df0c1cef066de513dc3f891ff20ba0b145b6098e
[sbcl.git] / src / code / cold-init.lisp
1 ;;;; cold initialization stuff, plus some other miscellaneous stuff
2 ;;;; that we don't have any better place for
3
4 ;;;; This software is part of the SBCL system. See the README file for
5 ;;;; more information.
6 ;;;;
7 ;;;; This software is derived from the CMU CL system, which was
8 ;;;; written at Carnegie Mellon University and released into the
9 ;;;; public domain. The software is in the public domain and is
10 ;;;; provided with absolutely no warranty. See the COPYING and CREDITS
11 ;;;; files for more information.
12
13 (in-package "SB!IMPL")
14 \f
15 ;;;; burning our ships behind us
16
17 ;;; There's a fair amount of machinery which is needed only at cold
18 ;;; init time, and should be discarded before freezing the final
19 ;;; system. We discard it by uninterning the associated symbols.
20 ;;; Rather than using a special table of symbols to be uninterned,
21 ;;; which might be tedious to maintain, instead we use a hack:
22 ;;; anything whose name matches a magic character pattern is
23 ;;; uninterned.
24 ;;;
25 ;;; FIXME: Are there other tables that need to have entries removed?
26 ;;; What about symbols of the form DEF!FOO?
27 (defun !unintern-init-only-stuff ()
28   (do ((any-changes? nil nil))
29       (nil)
30     (dolist (package (list-all-packages))
31       (do-symbols (symbol package)
32         (let ((name (symbol-name symbol)))
33           (when (or (string= name "!" :end1 1 :end2 1)
34                     (and (>= (length name) 2)
35                          (string= name "*!" :end1 2 :end2 2)))
36             (/show0 "uninterning cold-init-only symbol..")
37             (/primitive-print name)
38             ;; FIXME: Is this (FIRST (LAST *INFO-ENVIRONMENT*)) really
39             ;; meant to be an idiom to use?  Is there a more obvious
40             ;; name for this? [e.g. (GLOBAL-ENVIRONMENT)?]
41             (do-info ((first (last *info-environment*))
42                             :name entry :class class :type type)
43               (when (eq entry symbol)
44                 (clear-info class type entry)))
45             (unintern symbol package)
46             (setf any-changes? t)))))
47     (unless any-changes?
48       (return))))
49 \f
50 ;;;; putting ourselves out of our misery when things become too much to bear
51
52 (declaim (ftype (function (simple-string) nil) !cold-lose))
53 (defun !cold-lose (msg)
54   (%primitive print msg)
55   (%primitive print "too early in cold init to recover from errors")
56   (%halt))
57
58 ;;; last-ditch error reporting for things which should never happen
59 ;;; and which, if they do happen, are sufficiently likely to torpedo
60 ;;; the normal error-handling system that we want to bypass it
61 (declaim (ftype (function (simple-string) nil) critically-unreachable))
62 (defun critically-unreachable (where)
63   (%primitive print "internal error: Control should never reach here, i.e.")
64   (%primitive print where)
65   (%halt))
66 \f
67 ;;;; !COLD-INIT
68
69 ;;; a list of toplevel things set by GENESIS
70 (defvar *!reversed-cold-toplevels*)
71
72 ;;; a SIMPLE-VECTOR set by GENESIS
73 (defvar *!load-time-values*)
74
75 (eval-when (:compile-toplevel :execute)
76   ;; FIXME: Perhaps we should make SHOW-AND-CALL-AND-FMAKUNBOUND, too,
77   ;; and use it for most of the cold-init functions. (Just be careful
78   ;; not to use it for the COLD-INIT-OR-REINIT functions.)
79   (sb!xc:defmacro show-and-call (name)
80     `(progn
81        (/primitive-print ,(symbol-name name))
82        (,name))))
83
84 ;;; called when a cold system starts up
85 (defun !cold-init ()
86   #!+sb-doc "Give the world a shove and hope it spins."
87
88   (/show0 "entering !COLD-INIT")
89
90   ;; FIXME: It'd probably be cleaner to have most of the stuff here
91   ;; handled by calls like !GC-COLD-INIT, !ERROR-COLD-INIT, and
92   ;; !UNIX-COLD-INIT. And *TYPE-SYSTEM-INITIALIZED* could be changed to
93   ;; *TYPE-SYSTEM-INITIALIZED-WHEN-BOUND* so that it doesn't need to
94   ;; be explicitly set in order to be meaningful.
95   (setf *after-gc-hooks* nil
96         *in-without-gcing* nil
97         *gc-inhibit* t
98         *gc-pending* nil
99         #!+sb-thread *stop-for-gc-pending* #!+sb-thread nil
100         *allow-with-interrupts* t
101         sb!unix::*unblock-deferrables-on-enabling-interrupts-p* nil
102         *interrupts-enabled* t
103         *interrupt-pending* nil
104         *break-on-signals* nil
105         *maximum-error-depth* 10
106         *current-error-depth* 0
107         *cold-init-complete-p* nil
108         *type-system-initialized* nil
109         sb!vm:*alloc-signal* nil
110         sb!kernel::*gc-epoch* (cons nil nil))
111
112   ;; I'm not sure where eval is first called, so I put this first.
113   (show-and-call !eval-cold-init)
114   (show-and-call !deadline-cold-init)
115   (show-and-call thread-init-or-reinit)
116   (show-and-call !typecheckfuns-cold-init)
117
118   ;; Anyone might call RANDOM to initialize a hash value or something;
119   ;; and there's nothing which needs to be initialized in order for
120   ;; this to be initialized, so we initialize it right away.
121   (show-and-call !random-cold-init)
122
123   ;; Must be done before any non-opencoded array references are made.
124   (show-and-call !hairy-data-vector-reffer-init)
125
126   (show-and-call !character-database-cold-init)
127   (show-and-call !character-name-database-cold-init)
128
129   (show-and-call !early-package-cold-init)
130   (show-and-call !package-cold-init)
131
132   ;; All sorts of things need INFO and/or (SETF INFO).
133   (/show0 "about to SHOW-AND-CALL !GLOBALDB-COLD-INIT")
134   (show-and-call !globaldb-cold-init)
135
136   ;; This needs to be done early, but needs to be after INFO is
137   ;; initialized.
138   (show-and-call !function-names-cold-init)
139   (show-and-call !fdefn-cold-init)
140
141   ;; Various toplevel forms call MAKE-ARRAY, which calls SUBTYPEP, so
142   ;; the basic type machinery needs to be initialized before toplevel
143   ;; forms run.
144   (show-and-call !type-class-cold-init)
145   (show-and-call !typedefs-cold-init)
146   (show-and-call !world-lock-cold-init)
147   (show-and-call !classes-cold-init)
148   (show-and-call !early-type-cold-init)
149   (show-and-call !late-type-cold-init)
150   (show-and-call !alien-type-cold-init)
151   (show-and-call !target-type-cold-init)
152   (show-and-call !vm-type-cold-init)
153   ;; FIXME: It would be tidy to make sure that that these cold init
154   ;; functions are called in the same relative order as the toplevel
155   ;; forms of the corresponding source files.
156
157   ;;(show-and-call !package-cold-init)
158   (show-and-call !policy-cold-init-or-resanify)
159   (/show0 "back from !POLICY-COLD-INIT-OR-RESANIFY")
160
161   (show-and-call !constantp-cold-init)
162   (show-and-call !early-proclaim-cold-init)
163
164   ;; KLUDGE: Why are fixups mixed up with toplevel forms? Couldn't
165   ;; fixups be done separately? Wouldn't that be clearer and better?
166   ;; -- WHN 19991204
167   (/show0 "doing cold toplevel forms and fixups")
168   (/show0 "(LISTP *!REVERSED-COLD-TOPLEVELS*)=..")
169   (/hexstr (if (listp *!reversed-cold-toplevels*) "true" "NIL"))
170   (/show0 "about to calculate (LENGTH *!REVERSED-COLD-TOPLEVELS*)")
171   (/show0 "(LENGTH *!REVERSED-COLD-TOPLEVELS*)=..")
172   #!+sb-show (let ((r-c-tl-length (length *!reversed-cold-toplevels*)))
173                (/show0 "(length calculated..)")
174                (let ((hexstr (hexstr r-c-tl-length)))
175                  (/show0 "(hexstr calculated..)")
176                  (/primitive-print hexstr)))
177   (let (#!+sb-show (index-in-cold-toplevels 0))
178     #!+sb-show (declare (type fixnum index-in-cold-toplevels))
179
180     (dolist (toplevel-thing (prog1
181                                 (nreverse *!reversed-cold-toplevels*)
182                               ;; (Now that we've NREVERSEd it, it's
183                               ;; somewhat scrambled, so keep anyone
184                               ;; else from trying to get at it.)
185                               (makunbound '*!reversed-cold-toplevels*)))
186       #!+sb-show
187       (when (zerop (mod index-in-cold-toplevels 1024))
188         (/show0 "INDEX-IN-COLD-TOPLEVELS=..")
189         (/hexstr index-in-cold-toplevels))
190       #!+sb-show
191       (setf index-in-cold-toplevels
192             (the fixnum (1+ index-in-cold-toplevels)))
193       (typecase toplevel-thing
194         (function
195          (funcall toplevel-thing))
196         (cons
197          (case (first toplevel-thing)
198            (:load-time-value
199             (setf (svref *!load-time-values* (third toplevel-thing))
200                   (funcall (second toplevel-thing))))
201            (:load-time-value-fixup
202             (setf (sap-ref-word (int-sap (get-lisp-obj-address (second toplevel-thing)))
203                                 (third toplevel-thing))
204                   (get-lisp-obj-address
205                    (svref *!load-time-values* (fourth toplevel-thing)))))
206            (t
207             (!cold-lose "bogus fixup code in *!REVERSED-COLD-TOPLEVELS*"))))
208         (t (!cold-lose "bogus function in *!REVERSED-COLD-TOPLEVELS*")))))
209   (/show0 "done with loop over cold toplevel forms and fixups")
210
211   ;; Set sane values again, so that the user sees sane values instead
212   ;; of whatever is left over from the last DECLAIM/PROCLAIM.
213   (show-and-call !policy-cold-init-or-resanify)
214
215   ;; Only do this after toplevel forms have run, 'cause that's where
216   ;; DEFTYPEs are.
217   (setf *type-system-initialized* t)
218
219   ;; now that the type system is definitely initialized, fixup UNKNOWN
220   ;; types that have crept in.
221   (show-and-call !fixup-type-cold-init)
222   ;; run the PROCLAIMs.
223   (show-and-call !late-proclaim-cold-init)
224
225   (show-and-call os-cold-init-or-reinit)
226   (show-and-call !pathname-cold-init)
227   (show-and-call !debug-info-cold-init)
228
229   (show-and-call stream-cold-init-or-reset)
230   (show-and-call !loader-cold-init)
231   (show-and-call !foreign-cold-init)
232   #!-win32 (show-and-call signal-cold-init-or-reinit)
233   (/show0 "enabling internal errors")
234   (setf (sb!alien:extern-alien "internal_errors_enabled" boolean) t)
235
236   (show-and-call float-cold-init-or-reinit)
237
238   (show-and-call !class-finalize)
239
240   ;; The reader and printer are initialized very late, so that they
241   ;; can do hairy things like invoking the compiler as part of their
242   ;; initialization.
243   (let ((*readtable* (make-readtable)))
244     (show-and-call !reader-cold-init)
245     (show-and-call !sharpm-cold-init)
246     (show-and-call !backq-cold-init)
247     ;; The *STANDARD-READTABLE* is assigned at last because the above
248     ;; functions would operate on the standard readtable otherwise---
249     ;; which would result in an error.
250     (setf *standard-readtable* *readtable*))
251   (setf *readtable* (copy-readtable *standard-readtable*))
252   (setf sb!debug:*debug-readtable* (copy-readtable *standard-readtable*))
253   (sb!pretty:!pprint-cold-init)
254
255   ;; the ANSI-specified initial value of *PACKAGE*
256   (setf *package* (find-package "COMMON-LISP-USER"))
257
258   (/show0 "done initializing, setting *COLD-INIT-COMPLETE-P*")
259   (setf *cold-init-complete-p* t)
260
261   ; hppa heap is segmented, lisp and c uses a stub to call eachother
262   #!+hpux (sb!sys:%primitive sb!vm::setup-return-from-lisp-stub)
263   ;; The system is finally ready for GC.
264   (/show0 "enabling GC")
265   (setq *gc-inhibit* nil)
266   (/show0 "doing first GC")
267   (gc :full t)
268   (/show0 "back from first GC")
269
270   ;; The show is on.
271   (terpri)
272   (/show0 "going into toplevel loop")
273   (handling-end-of-the-world
274     (toplevel-init)
275     (critically-unreachable "after TOPLEVEL-INIT")))
276
277 (defun quit (&key recklessly-p (unix-status 0))
278   #!+sb-doc
279   "Deprecated. See: SB-EXT:EXIT, SB-THREAD:RETURN-FROM-THREAD,
280 SB-THREAD:ABORT-THREAD."
281   (if (or recklessly-p (sb!thread:main-thread-p))
282       (exit :code unix-status :abort recklessly-p)
283       (sb!thread:abort-thread))
284   (critically-unreachable "after trying to die in QUIT"))
285
286 (declaim (ftype (sfunction (&key (:code (or null exit-code))
287                                 (:timeout (or null real))
288                                  (:abort t))
289                            nil)
290                 exit))
291 (defun exit (&key code abort (timeout *exit-timeout*))
292   #!+sb-doc
293   "Terminates the process, causing SBCL to exit with CODE. CODE
294 defaults to 0 when ABORT is false, and 1 when it is true.
295
296 When ABORT is false (the default), current thread is first unwound,
297 *EXIT-HOOKS* are run, other threads are terminated, and standard
298 output streams are flushed before SBCL calls exit(2) -- at which point
299 atexit(3) functions will run. If multiple threads call EXIT with ABORT
300 being false, the first one to call it will complete the protocol.
301
302 When ABORT is true, SBCL exits immediately by calling _exit(2) without
303 unwinding stack, or calling exit hooks. Note that _exit(2) does not
304 call atexit(3) functions unlike exit(2).
305
306 Recursive calls to EXIT cause EXIT to behave as it ABORT was true.
307
308 TIMEOUT controls waiting for other threads to terminate when ABORT is
309 NIL. Once current thread has been unwound and *EXIT-HOOKS* have been
310 run, spawning new threads is prevented and all other threads are
311 terminated by calling TERMINATE-THREAD on them. The system then waits
312 for them to finish using JOIN-THREAD with the specified TIMEOUT. If a
313 thread does not finish in TIMEOUT seconds, it is left to its own
314 devices while the exit protocol continues. TIMEOUT defaults to
315 *EXIT-TIMEOUT*, which in turn defaults to 60.
316
317 Note that TIMEOUT applies only to JOIN-THREAD, not *EXIT-HOOKS*. Since
318 TERMINATE-THREAD is asynchronous, getting multithreaded application
319 termination with complex cleanups right using it can be tricky. To
320 perform an orderly synchronous shutdown use an exit hook instead of
321 relying on implicit thread termination.
322
323 Consequences are unspecified if serious conditions occur during EXIT
324 excepting errors from *EXIT-HOOKS*, which cause warnings and stop
325 execution of the hook that signaled, but otherwise allow the exit
326 process to continue normally."
327   (if (or abort *exit-in-process*)
328       (os-exit (or code 1) :abort t)
329       (let ((code (or code 0)))
330         (with-deadline (:seconds nil :override t)
331           (sb!thread:grab-mutex *exit-lock*))
332         (setf *exit-in-process* code
333               *exit-timeout* timeout)
334         (throw '%end-of-the-world t)))
335   (critically-unreachable "After trying to die in EXIT."))
336 \f
337 ;;;; initialization functions
338
339 (defun thread-init-or-reinit ()
340   (sb!thread::init-initial-thread)
341   (sb!thread::init-job-control)
342   (sb!thread::get-foreground))
343
344 (defun reinit ()
345   #!+win32
346   (setf sb!win32::*ansi-codepage* nil)
347   (setf *default-external-format* nil)
348   (setf sb!alien::*default-c-string-external-format* nil)
349   ;; WITHOUT-GCING implies WITHOUT-INTERRUPTS.
350   (without-gcing
351     (os-cold-init-or-reinit)
352     (thread-init-or-reinit)
353     (stream-reinit t)
354     #!-win32
355     (signal-cold-init-or-reinit)
356     (setf (sb!alien:extern-alien "internal_errors_enabled" boolean) t)
357     (float-cold-init-or-reinit))
358   (gc-reinit)
359   (foreign-reinit)
360   (time-reinit)
361   ;; If the debugger was disabled in the saved core, we need to
362   ;; re-disable ldb again.
363   (when (eq *invoke-debugger-hook* 'sb!debug::debugger-disabled-hook)
364     (sb!debug::disable-debugger))
365   (call-hooks "initialization" *init-hooks*))
366 \f
367 ;;;; some support for any hapless wretches who end up debugging cold
368 ;;;; init code
369
370 ;;; Decode THING into hexadecimal notation using only machinery
371 ;;; available early in cold init.
372 #!+sb-show
373 (defun hexstr (thing)
374   (/noshow0 "entering HEXSTR")
375   (let ((addr (get-lisp-obj-address thing))
376         (str (make-string 10 :element-type 'base-char)))
377     (/noshow0 "ADDR and STR calculated")
378     (setf (char str 0) #\0
379           (char str 1) #\x)
380     (/noshow0 "CHARs 0 and 1 set")
381     (dotimes (i 8)
382       (/noshow0 "at head of DOTIMES loop")
383       (let* ((nibble (ldb (byte 4 0) addr))
384              (chr (char "0123456789abcdef" nibble)))
385         (declare (type (unsigned-byte 4) nibble)
386                  (base-char chr))
387         (/noshow0 "NIBBLE and CHR calculated")
388         (setf (char str (- 9 i)) chr
389               addr (ash addr -4))))
390     str))
391
392 #!+sb-show
393 (defun cold-print (x)
394   (labels ((%cold-print (obj depthoid)
395              (if (> depthoid 4)
396                  (sb!sys:%primitive print "...")
397                  (typecase obj
398                    (simple-string
399                     (sb!sys:%primitive print obj))
400                    (symbol
401                     (sb!sys:%primitive print (symbol-name obj)))
402                    (cons
403                     (sb!sys:%primitive print "cons:")
404                     (let ((d (1+ depthoid)))
405                       (%cold-print (car obj) d)
406                       (%cold-print (cdr obj) d)))
407                    (t
408                     (sb!sys:%primitive print (hexstr x)))))))
409     (%cold-print x 0))
410   (values))