src/code/class.lisp

   1 ;;;; This file contains structures and functions for the maintenance of
   2 ;;;; basic information about defined types. Different object systems
   3 ;;;; can be supported simultaneously. Some of the functions here are
   4 ;;;; nominally generic, and are overwritten when CLOS is loaded.
   5
   6 ;;;; This software is part of the SBCL system. See the README file for
   7 ;;;; more information.
   8 ;;;;
   9 ;;;; This software is derived from the CMU CL system, which was
  10 ;;;; written at Carnegie Mellon University and released into the
  11 ;;;; public domain. The software is in the public domain and is
  12 ;;;; provided with absolutely no warranty. See the COPYING and CREDITS
  13 ;;;; files for more information.
  14
  15 (in-package "SB!KERNEL")
  16
  17 (!begin-collecting-cold-init-forms)
  18 \f
  19 ;;;; the CLASS structure
  20
  21 ;;; The CLASS structure is a supertype of all class types. A CLASS is
  22 ;;; also a CTYPE structure as recognized by the type system.
  23 (def!struct (;; FIXME: Yes, these #+SB-XC/#-SB-XC conditionals are
  24              ;; pretty hairy. I'm considering cleaner ways to rewrite
  25              ;; the whole build system to avoid these (and other hacks
  26              ;; too, e.g. UNCROSS) but I'm not sure yet that I've got
  27              ;; it figured out. -- WHN 19990729
  28              #-sb-xc sb!xc:class
  29              #+sb-xc cl:class
  30              (:make-load-form-fun class-make-load-form-fun)
  31              (:include ctype
  32                        (class-info (type-class-or-lose #-sb-xc 'sb!xc:class
  33                                                         #+sb-xc 'cl:class)))
  34              (:constructor nil)
  35              #-no-ansi-print-object
  36              (:print-object
  37               (lambda (class stream)
  38                 (let ((name (sb!xc:class-name class)))
  39                   (print-unreadable-object (class stream
  40                                                   :type t
  41                                                   :identity (not name))
  42                     (format stream
  43                             ;; FIXME: Make sure that this prints
  44                             ;; reasonably for anonymous classes.
  45                             "~:[anonymous~;~:*~S~]~@[ (~(~A~))~]"
  46                             name
  47                             (class-state class))))))
  48              #-sb-xc-host (:pure nil))
  49   ;; the value to be returned by CLASS-NAME. (CMU CL used the raw slot
  50   ;; accessor for this slot directly as the definition of
  51   ;; CL:CLASS-NAME, but that was slightly wrong, because ANSI says
  52   ;; that CL:CLASS-NAME is a generic function.)
  53   (%name nil :type symbol)
  54   ;; the current layout for this class, or NIL if none assigned yet
  55   (layout nil :type (or layout null))
  56   ;; How sure are we that this class won't be redefined?
  57   ;;   :READ-ONLY = We are committed to not changing the effective
  58   ;;                slots or superclasses.
  59   ;;   :SEALED    = We can't even add subclasses.
  60   ;;   NIL        = Anything could happen.
  61   (state nil :type (member nil :read-only :sealed))
  62   ;; direct superclasses of this class
  63   (direct-superclasses () :type list)
  64   ;; representation of all of the subclasses (direct or indirect) of
  65   ;; this class. This is NIL if no subclasses or not initalized yet;
  66   ;; otherwise, it's an EQ hash-table mapping CL:CLASS objects to the
  67   ;; subclass layout that was in effect at the time the subclass was
  68   ;; created.
  69   (subclasses nil :type (or null hash-table))
  70   ;; the PCL class object for this class, or NIL if none assigned yet
  71   (pcl-class nil))
  72
  73 ;;; KLUDGE: ANSI says this is a generic function, but we need it for
  74 ;;; bootstrapping before CLOS exists, so we define it as an ordinary
  75 ;;; function and let CLOS code overwrite it later. -- WHN ca. 19990815
  76 (defun sb!xc:class-name (class)
  77   (class-%name class))
  78
  79 (defun class-make-load-form-fun (class)
  80   (/show "entering CLASS-MAKE-LOAD-FORM-FUN" class)
  81   (let ((name (sb!xc:class-name class)))
  82     (unless (and name (eq (sb!xc:find-class name nil) class))
  83       (/show "anonymous/undefined class case")
  84       (error "can't use anonymous or undefined class as constant:~%  ~S"
  85              class))
  86     `(locally
  87        ;; KLUDGE: There's a FIND-CLASS DEFTRANSFORM for constant class
  88        ;; names which creates fast but non-cold-loadable, non-compact
  89        ;; code. In this context, we'd rather have compact,
  90        ;; cold-loadable code. -- WHN 19990928
  91        (declare (notinline sb!xc:find-class))
  92        (sb!xc:find-class ',name))))
  93 \f
  94 ;;;; basic LAYOUT stuff
  95
  96 ;;; Note: This bound is set somewhat less than MOST-POSITIVE-FIXNUM
  97 ;;; in order to guarantee that several hash values can be added without
  98 ;;; overflowing into a bignum.
  99 (def!constant layout-clos-hash-max (ash most-positive-fixnum -3)
 100   #!+sb-doc
 101   "the inclusive upper bound on LAYOUT-CLOS-HASH values")
 102
 103 ;;; a list of conses, initialized by genesis
 104 ;;;
 105 ;;; In each cons, the car is the symbol naming the layout, and the
 106 ;;; cdr is the layout itself.
 107 (defvar *!initial-layouts*)
 108
 109 ;;; a table mapping class names to layouts for classes we have
 110 ;;; referenced but not yet loaded. This is initialized from an alist
 111 ;;; created by genesis describing the layouts that genesis created at
 112 ;;; cold-load time.
 113 (defvar *forward-referenced-layouts*)
 114 (!cold-init-forms
 115   (setq *forward-referenced-layouts* (make-hash-table :test 'equal))
 116   #-sb-xc-host (progn
 117                  (/show0 "processing *!INITIAL-LAYOUTS*")
 118                  (dolist (x *!initial-layouts*)
 119                    (setf (gethash (car x) *forward-referenced-layouts*)
 120                          (cdr x)))
 121                  (/show0 "done processing *!INITIAL-LAYOUTS*")))
 122
 123 ;;; The LAYOUT structure is pointed to by the first cell of instance
 124 ;;; (or structure) objects. It represents what we need to know for
 125 ;;; type checking and garbage collection. Whenever a class is
 126 ;;; incompatibly redefined, a new layout is allocated. If two object's
 127 ;;; layouts are EQ, then they are exactly the same type.
 128 ;;;
 129 ;;; KLUDGE: The genesis code has raw offsets of slots in this
 130 ;;; structure hardwired into it. It would be good to rewrite that code
 131 ;;; so that it looks up those offsets in the compiler's tables, but
 132 ;;; for now if you change this structure, lucky you, you get to grovel
 133 ;;; over the genesis code by hand.:-( -- WHN 19990820
 134 (def!struct (layout
 135              ;; KLUDGE: A special hack keeps this from being
 136              ;; called when building code for the
 137              ;; cross-compiler. See comments at the DEFUN for
 138              ;; this. -- WHN 19990914
 139              (:make-load-form-fun #-sb-xc-host ignore-it
 140                                   ;; KLUDGE: DEF!STRUCT at #+SB-XC-HOST
 141                                   ;; time controls both the
 142                                   ;; build-the-cross-compiler behavior
 143                                   ;; and the run-the-cross-compiler
 144                                   ;; behavior. The value below only
 145                                   ;; works for build-the-cross-compiler.
 146                                   ;; There's a special hack in
 147                                   ;; EMIT-MAKE-LOAD-FORM which gives
 148                                   ;; effectively IGNORE-IT behavior for
 149                                   ;; LAYOUT at run-the-cross-compiler
 150                                   ;; time. It would be cleaner to
 151                                   ;; actually have an IGNORE-IT value
 152                                   ;; stored, but it's hard to see how to
 153                                   ;; do that concisely with the current
 154                                   ;; DEF!STRUCT setup. -- WHN 19990930
 155                                   #+sb-xc-host
 156                                   make-load-form-for-layout))
 157   ;; hash bits which should be set to constant pseudo-random values
 158   ;; for use by CLOS. Sleazily accessed via %INSTANCE-REF, see
 159   ;; LAYOUT-CLOS-HASH.
 160   ;;
 161   ;; FIXME: We should get our story straight on what the type of these
 162   ;; values is. (declared INDEX here, described as <=
 163   ;; LAYOUT-CLOS-HASH-MAX by the doc string of that constant,
 164   ;; generated as strictly positive in RANDOM-LAYOUT-CLOS-HASH..)
 165   ;;
 166   ;; KLUDGE: The fact that the slots here start at offset 1 is known
 167   ;; to the LAYOUT-CLOS-HASH function and to the LAYOUT-dumping code
 168   ;; in GENESIS.
 169   (clos-hash-0 (random-layout-clos-hash) :type index)
 170   (clos-hash-1 (random-layout-clos-hash) :type index)
 171   (clos-hash-2 (random-layout-clos-hash) :type index)
 172   (clos-hash-3 (random-layout-clos-hash) :type index)
 173   (clos-hash-4 (random-layout-clos-hash) :type index)
 174   (clos-hash-5 (random-layout-clos-hash) :type index)
 175   (clos-hash-6 (random-layout-clos-hash) :type index)
 176   (clos-hash-7 (random-layout-clos-hash) :type index)
 177   ;; the class that this is a layout for
 178   (class (missing-arg)
 179          ;; FIXME: Do we really know this is a CL:CLASS? Mightn't it
 180          ;; be a SB-PCL:CLASS under some circumstances? What goes here
 181          ;; when the LAYOUT is in fact a PCL::WRAPPER?
 182          :type #-sb-xc sb!xc:class #+sb-xc cl:class)
 183   ;; The value of this slot can be:
 184   ;;   * :UNINITIALIZED if not initialized yet;
 185   ;;   * NIL if this is the up-to-date layout for a class; or
 186   ;;   * T if this layout has been invalidated (by being replaced by
 187   ;;     a new, more-up-to-date LAYOUT).
 188   ;;   * something else (probably a list) if the class is a PCL wrapper
 189   ;;     and PCL has made it invalid and made a note to itself about it
 190   (invalid :uninitialized :type (or cons (member nil t :uninitialized)))
 191   ;; the layouts for all classes we inherit. If hierarchical, i.e. if
 192   ;; DEPTHOID >= 0, then these are ordered by ORDER-LAYOUT-INHERITS,
 193   ;; so that each inherited layout appears at its expected depth,
 194   ;; i.e. at its LAYOUT-DEPTHOID value.
 195   ;;
 196   ;; Remaining elements are filled by the non-hierarchical layouts or,
 197   ;; if they would otherwise be empty, by copies of succeeding layouts.
 198   (inherits #() :type simple-vector)
 199   ;; If inheritance is not hierarchical, this is -1. If inheritance is
 200   ;; hierarchical, this is the inheritance depth, i.e. (LENGTH INHERITS).
 201   ;; Note:
 202   ;;  (1) This turns out to be a handy encoding for arithmetically
 203   ;;      comparing deepness; it is generally useful to do a bare numeric
 204   ;;      comparison of these depthoid values, and we hardly ever need to
 205   ;;      test whether the values are negative or not.
 206   ;;  (2) This was called INHERITANCE-DEPTH in classic CMU CL. It was
 207   ;;      renamed because some of us find it confusing to call something
 208   ;;      a depth when it isn't quite.
 209   (depthoid -1 :type layout-depthoid)
 210   ;; the number of top level descriptor cells in each instance
 211   (length 0 :type index)
 212   ;; If this layout has some kind of compiler meta-info, then this is
 213   ;; it. If a structure, then we store the DEFSTRUCT-DESCRIPTION here.
 214   (info nil)
 215   ;; This is true if objects of this class are never modified to
 216   ;; contain dynamic pointers in their slots or constant-like
 217   ;; substructure (and hence can be copied into read-only space by
 218   ;; PURIFY).
 219   ;;
 220   ;; KLUDGE: This slot is known to the C runtime support code.
 221   (pure nil :type (member t nil 0)))
 222
 223 (def!method print-object ((layout layout) stream)
 224   (print-unreadable-object (layout stream :type t :identity t)
 225     (format stream
 226             "for ~S~@[, INVALID=~S~]"
 227             (layout-proper-name layout)
 228             (layout-invalid layout))))
 229
 230 (eval-when (:compile-toplevel :load-toplevel :execute)
 231   (defun layout-proper-name (layout)
 232     (class-proper-name (layout-class layout))))
 233 \f
 234 ;;;; support for the hash values used by CLOS when working with LAYOUTs
 235
 236 (def!constant layout-clos-hash-length 8)
 237 #!-sb-fluid (declaim (inline layout-clos-hash))
 238 (defun layout-clos-hash (layout i)
 239   ;; FIXME: Either this I should be declared to be `(MOD
 240   ;; ,LAYOUT-CLOS-HASH-LENGTH), or this is used in some inner loop
 241   ;; where we can't afford to check that kind of thing and therefore
 242   ;; should have some insane level of optimization. (This is true both
 243   ;; of this function and of the SETF function below.)
 244   (declare (type layout layout) (type index i))
 245   ;; FIXME: LAYOUT slots should have type `(MOD ,LAYOUT-CLOS-HASH-MAX),
 246   ;; not INDEX.
 247   (truly-the index (%instance-ref layout (1+ i))))
 248 #!-sb-fluid (declaim (inline (setf layout-clos-hash)))
 249 (defun (setf layout-clos-hash) (new-value layout i)
 250   (declare (type layout layout) (type index new-value i))
 251   (setf (%instance-ref layout (1+ i)) new-value))
 252
 253 ;;; a generator for random values suitable for the CLOS-HASH slots of
 254 ;;; LAYOUTs. We use our own RANDOM-STATE here because we'd like
 255 ;;; pseudo-random values to come the same way in the target even when
 256 ;;; we make minor changes to the system, in order to reduce the
 257 ;;; mysteriousness of possible CLOS bugs.
 258 (defvar *layout-clos-hash-random-state*)
 259 (defun random-layout-clos-hash ()
 260   ;; FIXME: I'm not sure why this expression is (1+ (RANDOM FOO)),
 261   ;; returning a strictly positive value. I copied it verbatim from
 262   ;; CMU CL INITIALIZE-LAYOUT-HASH, so presumably it works, but I
 263   ;; dunno whether the hash values are really supposed to be 1-based.
 264   ;; They're declared as INDEX.. Or is this a hack to try to avoid
 265   ;; having to use bignum arithmetic? Or what? An explanation would be
 266   ;; nice.
 267   (1+ (random layout-clos-hash-max
 268               (if (boundp '*layout-clos-hash-random-state*)
 269                   *layout-clos-hash-random-state*
 270                   (setf *layout-clos-hash-random-state*
 271                         (make-random-state))))))
 272 \f
 273 ;;; If we can't find any existing layout, then we create a new one
 274 ;;; storing it in *FORWARD-REFERENCED-LAYOUTS*. In classic CMU CL, we
 275 ;;; used to immediately check for compatibility, but for
 276 ;;; cross-compilability reasons (i.e. convenience of using this
 277 ;;; function in a MAKE-LOAD-FORM expression) that functionality has
 278 ;;; been split off into INIT-OR-CHECK-LAYOUT.
 279 (declaim (ftype (function (symbol) layout) find-layout))
 280 (defun find-layout (name)
 281   (let ((class (sb!xc:find-class name nil)))
 282     (or (and class (class-layout class))
 283         (gethash name *forward-referenced-layouts*)
 284         (setf (gethash name *forward-referenced-layouts*)
 285               (make-layout :class (or class (make-undefined-class name)))))))
 286
 287 ;;; If LAYOUT is uninitialized, initialize it with CLASS, LENGTH,
 288 ;;; INHERITS, and DEPTHOID, otherwise require that it be consistent
 289 ;;; with CLASS, LENGTH, INHERITS, and DEPTHOID.
 290 ;;;
 291 ;;; UNDEFINED-CLASS values are interpreted specially as "we don't know
 292 ;;; anything about the class", so if LAYOUT is initialized, any
 293 ;;; preexisting class slot value is OK, and if it's not initialized,
 294 ;;; its class slot value is set to an UNDEFINED-CLASS. -- FIXME: This
 295 ;;; is no longer true, :UNINITIALIZED used instead.
 296 (declaim (ftype (function (layout sb!xc:class index simple-vector layout-depthoid) layout)
 297                 init-or-check-layout))
 298 (defun init-or-check-layout (layout class length inherits depthoid)
 299   (cond ((eq (layout-invalid layout) :uninitialized)
 300          ;; There was no layout before, we just created one which
 301          ;; we'll now initialize with our information.
 302          (setf (layout-length layout) length
 303                (layout-inherits layout) inherits
 304                (layout-depthoid layout) depthoid
 305                (layout-class layout) class
 306                (layout-invalid layout) nil))
 307         ;; FIXME: Now that LAYOUTs are born :UNINITIALIZED, maybe this
 308         ;; clause is not needed?
 309         ((not *type-system-initialized*)
 310          (setf (layout-class layout) class))
 311         (t
 312          ;; There was an old layout already initialized with old
 313          ;; information, and we'll now check that old information
 314          ;; which was known with certainty is consistent with current
 315          ;; information which is known with certainty.
 316          (check-layout layout class length inherits depthoid)))
 317   layout)
 318
 319 ;;; In code for the target Lisp, we don't use dump LAYOUTs using the
 320 ;;; standard load form mechanism, we use special fops instead, in
 321 ;;; order to make cold load come out right. But when we're building
 322 ;;; the cross-compiler, we can't do that because we don't have access
 323 ;;; to special non-ANSI low-level things like special fops, and we
 324 ;;; don't need to do that anyway because our code isn't going to be
 325 ;;; cold loaded, so we use the ordinary load form system.
 326 ;;;
 327 ;;; KLUDGE: A special hack causes this not to be called when we are
 328 ;;; building code for the target Lisp. It would be tidier to just not
 329 ;;; have it in place when we're building the target Lisp, but it
 330 ;;; wasn't clear how to do that without rethinking DEF!STRUCT quite a
 331 ;;; bit, so I punted. -- WHN 19990914
 332 #+sb-xc-host
 333 (defun make-load-form-for-layout (layout &optional env)
 334   (declare (type layout layout))
 335   (declare (ignore env))
 336   (when (layout-invalid layout)
 337     (compiler-error "can't dump reference to obsolete class: ~S"
 338                     (layout-class layout)))
 339   (let ((name (sb!xc:class-name (layout-class layout))))
 340     (unless name
 341       (compiler-error "can't dump anonymous LAYOUT: ~S" layout))
 342     ;; Since LAYOUT refers to a class which refers back to the LAYOUT,
 343     ;; we have to do this in two stages, like the TREE-WITH-PARENT
 344     ;; example in the MAKE-LOAD-FORM entry in the ANSI spec.
 345     (values
 346      ;; "creation" form (which actually doesn't create a new LAYOUT if
 347      ;; there's a preexisting one with this name)
 348      `(find-layout ',name)
 349      ;; "initialization" form (which actually doesn't initialize
 350      ;; preexisting LAYOUTs, just checks that they're consistent).
 351      `(init-or-check-layout ',layout
 352                             ',(layout-class layout)
 353                             ',(layout-length layout)
 354                             ',(layout-inherits layout)
 355                             ',(layout-depthoid layout)))))
 356
 357 ;;; If LAYOUT's slot values differ from the specified slot values in
 358 ;;; any interesting way, then give a warning and return T.
 359 (declaim (ftype (function (simple-string
 360                            layout
 361                            simple-string
 362                            index
 363                            simple-vector
 364                            layout-depthoid))
 365                 redefine-layout-warning))
 366 (defun redefine-layout-warning (old-context old-layout
 367                                 context length inherits depthoid)
 368   (declare (type layout old-layout) (type simple-string old-context context))
 369   (let ((name (layout-proper-name old-layout)))
 370     (or (let ((old-inherits (layout-inherits old-layout)))
 371           (or (when (mismatch old-inherits
 372                               inherits
 373                               :key #'layout-proper-name)
 374                 (warn "change in superclasses of class ~S:~%  ~
 375                        ~A superclasses: ~S~%  ~
 376                        ~A superclasses: ~S"
 377                       name
 378                       old-context
 379                       (map 'list #'layout-proper-name old-inherits)
 380                       context
 381                       (map 'list #'layout-proper-name inherits))
 382                 t)
 383               (let ((diff (mismatch old-inherits inherits)))
 384                 (when diff
 385                   (warn
 386                    "in class ~S:~%  ~
 387                     ~:(~A~) definition of superclass ~S is incompatible with~%  ~
 388                     ~A definition."
 389                    name
 390                    old-context
 391                    (layout-proper-name (svref old-inherits diff))
 392                    context)
 393                   t))))
 394         (let ((old-length (layout-length old-layout)))
 395           (unless (= old-length length)
 396             (warn "change in instance length of class ~S:~%  ~
 397                    ~A length: ~W~%  ~
 398                    ~A length: ~W"
 399                   name
 400                   old-context old-length
 401                   context length)
 402             t))
 403         (unless (= (layout-depthoid old-layout) depthoid)
 404           (warn "change in the inheritance structure of class ~S~%  ~
 405                  between the ~A definition and the ~A definition"
 406                 name old-context context)
 407           t))))
 408
 409 ;;; Require that LAYOUT data be consistent with CLASS, LENGTH,
 410 ;;; INHERITS, and DEPTHOID.
 411 (declaim (ftype (function (layout sb!xc:class index simple-vector layout-depthoid))
 412                 check-layout))
 413 (defun check-layout (layout class length inherits depthoid)
 414   (aver (eq (layout-class layout) class))
 415   (when (redefine-layout-warning "current" layout
 416                                  "compile time" length inherits depthoid)
 417     ;; Classic CMU CL had more options here. There are several reasons
 418     ;; why they might want more options which are less appropriate for
 419     ;; us: (1) It's hard to fit the classic CMU CL flexible approach
 420     ;; into the ANSI-style MAKE-LOAD-FORM system, and having a
 421     ;; non-MAKE-LOAD-FORM-style system is painful when we're trying to
 422     ;; make the cross-compiler run under vanilla ANSI Common Lisp. (2)
 423     ;; We have CLOS now, and if you want to be able to flexibly
 424     ;; redefine classes without restarting the system, it'd make sense
 425     ;; to use that, so supporting complexity in order to allow
 426     ;; modifying DEFSTRUCTs without restarting the system is a low
 427     ;; priority. (3) We now have the ability to rebuild the SBCL
 428     ;; system from scratch, so we no longer need this functionality in
 429     ;; order to maintain the SBCL system by modifying running images.
 430     (error "The class ~S was not changed, and there's no guarantee that~@
 431             the loaded code (which expected another layout) will work."
 432            (layout-proper-name layout)))
 433   (values))
 434
 435 ;;; a common idiom (the same as CMU CL FIND-LAYOUT) rolled up into a
 436 ;;; single function call
 437 ;;;
 438 ;;; Used by the loader to forward-reference layouts for classes whose
 439 ;;; definitions may not have been loaded yet. This allows type tests
 440 ;;; to be loaded when the type definition hasn't been loaded yet.
 441 (declaim (ftype (function (symbol index simple-vector layout-depthoid) layout)
 442                 find-and-init-or-check-layout))
 443 (defun find-and-init-or-check-layout (name length inherits depthoid)
 444   (let ((layout (find-layout name)))
 445     (init-or-check-layout layout
 446                           (or (sb!xc:find-class name nil)
 447                               (make-undefined-class name))
 448                           length
 449                           inherits
 450                           depthoid)))
 451
 452 ;;; Record LAYOUT as the layout for its class, adding it as a subtype
 453 ;;; of all superclasses. This is the operation that "installs" a
 454 ;;; layout for a class in the type system, clobbering any old layout.
 455 ;;; However, this does not modify the class namespace; that is a
 456 ;;; separate operation (think anonymous classes.)
 457 ;;; -- If INVALIDATE, then all the layouts for any old definition
 458 ;;;    and subclasses are invalidated, and the SUBCLASSES slot is cleared.
 459 ;;; -- If DESTRUCT-LAYOUT, then this is some old layout, and is to be
 460 ;;;    destructively modified to hold the same type information.
 461 (eval-when (#-sb-xc :compile-toplevel :load-toplevel :execute)
 462 (defun register-layout (layout &key (invalidate t) destruct-layout)
 463   (declare (type layout layout) (type (or layout null) destruct-layout))
 464   (let* ((class (layout-class layout))
 465          (class-layout (class-layout class))
 466          (subclasses (class-subclasses class)))
 467
 468     ;; Attempting to register ourselves with a temporary undefined
 469     ;; class placeholder is almost certainly a programmer error. (I
 470     ;; should know, I did it.) -- WHN 19990927
 471     (aver (not (undefined-class-p class)))
 472
 473     ;; This assertion dates from classic CMU CL. The rationale is
 474     ;; probably that calling REGISTER-LAYOUT more than once for the
 475     ;; same LAYOUT is almost certainly a programmer error.
 476     (aver (not (eq class-layout layout)))
 477
 478     ;; Figure out what classes are affected by the change, and issue
 479     ;; appropriate warnings and invalidations.
 480     (when class-layout
 481       (modify-class class)
 482       (when subclasses
 483         (dohash (subclass subclass-layout subclasses)
 484           (modify-class subclass)
 485           (when invalidate
 486             (invalidate-layout subclass-layout))))
 487       (when invalidate
 488         (invalidate-layout class-layout)
 489         (setf (class-subclasses class) nil)))
 490
 491     (if destruct-layout
 492         (setf (layout-invalid destruct-layout) nil
 493               (layout-inherits destruct-layout) (layout-inherits layout)
 494               (layout-depthoid destruct-layout)(layout-depthoid layout)
 495               (layout-length destruct-layout) (layout-length layout)
 496               (layout-info destruct-layout) (layout-info layout)
 497               (class-layout class) destruct-layout)
 498         (setf (layout-invalid layout) nil
 499               (class-layout class) layout))
 500
 501     (let ((inherits (layout-inherits layout)))
 502       (dotimes (i (length inherits)) ; FIXME: should be DOVECTOR
 503         (let* ((super (layout-class (svref inherits i)))
 504                (subclasses (or (class-subclasses super)
 505                                (setf (class-subclasses super)
 506                                      (make-hash-table :test 'eq)))))
 507           (when (and (eq (class-state super) :sealed)
 508                      (not (gethash class subclasses)))
 509             (warn "unsealing sealed class ~S in order to subclass it"
 510                   (sb!xc:class-name super))
 511             (setf (class-state super) :read-only))
 512           (setf (gethash class subclasses)
 513                 (or destruct-layout layout))))))
 514
 515   (values))
 516 ); EVAL-WHEN
 517
 518 ;;; Arrange the inherited layouts to appear at their expected depth,
 519 ;;; ensuring that hierarchical type tests succeed. Layouts with
 520 ;;; DEPTHOID >= 0 (i.e. hierarchical classes) are placed first,
 521 ;;; at exactly that index in the INHERITS vector. Then, non-hierarchical
 522 ;;; layouts are placed in remaining elements. Then, any still-empty
 523 ;;; elements are filled with their successors, ensuring that each
 524 ;;; element contains a valid layout.
 525 ;;;
 526 ;;; This reordering may destroy CPL ordering, so the inherits should
 527 ;;; not be read as being in CPL order.
 528 (defun order-layout-inherits (layouts)
 529   (declare (simple-vector layouts))
 530   (let ((length (length layouts))
 531         (max-depth -1))
 532     (dotimes (i length)
 533       (let ((depth (layout-depthoid (svref layouts i))))
 534         (when (> depth max-depth)
 535           (setf max-depth depth))))
 536     (let* ((new-length (max (1+ max-depth) length))
 537            (inherits (make-array new-length)))
 538       (dotimes (i length)
 539         (let* ((layout (svref layouts i))
 540                (depth (layout-depthoid layout)))
 541           (unless (eql depth -1)
 542             (let ((old-layout (svref inherits depth)))
 543               (unless (or (eql old-layout 0) (eq old-layout layout))
 544                 (error "layout depth conflict: ~S~%" layouts)))
 545             (setf (svref inherits depth) layout))))
 546       (do ((i 0 (1+ i))
 547            (j 0))
 548           ((>= i length))
 549         (declare (type index i j))
 550         (let* ((layout (svref layouts i))
 551                (depth (layout-depthoid layout)))
 552           (when (eql depth -1)
 553             (loop (when (eql (svref inherits j) 0)
 554                     (return))
 555                   (incf j))
 556             (setf (svref inherits j) layout))))
 557       (do ((i (1- new-length) (1- i)))
 558           ((< i 0))
 559         (declare (type fixnum i))
 560         (when (eql (svref inherits i) 0)
 561           (setf (svref inherits i) (svref inherits (1+ i)))))
 562       inherits)))
 563 \f
 564 ;;;; class precedence lists
 565
 566 ;;; Topologically sort the list of objects to meet a set of ordering
 567 ;;; constraints given by pairs (A . B) constraining A to precede B.
 568 ;;; When there are multiple objects to choose, the tie-breaker
 569 ;;; function is called with both the list of object to choose from and
 570 ;;; the reverse ordering built so far.
 571 (defun topological-sort (objects constraints tie-breaker)
 572   (declare (list objects constraints)
 573            (function tie-breaker))
 574   (let ((obj-info (make-hash-table :size (length objects)))
 575         (free-objs nil)
 576         (result nil))
 577     (dolist (constraint constraints)
 578       (let ((obj1 (car constraint))
 579             (obj2 (cdr constraint)))
 580         (let ((info2 (gethash obj2 obj-info)))
 581           (if info2
 582               (incf (first info2))
 583               (setf (gethash obj2 obj-info) (list 1))))
 584         (let ((info1 (gethash obj1 obj-info)))
 585           (if info1
 586               (push obj2 (rest info1))
 587               (setf (gethash obj1 obj-info) (list 0 obj2))))))
 588     (dolist (obj objects)
 589       (let ((info (gethash obj obj-info)))
 590         (when (or (not info) (zerop (first info)))
 591           (push obj free-objs))))
 592     (loop
 593      (flet ((next-result (obj)
 594               (push obj result)
 595               (dolist (successor (rest (gethash obj obj-info)))
 596                 (let* ((successor-info (gethash successor obj-info))
 597                        (count (1- (first successor-info))))
 598                   (setf (first successor-info) count)
 599                   (when (zerop count)
 600                     (push successor free-objs))))))
 601        (cond ((endp free-objs)
 602               (dohash (obj info obj-info)
 603                 (unless (zerop (first info))
 604                   (error "Topological sort failed due to constraint on ~S."
 605                          obj)))
 606               (return (nreverse result)))
 607              ((endp (rest free-objs))
 608               (next-result (pop free-objs)))
 609              (t
 610               (let ((obj (funcall tie-breaker free-objs result)))
 611                 (setf free-objs (remove obj free-objs))
 612                 (next-result obj))))))))
 613
 614
 615 ;;; standard class precedence list computation
 616 (defun std-compute-class-precedence-list (class)
 617   (let ((classes nil)
 618         (constraints nil))
 619     (labels ((note-class (class)
 620                (unless (member class classes)
 621                  (push class classes)
 622                  (let ((superclasses (class-direct-superclasses class)))
 623                    (do ((prev class)
 624                         (rest superclasses (rest rest)))
 625                        ((endp rest))
 626                      (let ((next (first rest)))
 627                        (push (cons prev next) constraints)
 628                        (setf prev next)))
 629                    (dolist (class superclasses)
 630                      (note-class class)))))
 631              (std-cpl-tie-breaker (free-classes rev-cpl)
 632                (dolist (class rev-cpl (first free-classes))
 633                  (let* ((superclasses (class-direct-superclasses class))
 634                         (intersection (intersection free-classes
 635                                                     superclasses)))
 636                    (when intersection
 637                      (return (first intersection)))))))
 638       (note-class class)
 639       (topological-sort classes constraints #'std-cpl-tie-breaker))))
 640 \f
 641 ;;;; object types to represent classes
 642
 643 ;;; An UNDEFINED-CLASS is a cookie we make up to stick in forward
 644 ;;; referenced layouts. Users should never see them.
 645 (def!struct (undefined-class (:include #-sb-xc sb!xc:class
 646                                        #+sb-xc cl:class)
 647                              (:constructor make-undefined-class (%name))))
 648
 649 ;;; BUILT-IN-CLASS is used to represent the standard classes that
 650 ;;; aren't defined with DEFSTRUCT and other specially implemented
 651 ;;; primitive types whose only attribute is their name.
 652 ;;;
 653 ;;; Some BUILT-IN-CLASSes have a TRANSLATION, which means that they
 654 ;;; are effectively DEFTYPE'd to some other type (usually a union of
 655 ;;; other classes or a "primitive" type such as NUMBER, ARRAY, etc.)
 656 ;;; This translation is done when type specifiers are parsed. Type
 657 ;;; system operations (union, subtypep, etc.) should never encounter
 658 ;;; translated classes, only their translation.
 659 (def!struct (sb!xc:built-in-class (:include #-sb-xc sb!xc:class
 660                                             #+sb-xc cl:class)
 661                                   (:constructor bare-make-built-in-class))
 662   ;; the type we translate to on parsing. If NIL, then this class
 663   ;; stands on its own; or it can be set to :INITIALIZING for a period
 664   ;; during cold-load.
 665   (translation nil :type (or ctype (member nil :initializing))))
 666 (defun make-built-in-class (&rest rest)
 667   (apply #'bare-make-built-in-class
 668          (rename-key-args '((:name :%name)) rest)))
 669
 670 ;;; FIXME: In CMU CL, this was a class with a print function, but not
 671 ;;; necessarily a structure class (e.g. CONDITIONs). In SBCL,
 672 ;;; we let CLOS handle our print functions, so that is no longer needed.
 673 ;;; Is there any need for this class any more?
 674 (def!struct (slot-class (:include #-sb-xc sb!xc:class #+sb-xc cl:class)
 675                         (:constructor nil)))
 676
 677 ;;; STRUCTURE-CLASS represents what we need to know about structure
 678 ;;; classes. Non-structure "typed" defstructs are a special case, and
 679 ;;; don't have a corresponding class.
 680 (def!struct (basic-structure-class (:include slot-class)
 681                                    (:constructor nil)))
 682
 683 (def!struct (sb!xc:structure-class (:include basic-structure-class)
 684                                    (:constructor bare-make-structure-class))
 685   ;; If true, a default keyword constructor for this structure.
 686   (constructor nil :type (or function null)))
 687 (defun make-structure-class (&rest rest)
 688   (apply #'bare-make-structure-class
 689          (rename-key-args '((:name :%name)) rest)))
 690
 691 ;;; FUNCALLABLE-STRUCTURE-CLASS is used to represent funcallable
 692 ;;; structures, which are used to implement generic functions.
 693 (def!struct (funcallable-structure-class (:include basic-structure-class)
 694                                          (:constructor bare-make-funcallable-structure-class)))
 695 (defun make-funcallable-structure-class (&rest rest)
 696   (apply #'bare-make-funcallable-structure-class
 697          (rename-key-args '((:name :%name)) rest)))
 698 \f
 699 ;;;; class namespace
 700
 701 ;;; We use an indirection to allow forward referencing of class
 702 ;;; definitions with load-time resolution.
 703 (def!struct (class-cell
 704              (:constructor make-class-cell (name &optional class))
 705              (:make-load-form-fun (lambda (c)
 706                                     `(find-class-cell ',(class-cell-name c))))
 707              #-no-ansi-print-object
 708              (:print-object (lambda (s stream)
 709                               (print-unreadable-object (s stream :type t)
 710                                 (prin1 (class-cell-name s) stream)))))
 711   ;; Name of class we expect to find.
 712   (name nil :type symbol :read-only t)
 713   ;; Class or NIL if not yet defined.
 714   (class nil :type (or #-sb-xc sb!xc:class #+sb-xc cl:class
 715                        null)))
 716 (defun find-class-cell (name)
 717   (or (info :type :class name)
 718       (setf (info :type :class name)
 719             (make-class-cell name))))
 720
 721 ;;; FIXME: When the system is stable, this DECLAIM FTYPE should
 722 ;;; probably go away in favor of the DEFKNOWN for FIND-CLASS.
 723 (declaim (ftype (function (symbol &optional t (or null sb!c::lexenv))) sb!xc:find-class))
 724 (eval-when (#-sb-xc :compile-toplevel :load-toplevel :execute)
 725 (defun sb!xc:find-class (name &optional (errorp t) environment)
 726   #!+sb-doc
 727   "Return the class with the specified NAME. If ERRORP is false, then NIL is
 728    returned when no such class exists."
 729   (declare (type symbol name) (ignore environment))
 730   (let ((res (class-cell-class (find-class-cell name))))
 731     (if (or res (not errorp))
 732         res
 733         (error "class not yet defined:~%  ~S" name))))
 734 (defun (setf sb!xc:find-class) (new-value name)
 735   #-sb-xc (declare (type sb!xc:class new-value))
 736   (ecase (info :type :kind name)
 737     ((nil))
 738     (:forthcoming-defclass-type
 739      ;; XXX Currently, nothing needs to be done in this case. Later, when
 740      ;; PCL is integrated tighter into SBCL, this might need more work.
 741      nil)
 742     (:instance
 743      (let ((old (class-of (sb!xc:find-class name)))
 744            (new (class-of new-value)))
 745        (unless (eq old new)
 746          (warn "changing meta-class of ~S from ~S to ~S"
 747                name
 748                (class-name old)
 749                (class-name new)))))
 750     (:primitive
 751      (error "illegal to redefine standard type ~S" name))
 752     (:defined
 753      (warn "redefining DEFTYPE type to be a class: ~S" name)
 754      (setf (info :type :expander name) nil)))
 755
 756   (remhash name *forward-referenced-layouts*)
 757   (%note-type-defined name)
 758   (setf (info :type :kind name) :instance)
 759   (setf (class-cell-class (find-class-cell name)) new-value)
 760   (unless (eq (info :type :compiler-layout name)
 761               (class-layout new-value))
 762     (setf (info :type :compiler-layout name) (class-layout new-value)))
 763   new-value)
 764 ) ; EVAL-WHEN
 765
 766 ;;; Called when we are about to define NAME as a class meeting some
 767 ;;; predicate (such as a meta-class type test.) The first result is
 768 ;;; always of the desired class. The second result is any existing
 769 ;;; LAYOUT for this name.
 770 (defun insured-find-class (name predicate constructor)
 771   (declare (type function predicate constructor))
 772   (let* ((old (sb!xc:find-class name nil))
 773          (res (if (and old (funcall predicate old))
 774                   old
 775                   (funcall constructor :name name)))
 776          (found (or (gethash name *forward-referenced-layouts*)
 777                     (when old (class-layout old)))))
 778     (when found
 779       (setf (layout-class found) res))
 780     (values res found)))
 781
 782 ;;; If the class has a proper name, return the name, otherwise return
 783 ;;; the class.
 784 (defun class-proper-name (class)
 785   #-sb-xc (declare (type sb!xc:class class))
 786   (let ((name (sb!xc:class-name class)))
 787     (if (and name (eq (sb!xc:find-class name nil) class))
 788         name
 789         class)))
 790 \f
 791 ;;;; CLASS type operations
 792
 793 (!define-type-class sb!xc:class)
 794
 795 ;;; Simple methods for TYPE= and SUBTYPEP should never be called when
 796 ;;; the two classes are equal, since there are EQ checks in those
 797 ;;; operations.
 798 (!define-type-method (sb!xc:class :simple-=) (type1 type2)
 799   (aver (not (eq type1 type2)))
 800   (values nil t))
 801
 802 (!define-type-method (sb!xc:class :simple-subtypep) (class1 class2)
 803   (aver (not (eq class1 class2)))
 804   (let ((subclasses (class-subclasses class2)))
 805     (if (and subclasses (gethash class1 subclasses))
 806         (values t t)
 807         (values nil t))))
 808
 809 ;;; When finding the intersection of a sealed class and some other
 810 ;;; class (not hierarchically related) the intersection is the union
 811 ;;; of the currently shared subclasses.
 812 (defun sealed-class-intersection2 (sealed other)
 813   (declare (type sb!xc:class sealed other))
 814   (let ((s-sub (class-subclasses sealed))
 815         (o-sub (class-subclasses other)))
 816     (if (and s-sub o-sub)
 817         (collect ((res *empty-type* type-union))
 818           (dohash (subclass layout s-sub)
 819             (declare (ignore layout))
 820             (when (gethash subclass o-sub)
 821               (res (specifier-type subclass))))
 822           (res))
 823         *empty-type*)))
 824
 825 (!define-type-method (sb!xc:class :simple-intersection2) (class1 class2)
 826   (declare (type sb!xc:class class1 class2))
 827   (cond ((eq class1 class2)
 828          class1)
 829         ;; If one is a subclass of the other, then that is the
 830         ;; intersection.
 831         ((let ((subclasses (class-subclasses class2)))
 832            (and subclasses (gethash class1 subclasses)))
 833          class1)
 834         ((let ((subclasses (class-subclasses class1)))
 835            (and subclasses (gethash class2 subclasses)))
 836          class2)
 837         ;; Otherwise, we can't in general be sure that the
 838         ;; intersection is empty, since a subclass of both might be
 839         ;; defined. But we can eliminate it for some special cases.
 840         ((or (basic-structure-class-p class1)
 841              (basic-structure-class-p class2))
 842          ;; No subclass of both can be defined.
 843          *empty-type*)
 844         ((eq (class-state class1) :sealed)
 845          ;; checking whether a subclass of both can be defined:
 846          (sealed-class-intersection2 class1 class2))
 847         ((eq (class-state class2) :sealed)
 848          ;; checking whether a subclass of both can be defined:
 849          (sealed-class-intersection2 class2 class1))
 850         (t
 851          ;; uncertain, since a subclass of both might be defined
 852          nil)))
 853
 854 (!define-type-method (sb!xc:class :unparse) (type)
 855   (class-proper-name type))
 856 \f
 857 ;;;; PCL stuff
 858
 859 (def!struct (std-class (:include sb!xc:class)
 860                        (:constructor nil)))
 861 (def!struct (sb!xc:standard-class (:include std-class)
 862                                   (:constructor bare-make-standard-class)))
 863 (def!struct (random-pcl-class (:include std-class)
 864                               (:constructor bare-make-random-pcl-class)))
 865 (defun make-standard-class (&rest rest)
 866   (apply #'bare-make-standard-class
 867          (rename-key-args '((:name :%name)) rest)))
 868 (defun make-random-pcl-class (&rest rest)
 869   (apply #'bare-make-random-pcl-class
 870          (rename-key-args '((:name :%name)) rest)))
 871 \f
 872 ;;;; built-in classes
 873
 874 ;;; The BUILT-IN-CLASSES list is a data structure which configures the
 875 ;;; creation of all the built-in classes. It contains all the info
 876 ;;; that we need to maintain the mapping between classes, compile-time
 877 ;;; types and run-time type codes. These options are defined:
 878 ;;;
 879 ;;; :TRANSLATION (default none)
 880 ;;;     When this class is "parsed" as a type specifier, it is
 881 ;;;     translated into the specified internal type representation,
 882 ;;;     rather than being left as a class. This is used for types
 883 ;;;     which we want to canonicalize to some other kind of type
 884 ;;;     object because in general we want to be able to include more
 885 ;;;     information than just the class (e.g. for numeric types.)
 886 ;;;
 887 ;;; :ENUMERABLE (default NIL)
 888 ;;;     The value of the :ENUMERABLE slot in the created class.
 889 ;;;     Meaningless in translated classes.
 890 ;;;
 891 ;;; :STATE (default :SEALED)
 892 ;;;     The value of CLASS-STATE which we want on completion,
 893 ;;;     indicating whether subclasses can be created at run-time.
 894 ;;;
 895 ;;; :HIERARCHICAL-P (default T unless any of the inherits are non-hierarchical)
 896 ;;;     True if we can assign this class a unique inheritance depth.
 897 ;;;
 898 ;;; :CODES (default none)
 899 ;;;     Run-time type codes which should be translated back to this
 900 ;;;     class by CLASS-OF. Unspecified for abstract classes.
 901 ;;;
 902 ;;; :INHERITS (default this class and T)
 903 ;;;     The class-precedence list for this class, with this class and
 904 ;;;     T implicit.
 905 ;;;
 906 ;;; :DIRECT-SUPERCLASSES (default to head of CPL)
 907 ;;;     List of the direct superclasses of this class.
 908 ;;;
 909 ;;; FIXME: This doesn't seem to be needed after cold init (and so can
 910 ;;; probably be uninterned at the end of cold init).
 911 (defvar *built-in-classes*)
 912 (!cold-init-forms
 913   (/show0 "setting *BUILT-IN-CLASSES*")
 914   (setq
 915    *built-in-classes*
 916    '((t :state :read-only :translation t)
 917      (character :enumerable t :translation base-char)
 918      (base-char :enumerable t
 919                 :inherits (character)
 920                 :codes (#.sb!vm:base-char-widetag))
 921      (symbol :codes (#.sb!vm:symbol-header-widetag))
 922
 923      (instance :state :read-only)
 924
 925      (system-area-pointer :codes (#.sb!vm:sap-widetag))
 926      (weak-pointer :codes (#.sb!vm:weak-pointer-widetag))
 927      (code-component :codes (#.sb!vm:code-header-widetag))
 928      (lra :codes (#.sb!vm:return-pc-header-widetag))
 929      (fdefn :codes (#.sb!vm:fdefn-widetag))
 930      (random-class) ; used for unknown type codes
 931
 932      (function
 933       :codes (#.sb!vm:closure-header-widetag
 934               #.sb!vm:simple-fun-header-widetag)
 935       :state :read-only)
 936      (funcallable-instance
 937       :inherits (function)
 938       :state :read-only)
 939
 940      ;; FIXME: Are COLLECTION and MUTABLE-COLLECTION used for anything
 941      ;; any more? COLLECTION is not defined in ANSI Common Lisp..
 942      (collection :hierarchical-p nil :state :read-only)
 943      (mutable-collection :state :read-only
 944                          :inherits (collection))
 945      (generic-sequence :state :read-only
 946                        :inherits (collection))
 947      (mutable-sequence :state :read-only
 948                        :direct-superclasses (mutable-collection
 949                                              generic-sequence)
 950                        :inherits (mutable-collection
 951                                   generic-sequence
 952                                   collection))
 953      (generic-array :state :read-only
 954                     :inherits (mutable-sequence
 955                                mutable-collection
 956                                generic-sequence
 957                                collection))
 958      (generic-vector :state :read-only
 959                      :inherits (generic-array
 960                                 mutable-sequence mutable-collection
 961                                 generic-sequence collection))
 962      (array :translation array :codes (#.sb!vm:complex-array-widetag)
 963             :inherits (generic-array mutable-sequence mutable-collection
 964                                      generic-sequence collection))
 965      (simple-array
 966       :translation simple-array :codes (#.sb!vm:simple-array-widetag)
 967       :inherits (array generic-array mutable-sequence mutable-collection
 968                  generic-sequence collection))
 969      (sequence
 970       :translation (or cons (member nil) vector)
 971       :inherits (mutable-sequence mutable-collection generic-sequence
 972                  collection))
 973      (vector
 974       :translation vector :codes (#.sb!vm:complex-vector-widetag)
 975       :direct-superclasses (array sequence generic-vector)
 976       :inherits (array sequence generic-vector generic-array
 977                  mutable-sequence mutable-collection generic-sequence
 978                  collection))
 979      (simple-vector
 980       :translation simple-vector :codes (#.sb!vm:simple-vector-widetag)
 981       :direct-superclasses (vector simple-array)
 982       :inherits (vector simple-array array
 983                  sequence generic-vector generic-array
 984                  mutable-sequence mutable-collection
 985                  generic-sequence collection))
 986      (bit-vector
 987       :translation bit-vector :codes (#.sb!vm:complex-bit-vector-widetag)
 988       :inherits (vector array sequence
 989                  generic-vector generic-array mutable-sequence
 990                  mutable-collection generic-sequence collection))
 991      (simple-bit-vector
 992       :translation simple-bit-vector :codes (#.sb!vm:simple-bit-vector-widetag)
 993       :direct-superclasses (bit-vector simple-array)
 994       :inherits (bit-vector vector simple-array
 995                  array sequence
 996                  generic-vector generic-array mutable-sequence
 997                  mutable-collection generic-sequence collection))
 998      (simple-array-unsigned-byte-2
 999       :translation (simple-array (unsigned-byte 2) (*))
1000       :codes (#.sb!vm:simple-array-unsigned-byte-2-widetag)
1001       :direct-superclasses (vector simple-array)
1002       :inherits (vector simple-array array sequence
1003                  generic-vector generic-array mutable-sequence
1004                  mutable-collection generic-sequence collection))
1005      (simple-array-unsigned-byte-4
1006       :translation (simple-array (unsigned-byte 4) (*))
1007       :codes (#.sb!vm:simple-array-unsigned-byte-4-widetag)
1008       :direct-superclasses (vector simple-array)
1009       :inherits (vector simple-array array sequence
1010                  generic-vector generic-array mutable-sequence
1011                  mutable-collection generic-sequence collection))
1012      (simple-array-unsigned-byte-8
1013       :translation (simple-array (unsigned-byte 8) (*))
1014       :codes (#.sb!vm:simple-array-unsigned-byte-8-widetag)
1015       :direct-superclasses (vector simple-array)
1016       :inherits (vector simple-array array sequence
1017                  generic-vector generic-array mutable-sequence
1018                  mutable-collection generic-sequence collection))
1019      (simple-array-unsigned-byte-16
1020      :translation (simple-array (unsigned-byte 16) (*))
1021      :codes (#.sb!vm:simple-array-unsigned-byte-16-widetag)
1022      :direct-superclasses (vector simple-array)
1023      :inherits (vector simple-array array sequence
1024                 generic-vector generic-array mutable-sequence
1025                 mutable-collection generic-sequence collection))
1026      (simple-array-unsigned-byte-32
1027      :translation (simple-array (unsigned-byte 32) (*))
1028      :codes (#.sb!vm:simple-array-unsigned-byte-32-widetag)
1029      :direct-superclasses (vector simple-array)
1030      :inherits (vector simple-array array sequence
1031                 generic-vector generic-array mutable-sequence
1032                 mutable-collection generic-sequence collection))
1033      (simple-array-signed-byte-8
1034      :translation (simple-array (signed-byte 8) (*))
1035      :codes (#.sb!vm:simple-array-signed-byte-8-widetag)
1036      :direct-superclasses (vector simple-array)
1037      :inherits (vector simple-array array sequence
1038                 generic-vector generic-array mutable-sequence
1039                 mutable-collection generic-sequence collection))
1040      (simple-array-signed-byte-16
1041      :translation (simple-array (signed-byte 16) (*))
1042      :codes (#.sb!vm:simple-array-signed-byte-16-widetag)
1043      :direct-superclasses (vector simple-array)
1044      :inherits (vector simple-array array sequence
1045                 generic-vector generic-array mutable-sequence
1046                 mutable-collection generic-sequence collection))
1047      (simple-array-signed-byte-30
1048      :translation (simple-array (signed-byte 30) (*))
1049      :codes (#.sb!vm:simple-array-signed-byte-30-widetag)
1050      :direct-superclasses (vector simple-array)
1051      :inherits (vector simple-array array sequence
1052                 generic-vector generic-array mutable-sequence
1053                 mutable-collection generic-sequence collection))
1054      (simple-array-signed-byte-32
1055      :translation (simple-array (signed-byte 32) (*))
1056      :codes (#.sb!vm:simple-array-signed-byte-32-widetag)
1057      :direct-superclasses (vector simple-array)
1058      :inherits (vector simple-array array sequence
1059                 generic-vector generic-array mutable-sequence
1060                 mutable-collection generic-sequence collection))
1061      (simple-array-single-float
1062      :translation (simple-array single-float (*))
1063      :codes (#.sb!vm:simple-array-single-float-widetag)
1064      :direct-superclasses (vector simple-array)
1065      :inherits (vector simple-array array sequence
1066                 generic-vector generic-array mutable-sequence
1067                 mutable-collection generic-sequence collection))
1068      (simple-array-double-float
1069      :translation (simple-array double-float (*))
1070      :codes (#.sb!vm:simple-array-double-float-widetag)
1071      :direct-superclasses (vector simple-array)
1072      :inherits (vector simple-array array sequence
1073                 generic-vector generic-array mutable-sequence
1074                 mutable-collection generic-sequence collection))
1075     #!+long-float
1076     (simple-array-long-float
1077      :translation (simple-array long-float (*))
1078      :codes (#.sb!vm:simple-array-long-float-widetag)
1079      :direct-superclasses (vector simple-array)
1080      :inherits (vector simple-array array sequence
1081                 generic-vector generic-array mutable-sequence
1082                 mutable-collection generic-sequence collection))
1083     (simple-array-complex-single-float
1084      :translation (simple-array (complex single-float) (*))
1085      :codes (#.sb!vm:simple-array-complex-single-float-widetag)
1086      :direct-superclasses (vector simple-array)
1087      :inherits (vector simple-array array sequence
1088                 generic-vector generic-array mutable-sequence
1089                 mutable-collection generic-sequence collection))
1090     (simple-array-complex-double-float
1091      :translation (simple-array (complex double-float) (*))
1092      :codes (#.sb!vm:simple-array-complex-double-float-widetag)
1093      :direct-superclasses (vector simple-array)
1094      :inherits (vector simple-array array sequence
1095                 generic-vector generic-array mutable-sequence
1096                 mutable-collection generic-sequence collection))
1097     #!+long-float
1098     (simple-array-complex-long-float
1099      :translation (simple-array (complex long-float) (*))
1100      :codes (#.sb!vm:simple-array-complex-long-float-widetag)
1101      :direct-superclasses (vector simple-array)
1102      :inherits (vector simple-array array sequence
1103                 generic-vector generic-array mutable-sequence
1104                 mutable-collection generic-sequence collection))
1105     (generic-string
1106      :state :read-only
1107      :inherits (mutable-sequence mutable-collection generic-sequence
1108                 collection))
1109     (string
1110      :translation string
1111      :codes (#.sb!vm:complex-string-widetag)
1112      :direct-superclasses (vector generic-string)
1113      :inherits (vector array sequence
1114                 generic-vector generic-array generic-string
1115                 mutable-sequence mutable-collection
1116                 generic-sequence collection))
1117     (simple-string
1118      :translation simple-string
1119      :codes (#.sb!vm:simple-string-widetag)
1120      :direct-superclasses (string simple-array)
1121      :inherits (string vector simple-array
1122                 array sequence
1123                 generic-string generic-vector generic-array mutable-sequence
1124                 mutable-collection generic-sequence collection))
1125     (list
1126      :translation (or cons (member nil))
1127      :inherits (sequence mutable-sequence mutable-collection
1128                 generic-sequence collection))
1129     (cons
1130      :codes (#.sb!vm:list-pointer-lowtag)
1131      :translation cons
1132      :inherits (list sequence
1133                 mutable-sequence mutable-collection
1134                 generic-sequence collection))
1135     (null
1136      :translation (member nil)
1137      :inherits (symbol list sequence
1138                 mutable-sequence mutable-collection
1139                 generic-sequence collection)
1140      :direct-superclasses (symbol list))
1141     (generic-number :state :read-only)
1142     (number :translation number :inherits (generic-number))
1143     (complex
1144      :translation complex
1145      :inherits (number generic-number)
1146      :codes (#.sb!vm:complex-widetag))
1147     (complex-single-float
1148      :translation (complex single-float)
1149      :inherits (complex number generic-number)
1150      :codes (#.sb!vm:complex-single-float-widetag))
1151     (complex-double-float
1152      :translation (complex double-float)
1153      :inherits (complex number generic-number)
1154      :codes (#.sb!vm:complex-double-float-widetag))
1155     #!+long-float
1156     (complex-long-float
1157      :translation (complex long-float)
1158      :inherits (complex number generic-number)
1159      :codes (#.sb!vm:complex-long-float-widetag))
1160     (real :translation real :inherits (number generic-number))
1161     (float
1162      :translation float
1163      :inherits (real number generic-number))
1164     (single-float
1165      :translation single-float
1166      :inherits (float real number generic-number)
1167      :codes (#.sb!vm:single-float-widetag))
1168     (double-float
1169      :translation double-float
1170      :inherits (float real number generic-number)
1171      :codes (#.sb!vm:double-float-widetag))
1172     #!+long-float
1173     (long-float
1174      :translation long-float
1175      :inherits (float real number generic-number)
1176      :codes (#.sb!vm:long-float-widetag))
1177     (rational
1178      :translation rational
1179      :inherits (real number generic-number))
1180     (ratio
1181      :translation (and rational (not integer))
1182      :inherits (rational real number generic-number)
1183      :codes (#.sb!vm:ratio-widetag))
1184     (integer
1185      :translation integer
1186      :inherits (rational real number generic-number))
1187     (fixnum
1188      :translation (integer #.sb!xc:most-negative-fixnum
1189                            #.sb!xc:most-positive-fixnum)
1190      :inherits (integer rational real number
1191                 generic-number)
1192      :codes (#.sb!vm:even-fixnum-lowtag #.sb!vm:odd-fixnum-lowtag))
1193     (bignum
1194      :translation (and integer (not fixnum))
1195      :inherits (integer rational real number
1196                 generic-number)
1197      :codes (#.sb!vm:bignum-widetag))
1198     (stream
1199      :state :read-only
1200      :depth 3
1201      :inherits (instance)))))
1202
1203 ;;; comment from CMU CL:
1204 ;;;   See also type-init.lisp where we finish setting up the
1205 ;;;   translations for built-in types.
1206 (!cold-init-forms
1207   (dolist (x *built-in-classes*)
1208     #-sb-xc-host (/show0 "at head of loop over *BUILT-IN-CLASSES*")
1209     (destructuring-bind
1210         (name &key
1211               (translation nil trans-p)
1212               inherits
1213               codes
1214               enumerable
1215               state
1216               depth
1217               (hierarchical-p t) ; might be modified below
1218               (direct-superclasses (if inherits
1219                                      (list (car inherits))
1220                                      '(t))))
1221         x
1222       (declare (ignore codes state translation))
1223       (let ((inherits-list (if (eq name t)
1224                                ()
1225                                (cons t (reverse inherits))))
1226             (class (make-built-in-class
1227                     :enumerable enumerable
1228                     :name name
1229                     :translation (if trans-p :initializing nil)
1230                     :direct-superclasses
1231                     (if (eq name t)
1232                       nil
1233                       (mapcar #'sb!xc:find-class direct-superclasses)))))
1234         (setf (info :type :kind name) #+sb-xc-host :defined #-sb-xc-host :primitive
1235               (class-cell-class (find-class-cell name)) class)
1236         (unless trans-p
1237           (setf (info :type :builtin name) class))
1238         (let* ((inherits-vector
1239                 (map 'simple-vector
1240                      (lambda (x)
1241                        (let ((super-layout
1242                               (class-layout (sb!xc:find-class x))))
1243                          (when (minusp (layout-depthoid super-layout))
1244                            (setf hierarchical-p nil))
1245                          super-layout))
1246                      inherits-list))
1247                (depthoid (if hierarchical-p
1248                            (or depth (length inherits-vector))
1249                            -1)))
1250           (register-layout
1251            (find-and-init-or-check-layout name
1252                                           0
1253                                           inherits-vector
1254                                           depthoid)
1255            :invalidate nil)))))
1256   (/show0 "done with loop over *BUILT-IN-CLASSES*"))
1257
1258 ;;; Define temporary PCL STANDARD-CLASSes. These will be set up
1259 ;;; correctly and the Lisp layout replaced by a PCL wrapper after PCL
1260 ;;; is loaded and the class defined.
1261 (!cold-init-forms
1262   (/show0 "about to define temporary STANDARD-CLASSes")
1263   (dolist (x '(;; Why is STREAM duplicated in this list? Because, when
1264                ;; the inherits-vector of FUNDAMENTAL-STREAM is set up,
1265                ;; a vector containing the elements of the list below,
1266                ;; i.e. '(T INSTANCE STREAM STREAM), is created, and
1267                ;; this is what the function ORDER-LAYOUT-INHERITS
1268                ;; would do, too.
1269                ;;
1270                ;; So, the purpose is to guarantee a valid layout for
1271                ;; the FUNDAMENTAL-STREAM class, matching what
1272                ;; ORDER-LAYOUT-INHERITS would do.
1273                ;; ORDER-LAYOUT-INHERITS would place STREAM at index 3
1274                ;; in the INHERITS(-VECTOR). Index 2 would not be
1275                ;; filled, so STREAM is duplicated there (as
1276                ;; ORDER-LAYOUTS-INHERITS would do). Maybe the
1277                ;; duplicate definition could be removed (removing a
1278                ;; STREAM element), because FUNDAMENTAL-STREAM is
1279                ;; redefined after PCL is set up, anyway. But to play
1280                ;; it safely, we define the class with a valid INHERITS
1281                ;; vector.
1282                (fundamental-stream (t instance stream stream))))
1283     (/show0 "defining temporary STANDARD-CLASS")
1284     (let* ((name (first x))
1285            (inherits-list (second x))
1286            (class (make-standard-class :name name))
1287            (class-cell (find-class-cell name)))
1288       (setf (class-cell-class class-cell) class
1289             (info :type :class name) class-cell
1290             (info :type :kind name) :instance)
1291       (let ((inherits (map 'simple-vector
1292                            (lambda (x)
1293                              (class-layout (sb!xc:find-class x)))
1294                            inherits-list)))
1295         #-sb-xc-host (/show0 "INHERITS=..") #-sb-xc-host (/hexstr inherits)
1296         (register-layout (find-and-init-or-check-layout name 0 inherits -1)
1297                          :invalidate nil))))
1298   (/show0 "done defining temporary STANDARD-CLASSes"))
1299
1300 ;;; Now that we have set up the class heterarchy, seal the sealed
1301 ;;; classes. This must be done after the subclasses have been set up.
1302 (!cold-init-forms
1303   (dolist (x *built-in-classes*)
1304     (destructuring-bind (name &key (state :sealed) &allow-other-keys) x
1305       (setf (class-state (sb!xc:find-class name)) state))))
1306 \f
1307 ;;;; class definition/redefinition
1308
1309 ;;; This is to be called whenever we are altering a class.
1310 (defun modify-class (class)
1311   (clear-type-caches)
1312   (when (member (class-state class) '(:read-only :frozen))
1313     ;; FIXME: This should probably be CERROR.
1314     (warn "making ~(~A~) class ~S writable"
1315           (class-state class)
1316           (sb!xc:class-name class))
1317     (setf (class-state class) nil)))
1318
1319 ;;; Mark LAYOUT as invalid. Setting DEPTHOID -1 helps cause unsafe
1320 ;;; structure type tests to fail. Remove class from all superclasses
1321 ;;; too (might not be registered, so might not be in subclasses of the
1322 ;;; nominal superclasses.)
1323 (defun invalidate-layout (layout)
1324   (declare (type layout layout))
1325   (setf (layout-invalid layout) t
1326         (layout-depthoid layout) -1)
1327   (let ((inherits (layout-inherits layout))
1328         (class (layout-class layout)))
1329     (modify-class class)
1330     (dotimes (i (length inherits)) ; FIXME: DOVECTOR
1331       (let* ((super (svref inherits i))
1332              (subs (class-subclasses (layout-class super))))
1333         (when subs
1334           (remhash class subs)))))
1335   (values))
1336 \f
1337 ;;;; cold loading initializations
1338
1339 ;;; FIXME: It would be good to arrange for this to be called when the
1340 ;;; cross-compiler is being built, not just when the target Lisp is
1341 ;;; being cold loaded. Perhaps this could be moved to its own file
1342 ;;; late in the build-order.lisp-expr sequence, and be put in
1343 ;;; !COLD-INIT-FORMS there?
1344 (defun !class-finalize ()
1345   (dohash (name layout *forward-referenced-layouts*)
1346     (let ((class (sb!xc:find-class name nil)))
1347       (cond ((not class)
1348              (setf (layout-class layout) (make-undefined-class name)))
1349             ((eq (class-layout class) layout)
1350              (remhash name *forward-referenced-layouts*))
1351             (t
1352              ;; FIXME: ERROR?
1353              (warn "something strange with forward layout for ~S:~%  ~S"
1354                    name
1355                    layout))))))
1356
1357 ;;; a vector that maps type codes to layouts, used for quickly finding
1358 ;;; the layouts of built-in classes
1359 (defvar *built-in-class-codes*) ; initialized in cold load
1360 (declaim (type simple-vector *built-in-class-codes*))
1361
1362 (!cold-init-forms
1363   #-sb-xc-host (/show0 "about to set *BUILT-IN-CLASS-CODES*")
1364   (setq *built-in-class-codes*
1365         (let* ((initial-element
1366                 (locally
1367                   ;; KLUDGE: There's a FIND-CLASS DEFTRANSFORM for
1368                   ;; constant class names which creates fast but
1369                   ;; non-cold-loadable, non-compact code. In this
1370                   ;; context, we'd rather have compact, cold-loadable
1371                   ;; code. -- WHN 19990928
1372                   (declare (notinline sb!xc:find-class))
1373                   (class-layout (sb!xc:find-class 'random-class))))
1374                (res (make-array 256 :initial-element initial-element)))
1375           (dolist (x *built-in-classes* res)
1376             (destructuring-bind (name &key codes &allow-other-keys)
1377                                 x
1378               (let ((layout (class-layout (sb!xc:find-class name))))
1379                 (dolist (code codes)
1380                   (setf (svref res code) layout)))))))
1381   #-sb-xc-host (/show0 "done setting *BUILT-IN-CLASS-CODES*"))
1382 \f
1383 (!defun-from-collected-cold-init-forms !classes-cold-init)