cd50ff2b5d77d6ee90e1fbe17dce3448d0a86fe7
[sbcl.git] / doc / sbcl.1
1 .\" -*- Mode: Text -*-
2 .\"
3 .\" man page introduction to SBCL
4 .\"
5 .\" SBCL, including this man page, is derived from CMU Common Lisp, of
6 .\" which it was said (ca. 1991)
7 .\"   **********************************************************************
8 .\"   This code was written as part of the CMU Common Lisp project at
9 .\"   Carnegie Mellon University, and has been placed in the public domain.
10 .\"   If you want to use this code or any part of CMU Common Lisp, please
11 .\"   contact Scott Fahlman or slisp-group@cs.cmu.edu.
12 .\"   **********************************************************************
13 .\" Most of SBCL, including this man page, is in the public domain. See
14 .\" COPYING in the distribution for more information.
15 .\"
16 .TH SBCL 1 "$Date$"
17 .AT 3
18 .SH NAME
19 SBCL -- Steel Bank Common Lisp
20
21 .SH DESCRIPTION
22
23 SBCL is a free Common Lisp programming environment. It is derived from
24 the free CMU CL programming environment. (The name is intended to
25 acknowledge the connection: steel and banking are the industries where
26 Carnegie and Mellon made the big bucks.)
27
28 .SH LICENSING
29
30 It is free software, mostly in the public domain, but with some
31 subsystems under BSD-style licenses which allow modification and
32 reuse as long as credit is given. It is provided "as is", with no
33 warranty of any kind.
34
35 For more information about license issues, see the COPYING file in
36 the distribution. For more information about history, see the 
37 CREDITS file in the distribution.
38
39 .SH RUNNING SBCL
40
41 To run SBCL, type "sbcl" at the command line with no arguments. (SBCL
42 understands command line arguments, but you probably won't need to use
43 them unless you're a fairly advanced user. If you are, you should read
44 the COMMAND LINE SYNTAX section, below.) You should see some startup
45 messages, then a prompt ("\f(CR*\fR").  Type a Lisp expression at the prompt,
46 and SBCL will read it, execute it, print any values returned, give you
47 another prompt, and wait for your next input.  For example,
48 \f(CR
49   * (+ 1 2 3)
50
51   6
52   * (funcall (lambda (x y) (list x y y)) :toy :choo)
53
54   (:TOY :CHOO :CHOO)
55   * "Hello World"
56
57   "Hello World"
58   *
59 \fR
60
61 Many people like to run SBCL, like other Lisp systems, as a subprocess
62 under Emacs. The Emacs "Slime" and "ilisp" modes provide many
63 convenient features, like command line editing, tab completion, and
64 various kinds of coupling between Common Lisp source files and the
65 interactive SBCL subprocess, but they can be somewhat fragile wrt.
66 packages and readtables, in which case SBCL in the Emacs "shell" mode
67 can a useful substitute.
68
69 .SH OVERVIEW
70
71 SBCL compiles Common Lisp to native code. (Even today, some 30 years
72 after the MacLisp compiler, people will tell you that Lisp is an
73 interpreted language. Ignore them.)
74
75 SBCL aims for but has not completely achieved compliance with the ANSI
76 standard for Common Lisp. More information about this is available in
77 the BUGS section below.
78
79 SBCL also includes various non-ANSI extensions, described more fully
80 in the User Manual.  Some of these are in the base system and others
81 are "contrib" modules loaded on request using \f(CRREQUIRE\fR.  For
82 example, to load the \f(CRSB\-BSD\-SOCKETS\fR module that providces
83 TCP/IP connectivity,
84 \f(CR
85    * (require \(aqasdf)
86    * (require \(aqsb\-bsd\-sockets)
87 \fR
88
89 Many Lispy extensions have been retained from CMU CL:
90 .TP 3
91 \--
92 CMU-CL-style safe implementation of type declarations:
93 "Declarations are assertions."
94 .TP 3
95 \--
96 the source level debugger (very similar to CMU CL's)
97 .TP 3
98 \--
99 the profiler (now somewhat different from CMU CL's)
100 .TP 3
101 \--
102 saving the state of the running SBCL process, producing a
103 "core" file which can be restarted later
104 .TP 3
105 \--
106 Gray streams (a de-facto standard system of overloadable CLOS classes
107 whose instances can be used wherever ordinary ANSI streams can be used)
108 .TP 3
109 \--
110 weak pointers and finalization (which have unfortunately
111 suffered from at least some code rot, so that \fIe.g.\fR weak hash
112 tables don't work)
113 .PP
114
115 Fundamental system interface extensions are also provided:
116 .TP 3
117 \--
118 calling out to C code (a.k.a. FFI, foreign function interface,
119 with very nearly the same interface as CMU CL)
120 .TP 3
121 \--
122 some simple support for operations with a "scripting language" flavor,
123 \fIe.g.\fR reading POSIX \f(CRargc\fR and \f(CRargv\fR, or executing a
124 subprogram
125 .PP
126
127 .SH DIFFERENCES FROM CMU CL
128
129 SBCL can be built from scratch using a plain vanilla ANSI Common Lisp
130 system and a C compiler, and all of its properties are specified by
131 the version of the source code that it was created from. This clean
132 bootstrappability was the immediate motivation for forking off of the
133 CMU CL development tree. A variety of implementation differences are
134 motivated by this design goal.
135
136 Maintenance work in SBCL since the fork has diverged somewhat from the
137 maintenance work in CMU CL. Many but not all bug fixes and
138 improvements have been shared between the two projects, and sometimes
139 the two projects disagree about what would be an improvement.
140
141 Most extensions supported by CMU CL have been unbundled from SBCL,
142 including Motif support, the Hemlock editor, search paths, the
143 low-level Unix interface, the WIRE protocol, various user-level macros
144 and functions (\fIe.g.\fR \f(CRLETF\fR, \f(CRITERATE\fR, \f(CRMEMQ\fR,
145 \f(CRREQUIRED\-ARGUMENT\fR), and many others.
146
147 SBCL inplements multithreading, but in a completely different fashion
148 from CMU CL: see the User Manual for details.  As of 0.8.5 this is
149 considered beta-quality and must be explicitly enabled at build time.
150
151 SBCL has retained some extensions from its parent CMU CL. Many of the
152 retained extensions are in these categories:
153 .TP 3
154 \--
155 things which might be in the new ANSI spec, \fIe.g.\fR safe type
156 declarations, weak pointers, finalization, foreign function
157 interface to C, and Gray streams;
158 .TP 3
159 \--
160 things which are universally available in Unix scripting languages,
161 \fIe.g.\fR \f(CRRUN\-PROGRAM\fR and POSIX \f(CRargv\fR and \f(CRgetenv\fR;
162 .TP 3
163 \--
164 hooks into the low level workings of the system which can be useful
165 for debugging, \fIe.g.\fR requesting that a particular function be executed
166 whenever GC occurs, or tuning compiler diagnostic output;
167 .TP 3
168 \--
169 unportable performance hacks, \fIe.g.\fR \f(CRFREEZE\-TYPE\fR and
170 \f(CRPURIFY\fR. For more information about these, look at the online
171 documentation for symbols in the \f(CRSB\-EXT\fR package, and look at the user
172 manual.
173 .PP
174
175 There are also a few retained extensions which don't fall into any
176 particular category, \fIe.g.\fR the ability to save running Lisp images as
177 executable files.
178
179 Some of the retained extensions have new names and/or different
180 options than their CMU CL counterparts. For example, the SBCL function
181 which saves a Lisp image to disk and kills the running process is
182 called \f(CRSAVE\-LISP\-AND\-DIE\fR instead of \f(CRSAVE\-LISP\fR, and
183 SBCL's \f(CRSAVE\-LISP\-AND\-DIE\fR supports fewer keyword options
184 than CMU CL's \f(CRSAVE\-LISP\fR does.
185
186 (Why doesn't SBCL support more extensions natively?  Why drop all
187 those nice extensions from CMU CL when the code already exists? This
188 is a frequently asked question on the mailing list.  There are two
189 principal reasons.  First, it's a design philosophy issue: arguably
190 SBCL has done its job by supplying a stable FFI, and the right design
191 decision is to move functionality derived from that, like socket
192 support, into separate libraries.  Some of these are distributed with
193 SBCL as "contrib" modules, others are distributed as separate software
194 packages by separate maintainers. Second, it's a practical decision -
195 focusing on a smaller number of things will, we hope, let us do a
196 better job on them.)
197
198 .SH THE COMPILER
199
200 SBCL inherits from CMU CL the "Python" native code compiler. (Though
201 we often avoid that name in order to avoid confusion with the
202 scripting language also called Python.) This compiler is very clever
203 about understanding the type system of Common Lisp and using it to
204 optimize code, and about producing notes to let the user know when the
205 compiler doesn't have enough type information to produce efficient
206 code. It also tries (almost always successfully) to follow the unusual
207 but very useful principle that "declarations are assertions", \fIi.e.\fR
208 type declarations should be checked at runtime unless the user
209 explicitly tells the system that speed is more important than safety.
210
211 The compiler reportedly produces pretty good code for modern CPU
212 architectures which have lots of registers, but its code for the X86
213 is marred by many extra loads and stores to stack-based temporary
214 variables. Because of this, and because of the extra levels of
215 indirection in Common Lisp relative to C, the performance of SBCL
216 isn't going to impress people who are impressed by small constant
217 factors. However, even on the X86 it tends to be faster than byte
218 interpreted languages (and can be a lot faster).
219
220 The compiled code uses garbage collection to automatically
221 manage memory. The garbage collector implementation varies considerably
222 from CPU to CPU. In particular, on some CPUs the GC is nearly exact,
223 while on others it's more conservative, and on some CPUs the GC
224 is generational, while on others simpler stop and copy strategies
225 are used.
226
227 For more information about the compiler, see the user manual.
228
229 .SH COMMAND LINE SYNTAX
230
231 Command line syntax can be considered an advanced topic; for ordinary
232 interactive use, no command line arguments should be necessary.
233
234 In order to understand the command line argument syntax for SBCL, it
235 is helpful to understand that the SBCL system is implemented as two
236 components, a low-level runtime environment written in C and a
237 higher-level system written in Common Lisp itself. Some command line
238 arguments are processed during the initialization of the low-level
239 runtime environment, some command line arguments are processed during
240 the initialization of the Common Lisp system, and any remaining
241 command line arguments are passed on to user code.
242
243 The full, unambiguous syntax for invoking SBCL at the command line is
244 .TP 3
245 .B sbcl [runtime options] \-\-end\-runtime\-options [toplevel options] \-\-end\-toplevel\-options [user options]
246 .PP
247
248 For convenience, the \-\-end\-runtime\-options and \-\-end\-toplevel\-options
249 elements can be omitted. Omitting these elements can be convenient
250 when you are running the program interactively, and you can see that
251 no ambiguities are possible with the option values you are using.
252 Omitting these elements is probably a bad idea for any batch file
253 where any of the options are under user control, since it makes it
254 impossible for SBCL to detect erroneous command line input, so that
255 erroneous command line arguments will be passed on to the user program
256 even if they was intended for the runtime system or the Lisp system.
257
258 Supported runtime options are
259 .TP 3
260 .B \-\-core <corefilename>
261 Run the specified Lisp core file instead of the default. (See the FILES
262 section for the standard core, or the system documentation for
263 \f(CRSB\-INT:SAVE\-LISP\-AND\-DIE\fR for information about how to create a 
264 custom core.) Note that if the Lisp core file is a user-created core
265 file, it may run a nonstandard toplevel which does not recognize the
266 standard toplevel options.
267 .TP 3
268 .B \-\-noinform
269 Suppress the printing of any banner or other informational message at
270 startup. (This makes it easier to write Lisp programs which work
271 cleanly in Unix pipelines. See also the "\-\-noprint" and
272 "\-\-disable\-debugger" options.)
273 .TP 3
274 .B \-\-help
275 Print some basic information about SBCL, then exit.
276 .TP 3
277 .B \-\-version
278 Print SBCL's version information, then exit.
279 .PP
280
281 In the future, runtime options may be added to control behavior such
282 as lazy allocation of memory.
283
284 Runtime options, including any \-\-end\-runtime\-options option,
285 are stripped out of the command line before the
286 Lisp toplevel logic gets a chance to see it.
287
288 The toplevel options supported by the standard SBCL core are
289 .TP 3
290 .B \-\-sysinit <filename>
291 Load filename instead of the default system-wide initialization file.
292 (See the FILES section.) There is no special option to cause no
293 system-wide initialization file to be read, but on a Unix system
294 "\-\-sysinit /dev/null" can be used to achieve the same effect.
295 .TP 3
296 .B \-\-userinit <filename>
297 Load filename instead of the default user initialization file. (See
298 the FILES section.) There is no special option to cause no user
299 initialization file to be read, but on a Unix system "\-\-userinit
300 /dev/null" can be used to achieve the same effect.
301 .TP 3
302 .B \-\-eval <command>
303 After executing any initialization file, but before starting the
304 read-eval-print loop on standard input, read and evaluate the command
305 given. More than one \-\-eval option can be used, and all will be read
306 and executed, in the order they appear on the command line.
307 .TP 3
308 .B \-\-load <filename>
309 This is equivalent to \-\-eval \(aq(load "<filename>")\(aq. The special
310 syntax is intended to reduce quoting headaches when invoking SBCL
311 from shell scripts.
312 .TP 3
313 .B \-\-noprint
314 When ordinarily the toplevel "read-eval-print loop" would be executed,
315 execute a "read-eval loop" instead, \fIi.e.\fR don't print a prompt and
316 don't echo results. Combined with the \-\-noinform runtime option, this
317 makes it easier to write Lisp "scripts" which work cleanly in Unix
318 pipelines.
319 .TP 3
320 .B \-\-disable\-debugger
321 This is equivalent to \-\-eval \(aq(sb\-ext:disable\-debugger)\(aq. By
322 default, a Common Lisp system tries to ask the programmer for help
323 when it gets in trouble (by printing a debug prompt, then listening,
324 on \f(CR*DEBUG\-IO*\fR). However, this is not useful behavior for a system
325 running with no programmer available, and this option tries to set up
326 more appropriate behavior for that situation. This is implemented by
327 redefining \f(CRINVOKE\-DEBUGGER\fR so that any call exits the process with a
328 failure code after printing a backtrace. (Note that because it is
329 implemented by modifying special variables and \f(CRFDEFINITION\fRs, its
330 effects persist in .core files created by
331 \f(CRSB\-EXT:SAVE\-LISP\-AND\-DIE\fR.  If you want to undo its
332 effects, \fIe.g.\fR if you build a system unattended and then want to
333 operate a derived system interactively, see the
334 \f(CRSB\-EXT:ENABLE\-DEBUGGER\fR command.)
335 .PP
336
337 Regardless of the order in which \-\-sysinit, \-\-userinit, and
338 \-\-eval options appear on the command line, the sysinit file, if it
339 exists, is loaded first; then the userinit file, if it exists, is
340 loaded; then any \-\-eval commands are read and executed in sequence;
341 then the read-eval-print loop is started on standard input. At any
342 step, error conditions or commands such as \f(CRSB\-EXT:QUIT\fR can
343 cause execution to be terminated before proceeding to subsequent
344 steps.
345
346 Note that when running SBCL with the \-\-core option, using a core
347 file created by a user call to the
348 \f(CRSB\-EXT:SAVE\-LISP\-AND\-DIE\fR, the toplevel options may be
349 under the control of user code passed as arguments to
350 \f(CRSB\-EXT:SAVE\-LISP\-AND\-DIE\fR. For this purpose, the
351 \-\-end\-toplevel\-options option itself can be considered a toplevel
352 option, \fIi.e.\fR the user core, at its option, may not support it.
353
354 In the standard SBCL startup sequence (\fIi.e.\fR with no user core
355 involved) toplevel options and any \-\-end\-toplevel\-options option are
356 stripped out of the command line argument list before user code gets a
357 chance to see it.
358
359 .SH SYSTEM REQUIREMENTS
360
361 SBCL currently runs on X86 (Linux, FreeBSD, OpenBSD, and NetBSD),
362 X86-64 (Linux), Alpha (Linux, Tru64), PPC (Linux, Darwin/MacOS X),
363 SPARC (Linux and Solaris 2.x), and MIPS (Linux).  For information on
364 other ongoing and possible ports, see the sbcl\-devel mailing list,
365 and/or the web site.
366
367 SBCL requires on the order of 16Mb RAM to run on X86 systems, though
368 all but the smallest programs would be happier with 32Mb or more.
369
370 .SH KNOWN BUGS
371
372 This section attempts to list the most serious and long-standing bugs.
373 For more detailed and current information on bugs, see the BUGS file
374 in the distribution.
375
376 It is possible to get in deep trouble by exhausting heap memory.  The
377 SBCL system overcommits memory at startup, so, on typical Unix-alikes
378 like Linux and FreeBSD, this means that if the SBCL system turns out
379 to use more virtual memory than the system has available for it, other
380 processes tend to be killed randomly (!).
381
382 The compiler's handling of function return values unnecessarily
383 violates the "declarations are assertions" principle that it otherwise
384 adheres to. Using \f(CRPROCLAIM\fR or \f(CRDECLAIM\fR to specify the
385 return type of a function causes the compiler to believe you without
386 checking. Thus compiling a file containing
387 \f(CR
388   (DECLAIM (FTYPE (FUNCTION (T) NULL) SOMETIMES))
389   (DEFUN SOMETIMES (X) (ODDP X))
390   (DEFUN FOO (X) (IF (SOMETIMES X) \(aqTHIS\-TIME \(aqNOT\-THIS\-TIME))\fR
391 .br
392 then running \f(CR(FOO 1)\fR gives \f(CRNOT\-THIS\-TIME\fR, because
393 the compiler relied on the truth of the \f(CRDECLAIM\fR without checking it.
394
395 Some things are implemented very inefficiently.
396 .TP 3
397 \--
398 Multidimensional arrays are inefficient, especially
399 multidimensional arrays of floating point numbers.
400 .TP 3
401 \--
402 CLOS isn't particularly efficient. (In part, CLOS is so dynamic
403 that it's slow for fundamental reasons, but beyond that, the
404 SBCL implementation of CLOS doesn't do some important known
405 optimizations.)
406 .TP 3
407 \--
408 SBCL, like most (maybe all?) implementations of Common Lisp on stock
409 hardware, has trouble passing floating point numbers around
410 efficiently, because a floating point number, plus a few extra bits to
411 identify its type, is larger than a machine word. (Thus, they get
412 "boxed" in heap-allocated storage, causing GC overhead.) Within a
413 single compilation unit, or when doing built-in operations like
414 \f(CRSQRT\fR and \f(CRAREF\fR, or some special operations like
415 structure slot accesses, this is avoidable: see the user manual for
416 some efficiency hints. But for general function calls across the
417 boundaries of compilation units, passing the result of a floating
418 point calculation as a function argument (or returning a floating
419 point result as a function value) is a fundamentally slow operation.
420 .PP
421
422 .SH REPORTING BUGS
423
424 To report a bug, please send mail to the mailing lists sbcl-help or
425 sbcl-devel. You can find the complete mailing list addresses on the
426 web pages at <\f(CRhttp://sbcl.sourceforge.net/\fR>.  (You may also
427 find fancy SourceForge bug-tracking machinery there, but don't be
428 fooled. As of 2002-07-25 anyway, we don't actively monitor that
429 machinery, and it exists only because we haven't been able to figure
430 out how to turn it off.)
431
432 As with any software bug report, it's most helpful if you can provide
433 enough information to reproduce the symptoms reliably, and if you say
434 clearly what the symptoms are.  For example, "There seems to be
435 something wrong with TAN of very small negative arguments. When I
436 execute \f(CR(TAN LEAST\-NEGATIVE\-SINGLE\-FLOAT)\fR interactively on
437 sbcl-1.2.3 on my Linux 4.5 X86 box, I get an \f(CRUNBOUND\-VARIABLE\fR
438 error."
439
440 .SH SUPPORT
441
442 Various information about SBCL is available at
443 <\f(CRhttp://www.sbcl.org/\fR>. The mailing lists there are the recommended
444 place to look for support.
445
446 .SH ENVIRONMENT
447
448 .TP 10n
449 .BR SBCL_HOME
450 This variable controls where files like "sbclrc", "sbcl.core", and the
451 add-on "contrib" systems are searched for.  If it is not set, then
452 sbcl sets it from a compile-time default location which is usually
453 /usr/local/lib/sbcl/ but may have been changed \fIe.g.\fR by a third-party
454 packager.
455
456 .SH FILES
457
458 .TP
459 .I sbcl
460 executable program containing some low-level runtime support and
461 a loader, used to read sbcl.core
462 .TP
463 .I sbcl.core
464 dumped memory image containing most of SBCL, to be loaded by
465 the `sbcl' executable.  Looked for in $\f(CRSBCL_HOME\fR,
466 unless overridden by the \f(CR\-\-core\fR option.
467 .TP
468 .I sbclrc
469 optional system-wide startup script, looked for in $\f(CRSBCL_HOME\fR/sbclrc
470 then /etc/sbclrc, unless overridden by the \f(CR\-\-sysinit\fR command line
471 option.
472 .TP
473 .I .sbclrc
474 optional per-user customizable startup script (in user's home
475 directory, or as specified by  \f(CR\-\-userinit\fR)
476
477 .SH AUTHORS
478
479 Dozens of people have made substantial contributions to SBCL and its
480 subsystems, and to the CMU CL system on which it was based, over the
481 years. See the CREDITS file in the distribution for more information.
482
483 .SH SEE ALSO
484
485 Full SBCL documentation is maintained as a Texinfo manual. If is has
486 been installed, the command
487 .IP
488 .B info sbcl
489 .PP
490 should give you access to the complete manual. Depending on your
491 installation it may also be available in HTML and PDF formats in eg.
492 .IP
493 .B /usr/local/share/doc/sbcl/
494 .PP
495 See the SBCL homepage 
496 .IP
497 .B <\f(CRhttp://www.sbcl.org/\fR>
498 .PP
499 for more information, including directions on how to subscribe to the
500 sbcl\-devel and sbcl\-help mailing-lists.