1.0.12.37: RUN-PROGRAM now uses execvp(3) to search for executables
[sbcl.git] / doc / manual / beyond-ansi.texinfo
1 @node  Beyond the ANSI Standard
2 @comment  node-name,  next,  previous,  up
3 @chapter Beyond the ANSI Standard
4
5 SBCL is derived from CMUCL, which implements many extensions to the
6 ANSI standard. SBCL doesn't support as many extensions as CMUCL, but
7 it still has quite a few.  @xref{Contributed Modules}.
8
9 @menu
10 * Garbage Collection::          
11 * Metaobject Protocol::         
12 * Support For Unix::            
13 * Customization Hooks for Users::  
14 * Tools To Help Developers::    
15 * Resolution of Name Conflicts::  
16 * Stale Extensions::            
17 * Efficiency Hacks::            
18 @end menu
19
20 @node  Garbage Collection
21 @comment  node-name,  next,  previous,  up
22 @section Garbage Collection
23
24 SBCL provides additional garbage collection functionality not
25 specified by ANSI. Weak pointers allow references to objects to be
26 maintained without keeping them from being garbage collected, and
27 ``finalization'' hooks are available to cause code to be executed when
28 an object has been garbage collected. Additionally users can specify
29 their own cleanup actions to be executed with garbage collection.
30
31 @include fun-sb-ext-finalize.texinfo
32 @include fun-sb-ext-cancel-finalization.texinfo
33 @include fun-sb-ext-make-weak-pointer.texinfo
34 @include fun-sb-ext-weak-pointer-value.texinfo
35 @include var-sb-ext-star-after-gc-hooks-star.texinfo
36
37 @node Metaobject Protocol
38 @comment  node-name,  next,  previous,  up
39 @section Metaobject Protocol
40
41 SBCL supports a metaobject protocol which is intended to be compatible
42 with AMOP; present exceptions to this (as distinct from current bugs)
43 are:
44
45 @itemize
46   
47 @item
48 @findex compute-effective-method
49 @findex sb-mop:compute-effective-method
50 @code{compute-effective-method} only returns one value, not two.
51
52 There is no record of what the second return value was meant to
53 indicate, and apparently no clients for it.
54
55 @item
56 @tindex generic-function
57 @tindex standard-generic-function
58 @tindex funcallable-standard-object
59 @tindex sb-mop:funcallable-standard-object
60 @tindex standard-object
61 @tindex function
62 The direct superclasses of @code{sb-mop:funcallable-standard-object} are
63 @code{(function standard-object)}, not @code{(standard-object function)}.
64
65 This is to ensure that the @code{standard-object} class is the last of
66 the standardized classes before @code{t} appearing in the class
67 precedence list of @code{generic-function} and
68 @code{standard-generic-function}, as required by section 1.4.4.5 of the
69 ANSI specification.
70   
71 @item
72 @findex ensure-generic-function
73 @findex generic-function-declarations
74 @findex sb-mop:generic-function-declarations
75 the arguments @code{:declare} and @code{:declarations} to
76 @code{ensure-generic-function} are both accepted, with the leftmost
77 argument defining the declarations to be stored and returned by
78 @code{generic-function-declarations}.
79
80 Where AMOP specifies @code{:declarations} as the keyword argument to
81 @code{ensure-generic-function}, the Common Lisp standard specifies
82 @code{:declare}.  Portable code should use @code{:declare}.
83
84 @item
85 @findex validate-superclass
86 @findex finalize-inheritance
87 @findex sb-mop:validate-superclass
88 @findex sb-mop:finalize-inheritance
89 @tindex standard-class
90 @tindex funcallable-standard-class
91 @tindex sb-mop:funcallable-standard-class
92 @tindex function
93 @findex sb-mop:class-prototype
94 @findex class-prototype
95 although SBCL obeys the requirement in AMOP that
96 @code{validate-superclass} should treat @code{standard-class} and
97 @code{funcallable-standard-class} as compatible metaclasses, we
98 impose an additional requirement at class finalization time: a class
99 of metaclass @code{funcallable-standard-class} must have
100 @code{function} in its superclasses, and a class of metaclass
101 @code{standard-class} must not.
102
103 @findex typep
104 @findex class-of
105 @findex subtypep
106 After a class has been finalized, it is associated with a class
107 prototype which is accessible by a standard mop function
108 @code{sb-mop:class-prototype}.  The user can then ask whether this
109 object is a @code{function} or not in several different ways: whether it
110 is a function according to @code{typep}; whether its @code{class-of} is
111 @code{subtypep} @code{function}, or whether @code{function} appears in
112 the superclasses of the class.  The additional consistency requirement
113 comes from the desire to make all of these answers the same.
114
115 The following class definitions are bad, and will lead to errors
116 either immediately or if an instance is created:
117 @lisp
118 (defclass bad-object (funcallable-standard-object)
119   ()
120   (:metaclass standard-class))
121 @end lisp
122 @lisp
123 (defclass bad-funcallable-object (standard-object)
124   ()
125   (:metaclass funcallable-standard-class))
126 @end lisp
127 The following definition is acceptable:
128 @lisp
129 (defclass mixin ()
130   ((slot :initarg slot)))
131 (defclass funcallable-object (funcallable-standard-object mixin)
132   ()
133   (:metaclass funcallable-standard-class))
134 @end lisp
135 and leads to a class whose instances are funcallable and have one slot.
136
137 @tindex funcallable-standard-object
138 @tindex sb-mop:funcallable-standard-object
139 Note that this requirement also applies to the class
140 @code{sb-mop:funcallable-standard-object}, which has metaclass
141 @code{sb-mop:funcallable-standard-class} rather than
142 @code{standard-class} as AMOP specifies.
143
144 @item
145 the requirement that ``No portable class @math{C_p} may inherit, by
146 virtue of being a direct or indirect subclass of a specified class, any
147 slot for which the name is a symbol accessible in the
148 @code{common-lisp-user} package or exported by any package defined in
149 the ANSI Common Lisp standard.'' is interpreted to mean that the
150 standardized classes themselves should not have slots named by external
151 symbols of public packages.
152
153 The rationale behind the restriction is likely to be similar to the ANSI
154 Common Lisp restriction on defining functions, variables and types named
155 by symbols in the Common Lisp package: preventing two independent pieces
156 of software from colliding with each other.
157
158 @item
159 @findex slot-value-using-class
160 @findex sb-mop:slot-value-using-class
161 @findex (setf slot-value-using-class)
162 @findex (setf sb-mop:slot-value-using-class)
163 @findex slot-boundp-using-class
164 @findex sb-mop:slot-boundp-using-class
165 specializations of the @code{new-value} argument to @code{(setf
166 sb-mop:slot-value-using-class)} are not allowed: all user-defined
167 methods must have a specializer of the class @code{t}.
168
169 This prohibition is motivated by a separation of layers: the
170 @code{slot-value-using-class} family of functions is intended for use in
171 implementing different and new slot allocation strategies, rather than
172 in performing application-level dispatching.  Additionally, with this
173 requirement, there is a one-to-one mapping between metaclass, class and
174 slot-definition-class tuples and effective methods of @code{(setf
175 slot-value-using-class)}, which permits optimization of @code{(setf
176 slot-value-using-class)}'s discriminating function in the same manner as
177 for @code{slot-value-using-class} and @code{slot-boundp-using-class}.
178
179 Note that application code may specialize on the @code{new-value}
180 argument of slot accessors.
181
182 @item
183 @findex defclass
184 @findex ensure-class
185 @findex ensure-class-using-class
186 @findex sb-mop:ensure-class
187 @findex sb-mop:ensure-class-using-class
188 @findex find-class
189 @findex class-name
190 the class named by the @code{name} argument to @code{ensure-class}, if
191 any, is only redefined if it is the proper name of that class;
192 otherwise, a new class is created.
193
194 This is consistent with the description of @code{ensure-class} in AMOP
195 as the functional version of @code{defclass}, which has this behaviour;
196 however, it is not consistent with the weaker requirement in AMOP, which
197 states that any class found by @code{find-class}, no matter what its
198 @code{class-name}, is redefined.
199
200 @end itemize
201
202 In addition, SBCL supports extensions to the Metaobject protocol from
203 AMOP; at present, they are:
204
205 @itemize
206
207 @item
208 @findex defmethod
209 @findex find-class
210 @findex intern-eql-specializer
211 @findex sb-mop:intern-eql-specializer
212 @findex make-method-specializers-form
213 @findex sb-pcl:make-method-specializers-form
214 @findex make-method-lambda
215 @findex sb-mop:make-method-lambda
216 compile-time support for generating specializer metaobjects from
217 specializer names in @code{defmethod} forms is provided by the
218 @code{make-method-specializers-form} function, which returns a form
219 which, when evaluated in the lexical environment of the
220 @code{defmethod}, returns a list of specializer metaobjects.  This
221 operator suffers from similar restrictions to those affecting
222 @code{make-method-lambda}, namely that the generic function must be
223 defined when the @code{defmethod} form is expanded, so that the
224 correct method of @code{make-method-specializers-form} is invoked.
225 The system-provided method on @code{make-method-specializers-form}
226 generates a call to @code{find-class} for each symbol specializer
227 name, and a call to @code{intern-eql-specializer} for each @code{(eql
228 @var{x})} specializer name.
229
230 @item
231 @findex find-method
232 @findex parse-specializer-using-class
233 @findex unparse-specializer-using-class
234 @findex sb-pcl:parse-specializer-using-class
235 @findex sb-pcl:unparse-specializer-using-class
236 run-time support for converting between specializer names and
237 specializer metaobjects, mostly for the purposes of
238 @code{find-method}, is provided by
239 @code{parse-specializer-using-class} and
240 @code{unparse-specializer-using-class}, which dispatch on their first
241 argument, the generic function associated with a method with the given
242 specializer.  The system-provided methods on those methods convert
243 between classes and proper names and between lists of the form
244 @code{(eql @var{x})} and interned eql specializer objects.
245
246 @end itemize
247
248 @node  Support For Unix
249 @comment  node-name,  next,  previous,  up
250 @section Support For Unix
251
252 @menu
253 * Command-line arguments::
254 * Querying the process environment::
255 * Running external programs::
256 @end menu
257
258 @node Command-line arguments
259 @subsection Command-line arguments
260
261 The UNIX command line can be read from the variable
262 @code{sb-ext:*posix-argv*}. 
263
264 @node Querying the process environment
265 @subsection Querying the process environment
266
267 The UNIX environment can be queried with the
268 @code{sb-ext:posix-getenv} function.
269
270 @include fun-sb-ext-posix-getenv.texinfo
271
272 @node Running external programs
273 @subsection Running external programs
274
275 External programs can be run with @code{sb-ext:run-program}.
276 @footnote{In SBCL versions prior to 1.0.13, @code{sb-ext:run-program}
277 searched for executables in a manner somewhat incompatible with other
278 languages.  As of this version, SBCL uses the system library routine
279 @code{execvp(3)}, and no longer contains the function,
280 @code{find-executable-in-search-path}, which implemented the old
281 search.  Users who need this function may find it
282 in @file{run-program.lisp} versions 1.67 and earlier in SBCL's CVS
283 repository here
284 @url{http://sbcl.cvs.sourceforge.net/sbcl/sbcl/src/code/run-program.lisp?view=log}. However,
285 we caution such users that this search routine finds executables that
286 system library routines do not.}
287
288 @include fun-sb-ext-run-program.texinfo
289
290 When @code{sb-ext:run-program} is called with @code{wait} equal to
291 NIL, an instance of class @var{sb-ext:process} is returned.  The
292 following functions are available for use with processes:
293
294 @include fun-sb-ext-process-p.texinfo
295
296 @include fun-sb-ext-process-input.texinfo
297
298 @include fun-sb-ext-process-output.texinfo
299
300 @include fun-sb-ext-process-error.texinfo
301
302 @include fun-sb-ext-process-alive-p.texinfo
303
304 @include fun-sb-ext-process-status.texinfo
305
306 @include fun-sb-ext-process-wait.texinfo
307
308 @include fun-sb-ext-process-exit-code.texinfo
309
310 @include fun-sb-ext-process-core-dumped.texinfo
311
312 @include fun-sb-ext-process-close.texinfo
313
314 @include fun-sb-ext-process-kill.texinfo
315
316 @node  Customization Hooks for Users
317 @comment  node-name,  next,  previous,  up
318 @section Customization Hooks for Users
319
320 The toplevel repl prompt may be customized, and the function
321 that reads user input may be replaced completely.
322 @c <!-- FIXME but I don't currently remember how -->
323
324 The behaviour of @code{require} when called with only one argument is
325 implementation-defined.  In SBCL, @code{require} behaves in the
326 following way:
327
328 @include fun-common-lisp-require.texinfo
329 @include var-sb-ext-star-module-provider-functions-star.texinfo
330
331 Although SBCL does not provide a resident editor, the @code{ed}
332 function can be customized to hook into user-provided editing
333 mechanisms as follows:
334
335 @include fun-common-lisp-ed.texinfo
336 @include var-sb-ext-star-ed-functions-star.texinfo
337
338 @node Tools To Help Developers
339 @comment  node-name,  next,  previous,  up
340 @section Tools To Help Developers
341
342 SBCL provides a profiler and other extensions to the ANSI @code{trace}
343 facility.  For more information, see @ref{Macro common-lisp:trace}.
344
345 The debugger supports a number of options. Its documentation is
346 accessed by typing @kbd{help} at the debugger prompt. @xref{Debugger}.
347
348 Documentation for @code{inspect} is accessed by typing @kbd{help} at
349 the @code{inspect} prompt.
350
351 @node Resolution of Name Conflicts
352 @section Resolution of Name Conflicts
353
354 The ANSI standard (section 11.1.1.2.5) requires that name conflicts in
355 packages be resolvable in favour of any of the conflicting symbols.  In
356 the interactive debugger, this is achieved by prompting for the symbol
357 in whose favour the conflict should be resolved; for programmatic use,
358 the @code{sb-ext:resolve-conflict} restart should be invoked with one
359 argument, which should be a member of the list returned by the condition
360 accessor @code{sb-ext:name-conflict-symbols}.
361
362 @node Stale Extensions
363 @comment  node-name,  next,  previous,  up
364 @section Stale Extensions
365
366 SBCL has inherited from CMUCL various hooks to allow the user to
367 tweak and monitor the garbage collection process. These are somewhat
368 stale code, and their interface might need to be cleaned up. If you
369 have urgent need of them, look at the code in @file{src/code/gc.lisp}
370 and bring it up on the developers' mailing list.
371
372 SBCL has various hooks inherited from CMUCL, like
373 @code{sb-ext:float-denormalized-p}, to allow a program to take
374 advantage of IEEE floating point arithmetic properties which aren't
375 conveniently or efficiently expressible using the ANSI standard. These
376 look good, and their interface looks good, but IEEE support is
377 slightly broken due to a stupid decision to remove some support for
378 infinities (because it wasn't in the ANSI spec and it didn't occur to
379 me that it was in the IEEE spec). If you need this stuff, take a look
380 at the code and bring it up on the developers' mailing
381 list.
382
383
384 @node  Efficiency Hacks
385 @comment  node-name,  next,  previous,  up
386 @section Efficiency Hacks
387
388 The @code{sb-ext:purify} function causes SBCL first to collect all
389 garbage, then to mark all uncollected objects as permanent, never again
390 attempting to collect them as garbage. This can cause a large increase
391 in efficiency when using a primitive garbage collector, or a more
392 moderate increase in efficiency when using a more sophisticated garbage
393 collector which is well suited to the program's memory usage pattern. It
394 also allows permanent code to be frozen at fixed addresses, a
395 precondition for using copy-on-write to share code between multiple Lisp
396 processes.  This is less important with modern generational garbage
397 collectors, but not all SBCL platforms use such a garbage collector.
398
399 @include fun-sb-ext-purify.texinfo
400
401 The @code{sb-ext:truly-the} special form declares the type of the
402 result of the operations, producing its argument; the declaration is
403 not checked. In short: don't use it.
404
405 @include special-operator-sb-ext-truly-the.texinfo
406
407 The @code{sb-ext:freeze-type} declaration declares that a
408 type will never change, which can make type testing
409 (@code{typep}, etc.) more efficient for structure types.
410
411 The @code{sb-ext:constant-function} declaration specifies
412 that a function will always return the same value for the same
413 arguments, which may allow the compiler to optimize calls
414 to it. This is appropriate for functions like @code{sqrt}, but
415 is @emph{not} appropriate for functions like @code{aref},
416 which can change their return values when the underlying data are
417 changed.
418 @c <!-- FIXME: This declaration does not seem to be supported in the 
419 @c      current compiler. -->