]> git.donarmstrong.com Git - lilypond.git/blobdiff - guile18/libguile/struct.c
Import guile-1.8 as multiple upstream tarball component
[lilypond.git] / guile18 / libguile / struct.c
diff --git a/guile18/libguile/struct.c b/guile18/libguile/struct.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..1d93e5f
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,927 @@
+/* Copyright (C) 1996,1997,1998,1999,2000,2001, 2003, 2004, 2006, 2007 Free Software Foundation, Inc.
+ * 
+ * This library is free software; you can redistribute it and/or
+ * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
+ * License as published by the Free Software Foundation; either
+ * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
+ *
+ * This library is distributed in the hope that it will be useful,
+ * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+ * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
+ * Lesser General Public License for more details.
+ *
+ * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
+ * License along with this library; if not, write to the Free Software
+ * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
+ */
+
+\f
+#ifdef HAVE_CONFIG_H
+#  include <config.h>
+#endif
+
+#include "libguile/_scm.h"
+#include "libguile/async.h"
+#include "libguile/chars.h"
+#include "libguile/eval.h"
+#include "libguile/alist.h"
+#include "libguile/weaks.h"
+#include "libguile/hashtab.h"
+#include "libguile/ports.h"
+#include "libguile/strings.h"
+
+#include "libguile/validate.h"
+#include "libguile/struct.h"
+
+#include "libguile/eq.h"
+
+#ifdef HAVE_STRING_H
+#include <string.h>
+#endif
+
+\f
+
+static SCM required_vtable_fields = SCM_BOOL_F;
+SCM scm_struct_table;
+
+\f
+SCM_DEFINE (scm_make_struct_layout, "make-struct-layout", 1, 0, 0, 
+            (SCM fields),
+           "Return a new structure layout object.\n\n"
+           "@var{fields} must be a string made up of pairs of characters\n"
+           "strung together.  The first character of each pair describes a field\n"
+           "type, the second a field protection.  Allowed types are 'p' for\n"
+           "GC-protected Scheme data, 'u' for unprotected binary data, and 's' for\n"
+           "a field that points to the structure itself.    Allowed protections\n"
+           "are 'w' for mutable fields, 'r' for read-only fields, and 'o' for opaque\n"
+           "fields.  The last field protection specification may be capitalized to\n"
+           "indicate that the field is a tail-array.")
+#define FUNC_NAME s_scm_make_struct_layout
+{
+  SCM new_sym;
+  SCM_VALIDATE_STRING (1, fields);
+
+  { /* scope */
+    const char * field_desc;
+    size_t len;
+    int x;
+
+    len = scm_i_string_length (fields);
+    if (len % 2 == 1)
+      SCM_MISC_ERROR ("odd length field specification: ~S", 
+                     scm_list_1 (fields));
+
+    field_desc = scm_i_string_chars (fields);
+
+    for (x = 0; x < len; x += 2)
+      {
+       switch (field_desc[x])
+         {
+         case 'u':
+         case 'p':
+#if 0
+         case 'i':
+         case 'd':
+#endif
+         case 's':
+           break;
+         default:
+           SCM_MISC_ERROR ("unrecognized field type: ~S", 
+                           scm_list_1 (SCM_MAKE_CHAR (field_desc[x])));
+         }
+
+       switch (field_desc[x + 1])
+         {
+         case 'w':
+           if (field_desc[x] == 's')
+             SCM_MISC_ERROR ("self fields not writable", SCM_EOL);
+         case 'r':
+         case 'o':
+           break;
+         case 'R':
+         case 'W':
+         case 'O':
+           if (field_desc[x] == 's')
+             SCM_MISC_ERROR ("self fields not allowed in tail array", 
+                             SCM_EOL);
+           if (x != len - 2)
+             SCM_MISC_ERROR ("tail array field must be last field in layout",
+                             SCM_EOL);
+           break;
+         default:
+           SCM_MISC_ERROR ("unrecognized ref specification: ~S",
+                           scm_list_1 (SCM_MAKE_CHAR (field_desc[x + 1])));
+         }
+#if 0
+       if (field_desc[x] == 'd')
+         {
+           if (field_desc[x + 2] != '-')
+             SCM_MISC_ERROR ("missing dash field at position ~A",
+                             scm_list_1 (scm_from_int (x / 2)));
+           x += 2;
+           goto recheck_ref;
+         }
+#endif
+      }
+    new_sym = scm_string_to_symbol (fields);
+  }
+  scm_remember_upto_here_1 (fields);
+  return new_sym;
+}
+#undef FUNC_NAME
+
+\f
+
+
+
+static void
+scm_struct_init (SCM handle, SCM layout, scm_t_bits * mem, int tail_elts, SCM inits)
+{
+  unsigned const char *fields_desc =
+    (unsigned const char *) scm_i_symbol_chars (layout) - 2;
+  unsigned char prot = 0;
+  int n_fields = scm_i_symbol_length (layout) / 2;
+  int tailp = 0;
+
+  while (n_fields)
+    {
+      if (!tailp)
+       {
+         fields_desc += 2;
+         prot = fields_desc[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 (*fields_desc)
+       {
+#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
+           {
+             *mem = scm_to_ulong (SCM_CAR (inits));
+             inits = SCM_CDR (inits);
+           }
+         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
+           {
+             *mem = scm_num2dbl (SCM_CAR (inits), "scm_struct_init");
+             inits = SCM_CDR (inits);
+           }
+         fields_desc += 2;
+         break;
+#endif
+
+       case 's':
+         *mem = SCM_UNPACK (handle);
+         break;
+       }
+
+      n_fields--;
+      mem++;
+    }
+}
+
+
+SCM_DEFINE (scm_struct_p, "struct?", 1, 0, 0, 
+            (SCM x),
+           "Return @code{#t} iff @var{x} is a structure object, else\n"
+           "@code{#f}.")
+#define FUNC_NAME s_scm_struct_p
+{
+  return scm_from_bool(SCM_STRUCTP (x));
+}
+#undef FUNC_NAME
+
+SCM_DEFINE (scm_struct_vtable_p, "struct-vtable?", 1, 0, 0, 
+            (SCM x),
+           "Return @code{#t} iff @var{x} is a vtable structure.")
+#define FUNC_NAME s_scm_struct_vtable_p
+{
+  SCM layout;
+  scm_t_bits * mem;
+  int tmp;
+
+  if (!SCM_STRUCTP (x))
+    return SCM_BOOL_F;
+
+  layout = SCM_STRUCT_LAYOUT (x);
+
+  if (scm_i_symbol_length (layout)
+      < scm_i_string_length (required_vtable_fields))
+    return SCM_BOOL_F;
+
+  tmp = strncmp (scm_i_symbol_chars (layout),
+                scm_i_string_chars (required_vtable_fields),
+                scm_i_string_length (required_vtable_fields));
+  scm_remember_upto_here_1 (required_vtable_fields);
+  if (tmp)
+    return SCM_BOOL_F;
+
+  mem = SCM_STRUCT_DATA (x);
+
+  return scm_from_bool (scm_is_symbol (SCM_PACK (mem[scm_vtable_index_layout])));
+}
+#undef FUNC_NAME
+
+
+/* All struct data must be allocated at an address whose bottom three
+   bits are zero.  This is because the tag for a struct lives in the
+   bottom three bits of the struct's car, and the upper bits point to
+   the data of its vtable, which is a struct itself.  Thus, if the
+   address of that data doesn't end in three zeros, tagging it will
+   destroy the pointer.
+
+   This function allocates a block of memory, and returns a pointer at
+   least scm_struct_n_extra_words words into the block.  Furthermore,
+   it guarantees that that pointer's least three significant bits are
+   all zero.
+
+   The argument n_words should be the number of words that should
+   appear after the returned address.  (That is, it shouldn't include
+   scm_struct_n_extra_words.)
+
+   This function initializes the following fields of the struct:
+
+     scm_struct_i_ptr --- the actual start of the block of memory; the
+        address you should pass to 'free' to dispose of the block.
+        This field allows us to both guarantee that the returned
+        address is divisible by eight, and allow the GC to free the
+        block.
+
+     scm_struct_i_n_words --- the number of words allocated to the
+         block, including the extra fields.  This is used by the GC.
+
+     Ugh.  */
+
+
+scm_t_bits *
+scm_alloc_struct (int n_words, int n_extra, const char *what)
+{
+  int size = sizeof (scm_t_bits) * (n_words + n_extra) + 7;
+  void * block = scm_gc_malloc (size, what);
+
+  /* Adjust the pointer to hide the extra words.  */
+  scm_t_bits * p = (scm_t_bits *) block + n_extra;
+
+  /* Adjust it even further so it's aligned on an eight-byte boundary.  */
+  p = (scm_t_bits *) (((scm_t_bits) p + 7) & ~7);
+
+  /* Initialize a few fields as described above.  */
+  p[scm_struct_i_free] = (scm_t_bits) scm_struct_free_standard;
+  p[scm_struct_i_ptr] = (scm_t_bits) block;
+  p[scm_struct_i_n_words] = n_words;
+  p[scm_struct_i_flags] = 0;
+
+  return p;
+}
+
+void
+scm_struct_free_0 (scm_t_bits * vtable SCM_UNUSED,
+                  scm_t_bits * data SCM_UNUSED)
+{
+}
+
+void
+scm_struct_free_light (scm_t_bits * vtable, scm_t_bits * data)
+{
+  size_t n = vtable [scm_struct_i_size] & ~SCM_STRUCTF_MASK;
+  scm_gc_free (data, n, "struct");
+}
+
+void
+scm_struct_free_standard (scm_t_bits * vtable SCM_UNUSED, scm_t_bits * data)
+{
+  size_t n = (data[scm_struct_i_n_words] + scm_struct_n_extra_words)
+            * sizeof (scm_t_bits) + 7;
+  scm_gc_free ((void *) data[scm_struct_i_ptr], n, "heavy struct");
+}
+
+void
+scm_struct_free_entity (scm_t_bits * vtable SCM_UNUSED, scm_t_bits * data)
+{
+  size_t n = (data[scm_struct_i_n_words] + scm_struct_entity_n_extra_words)
+            * sizeof (scm_t_bits) + 7;
+  scm_gc_free ((void *) data[scm_struct_i_ptr], n, "entity struct");
+}
+
+static void *
+scm_struct_gc_init (void *dummy1 SCM_UNUSED,
+                   void *dummy2 SCM_UNUSED,
+                   void *dummy3 SCM_UNUSED)
+{
+  scm_i_structs_to_free = SCM_EOL;
+  return 0;
+}
+
+static void *
+scm_free_structs (void *dummy1 SCM_UNUSED,
+                 void *dummy2 SCM_UNUSED,
+                 void *dummy3 SCM_UNUSED)
+{
+  SCM newchain = scm_i_structs_to_free;
+  do
+    {
+      /* Mark vtables in GC chain.  GC mark set means delay freeing. */
+      SCM chain = newchain;
+      while (!scm_is_null (chain))
+       {
+         SCM vtable = SCM_STRUCT_VTABLE (chain);
+         if (SCM_STRUCT_GC_CHAIN (vtable) != 0 && vtable != chain)
+           SCM_SET_GC_MARK (vtable);
+         chain = SCM_STRUCT_GC_CHAIN (chain);
+       }
+      /* Free unmarked structs.  */
+      chain = newchain;
+      newchain = SCM_EOL;
+      while (!scm_is_null (chain))
+       {
+         SCM obj = chain;
+         chain = SCM_STRUCT_GC_CHAIN (chain);
+         if (SCM_GC_MARK_P (obj))
+           {
+             SCM_CLEAR_GC_MARK (obj);
+             SCM_SET_STRUCT_GC_CHAIN (obj, newchain);
+             newchain = obj;
+           }
+         else
+           {
+             scm_t_bits * vtable_data = SCM_STRUCT_VTABLE_DATA (obj);
+             scm_t_bits * data = SCM_STRUCT_DATA (obj);
+             scm_t_struct_free free_struct_data
+               = ((scm_t_struct_free) vtable_data[scm_struct_i_free]);
+             SCM_SET_CELL_TYPE (obj, scm_tc_free_cell);
+             free_struct_data (vtable_data, data);
+           }
+       }
+    }
+  while (!scm_is_null (newchain));
+  return 0;
+}
+
+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"
+           "Structs are currently the basic representation for record-like data\n"
+           "structures in Guile.  The plan is to eventually replace them with a\n"
+           "new representation which will at the same time be easier to use and\n"
+           "more powerful.\n\n"
+           "For more information, see the documentation for @code{make-vtable-vtable}.")
+#define FUNC_NAME s_scm_make_struct
+{
+  SCM layout;
+  size_t basic_size;
+  size_t tail_elts;
+  scm_t_bits * data;
+  SCM handle;
+
+  SCM_VALIDATE_VTABLE (1, vtable);
+  SCM_VALIDATE_REST_ARGUMENT (init);
+
+  layout = SCM_PACK (SCM_STRUCT_DATA (vtable) [scm_vtable_index_layout]);
+  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)
+    {
+      SCM layout_str, last_char;
+      
+      if (basic_size == 0)
+        {
+        bad_tail: 
+          SCM_MISC_ERROR ("tail array not allowed unless layout ends R, W, or O", SCM_EOL);
+        }
+
+      layout_str = scm_symbol_to_string (layout);
+      last_char = scm_string_ref (layout_str,
+                                  scm_from_size_t (2 * basic_size - 1));
+      if (! SCM_LAYOUT_TAILP (SCM_CHAR (last_char)))
+        goto bad_tail;
+    }
+
+  /* In guile 1.8.5 and earlier, everything below was covered by a
+     CRITICAL_SECTION lock.  This can lead to deadlocks in garbage
+     collection, since other threads might be holding the heap_mutex, while
+     sleeping on the CRITICAL_SECTION lock.  There does not seem to be any
+     need for a lock on the section below, as it does not access or update
+     any globals, so the critical section has been removed. */
+
+  if (SCM_STRUCT_DATA (vtable)[scm_struct_i_flags] & SCM_STRUCTF_ENTITY)
+    {
+      data = scm_alloc_struct (basic_size + tail_elts,
+                              scm_struct_entity_n_extra_words,
+                              "entity struct");
+      data[scm_struct_i_procedure] = SCM_UNPACK (SCM_BOOL_F);
+      data[scm_struct_i_setter] = SCM_UNPACK (SCM_BOOL_F);
+    }
+  else
+    data = scm_alloc_struct (basic_size + tail_elts,
+                            scm_struct_n_extra_words,
+                            "struct");
+  handle = scm_double_cell ((((scm_t_bits) SCM_STRUCT_DATA (vtable))
+                            + scm_tc3_struct),
+                           (scm_t_bits) data, 0, 0);
+
+  scm_struct_init (handle, layout, data, tail_elts, init);
+
+  return handle;
+}
+#undef FUNC_NAME
+
+
+
+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
+{
+  SCM fields;
+  SCM layout;
+  size_t basic_size;
+  size_t tail_elts;
+  scm_t_bits *data;
+  SCM handle;
+
+  SCM_VALIDATE_STRING (1, user_fields);
+  SCM_VALIDATE_REST_ARGUMENT (init);
+
+  fields = scm_string_append (scm_list_2 (required_vtable_fields,
+                                         user_fields));
+  layout = scm_make_struct_layout (fields);
+  basic_size = scm_i_symbol_length (layout) / 2;
+  tail_elts = scm_to_size_t (tail_array_size);
+  SCM_CRITICAL_SECTION_START;
+  data = scm_alloc_struct (basic_size + tail_elts,
+                          scm_struct_n_extra_words,
+                          "struct");
+  handle = scm_double_cell ((scm_t_bits) data + scm_tc3_struct,
+                           (scm_t_bits) data, 0, 0);
+  data [scm_vtable_index_layout] = SCM_UNPACK (layout);
+  scm_struct_init (handle, layout, data, tail_elts, scm_cons (layout, init));
+  SCM_CRITICAL_SECTION_END;
+  return handle;
+}
+#undef FUNC_NAME
+
+
+static SCM scm_i_vtable_vtable_no_extra_fields;
+
+SCM_DEFINE (scm_make_vtable, "make-vtable", 1, 1, 0,
+            (SCM fields, SCM printer),
+           "Create a vtable, for creating structures with the given\n"
+           "@var{fields}.\n"
+           "\n"
+           "The optional @var{printer} argument is a function to be called\n"
+           "@code{(@var{printer} struct port)} on the structures created.\n"
+           "It should look at @var{struct} and write to @var{port}.")
+#define FUNC_NAME s_scm_make_vtable
+{
+  if (SCM_UNBNDP (printer))
+    printer = SCM_BOOL_F;
+
+  return scm_make_struct (scm_i_vtable_vtable_no_extra_fields, SCM_INUM0,
+                          scm_list_2 (scm_make_struct_layout (fields),
+                                      printer));
+}
+#undef FUNC_NAME
+
+
+/* Return true if S1 and S2 are equal structures, i.e., if their vtable and
+   contents are the same.  Field protections are honored.  Thus, it is an
+   error to test the equality of structures that contain opaque fields.  */
+SCM
+scm_i_struct_equalp (SCM s1, SCM s2)
+#define FUNC_NAME "scm_i_struct_equalp"
+{
+  SCM vtable1, vtable2, layout;
+  size_t struct_size, field_num;
+
+  SCM_VALIDATE_STRUCT (1, s1);
+  SCM_VALIDATE_STRUCT (2, s2);
+
+  vtable1 = SCM_STRUCT_VTABLE (s1);
+  vtable2 = SCM_STRUCT_VTABLE (s2);
+
+  if (!scm_is_eq (vtable1, vtable2))
+    return SCM_BOOL_F;
+
+  layout = SCM_STRUCT_LAYOUT (s1);
+  struct_size = scm_i_symbol_length (layout) / 2;
+
+  for (field_num = 0; field_num < struct_size; field_num++)
+    {
+      SCM s_field_num;
+      SCM field1, field2;
+
+      /* We have to use `scm_struct_ref ()' here so that fields are accessed
+        consistently, notably wrt. field types and access rights.  */
+      s_field_num = scm_from_size_t (field_num);
+      field1 = scm_struct_ref (s1, s_field_num);
+      field2 = scm_struct_ref (s2, s_field_num);
+
+      /* Self-referencing fields (type `s') must be skipped to avoid infinite
+        recursion.  */
+      if (!(scm_is_eq (field1, s1) && (scm_is_eq (field2, s2))))
+       if (scm_is_false (scm_equal_p (field1, field2)))
+         return SCM_BOOL_F;
+    }
+
+  /* FIXME: Tail elements should be tested for equality.  */
+
+  return SCM_BOOL_T;
+}
+#undef FUNC_NAME
+
+
+\f
+
+
+SCM_DEFINE (scm_struct_ref, "struct-ref", 2, 0, 0,
+            (SCM handle, SCM pos),
+           "@deffnx {Scheme Procedure} struct-set! struct n value\n"
+           "Access (or modify) 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.")
+#define FUNC_NAME s_scm_struct_ref
+{
+  SCM answer = SCM_UNDEFINED;
+  scm_t_bits * data;
+  SCM layout;
+  size_t layout_len;
+  size_t p;
+  scm_t_bits n_fields;
+  const char *fields_desc;
+  char field_type = 0;
+  
+
+  SCM_VALIDATE_STRUCT (1, handle);
+
+  layout = SCM_STRUCT_LAYOUT (handle);
+  data = SCM_STRUCT_DATA (handle);
+  p = scm_to_size_t (pos);
+
+  fields_desc = scm_i_symbol_chars (layout);
+  layout_len = scm_i_symbol_length (layout);
+  if (SCM_STRUCT_VTABLE_FLAGS (handle) & SCM_STRUCTF_LIGHT)
+    /* no extra words */
+    n_fields = layout_len / 2;
+  else
+    n_fields = data[scm_struct_i_n_words];
+  
+  SCM_ASSERT_RANGE(1, pos, p < n_fields);
+
+  if (p * 2 < layout_len)
+    {
+      char ref;
+      field_type = fields_desc[p * 2];
+      ref = fields_desc[p * 2 + 1];
+      if ((ref != 'r') && (ref != 'w'))
+       {
+         if ((ref == 'R') || (ref == 'W'))
+           field_type = 'u';
+         else
+           SCM_MISC_ERROR ("ref denied for field ~A", scm_list_1 (pos));
+       }
+    }
+  else if (fields_desc[layout_len - 1] != 'O')    
+    field_type = fields_desc[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 'd':
+      answer = scm_make_real (*((double *)&(data[p])));
+      break;
+#endif
+
+    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)));
+    }
+
+  return answer;
+}
+#undef FUNC_NAME
+
+
+SCM_DEFINE (scm_struct_set_x, "struct-set!", 3, 0, 0,
+            (SCM handle, SCM pos, SCM val),
+           "Set the slot of the structure @var{handle} with index @var{pos}\n"
+           "to @var{val}.  Signal an error if the slot can not be written\n"
+           "to.")
+#define FUNC_NAME s_scm_struct_set_x
+{
+  scm_t_bits * data;
+  SCM layout;
+  size_t layout_len;
+  size_t p;
+  int n_fields;
+  const char *fields_desc;
+  char field_type = 0;
+
+  SCM_VALIDATE_STRUCT (1, handle);
+
+  layout = SCM_STRUCT_LAYOUT (handle);
+  data = SCM_STRUCT_DATA (handle);
+  p = scm_to_size_t (pos);
+
+  fields_desc = scm_i_symbol_chars (layout);
+  layout_len = scm_i_symbol_length (layout);
+  if (SCM_STRUCT_VTABLE_FLAGS (handle) & SCM_STRUCTF_LIGHT)
+    /* no extra words */
+    n_fields = layout_len / 2;
+  else
+    n_fields = data[scm_struct_i_n_words];
+
+  SCM_ASSERT_RANGE (1, pos, p < n_fields);
+
+  if (p * 2 < layout_len)
+    {
+      char set_x;
+      field_type = fields_desc[p * 2];
+      set_x = fields_desc [p * 2 + 1];
+      if (set_x != 'w')
+       SCM_MISC_ERROR ("set! denied for field ~A", scm_list_1 (pos));
+    }
+  else if (fields_desc[layout_len - 1] == 'W')    
+    field_type = fields_desc[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;
+
+#if 0
+    case 'i':
+      data[p] = SCM_NUM2LONG (3, val);
+      break;
+
+    case 'd':
+      *((double *)&(data[p])) = scm_num2dbl (val, (char *)SCM_ARG3);
+      break;
+#endif
+
+    case 'p':
+      data[p] = SCM_UNPACK (val);
+      break;
+
+    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)));
+    }
+
+  return val;
+}
+#undef FUNC_NAME
+
+
+SCM_DEFINE (scm_struct_vtable, "struct-vtable", 1, 0, 0, 
+            (SCM handle),
+           "Return the vtable structure that describes the type of @var{struct}.")
+#define FUNC_NAME s_scm_struct_vtable
+{
+  SCM_VALIDATE_STRUCT (1, handle);
+  return SCM_STRUCT_VTABLE (handle);
+}
+#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
+ * a backward compatible solution until agreement has been achieved on
+ * how to associate names with vtables.
+ */
+
+unsigned long
+scm_struct_ihashq (SCM obj, unsigned long n)
+{
+  /* The length of the hash table should be a relative prime it's not
+     necessary to shift down the address.  */
+  return SCM_UNPACK (obj) % n;
+}
+
+SCM
+scm_struct_create_handle (SCM obj)
+{
+  SCM handle = scm_hash_fn_create_handle_x (scm_struct_table,
+                                           obj,
+                                           SCM_BOOL_F,
+                                           scm_struct_ihashq,
+                                           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_DEFINE (scm_struct_vtable_name, "struct-vtable-name", 1, 0, 0, 
+            (SCM vtable),
+           "Return the name of the vtable @var{vtable}.")
+#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)));
+}
+#undef FUNC_NAME
+
+SCM_DEFINE (scm_set_struct_vtable_name_x, "set-struct-vtable-name!", 2, 0, 0, 
+            (SCM vtable, SCM name),
+           "Set the name of the vtable @var{vtable} to @var{name}.")
+#define FUNC_NAME s_scm_set_struct_vtable_name_x
+{
+  SCM_VALIDATE_VTABLE (1, vtable);
+  SCM_VALIDATE_SYMBOL (2, name);
+  SCM_SET_STRUCT_TABLE_NAME (SCM_CDR (scm_struct_create_handle (vtable)),
+                            name);
+  return SCM_UNSPECIFIED;
+}
+#undef FUNC_NAME
+
+
+\f
+
+void
+scm_print_struct (SCM exp, SCM port, scm_print_state *pstate)
+{
+  if (scm_is_true (scm_procedure_p (SCM_STRUCT_PRINTER (exp))))
+    scm_printer_apply (SCM_STRUCT_PRINTER (exp), exp, port, pstate);
+  else
+    {
+      SCM vtable = SCM_STRUCT_VTABLE (exp);
+      SCM name = scm_struct_vtable_name (vtable);
+      scm_puts ("#<", port);
+      if (scm_is_true (name))
+       scm_display (name, port);
+      else
+       scm_puts ("struct", port);
+      scm_putc (' ', port);
+      scm_uintprint (SCM_UNPACK (vtable), 16, port);
+      scm_putc (':', port);
+      scm_uintprint (SCM_UNPACK (exp), 16, port);
+      scm_putc ('>', port);
+    }
+}
+
+void
+scm_struct_prehistory ()
+{
+  scm_i_structs_to_free = SCM_EOL;
+  scm_c_hook_add (&scm_before_sweep_c_hook, scm_struct_gc_init, 0, 0);
+  /* With the new lazy sweep GC, the point at which the entire heap is
+     swept is just before the mark phase. */
+  scm_c_hook_add (&scm_before_mark_c_hook, scm_free_structs, 0, 0);
+}
+
+void
+scm_init_struct ()
+{
+  scm_struct_table
+    = scm_permanent_object (scm_make_weak_key_hash_table (scm_from_int (31)));
+  required_vtable_fields = scm_from_locale_string ("prsrpw");
+  scm_permanent_object (required_vtable_fields);
+
+  scm_i_vtable_vtable_no_extra_fields =
+    scm_permanent_object
+    (scm_make_vtable_vtable (scm_nullstr, SCM_INUM0, SCM_EOL));
+
+  scm_c_define ("vtable-index-layout", scm_from_int (scm_vtable_index_layout));
+  scm_c_define ("vtable-index-vtable", scm_from_int (scm_vtable_index_vtable));
+  scm_c_define ("vtable-index-printer",
+               scm_from_int (scm_vtable_index_printer));
+  scm_c_define ("vtable-offset-user", scm_from_int (scm_vtable_offset_user));
+#include "libguile/struct.x"
+}
+
+/*
+  Local Variables:
+  c-file-style: "gnu"
+  End:
+*/