Merge remote-tracking branch 'origin/stable-2.0'
[bpt/guile.git] / libguile / foreign.c
index 9810e90..a734f2d 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-/* Copyright (C) 2010  Free Software Foundation, Inc.
+/* Copyright (C) 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
@@ -22,6 +22,7 @@
 
 #include <ffi.h>
 
+#include <alloca.h>
 #include <alignof.h>
 #include <string.h>
 #include <assert.h>
@@ -29,6 +30,7 @@
 #include "libguile/_scm.h"
 #include "libguile/bytevectors.h"
 #include "libguile/instructions.h"
+#include "libguile/threads.h"
 #include "libguile/foreign.h"
 
 \f
@@ -44,8 +46,10 @@ SCM_SYMBOL (sym_uint32, "uint32");
 SCM_SYMBOL (sym_int32, "int32");
 SCM_SYMBOL (sym_uint64, "uint64");
 SCM_SYMBOL (sym_int64, "int64");
+SCM_SYMBOL (sym_short, "short");
 SCM_SYMBOL (sym_int, "int");
 SCM_SYMBOL (sym_long, "long");
+SCM_SYMBOL (sym_unsigned_short, "unsigned-short");
 SCM_SYMBOL (sym_unsigned_int, "unsigned-int");
 SCM_SYMBOL (sym_unsigned_long, "unsigned-long");
 SCM_SYMBOL (sym_size_t, "size_t");
@@ -84,18 +88,29 @@ static SCM cif_to_procedure (SCM cif, SCM func_ptr);
 
 static SCM pointer_weak_refs = SCM_BOOL_F;
 
+
 static void
 register_weak_reference (SCM from, SCM to)
 {
-  scm_hashq_set_x (pointer_weak_refs, from, to);
+  scm_weak_table_putq_x (pointer_weak_refs, from, to);
 }
 
 static void
 pointer_finalizer_trampoline (GC_PTR ptr, GC_PTR data)
 {
   scm_t_pointer_finalizer finalizer = data;
-  finalizer (SCM_POINTER_VALUE (PTR2SCM (ptr)));
+  finalizer (SCM_POINTER_VALUE (SCM_PACK_POINTER (ptr)));
+}
+
+SCM_DEFINE (scm_pointer_p, "pointer?", 1, 0, 0,
+           (SCM obj),
+           "Return @code{#t} if @var{obj} is a pointer object, "
+           "@code{#f} otherwise.\n")
+#define FUNC_NAME s_scm_pointer_p
+{
+  return scm_from_bool (SCM_POINTER_P (obj));
 }
+#undef FUNC_NAME
 
 SCM_DEFINE (scm_make_pointer, "make-pointer", 1, 1, 0,
            (SCM address, SCM finalizer),
@@ -107,7 +122,6 @@ SCM_DEFINE (scm_make_pointer, "make-pointer", 1, 1, 0,
 {
   void *c_finalizer;
   scm_t_uintptr c_address;
-  SCM result;
 
   c_address = scm_to_uintptr (address);
   if (SCM_UNBNDP (finalizer))
@@ -118,12 +132,7 @@ SCM_DEFINE (scm_make_pointer, "make-pointer", 1, 1, 0,
       c_finalizer = SCM_POINTER_VALUE (finalizer);
     }
 
-  if (c_address == 0 && c_finalizer == NULL)
-    result = null_pointer;
-  else
-    result = scm_from_pointer ((void *) c_address, c_finalizer);
-
-  return result;
+  return scm_from_pointer ((void *) c_address, c_finalizer);
 }
 #undef FUNC_NAME
 
@@ -131,21 +140,24 @@ SCM
 scm_from_pointer (void *ptr, scm_t_pointer_finalizer finalizer)
 {
   SCM ret;
-  scm_t_bits word0;
-
-  word0 = scm_tc7_pointer | (finalizer ? (1 << 16UL) : 0UL);
 
-  ret = scm_cell (word0, (scm_t_bits) ptr);
-  if (finalizer)
+  if (ptr == NULL && finalizer == NULL)
+    ret = null_pointer;
+  else
     {
-      /* Register a finalizer for the newly created instance.  */
-      GC_finalization_proc prev_finalizer;
-      GC_PTR prev_finalizer_data;
-      GC_REGISTER_FINALIZER_NO_ORDER (SCM2PTR (ret),
-                                      pointer_finalizer_trampoline,
-                                      finalizer,
-                                      &prev_finalizer,
-                                      &prev_finalizer_data);
+      ret = scm_cell (scm_tc7_pointer, (scm_t_bits) ptr);
+
+      if (finalizer)
+       {
+         /* Register a finalizer for the newly created instance.  */
+         GC_finalization_proc prev_finalizer;
+         GC_PTR prev_finalizer_data;
+         GC_REGISTER_FINALIZER_NO_ORDER (SCM_HEAP_OBJECT_BASE (ret),
+                                         pointer_finalizer_trampoline,
+                                         finalizer,
+                                         &prev_finalizer,
+                                         &prev_finalizer_data);
+       }
     }
 
   return ret;
@@ -162,35 +174,47 @@ SCM_DEFINE (scm_pointer_address, "pointer-address", 1, 0, 0,
 }
 #undef FUNC_NAME
 
-SCM_DEFINE (scm_dereference_pointer, "dereference-pointer", 1, 0, 0,
+SCM_DEFINE (scm_pointer_to_scm, "pointer->scm", 1, 0, 0,
            (SCM pointer),
-           "Return the a pointer object representing the pointer "
-           "pointed to by @var{pointer}.")
-#define FUNC_NAME s_scm_dereference_pointer
+           "Unsafely cast @var{pointer} to a Scheme object.\n"
+           "Cross your fingers!")
+#define FUNC_NAME s_scm_pointer_to_scm
 {
   SCM_VALIDATE_POINTER (1, pointer);
+  
+  return SCM_PACK ((scm_t_bits) SCM_POINTER_VALUE (pointer));
+}
+#undef FUNC_NAME
 
-  return scm_from_pointer (* (void **) SCM_POINTER_VALUE (pointer), NULL);
+SCM_DEFINE (scm_scm_to_pointer, "scm->pointer", 1, 0, 0,
+           (SCM scm),
+           "Return a foreign pointer object with the @code{object-address}\n"
+            "of @var{scm}.")
+#define FUNC_NAME s_scm_scm_to_pointer
+{
+  SCM ret;
+
+  ret = scm_from_pointer ((void*) SCM_UNPACK (scm), NULL);
+  if (SCM_HEAP_OBJECT_P (ret))
+    register_weak_reference (ret, scm);
+
+  return ret;
 }
 #undef FUNC_NAME
 
 SCM_DEFINE (scm_pointer_to_bytevector, "pointer->bytevector", 2, 2, 0,
            (SCM pointer, SCM len, SCM offset, SCM uvec_type),
-           "Return a bytevector aliasing the memory pointed to by\n"
-            "@var{pointer}.\n\n"
-            "@var{pointer} must be a void pointer, a pointer whose type is\n"
-            "@var{void}. By default, the resulting bytevector will alias\n"
-            "all of the memory pointed to by @var{pointer}, from beginning\n"
-            "to end, treated as a @code{vu8} array.\n\n"
+           "Return a bytevector aliasing the @var{len} bytes pointed\n"
+           "to by @var{pointer}.\n\n"
             "The user may specify an alternate default interpretation for\n"
             "the memory by passing the @var{uvec_type} argument, to indicate\n"
             "that the memory is an array of elements of that type.\n"
             "@var{uvec_type} should be something that\n"
             "@code{uniform-vector-element-type} would return, like @code{f32}\n"
             "or @code{s16}.\n\n"
-            "Users may also specify that the bytevector should only alias a\n"
-            "subset of the memory, by specifying @var{offset} and @var{len}\n"
-            "arguments.")
+           "When @var{offset} is passed, it specifies the offset in bytes\n"
+           "relative to @var{pointer} of the memory region aliased by the\n"
+           "returned bytevector.")
 #define FUNC_NAME s_scm_pointer_to_bytevector
 {
   SCM ret;
@@ -242,43 +266,32 @@ SCM_DEFINE (scm_pointer_to_bytevector, "pointer->bytevector", 2, 2, 0,
 
   blen = scm_to_size_t (len);
 
-  ret = scm_c_take_typed_bytevector (ptr + boffset, blen, btype);
-  register_weak_reference (ret, pointer);
+  ret = scm_c_take_typed_bytevector (ptr + boffset, blen, btype, pointer);
+
   return ret;
 }
 #undef FUNC_NAME
 
-SCM_DEFINE (scm_bytevector_to_pointer, "bytevector->pointer", 1, 2, 0,
-           (SCM bv, SCM offset, SCM len),
+SCM_DEFINE (scm_bytevector_to_pointer, "bytevector->pointer", 1, 1, 0,
+           (SCM bv, SCM offset),
            "Return a pointer pointer aliasing the memory pointed to by\n"
-            "@var{bv}.\n\n"
-            "The resulting pointer will be a void pointer, a pointer whose\n"
-            "type is @code{void}. By default it will alias all of the\n"
-            "memory pointed to by @var{bv}, from beginning to end.\n\n"
-            "Users may explicily specify that the pointer should only alias a\n"
-            "subset of the memory, by specifying @var{offset} and @var{len}\n"
-            "arguments.")
+            "@var{bv} or @var{offset} bytes after @var{bv} when @var{offset}\n"
+           "is passed.")
 #define FUNC_NAME s_scm_bytevector_to_pointer
 {
   SCM ret;
   scm_t_int8 *ptr;
-  size_t boffset, blen;
+  size_t boffset;
 
   SCM_VALIDATE_BYTEVECTOR (1, bv);
   ptr = SCM_BYTEVECTOR_CONTENTS (bv);
-  
+
   if (SCM_UNBNDP (offset))
     boffset = 0;
   else
     boffset = scm_to_unsigned_integer (offset, 0,
                                        SCM_BYTEVECTOR_LENGTH (bv) - 1);
 
-  if (SCM_UNBNDP (len))
-    blen = SCM_BYTEVECTOR_LENGTH (bv) - boffset;
-  else
-    blen = scm_to_unsigned_integer (len, 0,
-                                    SCM_BYTEVECTOR_LENGTH (bv) - boffset);
-
   ret = scm_from_pointer (ptr + boffset, NULL);
   register_weak_reference (ret, bv);
   return ret;
@@ -304,7 +317,7 @@ SCM_DEFINE (scm_set_pointer_finalizer_x, "set-pointer-finalizer!", 2, 0, 0,
 
   SCM_SET_CELL_WORD_0 (pointer, SCM_CELL_WORD_0 (pointer) | (1 << 16UL));
 
-  GC_REGISTER_FINALIZER_NO_ORDER (SCM2PTR (pointer),
+  GC_REGISTER_FINALIZER_NO_ORDER (SCM_HEAP_OBJECT_BASE (pointer),
                                   pointer_finalizer_trampoline,
                                   c_finalizer,
                                   &prev_finalizer,
@@ -314,15 +327,113 @@ SCM_DEFINE (scm_set_pointer_finalizer_x, "set-pointer-finalizer!", 2, 0, 0,
 }
 #undef FUNC_NAME
 
-\f
-
 void
 scm_i_pointer_print (SCM pointer, SCM port, scm_print_state *pstate)
 {
-  scm_puts ("#<pointer ", port);
-  scm_display (scm_pointer_address (pointer), port);
-  scm_putc ('>', port);
+  scm_puts_unlocked ("#<pointer 0x", port);
+  scm_uintprint (scm_to_uintptr (scm_pointer_address (pointer)), 16, port);
+  scm_putc_unlocked ('>', port);
+}
+
+\f
+/* Non-primitive helpers functions.  These procedures could be
+   implemented in terms of the primitives above but would be inefficient
+   (heap allocation overhead, Scheme/C round trips, etc.)  */
+
+SCM_DEFINE (scm_dereference_pointer, "dereference-pointer", 1, 0, 0,
+           (SCM pointer),
+           "Assuming @var{pointer} points to a memory region that\n"
+           "holds a pointer, return this pointer.")
+#define FUNC_NAME s_scm_dereference_pointer
+{
+  SCM_VALIDATE_POINTER (1, pointer);
+
+  return scm_from_pointer (* (void **) SCM_POINTER_VALUE (pointer), NULL);
+}
+#undef FUNC_NAME
+
+SCM_DEFINE (scm_string_to_pointer, "string->pointer", 1, 1, 0,
+           (SCM string, SCM encoding),
+           "Return a foreign pointer to a nul-terminated copy of\n"
+           "@var{string} in the given @var{encoding}, defaulting to\n"
+            "the current locale encoding.  The C string is freed when\n"
+            "the returned foreign pointer becomes unreachable.\n\n"
+            "This is the Scheme equivalent of @code{scm_to_stringn}.")
+#define FUNC_NAME s_scm_string_to_pointer
+{
+  SCM_VALIDATE_STRING (1, string);
+
+  /* XXX: Finalizers slow down libgc; they could be avoided if
+     `scm_to_string' & co. were able to use libgc-allocated memory.  */
+
+  if (SCM_UNBNDP (encoding))
+    return scm_from_pointer (scm_to_locale_string (string), free);
+  else
+    {
+      char *enc;
+      SCM ret;
+      
+      SCM_VALIDATE_STRING (2, encoding);
+
+      enc = scm_to_locale_string (encoding);
+      scm_dynwind_begin (0);
+      scm_dynwind_free (enc);
+
+      ret = scm_from_pointer
+        (scm_to_stringn (string, NULL, enc,
+                         scm_i_get_conversion_strategy (SCM_BOOL_F)),
+         free);
+
+      scm_dynwind_end ();
+
+      return ret;
+    }
 }
+#undef FUNC_NAME
+
+SCM_DEFINE (scm_pointer_to_string, "pointer->string", 1, 2, 0,
+           (SCM pointer, SCM length, SCM encoding),
+           "Return the string representing the C string pointed to by\n"
+            "@var{pointer}.  If @var{length} is omitted or @code{-1}, the\n"
+            "string is assumed to be nul-terminated.  Otherwise\n"
+            "@var{length} is the number of bytes in memory pointed to by\n"
+            "@var{pointer}.  The C string is assumed to be in the given\n"
+            "@var{encoding}, defaulting to the current locale encoding.\n\n"
+           "This is the Scheme equivalent of @code{scm_from_stringn}.")
+#define FUNC_NAME s_scm_pointer_to_string
+{
+  size_t len;
+
+  SCM_VALIDATE_POINTER (1, pointer);
+
+  if (SCM_UNBNDP (length)
+      || scm_is_true (scm_eqv_p (length, scm_from_int (-1))))
+    len = (size_t)-1;
+  else
+    len = scm_to_size_t (length);
+    
+  if (SCM_UNBNDP (encoding))
+    return scm_from_locale_stringn (SCM_POINTER_VALUE (pointer), len);
+  else
+    {
+      char *enc;
+      SCM ret;
+      
+      SCM_VALIDATE_STRING (3, encoding);
+
+      enc = scm_to_locale_string (encoding);
+      scm_dynwind_begin (0);
+      scm_dynwind_free (enc);
+
+      ret = scm_from_stringn (SCM_POINTER_VALUE (pointer), len, enc,
+                              scm_i_get_conversion_strategy (SCM_BOOL_F));
+
+      scm_dynwind_end ();
+
+      return ret;
+    }
+}
+#undef FUNC_NAME
 
 \f
 
@@ -340,35 +451,51 @@ SCM_DEFINE (scm_alignof, "alignof", 1, 0, 0, (SCM type),
       switch (SCM_I_INUM (type))
         {
         case SCM_FOREIGN_TYPE_FLOAT:
-          return scm_from_size_t (alignof (float));
+          return scm_from_size_t (alignof_type (float));
         case SCM_FOREIGN_TYPE_DOUBLE:
-          return scm_from_size_t (alignof (double));
+          return scm_from_size_t (alignof_type (double));
         case SCM_FOREIGN_TYPE_UINT8:
-          return scm_from_size_t (alignof (scm_t_uint8));
+          return scm_from_size_t (alignof_type (scm_t_uint8));
         case SCM_FOREIGN_TYPE_INT8:
-          return scm_from_size_t (alignof (scm_t_int8));
+          return scm_from_size_t (alignof_type (scm_t_int8));
         case SCM_FOREIGN_TYPE_UINT16:
-          return scm_from_size_t (alignof (scm_t_uint16));
+          return scm_from_size_t (alignof_type (scm_t_uint16));
         case SCM_FOREIGN_TYPE_INT16:
-          return scm_from_size_t (alignof (scm_t_int16));
+          return scm_from_size_t (alignof_type (scm_t_int16));
         case SCM_FOREIGN_TYPE_UINT32:
-          return scm_from_size_t (alignof (scm_t_uint32));
+          return scm_from_size_t (alignof_type (scm_t_uint32));
         case SCM_FOREIGN_TYPE_INT32:
-          return scm_from_size_t (alignof (scm_t_int32));
+          return scm_from_size_t (alignof_type (scm_t_int32));
         case SCM_FOREIGN_TYPE_UINT64:
-          return scm_from_size_t (alignof (scm_t_uint64));
+          return scm_from_size_t (alignof_type (scm_t_uint64));
         case SCM_FOREIGN_TYPE_INT64:
-          return scm_from_size_t (alignof (scm_t_int64));
+          return scm_from_size_t (alignof_type (scm_t_int64));
         default:
           scm_wrong_type_arg (FUNC_NAME, 1, type);
         }
     }
   else if (scm_is_eq (type, sym_asterisk))
     /* a pointer */
-    return scm_from_size_t (alignof (void*));
+    return scm_from_size_t (alignof_type (void*));
   else if (scm_is_pair (type))
-    /* a struct, yo */
-    return scm_alignof (scm_car (type));
+    {
+      /* TYPE is a structure.  Section 3-3 of the i386, x86_64, PowerPC,
+        and SPARC P.S. of the System V ABI all say: "Aggregates
+        (structures and arrays) and unions assume the alignment of
+        their most strictly aligned component."  */
+      size_t max;
+
+      for (max = 0; scm_is_pair (type); type = SCM_CDR (type))
+       {
+         size_t align;
+
+         align = scm_to_size_t (scm_alignof (SCM_CAR (type)));
+         if (align  > max)
+           max = align;
+       }
+
+      return scm_from_size_t (max);
+    }
   else
     scm_wrong_type_arg (FUNC_NAME, 1, type);
 }
@@ -510,7 +637,7 @@ fill_ffi_type (SCM type, ffi_type *ftype, ffi_type ***type_ptrs,
           *ftype = ffi_type_void;
           return;
         default:
-          scm_wrong_type_arg_msg ("make-foreign-function", 0, type,
+          scm_wrong_type_arg_msg ("pointer->procedure", 0, type,
                                   "foreign type");
         }
     }
@@ -543,19 +670,14 @@ fill_ffi_type (SCM type, ffi_type *ftype, ffi_type ***type_ptrs,
       ftype->elements[i] = NULL;
     }
 }
-    
-SCM_DEFINE (scm_make_foreign_function, "make-foreign-function", 3, 0, 0,
-            (SCM return_type, SCM func_ptr, SCM arg_types),
-            "Make a foreign function.\n\n"
-            "Given the foreign void pointer @var{func_ptr}, its argument and\n"
-            "return types @var{arg_types} and @var{return_type}, return a\n"
-            "procedure that will pass arguments to the foreign function\n"
-            "and return appropriate values.\n\n"
-            "@var{arg_types} should be a list of foreign types.\n"
-            "@code{return_type} should be a foreign type.")
-#define FUNC_NAME s_scm_make_foreign_function
+
+/* Return a "cif" (call interface) for the given RETURN_TYPE and
+   ARG_TYPES.  */
+static ffi_cif *
+make_cif (SCM return_type, SCM arg_types, const char *caller)
+#define FUNC_NAME caller
 {
-  SCM walk, scm_cif;
+  SCM walk;
   long i, nargs, n_structs, n_struct_elts;
   size_t cif_len;
   char *mem;
@@ -563,8 +685,6 @@ SCM_DEFINE (scm_make_foreign_function, "make-foreign-function", 3, 0, 0,
   ffi_type **type_ptrs;
   ffi_type *types;
 
-  SCM_VALIDATE_POINTER (2, func_ptr);
-
   nargs = scm_ilength (arg_types);
   SCM_ASSERT (nargs >= 0, arg_types, 3, FUNC_NAME);
   /* fixme: assert nargs < 1<<32 */
@@ -578,32 +698,33 @@ SCM_DEFINE (scm_make_foreign_function, "make-foreign-function", 3, 0, 0,
   for (walk = arg_types; scm_is_pair (walk); walk = scm_cdr (walk))
     if (!parse_ffi_type (scm_car (walk), 0, &n_structs, &n_struct_elts))
       scm_wrong_type_arg (FUNC_NAME, 3, scm_car (walk));
-  
+
   /* the memory: with space for the cif itself */
   cif_len = sizeof (ffi_cif);
 
   /* then ffi_type pointers: one for each arg, one for each struct
      element, and one for each struct (for null-termination) */
-  cif_len = (ROUND_UP (cif_len, alignof(void*))
-             + (nargs + n_structs + n_struct_elts)*sizeof(void*));
-  
+  cif_len = (ROUND_UP (cif_len, alignof_type (void *))
+            + (nargs + n_structs + n_struct_elts)*sizeof(void*));
+
   /* then the ffi_type structs themselves, one per arg and struct element, and
      one for the return val */
-  cif_len = (ROUND_UP (cif_len, alignof(ffi_type))
-             + (nargs + n_struct_elts + 1)*sizeof(ffi_type));
+  cif_len = (ROUND_UP (cif_len, alignof_type (ffi_type))
+            + (nargs + n_struct_elts + 1)*sizeof(ffi_type));
 
   mem = scm_gc_malloc_pointerless (cif_len, "foreign");
-  scm_cif = scm_from_pointer (mem, NULL);
+  /* ensure all the memory is initialized, even the holes */
+  memset (mem, 0, cif_len);
   cif = (ffi_cif *) mem;
 
   /* reuse cif_len to walk through the mem */
-  cif_len = ROUND_UP (sizeof (ffi_cif), alignof(void*));
+  cif_len = ROUND_UP (sizeof (ffi_cif), alignof_type (void *));
   type_ptrs = (ffi_type**)(mem + cif_len);
   cif_len = ROUND_UP (cif_len
-                      + (nargs + n_structs + n_struct_elts)*sizeof(void*),
-                      alignof(ffi_type));
+                     + (nargs + n_structs + n_struct_elts)*sizeof(void*),
+                     alignof_type (ffi_type));
   types = (ffi_type*)(mem + cif_len);
-  
+
   /* whew. now knit the pointers together. */
   cif->rtype = types++;
   fill_ffi_type (return_type, cif->rtype, &type_ptrs, &types);
@@ -620,12 +741,33 @@ SCM_DEFINE (scm_make_foreign_function, "make-foreign-function", 3, 0, 0,
   cif->nargs = nargs;
   cif->bytes = 0;
   cif->flags = 0;
-  
+
   if (FFI_OK != ffi_prep_cif (cif, FFI_DEFAULT_ABI, cif->nargs, cif->rtype,
-                              cif->arg_types))
-    scm_misc_error (FUNC_NAME, "ffi_prep_cif failed", SCM_EOL);
+                             cif->arg_types))
+    SCM_MISC_ERROR ("ffi_prep_cif failed", SCM_EOL);
 
-  return cif_to_procedure (scm_cif, func_ptr);
+  return cif;
+}
+#undef FUNC_NAME
+
+SCM_DEFINE (scm_pointer_to_procedure, "pointer->procedure", 3, 0, 0,
+            (SCM return_type, SCM func_ptr, SCM arg_types),
+            "Make a foreign function.\n\n"
+            "Given the foreign void pointer @var{func_ptr}, its argument and\n"
+            "return types @var{arg_types} and @var{return_type}, return a\n"
+            "procedure that will pass arguments to the foreign function\n"
+            "and return appropriate values.\n\n"
+            "@var{arg_types} should be a list of foreign types.\n"
+            "@code{return_type} should be a foreign type.")
+#define FUNC_NAME s_scm_pointer_to_procedure
+{
+  ffi_cif *cif;
+
+  SCM_VALIDATE_POINTER (2, func_ptr);
+
+  cif = make_cif (return_type, arg_types, FUNC_NAME);
+
+  return cif_to_procedure (scm_from_pointer (cif, NULL), func_ptr);
 }
 #undef FUNC_NAME
 
@@ -696,7 +838,7 @@ static const struct
        (setq i (1+ i)))))
 */
 #define STATIC_OBJCODE_TAG                                      \
-  SCM_PACK (scm_tc7_objcode | (SCM_F_OBJCODE_IS_STATIC << 8))
+  SCM_PACK (SCM_MAKE_OBJCODE_TAG (SCM_OBJCODE_TYPE_STATIC, 0))
 
 static const struct
 {
@@ -768,7 +910,8 @@ cif_to_procedure (SCM cif, SCM func_ptr)
 
 /* Set *LOC to the foreign representation of X with TYPE.  */
 static void
-unpack (const ffi_type *type, void *loc, SCM x)
+unpack (const ffi_type *type, void *loc, SCM x, int return_value_p)
+#define FUNC_NAME "scm_i_foreign_call"
 {
   switch (type->type)
     {
@@ -778,23 +921,45 @@ unpack (const ffi_type *type, void *loc, SCM x)
     case FFI_TYPE_DOUBLE:
       *(double *) loc = scm_to_double (x);
       break;
+
+    /* For integer return values smaller than `int', libffi expects the
+       result in an `ffi_arg'-long buffer.  */
+
     case FFI_TYPE_UINT8:
-      *(scm_t_uint8 *) loc = scm_to_uint8 (x);
+      if (return_value_p)
+       *(ffi_arg *) loc = scm_to_uint8 (x);
+      else
+       *(scm_t_uint8 *) loc = scm_to_uint8 (x);
       break;
     case FFI_TYPE_SINT8:
-      *(scm_t_int8 *) loc = scm_to_int8 (x);
+      if (return_value_p)
+       *(ffi_arg *) loc = scm_to_int8 (x);
+      else
+       *(scm_t_int8 *) loc = scm_to_int8 (x);
       break;
     case FFI_TYPE_UINT16:
-      *(scm_t_uint16 *) loc = scm_to_uint16 (x);
+      if (return_value_p)
+       *(ffi_arg *) loc = scm_to_uint16 (x);
+      else
+       *(scm_t_uint16 *) loc = scm_to_uint16 (x);
       break;
     case FFI_TYPE_SINT16:
-      *(scm_t_int16 *) loc = scm_to_int16 (x);
+      if (return_value_p)
+       *(ffi_arg *) loc = scm_to_int16 (x);
+      else
+       *(scm_t_int16 *) loc = scm_to_int16 (x);
       break;
     case FFI_TYPE_UINT32:
-      *(scm_t_uint32 *) loc = scm_to_uint32 (x);
+      if (return_value_p)
+       *(ffi_arg *) loc = scm_to_uint32 (x);
+      else
+       *(scm_t_uint32 *) loc = scm_to_uint32 (x);
       break;
     case FFI_TYPE_SINT32:
-      *(scm_t_int32 *) loc = scm_to_int32 (x);
+      if (return_value_p)
+       *(ffi_arg *) loc = scm_to_int32 (x);
+      else
+       *(scm_t_int32 *) loc = scm_to_int32 (x);
       break;
     case FFI_TYPE_UINT64:
       *(scm_t_uint64 *) loc = scm_to_uint64 (x);
@@ -803,19 +968,28 @@ unpack (const ffi_type *type, void *loc, SCM x)
       *(scm_t_int64 *) loc = scm_to_int64 (x);
       break;
     case FFI_TYPE_STRUCT:
+      SCM_VALIDATE_POINTER (1, x);
       memcpy (loc, SCM_POINTER_VALUE (x), type->size);
       break;
     case FFI_TYPE_POINTER:
+      SCM_VALIDATE_POINTER (1, x);
       *(void **) loc = SCM_POINTER_VALUE (x);
       break;
+    case FFI_TYPE_VOID:
+      /* Do nothing.  */
+      break;
     default:
       abort ();
     }
 }
+#undef FUNC_NAME
 
-/* Return a Scheme representation of the foreign value at LOC of type TYPE.  */
+/* Return a Scheme representation of the foreign value at LOC of type
+   TYPE.  When RETURN_VALUE_P is true, LOC is assumed to point to a
+   return value buffer; otherwise LOC is assumed to point to an
+   argument buffer.  */
 static SCM
-pack (const ffi_type * type, const void *loc)
+pack (const ffi_type * type, const void *loc, int return_value_p)
 {
   switch (type->type)
     {
@@ -825,22 +999,48 @@ pack (const ffi_type * type, const void *loc)
       return scm_from_double (*(float *) loc);
     case FFI_TYPE_DOUBLE:
       return scm_from_double (*(double *) loc);
+
+      /* For integer return values smaller than `int', libffi stores the
+        result in an `ffi_arg'-long buffer, of which only the
+        significant bits must be kept---hence the pair of casts below.
+        See <http://thread.gmane.org/gmane.comp.lib.ffi.general/406>
+        for details.  */
+
     case FFI_TYPE_UINT8:
-      return scm_from_uint8 (*(scm_t_uint8 *) loc);
+      if (return_value_p)
+       return scm_from_uint8 ((scm_t_uint8) *(ffi_arg *) loc);
+      else
+       return scm_from_uint8 (* (scm_t_uint8 *) loc);
     case FFI_TYPE_SINT8:
-      return scm_from_int8 (*(scm_t_int8 *) loc);
+      if (return_value_p)
+       return scm_from_int8 ((scm_t_int8) *(ffi_arg *) loc);
+      else
+       return scm_from_int8 (* (scm_t_int8 *) loc);
     case FFI_TYPE_UINT16:
-      return scm_from_uint16 (*(scm_t_uint16 *) loc);
+      if (return_value_p)
+       return scm_from_uint16 ((scm_t_uint16) *(ffi_arg *) loc);
+      else
+       return scm_from_uint16 (* (scm_t_uint16 *) loc);
     case FFI_TYPE_SINT16:
-      return scm_from_int16 (*(scm_t_int16 *) loc);
+      if (return_value_p)
+       return scm_from_int16 ((scm_t_int16) *(ffi_arg *) loc);
+      else
+       return scm_from_int16 (* (scm_t_int16 *) loc);
     case FFI_TYPE_UINT32:
-      return scm_from_uint32 (*(scm_t_uint32 *) loc);
+      if (return_value_p)
+       return scm_from_uint32 ((scm_t_uint32) *(ffi_arg *) loc);
+      else
+       return scm_from_uint32 (* (scm_t_uint32 *) loc);
     case FFI_TYPE_SINT32:
-      return scm_from_int32 (*(scm_t_int32 *) loc);
+      if (return_value_p)
+       return scm_from_int32 ((scm_t_int32) *(ffi_arg *) loc);
+      else
+       return scm_from_int32 (* (scm_t_int32 *) loc);
     case FFI_TYPE_UINT64:
       return scm_from_uint64 (*(scm_t_uint64 *) loc);
     case FFI_TYPE_SINT64:
       return scm_from_int64 (*(scm_t_int64 *) loc);
+
     case FFI_TYPE_STRUCT:
       {
        void *mem = scm_gc_malloc_pointerless (type->size, "foreign");
@@ -895,7 +1095,7 @@ scm_i_foreign_call (SCM foreign, const SCM *argv)
       args[i] = (void *) ROUND_UP ((scm_t_uintptr) data + off,
                                   cif->arg_types[i]->alignment);
       assert ((scm_t_uintptr) args[i] % cif->arg_types[i]->alignment == 0);
-      unpack (cif->arg_types[i], args[i], argv[i]);
+      unpack (cif->arg_types[i], args[i], argv[i], 0);
     }
 
   /* Prepare space for the return value.  On some platforms, such as
@@ -908,10 +1108,95 @@ scm_i_foreign_call (SCM foreign, const SCM *argv)
   /* off we go! */
   ffi_call (cif, func, rvalue, args);
 
-  return pack (cif->rtype, rvalue);
+  return pack (cif->rtype, rvalue, 1);
 }
 
 \f
+/* Function pointers aka. "callbacks" or "closures".  */
+
+#ifdef FFI_CLOSURES
+
+/* Trampoline to invoke a libffi closure that wraps a Scheme
+   procedure.  */
+static void
+invoke_closure (ffi_cif *cif, void *ret, void **args, void *data)
+{
+  size_t i;
+  SCM proc, *argv, result;
+
+  proc = SCM_PACK_POINTER (data);
+
+  argv = alloca (cif->nargs * sizeof (*argv));
+
+  /* Pack ARGS to SCM values, setting ARGV pointers.  */
+  for (i = 0; i < cif->nargs; i++)
+    argv[i] = pack (cif->arg_types[i], args[i], 0);
+
+  result = scm_call_n (proc, argv, cif->nargs);
+
+  unpack (cif->rtype, ret, result, 1);
+}
+
+SCM_DEFINE (scm_procedure_to_pointer, "procedure->pointer", 3, 0, 0,
+           (SCM return_type, SCM proc, SCM arg_types),
+           "Return a pointer to a C function of type @var{return-type}\n"
+           "taking arguments of types @var{arg-types} (a list) and\n"
+           "behaving as a proxy to procedure @var{proc}.  Thus\n"
+           "@var{proc}'s arity, supported argument types, and return\n"
+           "type should match @var{return-type} and @var{arg-types}.\n")
+#define FUNC_NAME s_scm_procedure_to_pointer
+{
+  SCM cif_pointer, pointer;
+  ffi_cif *cif;
+  ffi_status err;
+  void *closure, *executable;
+
+  cif = make_cif (return_type, arg_types, FUNC_NAME);
+
+  closure = ffi_closure_alloc (sizeof (ffi_closure), &executable);
+  err = ffi_prep_closure_loc ((ffi_closure *) closure, cif,
+                             invoke_closure, SCM_UNPACK_POINTER (proc),
+                             executable);
+  if (err != FFI_OK)
+    {
+      ffi_closure_free (closure);
+      SCM_MISC_ERROR ("`ffi_prep_closure_loc' failed", SCM_EOL);
+    }
+
+  /* CIF points to GC-managed memory and it should remain as long as
+     POINTER (see below) is live.  Wrap it in a Scheme pointer to then
+     hold a weak reference on it.  */
+  cif_pointer = scm_from_pointer (cif, NULL);
+
+  if (closure == executable)
+    {
+      pointer = scm_from_pointer (executable, ffi_closure_free);
+      register_weak_reference (pointer,
+                              scm_list_2 (proc, cif_pointer));
+    }
+  else
+    {
+      /* CLOSURE needs to be freed eventually.  However, since
+        `GC_all_interior_pointers' is disabled, we can't just register
+        a finalizer for CLOSURE.  Instead, we create a pointer object
+        for CLOSURE, with a finalizer, and register it as a weak
+        reference of POINTER.  */
+      SCM friend;
+
+      pointer = scm_from_pointer (executable, NULL);
+      friend = scm_from_pointer (closure, ffi_closure_free);
+
+      register_weak_reference (pointer,
+                              scm_list_3 (proc, cif_pointer, friend));
+    }
+
+  return pointer;
+}
+#undef FUNC_NAME
+
+#endif /* FFI_CLOSURES */
+
+\f
 
 static void
 scm_init_foreign (void)
@@ -931,6 +1216,30 @@ scm_init_foreign (void)
   scm_define (sym_uint64, scm_from_uint8 (SCM_FOREIGN_TYPE_UINT64));
   scm_define (sym_int64, scm_from_uint8 (SCM_FOREIGN_TYPE_INT64));
 
+  scm_define (sym_short,
+#if SIZEOF_SHORT == 8
+             scm_from_uint8 (SCM_FOREIGN_TYPE_INT64)
+#elif SIZEOF_SHORT == 4
+             scm_from_uint8 (SCM_FOREIGN_TYPE_INT32)
+#elif SIZEOF_SHORT == 2
+             scm_from_uint8 (SCM_FOREIGN_TYPE_INT16)
+#else
+# error unsupported sizeof (short)
+#endif
+             );
+
+  scm_define (sym_unsigned_short,
+#if SIZEOF_SHORT == 8
+             scm_from_uint8 (SCM_FOREIGN_TYPE_UINT64)
+#elif SIZEOF_SHORT == 4
+             scm_from_uint8 (SCM_FOREIGN_TYPE_UINT32)
+#elif SIZEOF_SHORT == 2
+             scm_from_uint8 (SCM_FOREIGN_TYPE_UINT16)
+#else
+# error unsupported sizeof (short)
+#endif
+             );
+
   scm_define (sym_int,
 #if SIZEOF_INT == 8
              scm_from_uint8 (SCM_FOREIGN_TYPE_INT64)
@@ -992,7 +1301,7 @@ scm_register_foreign (void)
                             "scm_init_foreign",
                             (scm_t_extension_init_func)scm_init_foreign,
                             NULL);
-  pointer_weak_refs = scm_make_weak_key_hash_table (SCM_UNDEFINED);
+  pointer_weak_refs = scm_c_make_weak_table (0, SCM_WEAK_TABLE_KIND_KEY);
 }
 
 /*