_TO_NAME(builtin, BUILTIN, req, opt, rest)                 \
+      case SCM_VM_BUILTIN_##BUILTIN: return vm_builtin_##builtin;
+      FOR_EACH_VM_BUILTIN(INDEX_TO_NAME)
+#undef INDEX_TO_NAME
+      default: abort();
+    }
 }
-#endif
 
-#if VM_CHECK_OBJECT
-static void
-vm_error_object ()
+SCM scm_sym_apply;
+static SCM scm_sym_values;
+static SCM scm_sym_abort_to_prompt;
+static SCM scm_sym_call_with_values;
+static SCM scm_sym_call_with_current_continuation;
+
+SCM
+scm_vm_builtin_name_to_index (SCM name)
+#define FUNC_NAME "builtin-name->index"
 {
-  vm_error ("VM: Invalid object table access", SCM_UNDEFINED);
+  SCM_VALIDATE_SYMBOL (1, name);
+
+#define NAME_TO_INDEX(builtin, BUILTIN, req, opt, rest) \
+  if (scm_is_eq (name, scm_sym_##builtin))              \
+    return scm_from_uint (SCM_VM_BUILTIN_##BUILTIN);
+  FOR_EACH_VM_BUILTIN(NAME_TO_INDEX)
+#undef NAME_TO_INDEX
+
+  return SCM_BOOL_F;
 }
-#endif
+#undef FUNC_NAME
 
-#if VM_CHECK_FREE_VARIABLES
-static void
-vm_error_free_variable ()
+SCM
+scm_vm_builtin_index_to_name (SCM index)
+#define FUNC_NAME "builtin-index->name"
 {
-  vm_error ("VM: Invalid free variable access", SCM_UNDEFINED);
+  unsigned idx;
+
+  SCM_VALIDATE_UINT_COPY (1, index, idx);
+
+  switch (idx)
+    {
+#define INDEX_TO_NAME(builtin, BUILTIN, req, opt, rest)         \
+      case SCM_VM_BUILTIN_##BUILTIN: return scm_sym_##builtin;
+      FOR_EACH_VM_BUILTIN(INDEX_TO_NAME)
+#undef INDEX_TO_NAME
+      default: return SCM_BOOL_F;
+    }
 }
-#endif
+#undef FUNC_NAME
 
-\f
+static void
+scm_init_vm_builtins (void)
+{
+  scm_c_define_gsubr ("builtin-name->index", 1, 0, 0,
+                      scm_vm_builtin_name_to_index);
+  scm_c_define_gsubr ("builtin-index->name", 1, 0, 0,
+                      scm_vm_builtin_index_to_name);
+}
 
-static SCM boot_continuation;
+SCM
+scm_i_call_with_current_continuation (SCM proc)
+{
+  return scm_call_1 (vm_builtin_call_with_current_continuation, proc);
+}
 
 \f
 /*
  * VM
  */
 
-static SCM
-resolve_variable (SCM what, SCM program_module)
+#define VM_MIN_STACK_SIZE      (1024)
+#define VM_DEFAULT_STACK_SIZE  (256 * 1024)
+static size_t vm_stack_size = VM_DEFAULT_STACK_SIZE;
+
+static void
+initialize_default_stack_size (void)
 {
-  if (SCM_LIKELY (scm_is_symbol (what)))
-    {
-      if (scm_is_true (program_module))
-        return scm_module_lookup (program_module, what);
-      else
-        return scm_module_lookup (scm_the_root_module (), what);
-    }
-  else
-    {
-      SCM mod;
-      /* compilation of @ or @@
-         `what' is a three-element list: (MODNAME SYM INTERFACE?)
-         INTERFACE? is #t if we compiled @ or #f if we compiled @@
-      */
-      mod = scm_resolve_module (SCM_CAR (what));
-      if (scm_is_true (SCM_CADDR (what)))
-        mod = scm_module_public_interface (mod);
-      if (scm_is_false (mod))
-        scm_misc_error (NULL, "no such module: ~S",
-                        scm_list_1 (SCM_CAR (what)));
-      /* might longjmp */
-      return scm_module_lookup (mod, SCM_CADR (what));
-    }
+  int size = scm_getenv_int ("GUILE_STACK_SIZE", vm_stack_size);
+  if (size >= VM_MIN_STACK_SIZE)
+    vm_stack_size = size;
 }
-  
-#define VM_DEFAULT_STACK_SIZE  (64 * 1024)
 
-#define VM_NAME   vm_regular_engine
+#define VM_NAME vm_regular_engine
+#define VM_USE_HOOKS 0
 #define FUNC_NAME "vm-regular-engine"
-#define VM_ENGINE SCM_VM_REGULAR_ENGINE
 #include "vm-engine.c"
-#undef VM_NAME
 #undef FUNC_NAME
-#undef VM_ENGINE
+#undef VM_USE_HOOKS
+#undef VM_NAME
 
-#define VM_NAME          vm_debug_engine
+#define VM_NAME vm_debug_engine
+#define VM_USE_HOOKS 1
 #define FUNC_NAME "vm-debug-engine"
-#define VM_ENGINE SCM_VM_DEBUG_ENGINE
 #include "vm-engine.c"
-#undef VM_NAME
 #undef FUNC_NAME
-#undef VM_ENGINE
+#undef VM_USE_HOOKS
+#undef VM_NAME
 
-static const scm_t_vm_engine vm_engines[] = 
+typedef SCM (*scm_t_vm_engine) (struct scm_vm *vp,
+                                SCM program, SCM *argv, size_t nargs);
+
+static const scm_t_vm_engine vm_engines[SCM_VM_NUM_ENGINES] =
   { vm_regular_engine, vm_debug_engine };
 
 #ifdef VM_ENABLE_PRECISE_STACK_GC_SCAN
@@ -671,7 +757,7 @@ make_vm (void)
 
   vp = scm_gc_malloc (sizeof (struct scm_vm), "vm");
 
-  vp->stack_size  = VM_DEFAULT_STACK_SIZE;
+  vp->stack_size= vm_stack_size;
 
 #ifdef VM_ENABLE_PRECISE_STACK_GC_SCAN
   vp->stack_base = (SCM *)
@@ -687,9 +773,6 @@ make_vm (void)
                                   "stack-base");
 #endif
 
-#ifdef VM_ENABLE_STACK_NULLING
-  memset (vp->stack_base, 0, vp->stack_size * sizeof (SCM));
-#endif
   vp->stack_limit = vp->stack_base + vp->stack_size - VM_STACK_RESERVE_SIZE;
   vp->ip         = NULL;
   vp->sp         = vp->stack_base - 1;
@@ -734,90 +817,37 @@ vm_stack_mark (GC_word *addr, struct GC_ms_entry *mark_stack_ptr,
 
 
 SCM
-scm_c_vm_run (SCM vm, SCM program, SCM *argv, int nargs)
+scm_call_n (SCM proc, SCM *argv, size_t nargs)
 {
-  struct scm_vm *vp = SCM_VM_DATA (vm);
+  struct scm_vm *vp = scm_the_vm ();
   SCM_CHECK_STACK;
-  return vm_engines[vp->engine](vm, program, argv, nargs);
+  return vm_engines[vp->engine](vp, proc, argv, nargs);
 }
 
-/* Scheme interface */
-
-SCM_DEFINE (scm_the_vm, "the-vm", 0, 0, 0,
-           (void),
-           "Return the current thread's VM.")
-#define FUNC_NAME s_scm_the_vm
+struct scm_vm *
+scm_the_vm (void)
 {
   scm_i_thread *t = SCM_I_CURRENT_THREAD;
 
   if (SCM_UNLIKELY (scm_is_false (t->vm)))
     t->vm = make_vm ();
 
-  return t->vm;
+  return SCM_VM_DATA (t->vm);
 }
-#undef FUNC_NAME
-
-
-SCM_DEFINE (scm_vm_p, "vm?", 1, 0, 0,
-           (SCM obj),
-           "")
-#define FUNC_NAME s_scm_vm_p
-{
-  return scm_from_bool (SCM_VM_P (obj));
-}
-#undef FUNC_NAME
-
-SCM_DEFINE (scm_make_vm, "make-vm", 0, 0, 0,
-           (void),
-           "")
-#define FUNC_NAME s_scm_make_vm,
-{
-  return make_vm ();
-}
-#undef FUNC_NAME
-
-SCM_DEFINE (scm_vm_ip, "vm:ip", 1, 0, 0,
-           (SCM vm),
-           "")
-#define FUNC_NAME s_scm_vm_ip
-{
-  SCM_VALIDATE_VM (1, vm);
-  return scm_from_unsigned_integer ((scm_t_bits) SCM_VM_DATA (vm)->ip);
-}
-#undef FUNC_NAME
-
-SCM_DEFINE (scm_vm_sp, "vm:sp", 1, 0, 0,
-           (SCM vm),
-           "")
-#define FUNC_NAME s_scm_vm_sp
-{
-  SCM_VALIDATE_VM (1, vm);
-  return scm_from_unsigned_integer ((scm_t_bits) SCM_VM_DATA (vm)->sp);
-}
-#undef FUNC_NAME
 
-SCM_DEFINE (scm_vm_fp, "vm:fp", 1, 0, 0,
-           (SCM vm),
-           "")
-#define FUNC_NAME s_scm_vm_fp
-{
-  SCM_VALIDATE_VM (1, vm);
-  return scm_from_unsigned_integer ((scm_t_bits) SCM_VM_DATA (vm)->fp);
-}
-#undef FUNC_NAME
+/* Scheme interface */
 
 #define VM_DEFINE_HOOK(n)                              \
 {                                                      \
   struct scm_vm *vp;                                   \
-  SCM_VALIDATE_VM (1, vm);                             \
-  vp = SCM_VM_DATA (vm);                               \
+  vp = scm_the_vm ();                                   \
   if (scm_is_false (vp->hooks[n]))                     \
     vp->hooks[n] = scm_make_hook (SCM_I_MAKINUM (1));  \
   return vp->hooks[n];                                 \
 }
 
-SCM_DEFINE (scm_vm_apply_hook, "vm-apply-hook", 1, 0, 0,
-           (SCM vm),
+SCM_DEFINE (scm_vm_apply_hook, "vm-apply-hook", 0, 0, 0,
+           (void),
            "")
 #define FUNC_NAME s_scm_vm_apply_hook
 {
@@ -825,8 +855,8 @@ SCM_DEFINE (scm_vm_apply_hook, "vm-apply-hook", 1, 0, 0,
 }
 #undef FUNC_NAME
 
-SCM_DEFINE (scm_vm_push_continuation_hook, "vm-push-continuation-hook", 1, 0, 0,
-           (SCM vm),
+SCM_DEFINE (scm_vm_push_continuation_hook, "vm-push-continuation-hook", 0, 0, 0,
+           (void),
            "")
 #define FUNC_NAME s_scm_vm_push_continuation_hook
 {
@@ -834,8 +864,8 @@ SCM_DEFINE (scm_vm_push_continuation_hook, "vm-push-continuation-hook", 1, 0, 0,
 }
 #undef FUNC_NAME
 
-SCM_DEFINE (scm_vm_pop_continuation_hook, "vm-pop-continuation-hook", 1, 0, 0,
-           (SCM vm),
+SCM_DEFINE (scm_vm_pop_continuation_hook, "vm-pop-continuation-hook", 0, 0, 0,
+           (void),
            "")
 #define FUNC_NAME s_scm_vm_pop_continuation_hook
 {
@@ -843,8 +873,8 @@ SCM_DEFINE (scm_vm_pop_continuation_hook, "vm-pop-continuation-hook", 1, 0, 0,
 }
 #undef FUNC_NAME
 
-SCM_DEFINE (scm_vm_next_hook, "vm-next-hook", 1, 0, 0,
-           (SCM vm),
+SCM_DEFINE (scm_vm_next_hook, "vm-next-hook", 0, 0, 0,
+           (void),
            "")
 #define FUNC_NAME s_scm_vm_next_hook
 {
@@ -852,8 +882,8 @@ SCM_DEFINE (scm_vm_next_hook, "vm-next-hook", 1, 0, 0,
 }
 #undef FUNC_NAME
 
-SCM_DEFINE (scm_vm_abort_continuation_hook, "vm-abort-continuation-hook", 1, 0, 0,
-           (SCM vm),
+SCM_DEFINE (scm_vm_abort_continuation_hook, "vm-abort-continuation-hook", 0, 0, 0,
+           (void),
            "")
 #define FUNC_NAME s_scm_vm_abort_continuation_hook
 {
@@ -861,8 +891,8 @@ SCM_DEFINE (scm_vm_abort_continuation_hook, "vm-abort-continuation-hook", 1, 0,
 }
 #undef FUNC_NAME
 
-SCM_DEFINE (scm_vm_restore_continuation_hook, "vm-restore-continuation-hook", 1, 0, 0,
-           (SCM vm),
+SCM_DEFINE (scm_vm_restore_continuation_hook, "vm-restore-continuation-hook", 0, 0, 0,
+           (void),
            "")
 #define FUNC_NAME s_scm_vm_restore_continuation_hook
 {
@@ -870,23 +900,21 @@ SCM_DEFINE (scm_vm_restore_continuation_hook, "vm-restore-continuation-hook", 1,
 }
 #undef FUNC_NAME
 
-SCM_DEFINE (scm_vm_trace_level, "vm-trace-level", 1, 0, 0,
-           (SCM vm),
+SCM_DEFINE (scm_vm_trace_level, "vm-trace-level", 0, 0, 0,
+           (void),
            "")
 #define FUNC_NAME s_scm_vm_trace_level
 {
-  SCM_VALIDATE_VM (1, vm);
-  return scm_from_int (SCM_VM_DATA (vm)->trace_level);
+  return scm_from_int (scm_the_vm ()->trace_level);
 }
 #undef FUNC_NAME
 
-SCM_DEFINE (scm_set_vm_trace_level_x, "set-vm-trace-level!", 2, 0, 0,
-           (SCM vm, SCM level),
+SCM_DEFINE (scm_set_vm_trace_level_x, "set-vm-trace-level!", 1, 0, 0,
+           (SCM level),
            "")
 #define FUNC_NAME s_scm_set_vm_trace_level_x
 {
-  SCM_VALIDATE_VM (1, vm);
-  SCM_VM_DATA (vm)->trace_level = scm_to_int (level);
+  scm_the_vm ()->trace_level = scm_to_int (level);
   return SCM_UNSPECIFIED;
 }
 #undef FUNC_NAME
@@ -923,36 +951,33 @@ vm_engine_to_symbol (int engine, const char *FUNC_NAME)
     }
 }
   
-SCM_DEFINE (scm_vm_engine, "vm-engine", 1, 0, 0,
-           (SCM vm),
+SCM_DEFINE (scm_vm_engine, "vm-engine", 0, 0, 0,
+           (void),
            "")
 #define FUNC_NAME s_scm_vm_engine
 {
-  SCM_VALIDATE_VM (1, vm);
-  return vm_engine_to_symbol (SCM_VM_DATA (vm)->engine, FUNC_NAME);
+  return vm_engine_to_symbol (scm_the_vm ()->engine, FUNC_NAME);
 }
 #undef FUNC_NAME
 
 void
-scm_c_set_vm_engine_x (SCM vm, int engine)
+scm_c_set_vm_engine_x (int engine)
 #define FUNC_NAME "set-vm-engine!"
 {
-  SCM_VALIDATE_VM (1, vm);
-
   if (engine < 0 || engine >= SCM_VM_NUM_ENGINES)
     SCM_MISC_ERROR ("Unknown VM engine: ~a",
                     scm_list_1 (scm_from_int (engine)));
     
-  SCM_VM_DATA (vm)->engine = engine;
+  scm_the_vm ()->engine = engine;
 }
 #undef FUNC_NAME
 
-SCM_DEFINE (scm_set_vm_engine_x, "set-vm-engine!", 2, 0, 0,
-           (SCM vm, SCM engine),
+SCM_DEFINE (scm_set_vm_engine_x, "set-vm-engine!", 1, 0, 0,
+           (SCM engine),
            "")
 #define FUNC_NAME s_scm_set_vm_engine_x
 {
-  scm_c_set_vm_engine_x (vm, symbol_to_vm_engine (engine, FUNC_NAME));
+  scm_c_set_vm_engine_x (symbol_to_vm_engine (engine, FUNC_NAME));
   return SCM_UNSPECIFIED;
 }
 #undef FUNC_NAME
@@ -979,63 +1004,15 @@ SCM_DEFINE (scm_set_default_vm_engine_x, "set-default-vm-engine!", 1, 0, 0,
 }
 #undef FUNC_NAME
 
-static void reinstate_vm (SCM vm)
-{
-  scm_i_thread *t = SCM_I_CURRENT_THREAD;
-  t->vm = vm;
-}
-
-SCM_DEFINE (scm_call_with_vm, "call-with-vm", 2, 0, 1,
-           (SCM vm, SCM proc, SCM args),
+/* FIXME: This function makes no sense, but we keep it to make sure we
+   have a way of switching to the debug or regular VM.  */
+SCM_DEFINE (scm_call_with_vm, "call-with-vm", 1, 0, 1,
+           (SCM proc, SCM args),
            "Apply @var{proc} to @var{args} in a dynamic extent in which\n"
-            "@var{vm} is the current VM.\n\n"
-            "As an implementation restriction, if @var{vm} is not the same\n"
-            "as the current thread's VM, continuations captured within the\n"
-            "call to @var{proc} may not be reinstated once control leaves\n"
-            "@var{proc}.")
+            "@var{vm} is the current VM.")
 #define FUNC_NAME s_scm_call_with_vm
 {
-  SCM prev_vm, ret;
-  SCM *argv;
-  int i, nargs;
-  scm_t_wind_flags flags;
-  scm_i_thread *t = SCM_I_CURRENT_THREAD;
-
-  SCM_VALIDATE_VM (1, vm);
-  SCM_VALIDATE_PROC (2, proc);
-
-  nargs = scm_ilength (args);
-  if (SCM_UNLIKELY (nargs < 0))
-    scm_wrong_type_arg_msg (FUNC_NAME, 3, args, "list");
-  
-  argv = alloca (nargs * sizeof(SCM));
-  for (i = 0; i < nargs; i++)
-    {
-      argv[i] = SCM_CAR (args);
-      args = SCM_CDR (args);
-    }
-
-  prev_vm = t->vm;
-
-  /* Reentry can happen via invokation of a saved continuation, but
-     continuations only save the state of the VM that they are in at
-     capture-time, which might be different from this one.  So, in the
-     case that the VMs are different, set up a non-rewindable frame to
-     prevent reinstating an incomplete continuation.  */
-  flags = scm_is_eq (prev_vm, vm) ? 0 : SCM_F_WIND_EXPLICITLY;
-  if (flags)
-    {
-      scm_dynwind_begin (0);
-      scm_dynwind_unwind_handler_with_scm (reinstate_vm, prev_vm, flags);
-      t->vm = vm;
-    }
-
-  ret = scm_c_vm_run (vm, proc, argv, nargs);
-
-  if (flags)
-    scm_dynwind_end ();
-  
-  return ret;
+  return scm_apply_0 (proc, args);
 }
 #undef FUNC_NAME
 
@@ -1044,38 +1021,33 @@ SCM_DEFINE (scm_call_with_vm, "call-with-vm", 2, 0, 1,
  * Initialize
  */
 
-SCM scm_load_compiled_with_vm (SCM file)
+SCM
+scm_load_compiled_with_vm (SCM file)
 {
-  SCM program = scm_load_thunk_from_file (file);
-
-  return scm_c_vm_run (scm_the_vm (), program, NULL, 0);
+  return scm_call_0 (scm_load_thunk_from_file (file));
 }
 
   
-static SCM
-make_boot_program (void)
-{
-  struct scm_objcode *bp;
-  size_t bp_size;
-  SCM u8vec, ret;
-    
-  const scm_t_uint8 text[] = { 
-    scm_op_make_int8_1,
-    scm_op_halt
-  };
-
-  bp_size = sizeof (struct scm_objcode) + sizeof (text);
-  bp = scm_gc_malloc_pointerless (bp_size, "boot-program");
-  memcpy (SCM_C_OBJCODE_BASE (bp), text, sizeof (text));
-  bp->len = sizeof(text);
-  bp->metalen = 0;
-
-  u8vec = scm_c_take_gc_bytevector ((scm_t_int8*)bp, bp_size, SCM_BOOL_F);
-  ret = scm_make_program (scm_bytecode_to_objcode (u8vec, SCM_UNDEFINED),
-                          SCM_BOOL_F, SCM_BOOL_F);
-  SCM_SET_CELL_WORD_0 (ret, (SCM_CELL_WORD_0 (ret) | SCM_F_PROGRAM_IS_BOOT));
-
-  return ret;
+void
+scm_init_vm_builtin_properties (void)
+{
+  /* FIXME: Seems hacky to do this here, but oh well :/ */
+  scm_sym_apply = scm_from_utf8_symbol ("apply");
+  scm_sym_values = scm_from_utf8_symbol ("values");
+  scm_sym_abort_to_prompt = scm_from_utf8_symbol ("abort-to-prompt");
+  scm_sym_call_with_values = scm_from_utf8_symbol ("call-with-values");
+  scm_sym_call_with_current_continuation =
+    scm_from_utf8_symbol ("call-with-current-continuation");
+
+#define INIT_BUILTIN(builtin, BUILTIN, req, opt, rest)                  \
+  scm_set_procedure_property_x (vm_builtin_##builtin, scm_sym_name,     \
+                                scm_sym_##builtin);                     \
+  scm_set_procedure_minimum_arity_x (vm_builtin_##builtin,              \
+                                     SCM_I_MAKINUM (req),               \
+                                     SCM_I_MAKINUM (opt),               \
+                                     scm_from_bool (rest));
+  FOR_EACH_VM_BUILTIN (INIT_BUILTIN);
+#undef INIT_BUILTIN
 }
 
 void
@@ -1084,6 +1056,12 @@ scm_bootstrap_vm (void)
   scm_c_register_extension ("libguile-" SCM_EFFECTIVE_VERSION,
                             "scm_init_vm",
                             (scm_t_extension_init_func)scm_init_vm, NULL);
+  scm_c_register_extension ("libguile-" SCM_EFFECTIVE_VERSION,
+                            "scm_init_vm_builtins",
+                            (scm_t_extension_init_func)scm_init_vm_builtins,
+                            NULL);
+
+  initialize_default_stack_size ();
 
   sym_vm_run = scm_from_latin1_symbol ("vm-run");
   sym_vm_error = scm_from_latin1_symbol ("vm-error");
@@ -1091,7 +1069,15 @@ scm_bootstrap_vm (void)
   sym_regular = scm_from_latin1_symbol ("regular");
   sym_debug = scm_from_latin1_symbol ("debug");
 
-  boot_continuation = make_boot_program ();
+  vm_boot_continuation = scm_i_make_program (vm_boot_continuation_code);
+  SCM_SET_CELL_WORD_0 (vm_boot_continuation,
+                       (SCM_CELL_WORD_0 (vm_boot_continuation)
+                        | SCM_F_PROGRAM_IS_BOOT));
+
+#define DEFINE_BUILTIN(builtin, BUILTIN, req, opt, rest)                \
+  vm_builtin_##builtin = scm_i_make_program (vm_builtin_##builtin##_code);
+  FOR_EACH_VM_BUILTIN (DEFINE_BUILTIN);
+#undef DEFINE_BUILTIN
 
 #ifdef VM_ENABLE_PRECISE_STACK_GC_SCAN
   vm_stack_gc_kind =