REPL Server: Don't establish a SIGINT handler.
[bpt/guile.git] / libguile / struct.c
index cd2c441..3906a42 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-/* Copyright (C) 1996,1997,1998,1999,2000,2001, 2003, 2004, 2006, 2007, 2008, 2009 Free Software Foundation, Inc.
+/* Copyright (C) 1996,1997,1998,1999,2000,2001, 2003, 2004, 2006, 2007, 2008, 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 <config.h>
 #endif
 
+#include <alloca.h>
+#include <assert.h>
+
+#define SCM_BUILDING_DEPRECATED_CODE
+
 #include "libguile/_scm.h"
 #include "libguile/async.h"
 #include "libguile/chars.h"
 static SCM required_vtable_fields = SCM_BOOL_F;
 static SCM required_applicable_fields = SCM_BOOL_F;
 static SCM required_applicable_with_setter_fields = SCM_BOOL_F;
-SCM scm_struct_table = SCM_BOOL_F;
+SCM scm_applicable_struct_vtable_vtable;
+SCM scm_applicable_struct_with_setter_vtable_vtable;
+SCM scm_standard_vtable_vtable;
+
 
 \f
 SCM_DEFINE (scm_make_struct_layout, "make-struct-layout", 1, 0, 0, 
@@ -145,7 +153,98 @@ SCM_DEFINE (scm_make_struct_layout, "make-struct-layout", 1, 0, 0,
 #undef FUNC_NAME
 
 \f
+/* Check whether VTABLE instances have a simple layout (i.e., either
+   only "pr" or only "pw" fields and no tail array) and update its flags
+   accordingly.  */
+static void
+set_vtable_layout_flags (SCM vtable)
+{
+  size_t len, field;
+  SCM layout;
+  const char *c_layout;
+  scm_t_bits flags = SCM_VTABLE_FLAG_SIMPLE;
+
+  layout = SCM_VTABLE_LAYOUT (vtable);
+  c_layout = scm_i_symbol_chars (layout);
+  len = scm_i_symbol_length (layout);
+
+  assert (len % 2 == 0);
+
+  /* Update FLAGS according to LAYOUT.  */
+  for (field = 0;
+       field < len && flags & SCM_VTABLE_FLAG_SIMPLE;
+       field += 2)
+    {
+      if (c_layout[field] != 'p')
+       flags = 0;
+      else
+       switch (c_layout[field + 1])
+         {
+         case 'w':
+           if (field == 0)
+             flags |= SCM_VTABLE_FLAG_SIMPLE_RW;
+           break;
+
+         case 'r':
+           flags &= ~SCM_VTABLE_FLAG_SIMPLE_RW;
+           break;
+
+         default:
+           flags = 0;
+         }
+    }
+
+  if (flags & SCM_VTABLE_FLAG_SIMPLE)
+    {
+      /* VTABLE is simple so update its flags and record the size of its
+        instances.  */
+      SCM_SET_VTABLE_FLAGS (vtable, flags);
+      SCM_STRUCT_DATA_SET (vtable, scm_vtable_index_size, len / 2);
+    }
+}
+
+static int
+scm_is_valid_vtable_layout (SCM layout)
+{
+  size_t len, n;
+  const char *c_layout;
+
+  c_layout = scm_i_symbol_chars (layout);
+  len = scm_i_symbol_length (layout);
 
+  if (len % 2)
+    return 0;
+  
+  for (n = 0; n < len; n += 2)
+    switch (c_layout[n])
+      {
+      case 'u':
+      case 'p':
+      case 's':
+        switch (c_layout[n+1])
+          {
+          case 'W':
+          case 'R':
+          case 'O':
+            if (n + 2 != len)
+              return 0;
+          case 'w':
+          case 'h':
+          case 'r':
+          case 'o':
+            break;
+          default:
+            return 0;
+          }
+        break;
+      default:        
+        return 0;
+      }
+  return 1;
+}
+
+/* Have OBJ, a newly created vtable, inherit flags from VTABLE.  VTABLE is a
+   vtable-vtable and OBJ is an instance of VTABLE.  */
 void
 scm_i_struct_inherit_vtable_magic (SCM vtable, SCM obj)
 #define FUNC_NAME "%inherit-vtable-magic"
@@ -156,17 +255,18 @@ scm_i_struct_inherit_vtable_magic (SCM vtable, SCM obj)
      Both of these questions also imply a certain layout of the structure. So
      instead of checking the layout at runtime, what we do is pre-verify the
      layout -- so that at runtime we can just check the applicable flag and
-     dispatch directly to the Scheme procedure in slot 0.
-  */
+     dispatch directly to the Scheme procedure in slot 0.  */
   SCM olayout;
 
-  /* verify that obj is a valid vtable */
-  if (scm_is_false (scm_symbol_p (SCM_VTABLE_LAYOUT (obj))))
-    scm_misc_error (FUNC_NAME, "invalid layout for new vtable",
+  /* Verify that OBJ is a valid vtable.  */
+  if (! scm_is_valid_vtable_layout (SCM_VTABLE_LAYOUT (obj)))
+    SCM_MISC_ERROR ("invalid layout for new vtable: ~a",
                     scm_list_1 (SCM_VTABLE_LAYOUT (obj)));
 
-  /* if obj's vtable is compatible with the required vtable (class) layout, it
-     is a metaclass */
+  set_vtable_layout_flags (obj);
+
+  /* If OBJ's vtable is compatible with the required vtable (class) layout, it
+     is a metaclass.  */
   olayout = scm_symbol_to_string (SCM_VTABLE_LAYOUT (obj));
   if (scm_is_true (scm_leq_p (scm_string_length (required_vtable_fields),
                               scm_string_length (olayout)))
@@ -177,8 +277,8 @@ scm_i_struct_inherit_vtable_magic (SCM vtable, SCM obj)
                                      scm_string_length (required_vtable_fields))))
     SCM_SET_VTABLE_FLAGS (obj, SCM_VTABLE_FLAG_VTABLE);
 
-  /* finally if obj is an applicable class, verify that its vtable is
-     compatible with the required applicable layout */
+  /* Finally, if OBJ is an applicable class, verify that its vtable is
+     compatible with the required applicable layout */
   if (SCM_VTABLE_FLAG_IS_SET (vtable, SCM_VTABLE_FLAG_SETTER_VTABLE))
     {
       if (scm_is_false (scm_string_eq (olayout, required_applicable_with_setter_fields,
@@ -186,7 +286,7 @@ scm_i_struct_inherit_vtable_magic (SCM vtable, SCM obj)
                                        scm_from_size_t (4), 
                                        scm_from_size_t (0),
                                        scm_from_size_t (4))))
-        scm_misc_error (FUNC_NAME, "invalid applicable-with-setter struct layout",
+        SCM_MISC_ERROR ("invalid applicable-with-setter struct layout",
                         scm_list_1 (olayout));
       SCM_SET_VTABLE_FLAGS (obj, SCM_VTABLE_FLAG_APPLICABLE | SCM_VTABLE_FLAG_SETTER);
     }
@@ -197,95 +297,88 @@ scm_i_struct_inherit_vtable_magic (SCM vtable, SCM obj)
                                        scm_from_size_t (2), 
                                        scm_from_size_t (0),
                                        scm_from_size_t (2))))
-        scm_misc_error (FUNC_NAME, "invalid applicable struct layout",
+        SCM_MISC_ERROR ("invalid applicable struct layout",
                         scm_list_1 (olayout));
       SCM_SET_VTABLE_FLAGS (obj, SCM_VTABLE_FLAG_APPLICABLE);
     }
+
+  SCM_SET_VTABLE_FLAGS (obj, SCM_VTABLE_FLAG_VALIDATED);
 }
 #undef FUNC_NAME
 
 
 static void
-scm_struct_init (SCM handle, SCM layout, int tail_elts, SCM inits)
+scm_struct_init (SCM handle, SCM layout, size_t n_tail,
+                 size_t n_inits, scm_t_bits *inits)
 {
-  scm_t_wchar prot = 0;
-  int n_fields = scm_i_symbol_length (layout) / 2;
-  int tailp = 0;
-  int i;
-  scm_t_bits *mem = SCM_STRUCT_DATA (handle);
-
-  i = -2;
-  while (n_fields)
+  SCM vtable;
+  scm_t_bits *mem;
+
+  vtable = SCM_STRUCT_VTABLE (handle);
+  mem = SCM_STRUCT_DATA (handle);
+
+  if (SCM_UNPACK (vtable) != 0
+      && SCM_VTABLE_FLAG_IS_SET (vtable, SCM_VTABLE_FLAG_SIMPLE)
+      && n_tail == 0
+      && n_inits == SCM_STRUCT_DATA_REF (vtable, scm_vtable_index_size))
+    /* The fast path: HANDLE has N_INITS "p" fields.  */
+    memcpy (mem, inits, n_inits * sizeof (SCM));
+  else
     {
-      if (!tailp)
+      scm_t_wchar prot = 0;
+      int n_fields = scm_i_symbol_length (layout) / 2;
+      int tailp = 0;
+      int i;
+      size_t inits_idx = 0;
+
+      i = -2;
+      while (n_fields)
        {
-         i += 2;
-         prot = scm_i_symbol_ref (layout, i+1);
-         if (SCM_LAYOUT_TAILP (prot))
-           {
-             tailp = 1;
-             prot = prot == 'R' ? 'r' : prot == 'W' ? 'w' : 'o';
-             *mem++ = tail_elts;
-             n_fields += tail_elts - 1;
-             if (n_fields == 0)
-               break;
-           }
-       }
-      switch (scm_i_symbol_ref (layout, i))
-       {
-#if 0
-       case 'i':
-         if ((prot != 'r' && prot != 'w') || inits == SCM_EOL)
-           *mem = 0;
-         else
-           {
-             *mem = scm_to_long (SCM_CAR (inits));
-             inits = SCM_CDR (inits);
-           }
-         break;
-#endif
-
-       case 'u':
-         if ((prot != 'r' && prot != 'w') || scm_is_null (inits))
-           *mem = 0;
-         else
+         if (!tailp)
            {
-             *mem = scm_to_ulong (SCM_CAR (inits));
-             inits = SCM_CDR (inits);
+             i += 2;
+             prot = scm_i_symbol_ref (layout, i+1);
+             if (SCM_LAYOUT_TAILP (prot))
+               {
+                 tailp = 1;
+                 prot = prot == 'R' ? 'r' : prot == 'W' ? 'w' : 'o';
+                 *mem++ = (scm_t_bits)n_tail;
+                 n_fields += n_tail - 1;
+                 if (n_fields == 0)
+                   break;
+               }
            }
-         break;
-
-       case 'p':
-         if ((prot != 'r' && prot != 'w') || scm_is_null (inits))
-           *mem = SCM_UNPACK (SCM_BOOL_F);
-         else
-           {
-             *mem = SCM_UNPACK (SCM_CAR (inits));
-             inits = SCM_CDR (inits);
-           }
-             
-         break;
-
-#if 0
-       case 'd':
-         if ((prot != 'r' && prot != 'w') || inits == SCM_EOL)
-           *((double *)mem) = 0.0;
-         else
+         switch (scm_i_symbol_ref (layout, i))
            {
-             *mem = scm_num2dbl (SCM_CAR (inits), "scm_struct_init");
-             inits = SCM_CDR (inits);
+           case 'u':
+             if ((prot != 'r' && prot != 'w') || inits_idx == n_inits)
+               *mem = 0;
+             else
+               {
+                 *mem = scm_to_ulong (SCM_PACK (inits[inits_idx]));
+                 inits_idx++;
+               }
+             break;
+
+           case 'p':
+             if ((prot != 'r' && prot != 'w') || inits_idx == n_inits)
+               *mem = SCM_UNPACK (SCM_BOOL_F);
+             else
+               {
+                 *mem = inits[inits_idx];
+                 inits_idx++;
+               }
+
+             break;
+
+           case 's':
+             *mem = SCM_UNPACK (handle);
+             break;
            }
-         fields_desc += 2;
-         break;
-#endif
 
-       case 's':
-         *mem = SCM_UNPACK (handle);
-         break;
+         n_fields--;
+         mem++;
        }
-
-      n_fields--;
-      mem++;
     }
 }
 
@@ -305,16 +398,20 @@ SCM_DEFINE (scm_struct_vtable_p, "struct-vtable?", 1, 0, 0,
            "Return @code{#t} iff @var{x} is a vtable structure.")
 #define FUNC_NAME s_scm_struct_vtable_p
 {
-  return scm_from_bool
-    (SCM_STRUCTP (x)
-     && SCM_STRUCT_VTABLE_FLAG_IS_SET (x, SCM_VTABLE_FLAG_VTABLE));
+  if (!SCM_STRUCTP (x)
+      || !SCM_STRUCT_VTABLE_FLAG_IS_SET (x, SCM_VTABLE_FLAG_VTABLE))
+    return SCM_BOOL_F;
+  if (!SCM_VTABLE_FLAG_IS_SET (x, SCM_VTABLE_FLAG_VALIDATED))
+    SCM_MISC_ERROR ("vtable has invalid layout: ~A",
+                    scm_list_1 (SCM_VTABLE_LAYOUT (x)));
+  return SCM_BOOL_T;
 }
 #undef FUNC_NAME
 
 
 /* Finalization: invoke the finalizer of the struct pointed to by PTR.  */
 static void
-struct_finalizer_trampoline (GC_PTR ptr, GC_PTR unused_data)
+struct_finalizer_trampoline (void *ptr, void *unused_data)
 {
   SCM obj = PTR2SCM (ptr);
   scm_t_struct_finalize finalize = SCM_STRUCT_FINALIZER (obj);
@@ -338,65 +435,36 @@ struct_finalizer_trampoline (GC_PTR ptr, GC_PTR unused_data)
    points to the given vtable data, then a data pointer, then n_words of data.
  */
 SCM
-scm_i_alloc_struct (scm_t_bits *vtable_data, int n_words, const char *what)
+scm_i_alloc_struct (scm_t_bits *vtable_data, int n_words)
 {
-  scm_t_bits ret;
-  ret = (scm_t_bits)scm_gc_malloc (sizeof (scm_t_bits) * (n_words + 2), "struct");
-  SCM_SET_CELL_WORD_0 (SCM_PACK (ret), (scm_t_bits)vtable_data | scm_tc3_struct);
-  SCM_SET_CELL_WORD_1 (SCM_PACK (ret),
-                       (scm_t_bits)SCM_CELL_OBJECT_LOC (SCM_PACK (ret), 2));
+  SCM ret;
+
+  ret = scm_words ((scm_t_bits)vtable_data | scm_tc3_struct, n_words + 2);
+  SCM_SET_CELL_WORD_1 (ret, (scm_t_bits)SCM_CELL_OBJECT_LOC (ret, 2));
 
   /* vtable_data can be null when making a vtable vtable */
   if (vtable_data && vtable_data[scm_vtable_index_instance_finalize])
-    {
-      /* Register a finalizer for the newly created instance.  */
-      GC_finalization_proc prev_finalizer;
-      GC_PTR prev_finalizer_data;
-      GC_REGISTER_FINALIZER_NO_ORDER ((void*)ret,
-                                     struct_finalizer_trampoline,
-                                     NULL,
-                                     &prev_finalizer,
-                                     &prev_finalizer_data);
-    }
+    /* Register a finalizer for the newly created instance.  */
+    scm_i_set_finalizer (SCM2PTR (ret), struct_finalizer_trampoline, NULL);
 
-  return SCM_PACK (ret);
+  return ret;
 }
 
 \f
-SCM_DEFINE (scm_make_struct, "make-struct", 2, 0, 1, 
-            (SCM vtable, SCM tail_array_size, SCM init),
-           "Create a new structure.\n\n"
-           "@var{type} must be a vtable structure (@pxref{Vtables}).\n\n"
-           "@var{tail-elts} must be a non-negative integer.  If the layout\n"
-           "specification indicated by @var{type} includes a tail-array,\n"
-           "this is the number of elements allocated to that array.\n\n"
-           "The @var{init1}, @dots{} are optional arguments describing how\n"
-           "successive fields of the structure should be initialized.  Only fields\n"
-           "with protection 'r' or 'w' can be initialized, except for fields of\n"
-           "type 's', which are automatically initialized to point to the new\n"
-           "structure itself. Fields with protection 'o' can not be initialized by\n"
-           "Scheme programs.\n\n"
-           "If fewer optional arguments than initializable fields are supplied,\n"
-           "fields of type 'p' get default value #f while fields of type 'u' are\n"
-           "initialized to 0.\n\n"
-           "For more information, see the documentation for @code{make-vtable-vtable}.")
-#define FUNC_NAME s_scm_make_struct
+SCM
+scm_c_make_structv (SCM vtable, size_t n_tail, size_t n_init, scm_t_bits *init)
+#define FUNC_NAME "make-struct"
 {
   SCM layout;
   size_t basic_size;
-  size_t tail_elts;
   SCM obj;
 
   SCM_VALIDATE_VTABLE (1, vtable);
-  SCM_VALIDATE_REST_ARGUMENT (init);
 
   layout = SCM_VTABLE_LAYOUT (vtable);
   basic_size = scm_i_symbol_length (layout) / 2;
-  tail_elts = scm_to_size_t (tail_array_size);
 
-  /* A tail array is only allowed if the layout fields string ends in "R",
-     "W" or "O". */
-  if (tail_elts != 0)
+  if (n_tail != 0)
     {
       SCM layout_str, last_char;
       
@@ -413,13 +481,14 @@ SCM_DEFINE (scm_make_struct, "make-struct", 2, 0, 1,
         goto bad_tail;
     }
 
-  obj = scm_i_alloc_struct (SCM_STRUCT_DATA (vtable), basic_size + tail_elts,
-                            "struct");
+  obj = scm_i_alloc_struct (SCM_STRUCT_DATA (vtable), basic_size + n_tail);
 
-  scm_struct_init (obj, layout, tail_elts, init);
+  scm_struct_init (obj, layout, n_tail, n_init, init);
 
-  /* only check things and inherit magic if the layout was passed as an initarg.
-     something of a hack, but it's for back-compatibility. */
+  /* If we're making a vtable, validate its layout and inherit
+     flags. However we allow for separation of allocation and
+     initialization, to humor GOOPS, so only validate if the layout was
+     passed as an initarg. */
   if (SCM_VTABLE_FLAG_IS_SET (vtable, SCM_VTABLE_FLAG_VTABLE)
       && scm_is_true (SCM_VTABLE_LAYOUT (obj)))
     scm_i_struct_inherit_vtable_magic (vtable, obj);
@@ -428,83 +497,155 @@ SCM_DEFINE (scm_make_struct, "make-struct", 2, 0, 1,
 }
 #undef FUNC_NAME
 
+SCM
+scm_c_make_struct (SCM vtable, size_t n_tail, size_t n_init, scm_t_bits init, ...)
+{
+  va_list foo;
+  scm_t_bits *v;
+  size_t i;
+
+  v = alloca (sizeof (scm_t_bits) * n_init);
 
+  va_start (foo, init);
+  for (i = 0; i < n_init; i++)
+    {
+      v[i] = init;
+      init = va_arg (foo, scm_t_bits);
+    }
+  va_end (foo);
 
-SCM_DEFINE (scm_make_vtable_vtable, "make-vtable-vtable", 2, 0, 1,
-            (SCM user_fields, SCM tail_array_size, SCM init),
-           "Return a new, self-describing vtable structure.\n\n"
-           "@var{user-fields} is a string describing user defined fields of the\n"
-           "vtable beginning at index @code{vtable-offset-user}\n"
-           "(see @code{make-struct-layout}).\n\n"
-           "@var{tail-size} specifies the size of the tail-array (if any) of\n"
-           "this vtable.\n\n"
-           "@var{init1}, @dots{} are the optional initializers for the fields of\n"
-           "the vtable.\n\n"
-           "Vtables have one initializable system field---the struct printer.\n"
-           "This field comes before the user fields in the initializers passed\n"
-           "to @code{make-vtable-vtable} and @code{make-struct}, and thus works as\n"
-           "a third optional argument to @code{make-vtable-vtable} and a fourth to\n"
-           "@code{make-struct} when creating vtables:\n\n"
-           "If the value is a procedure, it will be called instead of the standard\n"
-           "printer whenever a struct described by this vtable is printed.\n"
-           "The procedure will be called with arguments STRUCT and PORT.\n\n"
-           "The structure of a struct is described by a vtable, so the vtable is\n"
-           "in essence the type of the struct.  The vtable is itself a struct with\n"
-           "a vtable.  This could go on forever if it weren't for the\n"
-           "vtable-vtables which are self-describing vtables, and thus terminate\n"
-           "the chain.\n\n"
-           "There are several potential ways of using structs, but the standard\n"
-           "one is to use three kinds of structs, together building up a type\n"
-           "sub-system: one vtable-vtable working as the root and one or several\n"
-           "\"types\", each with a set of \"instances\".  (The vtable-vtable should be\n"
-           "compared to the class <class> which is the class of itself.)\n\n"
-           "@lisp\n"
-           "(define ball-root (make-vtable-vtable \"pr\" 0))\n\n"
-           "(define (make-ball-type ball-color)\n"
-           "  (make-struct ball-root 0\n"
-           "          (make-struct-layout \"pw\")\n"
-           "               (lambda (ball port)\n"
-           "                 (format port \"#<a ~A ball owned by ~A>\"\n"
-           "                         (color ball)\n"
-           "                         (owner ball)))\n"
-           "               ball-color))\n"
-           "(define (color ball) (struct-ref (struct-vtable ball) vtable-offset-user))\n"
-           "(define (owner ball) (struct-ref ball 0))\n\n"
-           "(define red (make-ball-type 'red))\n"
-           "(define green (make-ball-type 'green))\n\n"
-           "(define (make-ball type owner) (make-struct type 0 owner))\n\n"
-           "(define ball (make-ball green 'Nisse))\n"
-           "ball @result{} #<a green ball owned by Nisse>\n"
-           "@end lisp")
-#define FUNC_NAME s_scm_make_vtable_vtable
+  return scm_c_make_structv (vtable, n_tail, n_init, v);
+}
+
+SCM_DEFINE (scm_make_struct, "make-struct", 2, 0, 1, 
+            (SCM vtable, SCM tail_array_size, SCM init),
+           "Create a new structure.\n\n"
+           "@var{vtable} must be a vtable structure (@pxref{Vtables}).\n\n"
+           "@var{tail_array_size} must be a non-negative integer.  If the layout\n"
+           "specification indicated by @var{vtable} includes a tail-array,\n"
+           "this is the number of elements allocated to that array.\n\n"
+           "The @var{init1}, @dots{} are optional arguments describing how\n"
+           "successive fields of the structure should be initialized.  Only fields\n"
+           "with protection 'r' or 'w' can be initialized, except for fields of\n"
+           "type 's', which are automatically initialized to point to the new\n"
+           "structure itself. Fields with protection 'o' can not be initialized by\n"
+           "Scheme programs.\n\n"
+           "If fewer optional arguments than initializable fields are supplied,\n"
+           "fields of type 'p' get default value #f while fields of type 'u' are\n"
+           "initialized to 0.\n\n"
+           "For more information, see the documentation for @code{make-vtable-vtable}.")
+#define FUNC_NAME s_scm_make_struct
 {
-  SCM fields;
-  SCM layout;
-  size_t basic_size;
-  size_t tail_elts;
-  SCM obj;
+  size_t i, n_init;
+  long ilen;
+  scm_t_bits *v;
+
+  SCM_VALIDATE_VTABLE (1, vtable);
+  ilen = scm_ilength (init);
+  if (ilen < 0)
+    SCM_MISC_ERROR ("Rest arguments do not form a proper list.", SCM_EOL);
+  
+  n_init = (size_t)ilen;
+
+  /* best to use alloca, but init could be big, so hack to avoid a possible
+     stack overflow */
+  if (n_init < 64)
+    v = alloca (n_init * sizeof(scm_t_bits));
+  else
+    v = scm_gc_malloc (n_init * sizeof(scm_t_bits), "struct");
+
+  for (i = 0; i < n_init; i++, init = SCM_CDR (init))
+    v[i] = SCM_UNPACK (SCM_CAR (init));
+
+  return scm_c_make_structv (vtable, scm_to_size_t (tail_array_size), n_init, v);
+}
+#undef FUNC_NAME
+
+
+
+#if SCM_ENABLE_DEPRECATED == 1
+SCM
+scm_make_vtable_vtable (SCM user_fields, SCM tail_array_size, SCM init)
+#define FUNC_NAME "make-vtable-vtable"
+{
+  SCM fields, layout, obj;
+  size_t basic_size, n_tail, i, n_init;
+  long ilen;
+  scm_t_bits *v;
 
   SCM_VALIDATE_STRING (1, user_fields);
-  SCM_VALIDATE_REST_ARGUMENT (init);
+  ilen = scm_ilength (init);
+  if (ilen < 0)
+    SCM_MISC_ERROR ("Rest arguments do not form a proper list.", SCM_EOL);
+  
+  n_init = (size_t)ilen + 1; /* + 1 for the layout */
+
+  /* best to use alloca, but init could be big, so hack to avoid a possible
+     stack overflow */
+  if (n_init < 64)
+    v = alloca (n_init * sizeof(scm_t_bits));
+  else
+    v = scm_gc_malloc (n_init * sizeof(scm_t_bits), "struct");
 
   fields = scm_string_append (scm_list_2 (required_vtable_fields,
                                          user_fields));
   layout = scm_make_struct_layout (fields);
+  if (!scm_is_valid_vtable_layout (layout))
+    SCM_MISC_ERROR ("invalid user fields", scm_list_1 (user_fields));
+
   basic_size = scm_i_symbol_length (layout) / 2;
-  tail_elts = scm_to_size_t (tail_array_size);
+  n_tail = scm_to_size_t (tail_array_size);
+
+  i = 0;
+  v[i++] = SCM_UNPACK (layout);
+  for (; i < n_init; i++, init = SCM_CDR (init))
+    v[i] = SCM_UNPACK (SCM_CAR (init));
+
   SCM_CRITICAL_SECTION_START;
-  obj = scm_i_alloc_struct (NULL, basic_size + tail_elts, "struct");
-  /* magic magic magic */
-  SCM_SET_CELL_WORD_0 (obj, (scm_t_bits)SCM_STRUCT_DATA (obj) | scm_tc3_struct);
+  obj = scm_i_alloc_struct (NULL, basic_size + n_tail);
+  /* Make it so that the vtable of OBJ is itself.  */
+  SCM_SET_CELL_WORD_0 (obj, (scm_t_bits) SCM_STRUCT_DATA (obj) | scm_tc3_struct);
   SCM_CRITICAL_SECTION_END;
-  scm_struct_init (obj, layout, tail_elts, scm_cons (layout, init));
-  SCM_SET_VTABLE_FLAGS (obj, SCM_VTABLE_FLAG_VTABLE);
+
+  scm_struct_init (obj, layout, n_tail, n_init, v);
+  SCM_SET_VTABLE_FLAGS (obj,
+                        SCM_VTABLE_FLAG_VTABLE | SCM_VTABLE_FLAG_VALIDATED);
+
   return obj;
 }
 #undef FUNC_NAME
+#endif
+
+SCM
+scm_i_make_vtable_vtable (SCM user_fields)
+#define FUNC_NAME "make-vtable-vtable"
+{
+  SCM fields, layout, obj;
+  size_t basic_size;
+  scm_t_bits v;
 
+  SCM_VALIDATE_STRING (1, user_fields);
 
-static SCM scm_i_vtable_vtable_no_extra_fields;
+  fields = scm_string_append (scm_list_2 (required_vtable_fields,
+                                         user_fields));
+  layout = scm_make_struct_layout (fields);
+  if (!scm_is_valid_vtable_layout (layout))
+    SCM_MISC_ERROR ("invalid user fields", scm_list_1 (user_fields));
+
+  basic_size = scm_i_symbol_length (layout) / 2;
+
+  obj = scm_i_alloc_struct (NULL, basic_size);
+  /* Make it so that the vtable of OBJ is itself.  */
+  SCM_SET_CELL_WORD_0 (obj, (scm_t_bits) SCM_STRUCT_DATA (obj) | scm_tc3_struct);
+
+  v = SCM_UNPACK (layout);
+  scm_struct_init (obj, layout, 0, 1, &v);
+  SCM_SET_VTABLE_FLAGS (obj,
+                        SCM_VTABLE_FLAG_VTABLE | SCM_VTABLE_FLAG_VALIDATED);
+
+  return obj;
+}
+#undef FUNC_NAME
 
 SCM_DEFINE (scm_make_vtable, "make-vtable", 1, 1, 0,
             (SCM fields, SCM printer),
@@ -519,7 +660,7 @@ SCM_DEFINE (scm_make_vtable, "make-vtable", 1, 1, 0,
   if (SCM_UNBNDP (printer))
     printer = SCM_BOOL_F;
 
-  return scm_make_struct (scm_i_vtable_vtable_no_extra_fields, SCM_INUM0,
+  return scm_make_struct (scm_standard_vtable_vtable, SCM_INUM0,
                           scm_list_2 (scm_make_struct_layout (fields),
                                       printer));
 }
@@ -578,77 +719,90 @@ scm_i_struct_equalp (SCM s1, SCM s2)
 
 SCM_DEFINE (scm_struct_ref, "struct-ref", 2, 0, 0,
             (SCM handle, SCM pos),
-           "Access the @var{n}th field of @var{struct}.\n\n"
-           "If the field is of type 'p', then it can be set to an arbitrary value.\n\n"
-           "If the field is of type 'u', then it can only be set to a non-negative\n"
-           "integer value small enough to fit in one machine word.")
+           "Access the @var{pos}th field of struct associated with\n"
+           "@var{handle}.\n"
+           "\n"
+           "If the field is of type 'p', then it can be set to an arbitrary\n"
+           "value.\n"
+           "\n"
+           "If the field is of type 'u', then it can only be set to a\n"
+           "non-negative integer value small enough to fit in one machine\n"
+           "word.")
 #define FUNC_NAME s_scm_struct_ref
 {
-  SCM answer = SCM_UNDEFINED;
-  scm_t_bits * data;
-  SCM layout;
-  size_t layout_len;
+  SCM vtable, answer = SCM_UNDEFINED;
+  scm_t_bits *data;
   size_t p;
-  scm_t_bits n_fields;
-  scm_t_wchar field_type = 0;
-  
 
   SCM_VALIDATE_STRUCT (1, handle);
 
-  layout = SCM_STRUCT_LAYOUT (handle);
+  vtable = SCM_STRUCT_VTABLE (handle);
   data = SCM_STRUCT_DATA (handle);
   p = scm_to_size_t (pos);
 
-  layout_len = scm_i_symbol_length (layout);
-  n_fields = layout_len / 2;
-  if (SCM_LAYOUT_TAILP (scm_i_symbol_ref (layout, layout_len - 1)))
-    n_fields += data[n_fields - 1];
-  
-  SCM_ASSERT_RANGE(1, pos, p < n_fields);
-
-  if (p * 2 < layout_len)
+  if (SCM_LIKELY (SCM_VTABLE_FLAG_IS_SET (vtable, SCM_VTABLE_FLAG_SIMPLE)
+                 && p < SCM_STRUCT_DATA_REF (vtable, scm_vtable_index_size)))
+    /* The fast path: HANDLE is a struct with only "p" fields.  */
+    answer = SCM_PACK (data[p]);
+  else
     {
-      scm_t_wchar ref;
-      field_type = scm_i_symbol_ref (layout, p * 2);
-      ref = scm_i_symbol_ref (layout, p * 2 + 1);
-      if ((ref != 'r') && (ref != 'w') && (ref != 'h'))
+      SCM layout;
+      size_t layout_len, n_fields;
+      scm_t_wchar field_type = 0;
+
+      layout = SCM_STRUCT_LAYOUT (handle);
+      layout_len = scm_i_symbol_length (layout);
+      n_fields = layout_len / 2;
+
+      if (SCM_LAYOUT_TAILP (scm_i_symbol_ref (layout, layout_len - 1)))
+       n_fields += data[n_fields - 1];
+
+      SCM_ASSERT_RANGE (1, pos, p < n_fields);
+
+      if (p * 2 < layout_len)
        {
-         if ((ref == 'R') || (ref == 'W'))
-           field_type = 'u';
-         else
-           SCM_MISC_ERROR ("ref denied for field ~A", scm_list_1 (pos));
+         scm_t_wchar ref;
+         field_type = scm_i_symbol_ref (layout, p * 2);
+         ref = scm_i_symbol_ref (layout, p * 2 + 1);
+         if ((ref != 'r') && (ref != 'w') && (ref != 'h'))
+           {
+             if ((ref == 'R') || (ref == 'W'))
+               field_type = 'u';
+             else
+               SCM_MISC_ERROR ("ref denied for field ~A", scm_list_1 (pos));
+           }
        }
-    }
-  else if (scm_i_symbol_ref (layout, layout_len - 1) != 'O')
-    field_type = scm_i_symbol_ref(layout, layout_len - 2);
-  else
-    SCM_MISC_ERROR ("ref denied for field ~A", scm_list_1 (pos));
-  
-  switch (field_type)
-    {
-    case 'u':
-      answer = scm_from_ulong (data[p]);
-      break;
+      else if (scm_i_symbol_ref (layout, layout_len - 1) != 'O')
+       field_type = scm_i_symbol_ref(layout, layout_len - 2);
+      else
+       SCM_MISC_ERROR ("ref denied for field ~A", scm_list_1 (pos));
+
+      switch (field_type)
+       {
+       case 'u':
+         answer = scm_from_ulong (data[p]);
+         break;
 
 #if 0
-    case 'i':
-      answer = scm_from_long (data[p]);
-      break;
+       case 'i':
+         answer = scm_from_long (data[p]);
+         break;
 
-    case 'd':
-      answer = scm_make_real (*((double *)&(data[p])));
-      break;
+       case 'd':
+         answer = scm_make_real (*((double *)&(data[p])));
+         break;
 #endif
 
-    case 's':
-    case 'p':
-      answer = SCM_PACK (data[p]);
-      break;
+       case 's':
+       case 'p':
+         answer = SCM_PACK (data[p]);
+       break;
 
 
-    default:
-      SCM_MISC_ERROR ("unrecognized field type: ~S",
-                     scm_list_1 (SCM_MAKE_CHAR (field_type)));
+       default:
+         SCM_MISC_ERROR ("unrecognized field type: ~S",
+                         scm_list_1 (SCM_MAKE_CHAR (field_type)));
+       }
     }
 
   return answer;
@@ -663,65 +817,76 @@ SCM_DEFINE (scm_struct_set_x, "struct-set!", 3, 0, 0,
            "to.")
 #define FUNC_NAME s_scm_struct_set_x
 {
-  scm_t_bits * data;
-  SCM layout;
-  size_t layout_len;
+  SCM vtable;
+  scm_t_bits *data;
   size_t p;
-  int n_fields;
-  scm_t_wchar field_type = 0;
 
   SCM_VALIDATE_STRUCT (1, handle);
 
-  layout = SCM_STRUCT_LAYOUT (handle);
+  vtable = SCM_STRUCT_VTABLE (handle);
   data = SCM_STRUCT_DATA (handle);
   p = scm_to_size_t (pos);
 
-  layout_len = scm_i_symbol_length (layout);
-  n_fields = layout_len / 2;
-  if (SCM_LAYOUT_TAILP (scm_i_symbol_ref (layout, layout_len - 1)))
-    n_fields += data[n_fields - 1];
+  if (SCM_LIKELY (SCM_VTABLE_FLAG_IS_SET (vtable, SCM_VTABLE_FLAG_SIMPLE)
+                 && SCM_VTABLE_FLAG_IS_SET (vtable, SCM_VTABLE_FLAG_SIMPLE_RW)
+                 && p < SCM_STRUCT_DATA_REF (vtable, scm_vtable_index_size)))
+    /* The fast path: HANDLE is a struct with only "pw" fields.  */
+    data[p] = SCM_UNPACK (val);
+  else
+    {
+      SCM layout;
+      size_t layout_len, n_fields;
+      scm_t_wchar field_type = 0;
 
-  SCM_ASSERT_RANGE (1, pos, p < n_fields);
+      layout = SCM_STRUCT_LAYOUT (handle);
+      layout_len = scm_i_symbol_length (layout);
+      n_fields = layout_len / 2;
 
-  if (p * 2 < layout_len)
-    {
-      char set_x;
-      field_type = scm_i_symbol_ref (layout, p * 2);
-      set_x = scm_i_symbol_ref (layout, p * 2 + 1);
-      if (set_x != 'w' && set_x != 'h')
+      if (SCM_LAYOUT_TAILP (scm_i_symbol_ref (layout, layout_len - 1)))
+       n_fields += data[n_fields - 1];
+
+      SCM_ASSERT_RANGE (1, pos, p < n_fields);
+
+      if (p * 2 < layout_len)
+       {
+         char set_x;
+         field_type = scm_i_symbol_ref (layout, p * 2);
+         set_x = scm_i_symbol_ref (layout, p * 2 + 1);
+         if (set_x != 'w' && set_x != 'h')
+           SCM_MISC_ERROR ("set! denied for field ~A", scm_list_1 (pos));
+       }
+      else if (scm_i_symbol_ref (layout, layout_len - 1) == 'W')
+       field_type = scm_i_symbol_ref (layout, layout_len - 2);
+      else
        SCM_MISC_ERROR ("set! denied for field ~A", scm_list_1 (pos));
-    }
-  else if (scm_i_symbol_ref (layout, layout_len - 1) == 'W')    
-    field_type = scm_i_symbol_ref (layout, layout_len - 2);
-  else
-    SCM_MISC_ERROR ("set! denied for field ~A", scm_list_1 (pos));
-  
-  switch (field_type)
-    {
-    case 'u':
-      data[p] = SCM_NUM2ULONG (3, val);
-      break;
+
+      switch (field_type)
+       {
+       case 'u':
+         data[p] = SCM_NUM2ULONG (3, val);
+         break;
 
 #if 0
-    case 'i':
-      data[p] = SCM_NUM2LONG (3, val);
-      break;
+       case 'i':
+         data[p] = SCM_NUM2LONG (3, val);
+         break;
 
-    case 'd':
-      *((double *)&(data[p])) = scm_num2dbl (val, (char *)SCM_ARG3);
-      break;
+       case 'd':
+         *((double *)&(data[p])) = scm_num2dbl (val, (char *)SCM_ARG3);
+         break;
 #endif
 
-    case 'p':
-      data[p] = SCM_UNPACK (val);
-      break;
+       case 'p':
+         data[p] = SCM_UNPACK (val);
+         break;
 
-    case 's':
-      SCM_MISC_ERROR ("self fields immutable", SCM_EOL);
+       case 's':
+         SCM_MISC_ERROR ("self fields immutable", SCM_EOL);
 
-    default:
-      SCM_MISC_ERROR ("unrecognized field type: ~S",
-                     scm_list_1 (SCM_MAKE_CHAR (field_type)));
+       default:
+         SCM_MISC_ERROR ("unrecognized field type: ~S",
+                         scm_list_1 (SCM_MAKE_CHAR (field_type)));
+       }
     }
 
   return val;
@@ -731,7 +896,8 @@ SCM_DEFINE (scm_struct_set_x, "struct-set!", 3, 0, 0,
 
 SCM_DEFINE (scm_struct_vtable, "struct-vtable", 1, 0, 0, 
             (SCM handle),
-           "Return the vtable structure that describes the type of @var{struct}.")
+           "Return the vtable structure that describes the type of struct\n"
+           "associated with @var{handle}.")
 #define FUNC_NAME s_scm_struct_vtable
 {
   SCM_VALIDATE_STRUCT (1, handle);
@@ -740,16 +906,6 @@ SCM_DEFINE (scm_struct_vtable, "struct-vtable", 1, 0, 0,
 #undef FUNC_NAME
 
 
-SCM_DEFINE (scm_struct_vtable_tag, "struct-vtable-tag", 1, 0, 0, 
-            (SCM handle),
-           "Return the vtable tag of the structure @var{handle}.")
-#define FUNC_NAME s_scm_struct_vtable_tag
-{
-  SCM_VALIDATE_VTABLE (1, handle);
-  return scm_from_ulong (((unsigned long)SCM_STRUCT_DATA (handle)) >> 3);
-}
-#undef FUNC_NAME
-
 /* {Associating names and classes with vtables}
  *
  * The name of a vtable should probably be stored as a slot.  This is
@@ -765,19 +921,54 @@ scm_struct_ihashq (SCM obj, unsigned long n, void *closure)
   return SCM_UNPACK (obj) % n;
 }
 
-SCM
-scm_struct_create_handle (SCM obj)
+/* Return the hash of struct OBJ, modulo N.  Traverse OBJ's fields to
+   compute the result, unless DEPTH is zero.  */
+unsigned long
+scm_i_struct_hash (SCM obj, unsigned long n, size_t depth)
+#define FUNC_NAME "hash"
 {
-  SCM handle = scm_hash_fn_create_handle_x (scm_struct_table,
-                                           obj,
-                                           SCM_BOOL_F,
-                                           scm_struct_ihashq,
-                                           (scm_t_assoc_fn) scm_sloppy_assq,
-                                           0);
-  if (scm_is_false (SCM_CDR (handle)))
-    SCM_SETCDR (handle, scm_cons (SCM_BOOL_F, SCM_BOOL_F));
-  return handle;
+  SCM layout;
+  scm_t_bits *data;
+  size_t struct_size, field_num;
+  unsigned long hash;
+
+  SCM_VALIDATE_STRUCT (1, obj);
+
+  layout = SCM_STRUCT_LAYOUT (obj);
+  struct_size = scm_i_symbol_length (layout) / 2;
+  data = SCM_STRUCT_DATA (obj);
+
+  hash = SCM_UNPACK (SCM_STRUCT_VTABLE (obj)) % n;
+  if (depth > 0)
+    for (field_num = 0; field_num < struct_size; field_num++)
+      {
+       int protection;
+
+       protection = scm_i_symbol_ref (layout, field_num * 2 + 1);
+       if (protection != 'h' && protection != 'o')
+         {
+           int type;
+           type = scm_i_symbol_ref (layout, field_num * 2);
+           switch (type)
+             {
+             case 'p':
+               hash ^= scm_hasher (SCM_PACK (data[field_num]), n,
+                                   depth / 2);
+               break;
+             case 'u':
+               hash ^= data[field_num] % n;
+               break;
+             default:
+               /* Ignore 's' fields.  */;
+             }
+         }
+      }
+
+  /* FIXME: Tail elements should be taken into account.  */
+
+  return hash % n;
 }
+#undef FUNC_NAME
 
 SCM_DEFINE (scm_struct_vtable_name, "struct-vtable-name", 1, 0, 0, 
             (SCM vtable),
@@ -785,7 +976,7 @@ SCM_DEFINE (scm_struct_vtable_name, "struct-vtable-name", 1, 0, 0,
 #define FUNC_NAME s_scm_struct_vtable_name
 {
   SCM_VALIDATE_VTABLE (1, vtable);
-  return SCM_STRUCT_TABLE_NAME (SCM_CDR (scm_struct_create_handle (vtable)));
+  return SCM_VTABLE_NAME (vtable);
 }
 #undef FUNC_NAME
 
@@ -796,8 +987,10 @@ SCM_DEFINE (scm_set_struct_vtable_name_x, "set-struct-vtable-name!", 2, 0, 0,
 {
   SCM_VALIDATE_VTABLE (1, vtable);
   SCM_VALIDATE_SYMBOL (2, name);
-  SCM_SET_STRUCT_TABLE_NAME (SCM_CDR (scm_struct_create_handle (vtable)),
-                            name);
+  SCM_SET_VTABLE_NAME (vtable, name);
+  /* FIXME: remove this, and implement proper struct classes instead.
+     (Vtables *are* classes.)  */
+  scm_i_define_class_for_vtable (vtable);
   return SCM_UNSPECIFIED;
 }
 #undef FUNC_NAME
@@ -856,40 +1049,54 @@ scm_print_struct (SCM exp, SCM port, scm_print_state *pstate)
 void
 scm_init_struct ()
 {
-  SCM scm_applicable_struct_vtable_vtable;
-  SCM scm_applicable_struct_with_setter_vtable_vtable;
+  SCM name;
+
+  /* The first word of a struct is equal to `SCM_STRUCT_DATA (vtable) +
+     scm_tc3_struct', and `SCM_STRUCT_DATA (vtable)' is 2 words after VTABLE by
+     default.  */
+  GC_REGISTER_DISPLACEMENT (2 * sizeof (scm_t_bits) + scm_tc3_struct);
 
-  GC_REGISTER_DISPLACEMENT (2*sizeof(scm_t_bits)); /* for the self data pointer */
-  GC_REGISTER_DISPLACEMENT (2*sizeof(scm_t_bits)
-                            + scm_tc3_struct); /* for the vtable data pointer */
+  /* In the general case, `SCM_STRUCT_DATA (obj)' points 2 words after the
+     beginning of a GC-allocated region; that region is different from that of
+     OBJ once OBJ has undergone class redefinition.  */
+  GC_REGISTER_DISPLACEMENT (2 * sizeof (scm_t_bits));
 
-  scm_struct_table = scm_make_weak_key_hash_table (scm_from_int (31));
   required_vtable_fields = scm_from_locale_string (SCM_VTABLE_BASE_LAYOUT);
+  scm_c_define ("standard-vtable-fields", required_vtable_fields);
   required_applicable_fields = scm_from_locale_string (SCM_APPLICABLE_BASE_LAYOUT);
   required_applicable_with_setter_fields = scm_from_locale_string (SCM_APPLICABLE_WITH_SETTER_BASE_LAYOUT);
 
-  scm_i_vtable_vtable_no_extra_fields =
-    scm_make_vtable_vtable (scm_nullstr, SCM_INUM0, SCM_EOL);
+  scm_standard_vtable_vtable = scm_i_make_vtable_vtable (scm_nullstr);
+  name = scm_from_utf8_symbol ("<standard-vtable>");
+  scm_set_struct_vtable_name_x (scm_standard_vtable_vtable, name);
+  scm_define (name, scm_standard_vtable_vtable);
 
   scm_applicable_struct_vtable_vtable =
-    scm_make_struct (scm_i_vtable_vtable_no_extra_fields, SCM_INUM0,
+    scm_make_struct (scm_standard_vtable_vtable, SCM_INUM0,
                      scm_list_1 (scm_make_struct_layout (required_vtable_fields)));
+  name = scm_from_utf8_symbol ("<applicable-struct-vtable>");
   SCM_SET_VTABLE_FLAGS (scm_applicable_struct_vtable_vtable,
                         SCM_VTABLE_FLAG_APPLICABLE_VTABLE);
-  scm_c_define ("<applicable-struct-vtable>", scm_applicable_struct_vtable_vtable);
+  scm_set_struct_vtable_name_x (scm_applicable_struct_vtable_vtable, name);
+  scm_define (name, scm_applicable_struct_vtable_vtable);
 
   scm_applicable_struct_with_setter_vtable_vtable =
-    scm_make_struct (scm_i_vtable_vtable_no_extra_fields, SCM_INUM0,
+    scm_make_struct (scm_standard_vtable_vtable, SCM_INUM0,
                      scm_list_1 (scm_make_struct_layout (required_vtable_fields)));
+  name = scm_from_utf8_symbol ("<applicable-struct-with-setter-vtable>");
+  scm_set_struct_vtable_name_x (scm_applicable_struct_with_setter_vtable_vtable, name);
   SCM_SET_VTABLE_FLAGS (scm_applicable_struct_with_setter_vtable_vtable,
                         SCM_VTABLE_FLAG_APPLICABLE_VTABLE | SCM_VTABLE_FLAG_SETTER_VTABLE);
-  scm_c_define ("<applicable-struct-with-setter-vtable>", scm_applicable_struct_with_setter_vtable_vtable);
+  scm_define (name, scm_applicable_struct_with_setter_vtable_vtable);
 
   scm_c_define ("vtable-index-layout", scm_from_int (scm_vtable_index_layout));
   scm_c_define ("vtable-index-printer",
                scm_from_int (scm_vtable_index_instance_printer));
   scm_c_define ("vtable-offset-user", scm_from_int (scm_vtable_offset_user));
 #include "libguile/struct.x"
+#if SCM_ENABLE_DEPRECATED
+  scm_c_define_gsubr ("make-vtable-vtable", 2, 0, 1, scm_make_vtable_vtable);
+#endif
 }
 
 /*