make applicable smob calls cheaper, and fix a memory leak
[bpt/guile.git] / libguile / vm.c
index 0da915b..5645f81 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-/* Copyright (C) 2001, 2009, 2010 Free Software Foundation, Inc.
+/* Copyright (C) 2001, 2009, 2010, 2011, 2012 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 <stdlib.h>
 #include <alloca.h>
+#include <alignof.h>
 #include <string.h>
+#include <stdint.h>
 
 #include "libguile/bdw-gc.h"
 #include <gc/gc_mark.h>
 
 #include "_scm.h"
+#include "control.h"
 #include "frames.h"
 #include "instructions.h"
 #include "objcodes.h"
 #include "programs.h"
-#include "lang.h" /* NULL_OR_NIL_P */
 #include "vm.h"
 
-/* I sometimes use this for debugging. */
-#define vm_puts(OBJ)                           \
-{                                              \
-  scm_display (OBJ, scm_current_error_port ()); \
-  scm_newline (scm_current_error_port ());      \
-}
+static int vm_default_engine = SCM_VM_REGULAR_ENGINE;
+
+/* Unfortunately we can't snarf these: snarfed things are only loaded up from
+   (system vm vm), which might not be loaded before an error happens. */
+static SCM sym_vm_run;
+static SCM sym_vm_error;
+static SCM sym_keyword_argument_error;
+static SCM sym_regular;
+static SCM sym_debug;
 
 /* The VM has a number of internal assertions that shouldn't normally be
    necessary, but might be if you think you found a bug in the VM. */
    for a discussion.  */
 #define VM_ENABLE_PRECISE_STACK_GC_SCAN
 
+/* Size in SCM objects of the stack reserve.  The reserve is used to run
+   exception handling code in case of a VM stack overflow.  */
+#define VM_STACK_RESERVE_SIZE  512
+
 
 \f
 /*
 void
 scm_i_vm_cont_print (SCM x, SCM port, scm_print_state *pstate)
 {
-  scm_puts ("#<vm-continuation ", port);
+  scm_puts_unlocked ("#<vm-continuation ", port);
   scm_uintprint (SCM_UNPACK (x), 16, port);
-  scm_puts (">", port);
+  scm_puts_unlocked (">", port);
 }
 
-static SCM
-capture_vm_cont (struct scm_vm *vp)
+/* In theory, a number of vm instances can be active in the call trace, and we
+   only want to reify the continuations of those in the current continuation
+   root. I don't see a nice way to do this -- ideally it would involve dynwinds,
+   and previous values of the *the-vm* fluid within the current continuation
+   root. But we don't have access to continuation roots in the dynwind stack.
+   So, just punt for now, we just capture the continuation for the current VM.
+
+   While I'm on the topic, ideally we could avoid copying the C stack if the
+   continuation root is inside VM code, and call/cc was invoked within that same
+   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)
 {
-  struct scm_vm_cont *p = scm_gc_malloc (sizeof (*p), "capture_vm_cont");
-  p->stack_size = vp->sp - vp->stack_base + 1;
+  struct scm_vm_cont *p;
+
+  p = scm_gc_malloc (sizeof (*p), "capture_vm_cont");
+  p->stack_size = sp - stack_base + 1;
   p->stack_base = scm_gc_malloc (p->stack_size * sizeof (SCM),
                                 "capture_vm_cont");
-#ifdef VM_ENABLE_STACK_NULLING
-  if (vp->sp >= vp->stack_base)
+#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->ip = vp->ip;
-  p->sp = vp->sp;
-  p->fp = vp->fp;
-  memcpy (p->stack_base, vp->stack_base, p->stack_size * sizeof (SCM));
-  p->reloc = p->stack_base - vp->stack_base;
+  p->ra = ra;
+  p->mvra = mvra;
+  p->sp = sp;
+  p->fp = fp;
+  memcpy (p->stack_base, stack_base, (sp + 1 - stack_base) * sizeof (SCM));
+  p->reloc = p->stack_base - stack_base;
+  p->dynstack = dynstack;
+  p->flags = flags;
   return scm_cell (scm_tc7_vm_cont, (scm_t_bits)p);
 }
 
 static void
-reinstate_vm_cont (struct scm_vm *vp, SCM cont)
+vm_return_to_continuation (SCM vm, SCM cont, size_t n, SCM *argv)
 {
-  struct scm_vm_cont *p = SCM_VM_CONT_DATA (cont);
-  if (vp->stack_size < p->stack_size)
-    {
-      /* puts ("FIXME: Need to expand"); */
-      abort ();
-    }
+  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)
+    scm_misc_error ("vm-engine", "not enough space to reinstate continuation",
+                    scm_list_2 (vm, cont));
+
 #ifdef VM_ENABLE_STACK_NULLING
   {
-    scm_t_ptrdiff nzero = (vp->sp - p->sp);
+    scm_t_ptrdiff nzero = (vp->sp - cp->sp);
     if (nzero > 0)
-      memset (vp->stack_base + p->stack_size, 0, nzero * sizeof (SCM));
+      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->ip = p->ip;
-  vp->sp = p->sp;
-  vp->fp = p->fp;
-  memcpy (vp->stack_base, p->stack_base, p->stack_size * sizeof (SCM));
-}
+  vp->sp = cp->sp;
+  vp->fp = cp->fp;
+  memcpy (vp->stack_base, cp->stack_base, cp->stack_size * sizeof (SCM));
 
-/* In theory, a number of vm instances can be active in the call trace, and we
-   only want to reify the continuations of those in the current continuation
-   root. I don't see a nice way to do this -- ideally it would involve dynwinds,
-   and previous values of the *the-vm* fluid within the current continuation
-   root. But we don't have access to continuation roots in the dynwind stack.
-   So, just punt for now -- take the current value of *the-vm*.
+  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;
+    }
+}
 
-   While I'm on the topic, ideally we could avoid copying the C stack if the
-   continuation root is inside VM code, and call/cc was invoked within that same
-   call to vm_run; but that's currently not implemented.
- */
 SCM
-scm_vm_capture_continuations (void)
+scm_i_capture_current_stack (void)
 {
-  SCM vm = scm_the_vm ();
-  return scm_acons (vm, capture_vm_cont (SCM_VM_DATA (vm)), SCM_EOL);
-}
+  scm_i_thread *thread;
+  SCM vm;
+  struct scm_vm *vp;
 
-void
-scm_vm_reinstate_continuations (SCM conts)
-{
-  for (; conts != SCM_EOL; conts = SCM_CDR (conts))
-    reinstate_vm_cont (SCM_VM_DATA (SCM_CAAR (conts)), SCM_CDAR (conts));
+  thread = SCM_I_CURRENT_THREAD;
+  vm = scm_the_vm ();
+  vp = SCM_VM_DATA (vm);
+
+  return scm_i_vm_capture_stack (vp->stack_base, vp->fp, vp->sp, vp->ip, NULL,
+                                 scm_dynstack_capture_all (&thread->dynstack),
+                                 0);
 }
 
 static void
@@ -154,7 +205,10 @@ vm_dispatch_hook (SCM vm, int hook_num)
 {
   struct scm_vm *vp;
   SCM hook;
-  SCM frame;
+  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];
@@ -162,11 +216,137 @@ vm_dispatch_hook (SCM vm, int hook_num)
   if (SCM_LIKELY (scm_is_false (hook))
       || scm_is_null (SCM_HOOK_PROCEDURES (hook)))
     return;
+
+  saved_trace_level = vp->trace_level;
+  vp->trace_level = 0;
+
+  /* Allocate a frame object on the stack.  This is more efficient than calling
+     `scm_c_make_frame ()' to allocate on the heap, but it forces hooks to not
+     capture frame objects.
+
+     At the same time, procedures such as `frame-procedure' make sense only
+     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.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_1 = SCM_PACK_POINTER (&c_frame);
+  args[0] = SCM_PACK_POINTER (frame);
+
+  scm_c_run_hookn (hook, args, 1);
+
+  vp->trace_level = saved_trace_level;
+}
+
+static void
+vm_abort (SCM vm, size_t n, scm_i_jmp_buf *current_registers) SCM_NORETURN;
+
+static void
+vm_abort (SCM vm, size_t n, scm_i_jmp_buf *current_registers)
+{
+  size_t i;
+  ssize_t tail_len;
+  SCM tag, tail, *argv;
   
-  vp->trace_level--;
-  frame = scm_c_make_frame (vm, vp->fp, vp->sp, vp->ip, 0);
-  scm_c_run_hookn (hook, &frame, 1);
-  vp->trace_level++;
+  /* 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[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);
+}
+
+static void
+vm_reinstate_partial_continuation (SCM vm, 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;
+  size_t i;
+
+  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;
+  reloc = cp->reloc + (base - cp->stack_base);
+
+#define RELOC(scm_p)                                           \
+  (((SCM *) (scm_p)) + reloc)
+
+  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));
+
+  memcpy (base, cp->stack_base, cp->stack_size * sizeof (SCM));
+
+  /* now relocate frame pointers */
+  {
+    SCM *fp;
+    for (fp = RELOC (cp->fp);
+         SCM_FRAME_LOWER_ADDRESS (fp) > base;
+         fp = SCM_FRAME_DYNAMIC_LINK (fp))
+      SCM_FRAME_SET_DYNAMIC_LINK (fp, RELOC (SCM_FRAME_DYNAMIC_LINK (fp)));
+  }
+
+  vp->sp = base - 1 + cp->stack_size;
+  vp->fp = RELOC (cp->fp);
+  vp->ip = cp->mvra;
+
+  /* now push args. ip is in a MV context. */
+  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
+     relocate any prompts that we see along the way.  */
+  {
+    scm_t_bits *walk;
+
+    for (walk = SCM_DYNSTACK_FIRST (cp->dynstack);
+         SCM_DYNSTACK_TAG (walk);
+         walk = SCM_DYNSTACK_NEXT (walk))
+      {
+        scm_t_bits tag = SCM_DYNSTACK_TAG (walk);
+
+        if (SCM_DYNSTACK_TAG_TYPE (tag) == SCM_DYNSTACK_TYPE_PROMPT)
+          scm_dynstack_wind_prompt (dynstack, walk, reloc, registers);
+        else
+          scm_dynstack_wind_1 (dynstack, walk);
+      }
+  }
+#undef RELOC
 }
 
 \f
@@ -174,17 +354,29 @@ vm_dispatch_hook (SCM vm, int hook_num)
  * VM Internal functions
  */
 
-SCM_SYMBOL (sym_vm_run, "vm-run");
-SCM_SYMBOL (sym_vm_error, "vm-error");
-SCM_SYMBOL (sym_keyword_argument_error, "keyword-argument-error");
-SCM_SYMBOL (sym_debug, "debug");
-
 void
 scm_i_vm_print (SCM x, SCM port, scm_print_state *pstate)
 {
-  scm_puts ("#<vm ", port);
+  const struct scm_vm *vm;
+
+  vm = SCM_VM_DATA (x);
+
+  scm_puts_unlocked ("#<vm ", port);
+  switch (vm->engine)
+    {
+    case SCM_VM_REGULAR_ENGINE:
+      scm_puts_unlocked ("regular-engine ", port);
+      break;
+
+    case SCM_VM_DEBUG_ENGINE:
+      scm_puts_unlocked ("debug-engine ", port);
+      break;
+
+    default:
+      scm_puts_unlocked ("unknown-engine ", port);
+    }
   scm_uintprint (SCM_UNPACK (x), 16, port);
-  scm_puts (">", port);
+  scm_puts_unlocked (">", port);
 }
 
 static SCM
@@ -197,17 +389,21 @@ really_make_boot_program (long nargs)
   SCM ret;
 
   if (SCM_UNLIKELY (nargs > 255 || nargs < 0))
-    abort ();
+    scm_misc_error ("vm-engine", "too many args when making boot procedure",
+                    scm_list_1 (scm_from_long (nargs)));
+
   text[1] = (scm_t_uint8)nargs;
 
-  bp = scm_malloc (sizeof (struct scm_objcode) + sizeof (text));
+  bp = scm_gc_malloc_pointerless (sizeof (struct scm_objcode) + sizeof (text),
+                                  "boot-program");
   memcpy (SCM_C_OBJCODE_BASE (bp), text, sizeof (text));
   bp->len = sizeof(text);
   bp->metalen = 0;
 
-  u8vec = scm_take_u8vector ((scm_t_uint8*)bp,
-                             sizeof (struct scm_objcode) + sizeof (text));
-  ret = scm_make_program (scm_bytecode_to_objcode (u8vec),
+  u8vec = scm_c_take_gc_bytevector ((scm_t_int8*)bp,
+                                    sizeof (struct scm_objcode) + sizeof (text),
+                                    SCM_BOOL_F);
+  ret = scm_make_program (scm_bytecode_to_native_objcode (u8vec),
                           SCM_BOOL_F, SCM_BOOL_F);
   SCM_SET_CELL_WORD_0 (ret, SCM_CELL_WORD_0 (ret) | SCM_F_PROGRAM_IS_BOOT);
 
@@ -217,9 +413,9 @@ really_make_boot_program (long nargs)
 static SCM
 vm_make_boot_program (long nargs)
 {
-  static SCM programs[NUM_BOOT_PROGS] = { 0, };
+  static SCM programs[NUM_BOOT_PROGS] = { SCM_BOOL_F, };
 
-  if (SCM_UNLIKELY (!programs[0])) 
+  if (SCM_UNLIKELY (scm_is_false (programs[0])))
     {
       int i;
       for (i = 0; i < NUM_BOOT_PROGS; i++)
@@ -237,6 +433,24 @@ vm_make_boot_program (long nargs)
  * VM
  */
 
+/* We are calling a SMOB.  The calling code pushed the SMOB after the
+   args, and incremented nargs.  That nargs is passed here.  This
+   function's job is to replace the procedure with the trampoline, and
+   shuffle the smob itself to be argument 0.  This function must not
+   allocate or throw, as the VM registers are not synchronized.  */
+static void
+prepare_smob_call (SCM *sp, int nargs, SCM smob)
+{
+  SCM *args = sp - nargs + 1;
+
+  /* Shuffle args up.  */
+  while (nargs--)
+    args[nargs + 1] = args[nargs];
+
+  args[0] = smob;
+  args[-1] = SCM_SMOB_DESCRIPTOR (smob).apply_trampoline;
+}
+
 static SCM
 resolve_variable (SCM what, SCM program_module)
 {
@@ -273,39 +487,6 @@ resolve_variable (SCM what, SCM program_module)
     }
 }
   
-static SCM
-apply_foreign (SCM proc, SCM *args, int nargs, int headroom)
-{
-  SCM_ASRTGO (SCM_NIMP (proc), badproc);
-
-  switch (SCM_TYP7 (proc))
-    {
-    case scm_tc7_smob:
-      if (!SCM_SMOB_APPLICABLE_P (proc))
-        goto badproc;
-      switch (nargs)
-        {
-        case 0:
-          return SCM_SMOB_APPLY_0 (proc);
-        case 1:
-          return SCM_SMOB_APPLY_1 (proc, args[0]);
-        case 2:
-          return SCM_SMOB_APPLY_2 (proc, args[0], args[1]);
-        default:
-          {
-            SCM arglist = SCM_EOL;
-            while (nargs-- > 2)
-              arglist = scm_cons (args[nargs], arglist);
-            return SCM_SMOB_APPLY_3 (proc, args[0], args[1], arglist);
-          }
-        }
-    default:
-    badproc:
-      scm_wrong_type_arg ("apply", SCM_ARG1, proc);
-    }
-}
-
-
 #define VM_DEFAULT_STACK_SIZE  (64 * 1024)
 
 #define VM_NAME   vm_regular_engine
@@ -346,12 +527,12 @@ make_vm (void)
   vp->stack_size  = VM_DEFAULT_STACK_SIZE;
 
 #ifdef VM_ENABLE_PRECISE_STACK_GC_SCAN
-  vp->stack_base = GC_generic_malloc (vp->stack_size * sizeof (SCM),
-                                     vm_stack_gc_kind);
+  vp->stack_base = (SCM *)
+    GC_generic_malloc (vp->stack_size * sizeof (SCM), vm_stack_gc_kind);
 
   /* Keep a pointer to VP so that `vm_stack_mark ()' can know what the stack
      top is.  */
-  *vp->stack_base = PTR2SCM (vp);
+  *vp->stack_base = SCM_PACK_POINTER (vp);
   vp->stack_base++;
   vp->stack_size--;
 #else
@@ -362,12 +543,11 @@ make_vm (void)
 #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;
+  vp->stack_limit = vp->stack_base + vp->stack_size - VM_STACK_RESERVE_SIZE;
   vp->ip         = NULL;
   vp->sp         = vp->stack_base - 1;
   vp->fp         = NULL;
-  vp->engine      = SCM_VM_DEBUG_ENGINE;
-  vp->options     = SCM_EOL;
+  vp->engine      = vm_default_engine;
   vp->trace_level = 0;
   for (i = 0; i < SCM_VM_NUM_HOOKS; i++)
     vp->hooks[i] = SCM_BOOL_F;
@@ -390,8 +570,7 @@ vm_stack_mark (GC_word *addr, struct GC_ms_entry *mark_stack_ptr,
   vm = * ((struct scm_vm **) addr);
 
   if (vm == NULL
-      || (SCM *) addr != vm->stack_base - 1
-      || vm->stack_limit - vm->stack_base != vm->stack_size)
+      || (SCM *) addr != vm->stack_base - 1)
     /* ADDR must be a pointer to a free-list element, which we must ignore
        (see warning in <gc/gc_mark.h>).  */
     return mark_stack_ptr;
@@ -411,60 +590,20 @@ SCM
 scm_c_vm_run (SCM vm, SCM program, SCM *argv, int nargs)
 {
   struct scm_vm *vp = SCM_VM_DATA (vm);
+  SCM_CHECK_STACK;
   return vm_engines[vp->engine](vm, program, argv, nargs);
 }
 
-SCM_DEFINE (scm_vm_apply, "vm-apply", 3, 0, 0,
-            (SCM vm, SCM program, SCM args),
-            "")
-#define FUNC_NAME s_scm_vm_apply
-{
-  SCM *argv;
-  int i, nargs;
-  
-  SCM_VALIDATE_VM (1, vm);
-  SCM_VALIDATE_PROC (2, program);
-
-  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);
-    }
-
-  return scm_c_vm_run (vm, program, argv, nargs);
-}
-#undef FUNC_NAME
-
-SCM
-scm_vm_call_with_new_stack (SCM vm, SCM thunk, SCM id)
-{
-  return scm_c_vm_run (vm, thunk, NULL, 0);
-}
-
 /* Scheme interface */
 
-SCM_DEFINE (scm_vm_version, "vm-version", 0, 0, 0,
-           (void),
-           "")
-#define FUNC_NAME s_scm_vm_version
-{
-  return scm_from_locale_string (PACKAGE_VERSION);
-}
-#undef FUNC_NAME
-
 SCM_DEFINE (scm_the_vm, "the-vm", 0, 0, 0,
            (void),
-           "")
+           "Return the current thread's VM.")
 #define FUNC_NAME s_scm_the_vm
 {
   scm_i_thread *t = SCM_I_CURRENT_THREAD;
 
-  if (SCM_UNLIKELY (scm_is_false ((t->vm))))
+  if (SCM_UNLIKELY (scm_is_false (t->vm)))
     t->vm = make_vm ();
 
   return t->vm;
@@ -496,7 +635,7 @@ SCM_DEFINE (scm_vm_ip, "vm:ip", 1, 0, 0,
 #define FUNC_NAME s_scm_vm_ip
 {
   SCM_VALIDATE_VM (1, vm);
-  return scm_from_ulong ((unsigned long) SCM_VM_DATA (vm)->ip);
+  return scm_from_unsigned_integer ((scm_t_bits) SCM_VM_DATA (vm)->ip);
 }
 #undef FUNC_NAME
 
@@ -506,7 +645,7 @@ SCM_DEFINE (scm_vm_sp, "vm:sp", 1, 0, 0,
 #define FUNC_NAME s_scm_vm_sp
 {
   SCM_VALIDATE_VM (1, vm);
-  return scm_from_ulong ((unsigned long) SCM_VM_DATA (vm)->sp);
+  return scm_from_unsigned_integer ((scm_t_bits) SCM_VM_DATA (vm)->sp);
 }
 #undef FUNC_NAME
 
@@ -516,7 +655,7 @@ SCM_DEFINE (scm_vm_fp, "vm:fp", 1, 0, 0,
 #define FUNC_NAME s_scm_vm_fp
 {
   SCM_VALIDATE_VM (1, vm);
-  return scm_from_ulong ((unsigned long) SCM_VM_DATA (vm)->fp);
+  return scm_from_unsigned_integer ((scm_t_bits) SCM_VM_DATA (vm)->fp);
 }
 #undef FUNC_NAME
 
@@ -530,21 +669,30 @@ SCM_DEFINE (scm_vm_fp, "vm:fp", 1, 0, 0,
   return vp->hooks[n];                                 \
 }
 
-SCM_DEFINE (scm_vm_boot_hook, "vm-boot-hook", 1, 0, 0,
+SCM_DEFINE (scm_vm_apply_hook, "vm-apply-hook", 1, 0, 0,
+           (SCM vm),
+           "")
+#define FUNC_NAME s_scm_vm_apply_hook
+{
+  VM_DEFINE_HOOK (SCM_VM_APPLY_HOOK);
+}
+#undef FUNC_NAME
+
+SCM_DEFINE (scm_vm_push_continuation_hook, "vm-push-continuation-hook", 1, 0, 0,
            (SCM vm),
            "")
-#define FUNC_NAME s_scm_vm_boot_hook
+#define FUNC_NAME s_scm_vm_push_continuation_hook
 {
-  VM_DEFINE_HOOK (SCM_VM_BOOT_HOOK);
+  VM_DEFINE_HOOK (SCM_VM_PUSH_CONTINUATION_HOOK);
 }
 #undef FUNC_NAME
 
-SCM_DEFINE (scm_vm_halt_hook, "vm-halt-hook", 1, 0, 0,
+SCM_DEFINE (scm_vm_pop_continuation_hook, "vm-pop-continuation-hook", 1, 0, 0,
            (SCM vm),
            "")
-#define FUNC_NAME s_scm_vm_halt_hook
+#define FUNC_NAME s_scm_vm_pop_continuation_hook
 {
-  VM_DEFINE_HOOK (SCM_VM_HALT_HOOK);
+  VM_DEFINE_HOOK (SCM_VM_POP_CONTINUATION_HOOK);
 }
 #undef FUNC_NAME
 
@@ -557,94 +705,193 @@ SCM_DEFINE (scm_vm_next_hook, "vm-next-hook", 1, 0, 0,
 }
 #undef FUNC_NAME
 
-SCM_DEFINE (scm_vm_break_hook, "vm-break-hook", 1, 0, 0,
+SCM_DEFINE (scm_vm_abort_continuation_hook, "vm-abort-continuation-hook", 1, 0, 0,
            (SCM vm),
            "")
-#define FUNC_NAME s_scm_vm_break_hook
+#define FUNC_NAME s_scm_vm_abort_continuation_hook
 {
-  VM_DEFINE_HOOK (SCM_VM_BREAK_HOOK);
+  VM_DEFINE_HOOK (SCM_VM_ABORT_CONTINUATION_HOOK);
 }
 #undef FUNC_NAME
 
-SCM_DEFINE (scm_vm_enter_hook, "vm-enter-hook", 1, 0, 0,
+SCM_DEFINE (scm_vm_restore_continuation_hook, "vm-restore-continuation-hook", 1, 0, 0,
            (SCM vm),
            "")
-#define FUNC_NAME s_scm_vm_enter_hook
+#define FUNC_NAME s_scm_vm_restore_continuation_hook
 {
-  VM_DEFINE_HOOK (SCM_VM_ENTER_HOOK);
+  VM_DEFINE_HOOK (SCM_VM_RESTORE_CONTINUATION_HOOK);
 }
 #undef FUNC_NAME
 
-SCM_DEFINE (scm_vm_apply_hook, "vm-apply-hook", 1, 0, 0,
+SCM_DEFINE (scm_vm_trace_level, "vm-trace-level", 1, 0, 0,
            (SCM vm),
            "")
-#define FUNC_NAME s_scm_vm_apply_hook
+#define FUNC_NAME s_scm_vm_trace_level
 {
-  VM_DEFINE_HOOK (SCM_VM_APPLY_HOOK);
+  SCM_VALIDATE_VM (1, vm);
+  return scm_from_int (SCM_VM_DATA (vm)->trace_level);
 }
 #undef FUNC_NAME
 
-SCM_DEFINE (scm_vm_exit_hook, "vm-exit-hook", 1, 0, 0,
-           (SCM vm),
+SCM_DEFINE (scm_set_vm_trace_level_x, "set-vm-trace-level!", 2, 0, 0,
+           (SCM vm, SCM level),
            "")
-#define FUNC_NAME s_scm_vm_exit_hook
+#define FUNC_NAME s_scm_set_vm_trace_level_x
 {
-  VM_DEFINE_HOOK (SCM_VM_EXIT_HOOK);
+  SCM_VALIDATE_VM (1, vm);
+  SCM_VM_DATA (vm)->trace_level = scm_to_int (level);
+  return SCM_UNSPECIFIED;
 }
 #undef FUNC_NAME
 
-SCM_DEFINE (scm_vm_return_hook, "vm-return-hook", 1, 0, 0,
+\f
+/*
+ * VM engines
+ */
+
+static int
+symbol_to_vm_engine (SCM engine, const char *FUNC_NAME)
+{
+  if (scm_is_eq (engine, sym_regular))
+    return SCM_VM_REGULAR_ENGINE;
+  else if (scm_is_eq (engine, sym_debug))
+    return SCM_VM_DEBUG_ENGINE;
+  else
+    SCM_MISC_ERROR ("Unknown VM engine: ~a", scm_list_1 (engine));
+}
+  
+static SCM
+vm_engine_to_symbol (int engine, const char *FUNC_NAME)
+{
+  switch (engine)
+    {
+    case SCM_VM_REGULAR_ENGINE:
+      return sym_regular;
+    case SCM_VM_DEBUG_ENGINE:
+      return sym_debug;
+    default:
+      /* ? */
+      SCM_MISC_ERROR ("Unknown VM engine: ~a",
+                      scm_list_1 (scm_from_int (engine)));
+    }
+}
+  
+SCM_DEFINE (scm_vm_engine, "vm-engine", 1, 0, 0,
            (SCM vm),
            "")
-#define FUNC_NAME s_scm_vm_return_hook
+#define FUNC_NAME s_scm_vm_engine
 {
-  VM_DEFINE_HOOK (SCM_VM_RETURN_HOOK);
+  SCM_VALIDATE_VM (1, vm);
+  return vm_engine_to_symbol (SCM_VM_DATA (vm)->engine, FUNC_NAME);
 }
 #undef FUNC_NAME
 
-SCM_DEFINE (scm_vm_option, "vm-option", 2, 0, 0,
-           (SCM vm, SCM key),
-           "")
-#define FUNC_NAME s_scm_vm_option
+void
+scm_c_set_vm_engine_x (SCM vm, int engine)
+#define FUNC_NAME "set-vm-engine!"
 {
   SCM_VALIDATE_VM (1, vm);
-  return scm_assq_ref (SCM_VM_DATA (vm)->options, key);
+
+  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;
 }
 #undef FUNC_NAME
 
-SCM_DEFINE (scm_set_vm_option_x, "set-vm-option!", 3, 0, 0,
-           (SCM vm, SCM key, SCM val),
+SCM_DEFINE (scm_set_vm_engine_x, "set-vm-engine!", 2, 0, 0,
+           (SCM vm, SCM engine),
            "")
-#define FUNC_NAME s_scm_set_vm_option_x
+#define FUNC_NAME s_scm_set_vm_engine_x
 {
-  SCM_VALIDATE_VM (1, vm);
-  SCM_VM_DATA (vm)->options
-    = scm_assq_set_x (SCM_VM_DATA (vm)->options, key, val);
+  scm_c_set_vm_engine_x (vm, symbol_to_vm_engine (engine, FUNC_NAME));
   return SCM_UNSPECIFIED;
 }
 #undef FUNC_NAME
 
-SCM_DEFINE (scm_vm_trace_level, "vm-trace-level", 1, 0, 0,
-           (SCM vm),
-           "")
-#define FUNC_NAME s_scm_vm_trace_level
+void
+scm_c_set_default_vm_engine_x (int engine)
+#define FUNC_NAME "set-default-vm-engine!"
 {
-  SCM_VALIDATE_VM (1, vm);
-  return scm_from_int (SCM_VM_DATA (vm)->trace_level);
+  if (engine < 0 || engine >= SCM_VM_NUM_ENGINES)
+    SCM_MISC_ERROR ("Unknown VM engine: ~a",
+                    scm_list_1 (scm_from_int (engine)));
+    
+  vm_default_engine = engine;
 }
 #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_default_vm_engine_x, "set-default-vm-engine!", 1, 0, 0,
+           (SCM engine),
            "")
-#define FUNC_NAME s_scm_set_vm_trace_level_x
+#define FUNC_NAME s_scm_set_default_vm_engine_x
 {
-  SCM_VALIDATE_VM (1, vm);
-  SCM_VM_DATA (vm)->trace_level = scm_to_int (level);
+  scm_c_set_default_vm_engine_x (symbol_to_vm_engine (engine, FUNC_NAME));
   return SCM_UNSPECIFIED;
 }
 #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),
+           "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}.")
+#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;
+}
+#undef FUNC_NAME
+
 \f
 /*
  * Initialize
@@ -661,9 +908,16 @@ SCM scm_load_compiled_with_vm (SCM file)
 void
 scm_bootstrap_vm (void)
 {
-  scm_c_register_extension ("libguile", "scm_init_vm",
+  scm_c_register_extension ("libguile-" SCM_EFFECTIVE_VERSION,
+                            "scm_init_vm",
                             (scm_t_extension_init_func)scm_init_vm, NULL);
 
+  sym_vm_run = scm_from_latin1_symbol ("vm-run");
+  sym_vm_error = scm_from_latin1_symbol ("vm-error");
+  sym_keyword_argument_error = scm_from_latin1_symbol ("keyword-argument-error");
+  sym_regular = scm_from_latin1_symbol ("regular");
+  sym_debug = scm_from_latin1_symbol ("debug");
+
 #ifdef VM_ENABLE_PRECISE_STACK_GC_SCAN
   vm_stack_gc_kind =
     GC_new_kind (GC_new_free_list (),