doc: Use `@deffn {Scheme Procedure}' in `misc-modules.texi'.
[bpt/guile.git] / libguile / fluids.c
index ddd7b2d..f92c5dd 100644 (file)
-/* Copyright (C) 1996,1997,2000,2001, 2004 Free Software Foundation, Inc.
+/* Copyright (C) 1996,1997,2000,2001, 2004, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011 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 as published by the Free Software Foundation; either
- * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
+ * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License
+ * as published by the Free Software Foundation; either version 3 of
+ * the License, or (at your option) any later version.
  *
- * This library is distributed in the hope that it will be useful,
- * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+ * This library is distributed in the hope that it will be useful, but
+ * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  * Lesser General Public License for more details.
  *
  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  * License along with this library; if not, write to the Free Software
- * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
+ * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
+ * 02110-1301 USA
  */
 
+#ifdef HAVE_CONFIG_H
+# include <config.h>
+#endif
+
+#include <alloca.h>
 #include <stdio.h>
 #include <string.h>
 
 #include "libguile/_scm.h"
 #include "libguile/print.h"
-#include "libguile/smob.h"
 #include "libguile/dynwind.h"
 #include "libguile/fluids.h"
 #include "libguile/alist.h"
 #include "libguile/eval.h"
 #include "libguile/ports.h"
 #include "libguile/deprecation.h"
-#include "libguile/lang.h"
 #include "libguile/validate.h"
+#include "libguile/bdw-gc.h"
 
-#define FLUID_GROW 20
-
-/* A lot of the complexity below stems from the desire to reuse fluid
-   slots.  Normally, fluids should be pretty global and long-lived
-   things, so that reusing their slots should not be overly critical,
-   but it is the right thing to do nevertheless.  The code therefore
-   puts the burdon on allocating and collection fluids and keeps
-   accessing fluids lock free.  This is achieved by manipulating the
-   global state of the fluid machinery mostly in single threaded
-   sections.
-
-   Reusing a fluid slot means that it must be reset to #f in all
-   dynamic states.  We do this by maintaining a weak list of all
-   dynamic states, which is used after a GC to do the resetting.
-
-   Also, the fluid vectors in the dynamic states need to grow from
-   time to time when more fluids are created.  We do this in a single
-   threaded section so that threads do not need to lock when accessing
-   a fluid in the normal way.
-*/
+/* Number of additional slots to allocate when ALLOCATED_FLUIDS is full.  */
+#define FLUID_GROW 128
 
-static scm_i_pthread_mutex_t fluid_admin_mutex = SCM_I_PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
-
-/* Protected by fluid_admin_mutex, but also accessed during GC.  See
-   next_fluid_num for a discussion of this.
- */
+/* Vector of allocated fluids indexed by fluid numbers.  Access is protected by
+   FLUID_ADMIN_MUTEX.  */
+static void **allocated_fluids = NULL;
 static size_t allocated_fluids_len = 0;
-static size_t allocated_fluids_num = 0;
-static char *allocated_fluids = NULL;
 
-static scm_t_bits tc16_fluid;
-
-#define IS_FLUID(x)         SCM_SMOB_PREDICATE(tc16_fluid, (x))
-#define FLUID_NUM(x)        ((size_t)SCM_SMOB_DATA(x))
-#define FLUID_NEXT(x)       SCM_SMOB_OBJECT_2(x)
-#define FLUID_NEXT_LOC(x)       SCM_SMOB_OBJECT_2_LOC(x)
-#define SET_FLUID_NEXT(x,y) SCM_SET_SMOB_OBJECT_2((x), (y))
+static scm_i_pthread_mutex_t fluid_admin_mutex = SCM_I_PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
 
-static scm_t_bits tc16_dynamic_state;
+#define IS_FLUID(x)         SCM_FLUID_P (x)
+#define FLUID_NUM(x)        SCM_I_FLUID_NUM (x)
 
-#define IS_DYNAMIC_STATE(x)        SCM_SMOB_PREDICATE(tc16_dynamic_state, (x))
-#define DYNAMIC_STATE_FLUIDS(x)        SCM_SMOB_OBJECT(x)
-#define SET_DYNAMIC_STATE_FLUIDS(x, y) SCM_SET_SMOB_OBJECT((x), (y))
-#define DYNAMIC_STATE_NEXT(x)          SCM_SMOB_OBJECT_2(x)
-#define DYNAMIC_STATE_NEXT_LOC(x)          SCM_SMOB_OBJECT_2_LOC(x)
-#define SET_DYNAMIC_STATE_NEXT(x, y)   SCM_SET_SMOB_OBJECT_2((x), (y))
+#define IS_DYNAMIC_STATE(x) SCM_I_DYNAMIC_STATE_P (x)
+#define DYNAMIC_STATE_FLUIDS(x)        SCM_I_DYNAMIC_STATE_FLUIDS (x)
+#define SET_DYNAMIC_STATE_FLUIDS(x, y) SCM_SET_CELL_WORD_1 ((x), (SCM_UNPACK (y)))
 
-/* Weak lists of all dynamic states and all fluids.
- */
-static SCM all_dynamic_states = SCM_EOL;
-static SCM all_fluids = SCM_EOL;
 
-/* Make sure that all states have the right size.  This must be called
-   while fluid_admin_mutex is held.
-*/
+\f
+/* Grow STATE so that it can hold up to ALLOCATED_FLUIDS_LEN fluids.  This may
+   be more than necessary since ALLOCATED_FLUIDS is sparse and the current
+   thread may not access all the fluids anyway.  Memory usage could be improved
+   by using a 2-level array as is done in glibc for pthread keys (TODO).  */
 static void
-resize_all_states ()
-{
-  SCM new_vectors, state;
-
-  /* Replacing the vector of a dynamic state must be done atomically:
-     the old values must be copied into the new vector and the new
-     vector must be installed without someone modifying the old vector
-     concurrently.  Since accessing a fluid should be lock-free, we
-     need to put all threads to sleep when replacing a vector.
-     However, when being single threaded, it is best not to do much.
-     Therefore, we allocate the new vectors before going single
-     threaded.
-  */
-
-  new_vectors = SCM_EOL;
-  for (state = all_dynamic_states; !scm_is_null (state);
-       state = DYNAMIC_STATE_NEXT (state))
-    new_vectors = scm_cons (scm_c_make_vector (allocated_fluids_len,
-                                              SCM_BOOL_F),
-                           new_vectors);
-
-  scm_i_thread_put_to_sleep ();
-  for (state = all_dynamic_states; !scm_is_null (state);
-       state = DYNAMIC_STATE_NEXT (state))
-    {
-      SCM old_fluids = DYNAMIC_STATE_FLUIDS (state);
-      SCM new_fluids = SCM_CAR (new_vectors);
-      size_t i, old_len = SCM_SIMPLE_VECTOR_LENGTH (old_fluids);
-
-      for (i = 0; i < old_len; i++)
-       SCM_SIMPLE_VECTOR_SET (new_fluids, i,
-                              SCM_SIMPLE_VECTOR_REF (old_fluids, i));
-      SET_DYNAMIC_STATE_FLUIDS (state, new_fluids);
-      new_vectors = SCM_CDR (new_vectors);
-    }
-  scm_i_thread_wake_up ();
-}
-
-/* This is called during GC, that is, while being single threaded.
-   See next_fluid_num for a discussion why it is safe to access
-   allocated_fluids here.
- */
-static void *
-scan_dynamic_states_and_fluids (void *dummy1 SCM_UNUSED,
-                               void *dummy2 SCM_UNUSED,
-                               void *dummy3 SCM_UNUSED)
+grow_dynamic_state (SCM state)
 {
-  SCM *statep, *fluidp;
+  SCM new_fluids;
+  SCM old_fluids = DYNAMIC_STATE_FLUIDS (state);
+  size_t i, len, old_len = SCM_SIMPLE_VECTOR_LENGTH (old_fluids);
 
-  /* Scan all fluids and deallocate the unmarked ones.
-   */
-  fluidp = &all_fluids;
-  while (!scm_is_null (*fluidp))
-    {
-      if (!SCM_GC_MARK_P (*fluidp))
-       {
-         allocated_fluids_num -= 1;
-         allocated_fluids[FLUID_NUM (*fluidp)] = 0;
-         *fluidp = FLUID_NEXT (*fluidp);
-       }
-      else
-       fluidp = FLUID_NEXT_LOC (*fluidp);
-    }
+  /* Assume the assignment below is atomic.  */
+  len = allocated_fluids_len;
 
-  /* Scan all dynamic states and remove the unmarked ones.  The live
-     ones are updated for unallocated fluids.
-  */
-  statep = &all_dynamic_states;
-  while (!scm_is_null (*statep))
-    {
-      if (!SCM_GC_MARK_P (*statep))
-       *statep = DYNAMIC_STATE_NEXT (*statep);
-      else
-       {
-         SCM fluids = DYNAMIC_STATE_FLUIDS (*statep);
-         size_t len, i;
-         
-         len = SCM_SIMPLE_VECTOR_LENGTH (fluids);
-         for (i = 0; i < len && i < allocated_fluids_len; i++)
-           if (allocated_fluids[i] == 0)
-             SCM_SIMPLE_VECTOR_SET (fluids, i, SCM_BOOL_F);
-
-         statep = DYNAMIC_STATE_NEXT_LOC (*statep);
-       }
-    }
+  new_fluids = scm_c_make_vector (len, SCM_UNDEFINED);
 
-  return NULL;
+  for (i = 0; i < old_len; i++)
+    SCM_SIMPLE_VECTOR_SET (new_fluids, i,
+                          SCM_SIMPLE_VECTOR_REF (old_fluids, i));
+  SET_DYNAMIC_STATE_FLUIDS (state, new_fluids);
 }
 
-static size_t
-fluid_free (SCM fluid)
+void
+scm_i_fluid_print (SCM exp, SCM port, scm_print_state *pstate SCM_UNUSED)
 {
-  /* The real work is done in scan_dynamic_states_and_fluids.  We can
-     not touch allocated_fluids etc here since a smob free routine can
-     be run at any time, in any thread.
-  */
-  return 0;
+  scm_puts ("#<fluid ", port);
+  scm_intprint ((int) FLUID_NUM (exp), 10, port);
+  scm_putc ('>', port);
 }
 
-static int
-fluid_print (SCM exp, SCM port, scm_print_state *pstate SCM_UNUSED)
+void
+scm_i_dynamic_state_print (SCM exp, SCM port, scm_print_state *pstate SCM_UNUSED)
 {
-  scm_puts ("#<fluid ", port);
-  scm_intprint ((int) FLUID_NUM (exp), 10, port);
+  scm_puts ("#<dynamic-state ", port);
+  scm_intprint (SCM_UNPACK (exp), 16, port);
   scm_putc ('>', port);
-  return 1;
 }
 
-static size_t
-next_fluid_num ()
+void
+scm_i_with_fluids_print (SCM exp, SCM port, scm_print_state *pstate SCM_UNUSED)
 {
-  size_t n;
+  scm_puts ("#<with-fluids ", port);
+  scm_intprint (SCM_UNPACK (exp), 16, port);
+  scm_putc ('>', port);
+}
+
+\f
+/* Return a new fluid.  */
+static SCM
+new_fluid (SCM init)
+{
+  SCM fluid;
+  size_t trial, n;
 
-  scm_frame_begin (0);
-  scm_i_frame_pthread_mutex_lock (&fluid_admin_mutex);
+  /* Fluids hold the type tag and the fluid number in the first word,
+     and the default value in the second word.  */
+  fluid = scm_cell (scm_tc7_fluid, SCM_UNPACK (init));
+  SCM_SET_CELL_TYPE (fluid, scm_tc7_fluid);
 
-  if (allocated_fluids_num == allocated_fluids_len)
-    {
-      /* All fluid numbers are in use.  Run a GC to try to free some
-        up.
-      */
-      scm_gc ();
-    }
+  scm_dynwind_begin (0);
+  scm_i_dynwind_pthread_mutex_lock (&fluid_admin_mutex);
 
-  if (allocated_fluids_num < allocated_fluids_len)
+  for (trial = 0; trial < 2; trial++)
     {
+      /* Look for a free fluid number.  */
       for (n = 0; n < allocated_fluids_len; n++)
-       if (allocated_fluids[n] == 0)
+       /* TODO: Use `__sync_bool_compare_and_swap' where available.  */
+       if (allocated_fluids[n] == NULL)
          break;
+
+      if (trial == 0 && n >= allocated_fluids_len)
+       /* All fluid numbers are in use.  Run a GC and retry.  Explicitly
+          running the GC is costly and bad-style.  We only do this because
+          dynamic state fluid vectors would grow unreasonably if fluid numbers
+          weren't reused.  */
+       scm_i_gc ("fluids");
     }
-  else
-    {
-      /* During the following call, the GC might run and elements of
-        allocated_fluids might bet set to zero.  Also,
-        allocated_fluids and allocated_fluids_len are used to scan
-        all dynamic states during GC.  Thus we need to make sure that
-        no GC can run while updating these two variables.
-      */
 
-      char *new_allocated_fluids = 
-       scm_malloc (allocated_fluids_len + FLUID_GROW);
+  if (n >= allocated_fluids_len)
+    {
+      /* Grow the vector of allocated fluids.  */
+      void **new_allocated_fluids =
+       scm_gc_malloc_pointerless ((allocated_fluids_len + FLUID_GROW)
+                                  * sizeof (*allocated_fluids),
+                                  "allocated fluids");
 
       /* Copy over old values and initialize rest.  GC can not run
         during these two operations since there is no safe point in
-        them.
-      */
-      memcpy (new_allocated_fluids, allocated_fluids, allocated_fluids_len);
-      memset (new_allocated_fluids + allocated_fluids_len, 0, FLUID_GROW);
+        them.  */
+      memcpy (new_allocated_fluids, allocated_fluids,
+             allocated_fluids_len * sizeof (*allocated_fluids));
+      memset (new_allocated_fluids + allocated_fluids_len, 0,
+             FLUID_GROW * sizeof (*allocated_fluids));
       n = allocated_fluids_len;
+
+      /* Update the vector of allocated fluids.  Dynamic states will
+        eventually be lazily grown to accomodate the new value of
+        ALLOCATED_FLUIDS_LEN in `fluid-ref' and `fluid-set!'.  */
       allocated_fluids = new_allocated_fluids;
       allocated_fluids_len += FLUID_GROW;
-      
-      /* Now allocated_fluids and allocated_fluids_len are valid again
-        and we can allow GCs to occur.
-      */
-      resize_all_states ();
     }
-  
-  allocated_fluids_num += 1;
-  allocated_fluids[n] = 1;
-  
-  scm_frame_end ();
-  return n;
+
+  allocated_fluids[n] = SCM2PTR (fluid);
+  SCM_SET_CELL_WORD_0 (fluid, (scm_tc7_fluid | (n << 8)));
+
+  GC_GENERAL_REGISTER_DISAPPEARING_LINK (&allocated_fluids[n],
+                                        SCM2PTR (fluid));
+
+  scm_dynwind_end ();
+
+  /* Now null out values.  We could (and probably should) do this when
+     the fluid is collected instead of now.  */
+  scm_i_reset_fluid (n);
+
+  return fluid;
 }
 
-SCM_DEFINE (scm_make_fluid, "make-fluid", 0, 0, 0, 
-           (),
+SCM
+scm_make_fluid (void)
+{
+  return new_fluid (SCM_BOOL_F);
+}
+
+SCM_DEFINE (scm_make_fluid_with_default, "make-fluid", 0, 1, 0, 
+           (SCM dflt),
            "Return a newly created fluid.\n"
            "Fluids are objects that can hold one\n"
            "value per dynamic state.  That is, modifications to this value are\n"
@@ -260,22 +186,18 @@ SCM_DEFINE (scm_make_fluid, "make-fluid", 0, 0, 0,
            "the modifying code.  When a new dynamic state is constructed, it\n"
            "inherits the values from its parent.  Because each thread normally executes\n"
            "with its own dynamic state, you can use fluids for thread local storage.")
-#define FUNC_NAME s_scm_make_fluid
+#define FUNC_NAME s_scm_make_fluid_with_default
 {
-  SCM fluid;
-
-  SCM_NEWSMOB2 (fluid, tc16_fluid,
-               (scm_t_bits) next_fluid_num (), SCM_UNPACK (SCM_EOL));
-
-  /* The GC must not run until the fluid is properly entered into the
-     list.
-  */
-  scm_i_scm_pthread_mutex_lock (&fluid_admin_mutex);
-  SET_FLUID_NEXT (fluid, all_fluids);
-  all_fluids = fluid;
-  scm_i_pthread_mutex_unlock (&fluid_admin_mutex);
+  return new_fluid (SCM_UNBNDP (dflt) ? SCM_BOOL_F : dflt);
+}
+#undef FUNC_NAME
 
-  return fluid;
+SCM_DEFINE (scm_make_unbound_fluid, "make-unbound-fluid", 0, 0, 0,
+            (),
+            "Make a fluid that is initially unbound.")
+#define FUNC_NAME s_scm_make_unbound_fluid
+{
+  return new_fluid (SCM_UNDEFINED);
 }
 #undef FUNC_NAME
 
@@ -295,10 +217,26 @@ scm_is_fluid (SCM obj)
   return IS_FLUID (obj);
 }
 
-size_t
-scm_i_fluid_num (SCM fluid)
+/* Does not check type of `fluid'! */
+static SCM
+fluid_ref (SCM fluid)
 {
-  return FLUID_NUM (fluid);
+  SCM ret;
+  SCM fluids = DYNAMIC_STATE_FLUIDS (SCM_I_CURRENT_THREAD->dynamic_state);
+
+  if (SCM_UNLIKELY (FLUID_NUM (fluid) >= SCM_SIMPLE_VECTOR_LENGTH (fluids)))
+    {
+      /* Lazily grow the current thread's dynamic state.  */
+      grow_dynamic_state (SCM_I_CURRENT_THREAD->dynamic_state);
+
+      fluids = DYNAMIC_STATE_FLUIDS (SCM_I_CURRENT_THREAD->dynamic_state);
+    }
+
+  ret = SCM_SIMPLE_VECTOR_REF (fluids, FLUID_NUM (fluid));
+  if (SCM_UNBNDP (ret))
+    return SCM_I_FLUID_DEFAULT (fluid);
+  else
+    return ret;
 }
 
 SCM_DEFINE (scm_fluid_ref, "fluid-ref", 1, 0, 0, 
@@ -308,20 +246,16 @@ SCM_DEFINE (scm_fluid_ref, "fluid-ref", 1, 0, 0,
            "@code{#f}.")
 #define FUNC_NAME s_scm_fluid_ref
 {
-  SCM fluids = DYNAMIC_STATE_FLUIDS (SCM_I_CURRENT_THREAD->dynamic_state);
-
+  SCM val;
   SCM_VALIDATE_FLUID (1, fluid);
-  return SCM_SIMPLE_VECTOR_REF (fluids, FLUID_NUM (fluid));
+  val = fluid_ref (fluid);
+  if (SCM_UNBNDP (val))
+    SCM_MISC_ERROR ("unbound fluid: ~S",
+                    scm_list_1 (fluid));
+  return val;
 }
 #undef FUNC_NAME
 
-SCM
-scm_i_fast_fluid_ref (size_t n)
-{
-  SCM fluids = DYNAMIC_STATE_FLUIDS (SCM_I_CURRENT_THREAD->dynamic_state);
-  return SCM_SIMPLE_VECTOR_REF (fluids, n);
-}
-
 SCM_DEFINE (scm_fluid_set_x, "fluid-set!", 2, 0, 0,
            (SCM fluid, SCM value),
            "Set the value associated with @var{fluid} in the current dynamic root.")
@@ -330,65 +264,124 @@ SCM_DEFINE (scm_fluid_set_x, "fluid-set!", 2, 0, 0,
   SCM fluids = DYNAMIC_STATE_FLUIDS (SCM_I_CURRENT_THREAD->dynamic_state);
 
   SCM_VALIDATE_FLUID (1, fluid);
+
+  if (SCM_UNLIKELY (FLUID_NUM (fluid) >= SCM_SIMPLE_VECTOR_LENGTH (fluids)))
+    {
+      /* Lazily grow the current thread's dynamic state.  */
+      grow_dynamic_state (SCM_I_CURRENT_THREAD->dynamic_state);
+
+      fluids = DYNAMIC_STATE_FLUIDS (SCM_I_CURRENT_THREAD->dynamic_state);
+    }
+
   SCM_SIMPLE_VECTOR_SET (fluids, FLUID_NUM (fluid), value);
   return SCM_UNSPECIFIED;
 }
 #undef FUNC_NAME
 
-void
-scm_i_fast_fluid_set_x (size_t n, SCM value)
+SCM_DEFINE (scm_fluid_unset_x, "fluid-unset!", 1, 0, 0,
+            (SCM fluid),
+            "Unset the value associated with @var{fluid}.")
+#define FUNC_NAME s_scm_fluid_unset_x
 {
-  SCM fluids = DYNAMIC_STATE_FLUIDS (SCM_I_CURRENT_THREAD->dynamic_state);
-  SCM_SIMPLE_VECTOR_SET (fluids, n, value);
+  /* FIXME: really unset the default value, too?  The current test
+     suite demands it, but I would prefer not to.  */
+  SCM_SET_CELL_OBJECT_1 (fluid, SCM_UNDEFINED);
+  return scm_fluid_set_x (fluid, SCM_UNDEFINED);
 }
+#undef FUNC_NAME
 
-static void
-swap_fluids (SCM data)
+SCM_DEFINE (scm_fluid_bound_p, "fluid-bound?", 1, 0, 0,
+           (SCM fluid),
+           "Return @code{#t} iff @var{fluid} is bound to a value.\n"
+           "Throw an error if @var{fluid} is not a fluid.")
+#define FUNC_NAME s_scm_fluid_bound_p
 {
-  SCM fluids = SCM_CAR (data), vals = SCM_CDR (data);
-  
-  while (!SCM_NULL_OR_NIL_P (fluids))
+  SCM val;
+  SCM_VALIDATE_FLUID (1, fluid);
+  val = fluid_ref (fluid);
+  return scm_from_bool (! (SCM_UNBNDP (val)));
+}
+#undef FUNC_NAME
+
+static SCM
+apply_thunk (void *thunk)
+{
+  return scm_call_0 (SCM_PACK (thunk));
+}
+
+SCM
+scm_i_make_with_fluids (size_t n, SCM *fluids, SCM *vals)
+{
+  SCM ret;
+
+  /* Ensure that there are no duplicates in the fluids set -- an N^2 operation,
+     but N will usually be small, so perhaps that's OK. */
+  {
+    size_t i, j = n;
+
+    while (j--)
+      for (i = 0; i < j; i++)
+        if (scm_is_eq (fluids[i], fluids[j]))
+          {
+            vals[i] = vals[j]; /* later bindings win */
+            n--;
+            break;
+          }
+  }
+        
+  ret = scm_words (scm_tc7_with_fluids | (n << 8), 1 + n*2);
+  SCM_SET_CELL_WORD_1 (ret, n);
+
+  while (n--)
     {
-      SCM fl = SCM_CAR (fluids);
-      SCM old_val = scm_fluid_ref (fl);
-      scm_fluid_set_x (fl, SCM_CAR (vals));
-      SCM_SETCAR (vals, old_val);
-      fluids = SCM_CDR (fluids);
-      vals = SCM_CDR (vals);
+      if (SCM_UNLIKELY (!IS_FLUID (fluids[n])))
+        scm_wrong_type_arg ("with-fluids", 0, fluids[n]);
+      SCM_SET_CELL_OBJECT (ret, 1 + n * 2, fluids[n]);
+      SCM_SET_CELL_OBJECT (ret, 2 + n * 2, vals[n]);
     }
+
+  return ret;
 }
+  
+void
+scm_i_swap_with_fluids (SCM wf, SCM dynstate)
+{
+  SCM fluids;
+  size_t i, max = 0;
 
-/* Swap the fluid values in reverse order.  This is important when the
-   same fluid appears multiple times in the fluids list.
-*/
+  fluids = DYNAMIC_STATE_FLUIDS (dynstate);
 
-static void
-swap_fluids_reverse_aux (SCM fluids, SCM vals)
-{
-  if (!SCM_NULL_OR_NIL_P (fluids))
+  /* We could cache the max in the with-fluids, but that would take more mem,
+     and we're touching all the fluids anyway, so this per-swap traversal should
+     be OK. */
+  for (i = 0; i < SCM_WITH_FLUIDS_LEN (wf); i++)
     {
-      SCM fl, old_val;
-
-      swap_fluids_reverse_aux (SCM_CDR (fluids), SCM_CDR (vals));
-      fl = SCM_CAR (fluids);
-      old_val = scm_fluid_ref (fl);
-      scm_fluid_set_x (fl, SCM_CAR (vals));
-      SCM_SETCAR (vals, old_val);
+      size_t num = FLUID_NUM (SCM_WITH_FLUIDS_NTH_FLUID (wf, i));
+      max = (max > num) ? max : num;
     }
-}
 
-static void
-swap_fluids_reverse (SCM data)
-{
-  swap_fluids_reverse_aux (SCM_CAR (data), SCM_CDR (data));
-}
+  if (SCM_UNLIKELY (max >= SCM_SIMPLE_VECTOR_LENGTH (fluids)))
+    {
+      /* Lazily grow the current thread's dynamic state.  */
+      grow_dynamic_state (dynstate);
 
-static SCM
-apply_thunk (void *thunk)
-{
-  return scm_call_0 (SCM_PACK (thunk));
-}
+      fluids = DYNAMIC_STATE_FLUIDS (dynstate);
+    }
 
+  /* Bind the fluids. Order doesn't matter, as all fluids are distinct. */
+  for (i = 0; i < SCM_WITH_FLUIDS_LEN (wf); i++)
+    {
+      size_t fluid_num;
+      SCM x;
+      
+      fluid_num = FLUID_NUM (SCM_WITH_FLUIDS_NTH_FLUID (wf, i));
+      x = SCM_SIMPLE_VECTOR_REF (fluids, fluid_num);
+      SCM_SIMPLE_VECTOR_SET (fluids, fluid_num,
+                             SCM_WITH_FLUIDS_NTH_VAL (wf, i));
+      SCM_WITH_FLUIDS_SET_NTH_VAL (wf, i, x);
+    }
+}
+  
 SCM_DEFINE (scm_with_fluids, "with-fluids*", 3, 0, 0, 
            (SCM fluids, SCM values, SCM thunk),
            "Set @var{fluids} to @var{values} temporary, and call @var{thunk}.\n"
@@ -406,26 +399,36 @@ SCM
 scm_c_with_fluids (SCM fluids, SCM values, SCM (*cproc) (), void *cdata)
 #define FUNC_NAME "scm_c_with_fluids"
 {
-  SCM ans, data;
-  long flen, vlen;
+  SCM wf, ans;
+  long flen, vlen, i;
+  SCM *fluidsv, *valuesv;
 
   SCM_VALIDATE_LIST_COPYLEN (1, fluids, flen);
   SCM_VALIDATE_LIST_COPYLEN (2, values, vlen);
   if (flen != vlen)
     scm_out_of_range (s_scm_with_fluids, values);
 
-  if (flen == 1)
-    return scm_c_with_fluid (SCM_CAR (fluids), SCM_CAR (values),
-                            cproc, cdata);
+  if (SCM_UNLIKELY (flen == 0))
+    return cproc (cdata);
+
+  fluidsv = alloca (sizeof(SCM)*flen);
+  valuesv = alloca (sizeof(SCM)*flen);
   
-  data = scm_cons (fluids, values);
-  scm_frame_begin (SCM_F_FRAME_REWINDABLE);
-  scm_frame_rewind_handler_with_scm (swap_fluids, data,
-                                    SCM_F_WIND_EXPLICITLY);
-  scm_frame_unwind_handler_with_scm (swap_fluids_reverse, data,
-                                    SCM_F_WIND_EXPLICITLY);
+  for (i = 0; i < flen; i++)
+    {
+      fluidsv[i] = SCM_CAR (fluids);
+      fluids = SCM_CDR (fluids);
+      valuesv[i] = SCM_CAR (values);
+      values = SCM_CDR (values);
+    }
+
+  wf = scm_i_make_with_fluids (flen, fluidsv, valuesv);
+  scm_i_swap_with_fluids (wf, SCM_I_CURRENT_THREAD->dynamic_state);
+  scm_i_set_dynwinds (scm_cons (wf, scm_i_dynwinds ()));
   ans = cproc (cdata);
-  scm_frame_end ();
+  scm_i_swap_with_fluids (wf, SCM_I_CURRENT_THREAD->dynamic_state);
+  scm_i_set_dynwinds (scm_cdr (scm_i_dynwinds ()));
+
   return ans;
 }
 #undef FUNC_NAME
@@ -445,12 +448,15 @@ SCM
 scm_c_with_fluid (SCM fluid, SCM value, SCM (*cproc) (), void *cdata)
 #define FUNC_NAME "scm_c_with_fluid"
 {
-  SCM ans;
+  SCM ans, wf;
 
-  scm_frame_begin (SCM_F_FRAME_REWINDABLE);
-  scm_frame_fluid (fluid, value);
+  wf = scm_i_make_with_fluids (1, &fluid, &value);
+  scm_i_swap_with_fluids (wf, SCM_I_CURRENT_THREAD->dynamic_state);
+  scm_i_set_dynwinds (scm_cons (wf, scm_i_dynwinds ()));
   ans = cproc (cdata);
-  scm_frame_end ();
+  scm_i_swap_with_fluids (wf, SCM_I_CURRENT_THREAD->dynamic_state);
+  scm_i_set_dynwinds (scm_cdr (scm_i_dynwinds ()));
+
   return ans;
 }
 #undef FUNC_NAME
@@ -459,28 +465,24 @@ static void
 swap_fluid (SCM data)
 {
   SCM f = SCM_CAR (data);
-  SCM t = scm_fluid_ref (f);
+  SCM t = fluid_ref (f);
   scm_fluid_set_x (f, SCM_CDR (data));
   SCM_SETCDR (data, t);
 }
 
 void
-scm_frame_fluid (SCM fluid, SCM value)
+scm_dynwind_fluid (SCM fluid, SCM value)
 {
   SCM data = scm_cons (fluid, value);
-  scm_frame_rewind_handler_with_scm (swap_fluid, data, SCM_F_WIND_EXPLICITLY);
-  scm_frame_unwind_handler_with_scm (swap_fluid, data, SCM_F_WIND_EXPLICITLY);
+  scm_dynwind_rewind_handler_with_scm (swap_fluid, data, SCM_F_WIND_EXPLICITLY);
+  scm_dynwind_unwind_handler_with_scm (swap_fluid, data, SCM_F_WIND_EXPLICITLY);
 }
 
 SCM
 scm_i_make_initial_dynamic_state ()
 {
   SCM fluids = scm_c_make_vector (allocated_fluids_len, SCM_BOOL_F);
-  SCM state;
-  SCM_NEWSMOB2 (state, tc16_dynamic_state,
-               SCM_UNPACK (fluids), SCM_UNPACK (SCM_EOL));
-  all_dynamic_states = state;
-  return state;
+  return scm_cell (scm_tc7_dynamic_state, SCM_UNPACK (fluids));
 }
 
 SCM_DEFINE (scm_make_dynamic_state, "make-dynamic-state", 0, 1, 0,
@@ -489,25 +491,14 @@ SCM_DEFINE (scm_make_dynamic_state, "make-dynamic-state", 0, 1, 0,
            "or of the current dynamic state when @var{parent} is omitted.")
 #define FUNC_NAME s_scm_make_dynamic_state
 {
-  SCM fluids, state;
+  SCM fluids;
 
   if (SCM_UNBNDP (parent))
     parent = scm_current_dynamic_state ();
 
-  scm_assert_smob_type (tc16_dynamic_state, parent);
+  SCM_ASSERT (IS_DYNAMIC_STATE (parent), parent, SCM_ARG1, FUNC_NAME);
   fluids = scm_vector_copy (DYNAMIC_STATE_FLUIDS (parent));
-  SCM_NEWSMOB2 (state, tc16_dynamic_state,
-               SCM_UNPACK (fluids), SCM_UNPACK (SCM_EOL));
-
-  /* The GC must not run until the state is properly entered into the
-     list. 
-  */
-  scm_i_scm_pthread_mutex_lock (&fluid_admin_mutex);
-  SET_DYNAMIC_STATE_NEXT (state, all_dynamic_states);
-  all_dynamic_states = state;
-  scm_i_pthread_mutex_unlock (&fluid_admin_mutex);
-
-  return state;
+  return scm_cell (scm_tc7_dynamic_state, SCM_UNPACK (fluids));
 }
 #undef FUNC_NAME
 
@@ -544,7 +535,7 @@ SCM_DEFINE (scm_set_current_dynamic_state, "set-current-dynamic-state", 1,0,0,
 {
   scm_i_thread *t = SCM_I_CURRENT_THREAD;
   SCM old = t->dynamic_state;
-  scm_assert_smob_type (tc16_dynamic_state, state);
+  SCM_ASSERT (IS_DYNAMIC_STATE (state), state, SCM_ARG1, FUNC_NAME);
   t->dynamic_state = state;
   return old;
 }
@@ -557,13 +548,13 @@ swap_dynamic_state (SCM loc)
 }
 
 void
-scm_frame_current_dynamic_state (SCM state)
+scm_dynwind_current_dynamic_state (SCM state)
 {
   SCM loc = scm_cons (state, SCM_EOL);
-  scm_assert_smob_type (tc16_dynamic_state, state);
-  scm_frame_rewind_handler_with_scm (swap_dynamic_state, loc,
+  SCM_ASSERT (IS_DYNAMIC_STATE (state), state, SCM_ARG1, NULL);
+  scm_dynwind_rewind_handler_with_scm (swap_dynamic_state, loc,
                                     SCM_F_WIND_EXPLICITLY);
-  scm_frame_unwind_handler_with_scm (swap_dynamic_state, loc,
+  scm_dynwind_unwind_handler_with_scm (swap_dynamic_state, loc,
                                     SCM_F_WIND_EXPLICITLY);
 }
 
@@ -571,10 +562,10 @@ void *
 scm_c_with_dynamic_state (SCM state, void *(*func)(void *), void *data)
 {
   void *result;
-  scm_frame_begin (SCM_F_FRAME_REWINDABLE);
-  scm_frame_current_dynamic_state (state);
+  scm_dynwind_begin (SCM_F_DYNWIND_REWINDABLE);
+  scm_dynwind_current_dynamic_state (state);
   result = func (data);
-  scm_frame_end ();
+  scm_dynwind_end ();
   return result;
 }
 
@@ -585,27 +576,14 @@ SCM_DEFINE (scm_with_dynamic_state, "with-dynamic-state", 2, 0, 0,
 #define FUNC_NAME s_scm_with_dynamic_state
 {
   SCM result;
-  scm_frame_begin (SCM_F_FRAME_REWINDABLE);
-  scm_frame_current_dynamic_state (state);
+  scm_dynwind_begin (SCM_F_DYNWIND_REWINDABLE);
+  scm_dynwind_current_dynamic_state (state);
   result = scm_call_0 (proc);
-  scm_frame_end ();
+  scm_dynwind_end ();
   return result;
 }
 #undef FUNC_NAME
 
-void
-scm_fluids_prehistory ()
-{
-  tc16_fluid = scm_make_smob_type ("fluid", 0);
-  scm_set_smob_free (tc16_fluid, fluid_free);
-  scm_set_smob_print (tc16_fluid, fluid_print);
-
-  tc16_dynamic_state = scm_make_smob_type ("dynamic-state", 0);
-  scm_set_smob_mark (tc16_dynamic_state, scm_markcdr);
-
-  scm_c_hook_add (&scm_after_sweep_c_hook, scan_dynamic_states_and_fluids,
-                 0, 0);
-}
 
 void
 scm_init_fluids ()