1.0.20.25: Produce a loadable FASL when compiling an incompatible DEFSTRUCT.
[sbcl.git] / src / code / defstruct.lisp
1 ;;;; that part of DEFSTRUCT implementation which is needed not just
2 ;;;; in the target Lisp but also in the cross-compilation host
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!KERNEL")
14
15 (/show0 "code/defstruct.lisp 15")
16 \f
17 ;;;; getting LAYOUTs
18
19 ;;; Return the compiler layout for NAME. (The class referred to by
20 ;;; NAME must be a structure-like class.)
21 (defun compiler-layout-or-lose (name)
22   (let ((res (info :type :compiler-layout name)))
23     (cond ((not res)
24            (error "Class is not yet defined or was undefined: ~S" name))
25           ((not (typep (layout-info res) 'defstruct-description))
26            (error "Class is not a structure class: ~S" name))
27           (t res))))
28
29 (defun compiler-layout-ready-p (name)
30   (let ((layout (info :type :compiler-layout name)))
31     (and layout (typep (layout-info layout) 'defstruct-description))))
32
33 (sb!xc:defmacro %make-structure-instance-macro (dd slot-specs &rest slot-vars)
34   `(truly-the ,(dd-name dd)
35               ,(if (compiler-layout-ready-p (dd-name dd))
36                    `(%make-structure-instance ,dd ,slot-specs ,@slot-vars)
37                    ;; Non-toplevel defstructs don't have a layout at compile time,
38                    ;; so we need to construct the actual function at runtime -- but
39                    ;; we cache it at the call site, so that we don't perform quite
40                    ;; so horribly.
41                    `(let* ((cell (load-time-value (list nil)))
42                            (fun (car cell)))
43                       (if (functionp fun)
44                           (funcall fun ,@slot-vars)
45                           (funcall (setf (car cell)
46                                          (%make-structure-instance-allocator ,dd ,slot-specs))
47                                    ,@slot-vars))))))
48
49 (declaim (ftype (sfunction (defstruct-description list) function)
50                 %Make-structure-instance-allocator))
51 (defun %make-structure-instance-allocator (dd slot-specs)
52   (let ((vars (make-gensym-list (length slot-specs))))
53     (values (compile nil `(lambda (,@vars)
54                             (%make-structure-instance-macro ,dd ',slot-specs ,@vars))))))
55
56 ;;; Delay looking for compiler-layout until the constructor is being
57 ;;; compiled, since it doesn't exist until after the EVAL-WHEN
58 ;;; (COMPILE) stuff is compiled. (Or, in the oddball case when
59 ;;; DEFSTRUCT is executing in a non-toplevel context, the
60 ;;; compiler-layout still doesn't exist at compilation time, and we
61 ;;; delay still further.)
62 (sb!xc:defmacro %delayed-get-compiler-layout (name)
63   (let ((layout (info :type :compiler-layout name)))
64     (cond (layout
65            ;; ordinary case: When the DEFSTRUCT is at top level,
66            ;; then EVAL-WHEN (COMPILE) stuff will have set up the
67            ;; layout for us to use.
68            (unless (typep (layout-info layout) 'defstruct-description)
69              (error "Class is not a structure class: ~S" name))
70            `,layout)
71           (t
72            ;; KLUDGE: In the case that DEFSTRUCT is not at top-level
73            ;; the layout doesn't exist at compile time. In that case
74            ;; we laboriously look it up at run time. This code will
75            ;; run on every constructor call and will likely be quite
76            ;; slow, so if anyone cares about performance of
77            ;; non-toplevel DEFSTRUCTs, it should be rewritten to be
78            ;; cleverer. -- WHN 2002-10-23
79            (sb!c:compiler-notify
80             "implementation limitation: ~
81              Non-toplevel DEFSTRUCT constructors are slow.")
82            (with-unique-names (layout)
83              `(let ((,layout (info :type :compiler-layout ',name)))
84                 (unless (typep (layout-info ,layout) 'defstruct-description)
85                   (error "Class is not a structure class: ~S" ',name))
86                 ,layout))))))
87
88 ;;; re. %DELAYED-GET-COMPILER-LAYOUT and COMPILE-TIME-FIND-LAYOUT, above..
89 ;;;
90 ;;; FIXME: Perhaps both should be defined with DEFMACRO-MUNDANELY?
91 ;;; FIXME: Do we really need both? If so, their names and implementations
92 ;;; should probably be tweaked to be more parallel.
93 \f
94 ;;;; DEFSTRUCT-DESCRIPTION
95
96 ;;; The DEFSTRUCT-DESCRIPTION structure holds compile-time information
97 ;;; about a structure type.
98 (def!struct (defstruct-description
99              (:conc-name dd-)
100              (:make-load-form-fun just-dump-it-normally)
101              #-sb-xc-host (:pure t)
102              (:constructor make-defstruct-description
103                            (name &aux
104                                  (conc-name (symbolicate name "-"))
105                                  (copier-name (symbolicate "COPY-" name))
106                                  (predicate-name (symbolicate name "-P")))))
107   ;; name of the structure
108   (name (missing-arg) :type symbol :read-only t)
109   ;; documentation on the structure
110   (doc nil :type (or string null))
111   ;; prefix for slot names. If NIL, none.
112   (conc-name nil :type (or symbol null))
113   ;; the name of the primary standard keyword constructor, or NIL if none
114   (default-constructor nil :type (or symbol null))
115   ;; all the explicit :CONSTRUCTOR specs, with name defaulted
116   (constructors () :type list)
117   ;; name of copying function
118   (copier-name nil :type (or symbol null))
119   ;; name of type predicate
120   (predicate-name nil :type (or symbol null))
121   ;; the arguments to the :INCLUDE option, or NIL if no included
122   ;; structure
123   (include nil :type list)
124   ;; properties used to define structure-like classes with an
125   ;; arbitrary superclass and that may not have STRUCTURE-CLASS as the
126   ;; metaclass. Syntax is:
127   ;;    (superclass-name metaclass-name metaclass-constructor)
128   (alternate-metaclass nil :type list)
129   ;; a list of DEFSTRUCT-SLOT-DESCRIPTION objects for all slots
130   ;; (including included ones)
131   (slots () :type list)
132   ;; a list of (NAME . INDEX) pairs for accessors of included structures
133   (inherited-accessor-alist () :type list)
134   ;; number of elements we've allocated (See also RAW-LENGTH, which is not
135   ;; included in LENGTH.)
136   (length 0 :type index)
137   ;; General kind of implementation.
138   (type 'structure :type (member structure vector list
139                                  funcallable-structure))
140
141   ;; The next three slots are for :TYPE'd structures (which aren't
142   ;; classes, DD-CLASS-P = NIL)
143   ;;
144   ;; vector element type
145   (element-type t)
146   ;; T if :NAMED was explicitly specified, NIL otherwise
147   (named nil :type boolean)
148   ;; any INITIAL-OFFSET option on this direct type
149   (offset nil :type (or index null))
150
151   ;; the argument to the PRINT-FUNCTION option, or NIL if a
152   ;; PRINT-FUNCTION option was given with no argument, or 0 if no
153   ;; PRINT-FUNCTION option was given
154   (print-function 0 :type (or cons symbol (member 0)))
155   ;; the argument to the PRINT-OBJECT option, or NIL if a PRINT-OBJECT
156   ;; option was given with no argument, or 0 if no PRINT-OBJECT option
157   ;; was given
158   (print-object 0 :type (or cons symbol (member 0)))
159   ;; The number of untagged slots at the end.
160   (raw-length 0 :type index)
161   ;; the value of the :PURE option, or :UNSPECIFIED. This is only
162   ;; meaningful if DD-CLASS-P = T.
163   (pure :unspecified :type (member t nil :substructure :unspecified)))
164 (def!method print-object ((x defstruct-description) stream)
165   (print-unreadable-object (x stream :type t)
166     (prin1 (dd-name x) stream)))
167
168 ;;; Does DD describe a structure with a class?
169 (defun dd-class-p (dd)
170   (member (dd-type dd)
171           '(structure funcallable-structure)))
172
173 ;;; a type name which can be used when declaring things which operate
174 ;;; on structure instances
175 (defun dd-declarable-type (dd)
176   (if (dd-class-p dd)
177       ;; Native classes are known to the type system, and we can
178       ;; declare them as types.
179       (dd-name dd)
180       ;; Structures layered on :TYPE LIST or :TYPE VECTOR aren't part
181       ;; of the type system, so all we can declare is the underlying
182       ;; LIST or VECTOR type.
183       (dd-type dd)))
184
185 (defun dd-layout-or-lose (dd)
186   (compiler-layout-or-lose (dd-name dd)))
187 \f
188 ;;;; DEFSTRUCT-SLOT-DESCRIPTION
189
190 ;;; A DEFSTRUCT-SLOT-DESCRIPTION holds compile-time information about
191 ;;; a structure slot.
192 (def!struct (defstruct-slot-description
193              (:make-load-form-fun just-dump-it-normally)
194              (:conc-name dsd-)
195              (:copier nil)
196              #-sb-xc-host (:pure t))
197   ;; name of slot
198   name
199   ;; its position in the implementation sequence
200   (index (missing-arg) :type fixnum)
201   ;; the name of the accessor function
202   ;;
203   ;; (CMU CL had extra complexity here ("..or NIL if this accessor has
204   ;; the same name as an inherited accessor (which we don't want to
205   ;; shadow)") but that behavior doesn't seem to be specified by (or
206   ;; even particularly consistent with) ANSI, so it's gone in SBCL.)
207   (accessor-name nil)
208   default                       ; default value expression
209   (type t)                      ; declared type specifier
210   (safe-p t :type boolean)      ; whether the slot is known to be
211                                 ; always of the specified type
212   ;; If this object does not describe a raw slot, this value is T.
213   ;;
214   ;; If this object describes a raw slot, this value is the type of the
215   ;; value that the raw slot holds.
216   (raw-type t :type (member t single-float double-float
217                             #!+long-float long-float
218                             complex-single-float complex-double-float
219                             #!+long-float complex-long-float
220                             sb!vm:word))
221   (read-only nil :type (member t nil)))
222 (def!method print-object ((x defstruct-slot-description) stream)
223   (print-unreadable-object (x stream :type t)
224     (prin1 (dsd-name x) stream)))
225 \f
226 ;;;; typed (non-class) structures
227
228 ;;; Return a type specifier we can use for testing :TYPE'd structures.
229 (defun dd-lisp-type (defstruct)
230   (ecase (dd-type defstruct)
231     (list 'list)
232     (vector `(simple-array ,(dd-element-type defstruct) (*)))))
233 \f
234 ;;;; shared machinery for inline and out-of-line slot accessor functions
235
236 ;;; Classic comment preserved for entertainment value:
237 ;;;
238 ;;; "A lie can travel halfway round the world while the truth is
239 ;;; putting on its shoes." -- Mark Twain
240
241 (eval-when (#-sb-xc :compile-toplevel :load-toplevel :execute)
242
243   ;; information about how a slot of a given DSD-RAW-TYPE is to be accessed
244   (defstruct raw-slot-data
245     ;; the raw slot type, or T for a non-raw slot
246     ;;
247     ;; (Non-raw slots are in the ordinary place you'd expect, directly
248     ;; indexed off the instance pointer.  Raw slots are indexed from the end
249     ;; of the instance and skipped by GC.)
250     (raw-type (missing-arg) :type (or symbol cons) :read-only t)
251     ;; What operator is used to access a slot of this type?
252     (accessor-name (missing-arg) :type symbol :read-only t)
253     (init-vop (missing-arg) :type symbol :read-only t)
254     ;; How many words are each value of this type?
255     (n-words (missing-arg) :type (and index (integer 1)) :read-only t)
256     ;; Necessary alignment in units of words.  Note that instances
257     ;; themselves are aligned by exactly two words, so specifying more
258     ;; than two words here would not work.
259     (alignment 1 :type (integer 1 2) :read-only t))
260
261   (defvar *raw-slot-data-list*
262     #!+hppa
263     nil
264     #!-hppa
265     (let ((double-float-alignment
266            ;; white list of architectures that can load unaligned doubles:
267            #!+(or x86 x86-64 ppc) 1
268            ;; at least sparc, mips and alpha can't:
269            #!-(or x86 x86-64 ppc) 2))
270       (list
271        (make-raw-slot-data :raw-type 'sb!vm:word
272                            :accessor-name '%raw-instance-ref/word
273                            :init-vop 'sb!vm::raw-instance-init/word
274                            :n-words 1)
275        (make-raw-slot-data :raw-type 'single-float
276                            :accessor-name '%raw-instance-ref/single
277                            :init-vop 'sb!vm::raw-instance-init/single
278                            ;; KLUDGE: On 64 bit architectures, we
279                            ;; could pack two SINGLE-FLOATs into the
280                            ;; same word if raw slots were indexed
281                            ;; using bytes instead of words.  However,
282                            ;; I don't personally find optimizing
283                            ;; SINGLE-FLOAT memory usage worthwile
284                            ;; enough.  And the other datatype that
285                            ;; would really benefit is (UNSIGNED-BYTE
286                            ;; 32), but that is a subtype of FIXNUM, so
287                            ;; we store it unraw anyway.  :-( -- DFL
288                            :n-words 1)
289        (make-raw-slot-data :raw-type 'double-float
290                            :accessor-name '%raw-instance-ref/double
291                            :init-vop 'sb!vm::raw-instance-init/double
292                            :alignment double-float-alignment
293                            :n-words (/ 8 sb!vm:n-word-bytes))
294        (make-raw-slot-data :raw-type 'complex-single-float
295                            :accessor-name '%raw-instance-ref/complex-single
296                            :init-vop 'sb!vm::raw-instance-init/complex-single
297                            :n-words (/ 8 sb!vm:n-word-bytes))
298        (make-raw-slot-data :raw-type 'complex-double-float
299                            :accessor-name '%raw-instance-ref/complex-double
300                            :init-vop 'sb!vm::raw-instance-init/complex-double
301                            :alignment double-float-alignment
302                            :n-words (/ 16 sb!vm:n-word-bytes))
303        #!+long-float
304        (make-raw-slot-data :raw-type long-float
305                            :accessor-name '%raw-instance-ref/long
306                            :init-vop 'sb!vm::raw-instance-init/long
307                            :n-words #!+x86 3 #!+sparc 4)
308        #!+long-float
309        (make-raw-slot-data :raw-type complex-long-float
310                            :accessor-name '%raw-instance-ref/complex-long
311                            :init-vop 'sb!vm::raw-instance-init/complex-long
312                            :n-words #!+x86 6 #!+sparc 8)))))
313 (defun raw-slot-words (type)
314   (let ((rsd (find type *raw-slot-data-list* :key #'raw-slot-data-raw-type)))
315     (if rsd
316         (raw-slot-data-n-words rsd)
317         (error "Invalid raw slot type: ~S" type))))
318 \f
319 ;;;; the legendary DEFSTRUCT macro itself (both CL:DEFSTRUCT and its
320 ;;;; close personal friend SB!XC:DEFSTRUCT)
321
322 ;;; Return a list of forms to install PRINT and MAKE-LOAD-FORM funs,
323 ;;; mentioning them in the expansion so that they can be compiled.
324 (defun class-method-definitions (defstruct)
325   (let ((name (dd-name defstruct)))
326     `((locally
327         ;; KLUDGE: There's a FIND-CLASS DEFTRANSFORM for constant
328         ;; class names which creates fast but non-cold-loadable,
329         ;; non-compact code. In this context, we'd rather have
330         ;; compact, cold-loadable code. -- WHN 19990928
331         (declare (notinline find-classoid))
332         ,@(let ((pf (dd-print-function defstruct))
333                 (po (dd-print-object defstruct))
334                 (x (gensym))
335                 (s (gensym)))
336             ;; Giving empty :PRINT-OBJECT or :PRINT-FUNCTION options
337             ;; leaves PO or PF equal to NIL. The user-level effect is
338             ;; to generate a PRINT-OBJECT method specialized for the type,
339             ;; implementing the default #S structure-printing behavior.
340             (when (or (eq pf nil) (eq po nil))
341               (setf pf '(default-structure-print)
342                     po 0))
343             (flet (;; Given an arg from a :PRINT-OBJECT or :PRINT-FUNCTION
344                    ;; option, return the value to pass as an arg to FUNCTION.
345                    (farg (oarg)
346                      (destructuring-bind (fun-name) oarg
347                        fun-name)))
348               (cond ((not (eql pf 0))
349                      `((def!method print-object ((,x ,name) ,s)
350                          (funcall #',(farg pf)
351                                   ,x
352                                   ,s
353                                   *current-level-in-print*))))
354                     ((not (eql po 0))
355                      `((def!method print-object ((,x ,name) ,s)
356                          (funcall #',(farg po) ,x ,s))))
357                     (t nil))))
358         ,@(let ((pure (dd-pure defstruct)))
359             (cond ((eq pure t)
360                    `((setf (layout-pure (classoid-layout
361                                          (find-classoid ',name)))
362                            t)))
363                   ((eq pure :substructure)
364                    `((setf (layout-pure (classoid-layout
365                                          (find-classoid ',name)))
366                            0)))))
367         ,@(let ((def-con (dd-default-constructor defstruct)))
368             (when (and def-con (not (dd-alternate-metaclass defstruct)))
369               `((setf (structure-classoid-constructor (find-classoid ',name))
370                       #',def-con))))))))
371
372 ;;; shared logic for host macroexpansion for SB!XC:DEFSTRUCT and
373 ;;; cross-compiler macroexpansion for CL:DEFSTRUCT
374 (defmacro !expander-for-defstruct (name-and-options
375                                    slot-descriptions
376                                    expanding-into-code-for-xc-host-p)
377   `(let ((name-and-options ,name-and-options)
378          (slot-descriptions ,slot-descriptions)
379          (expanding-into-code-for-xc-host-p
380           ,expanding-into-code-for-xc-host-p))
381      (let* ((dd (parse-defstruct-name-and-options-and-slot-descriptions
382                  name-and-options
383                  slot-descriptions))
384             (name (dd-name dd)))
385        (if (dd-class-p dd)
386            (let ((inherits (inherits-for-structure dd)))
387              `(progn
388                 ;; Note we intentionally enforce package locks and
389                 ;; call %DEFSTRUCT first, and especially before
390                 ;; %COMPILER-DEFSTRUCT. %DEFSTRUCT has the tests (and
391                 ;; resulting CERROR) for collisions with LAYOUTs which
392                 ;; already exist in the runtime. If there are any
393                 ;; collisions, we want the user's response to CERROR
394                 ;; to control what happens. Especially, if the user
395                 ;; responds to the collision with ABORT, we don't want
396                 ;; %COMPILER-DEFSTRUCT to modify the definition of the
397                 ;; class.
398                 (with-single-package-locked-error
399                     (:symbol ',name "defining ~A as a structure"))
400                 (%defstruct ',dd ',inherits (sb!c:source-location))
401                 (eval-when (:compile-toplevel :load-toplevel :execute)
402                   (%compiler-defstruct ',dd ',inherits))
403                 ,@(unless expanding-into-code-for-xc-host-p
404                     (append ;; FIXME: We've inherited from CMU CL nonparallel
405                             ;; code for creating copiers for typed and untyped
406                             ;; structures. This should be fixed.
407                             ;(copier-definition dd)
408                             (constructor-definitions dd)
409                             (class-method-definitions dd)))
410                 ',name))
411            `(progn
412               (with-single-package-locked-error
413                   (:symbol ',name "defining ~A as a structure"))
414               (eval-when (:compile-toplevel :load-toplevel :execute)
415                 (setf (info :typed-structure :info ',name) ',dd))
416               (eval-when (:load-toplevel :execute)
417                 (setf (info :source-location :typed-structure ',name)
418                       (sb!c:source-location)))
419               ,@(unless expanding-into-code-for-xc-host-p
420                   (append (typed-accessor-definitions dd)
421                           (typed-predicate-definitions dd)
422                           (typed-copier-definitions dd)
423                           (constructor-definitions dd)
424                           (when (dd-doc dd)
425                             `((setf (fdocumentation ',(dd-name dd) 'structure)
426                                ',(dd-doc dd))))))
427               ',name)))))
428
429 (sb!xc:defmacro defstruct (name-and-options &rest slot-descriptions)
430   #!+sb-doc
431   "DEFSTRUCT {Name | (Name Option*)} {Slot | (Slot [Default] {Key Value}*)}
432    Define the structure type Name. Instances are created by MAKE-<name>,
433    which takes &KEY arguments allowing initial slot values to the specified.
434    A SETF'able function <name>-<slot> is defined for each slot to read and
435    write slot values. <name>-p is a type predicate.
436
437    Popular DEFSTRUCT options (see manual for others):
438
439    (:CONSTRUCTOR Name)
440    (:PREDICATE Name)
441        Specify the name for the constructor or predicate.
442
443    (:CONSTRUCTOR Name Lambda-List)
444        Specify the name and arguments for a BOA constructor
445        (which is more efficient when keyword syntax isn't necessary.)
446
447    (:INCLUDE Supertype Slot-Spec*)
448        Make this type a subtype of the structure type Supertype. The optional
449        Slot-Specs override inherited slot options.
450
451    Slot options:
452
453    :TYPE Type-Spec
454        Asserts that the value of this slot is always of the specified type.
455
456    :READ-ONLY {T | NIL}
457        If true, no setter function is defined for this slot."
458     (!expander-for-defstruct name-and-options slot-descriptions nil))
459 #+sb-xc-host
460 (defmacro sb!xc:defstruct (name-and-options &rest slot-descriptions)
461   #!+sb-doc
462   "Cause information about a target structure to be built into the
463   cross-compiler."
464   (!expander-for-defstruct name-and-options slot-descriptions t))
465 \f
466 ;;;; functions to generate code for various parts of DEFSTRUCT definitions
467
468 ;;; First, a helper to determine whether a name names an inherited
469 ;;; accessor.
470 (defun accessor-inherited-data (name defstruct)
471   (assoc name (dd-inherited-accessor-alist defstruct) :test #'eq))
472
473 ;;; Return a list of forms which create a predicate function for a
474 ;;; typed DEFSTRUCT.
475 (defun typed-predicate-definitions (defstruct)
476   (let ((name (dd-name defstruct))
477         (predicate-name (dd-predicate-name defstruct))
478         (argname (gensym)))
479     (when (and predicate-name (dd-named defstruct))
480       (let ((ltype (dd-lisp-type defstruct))
481             (name-index (cdr (car (last (find-name-indices defstruct))))))
482         `((defun ,predicate-name (,argname)
483             (and (typep ,argname ',ltype)
484                  ,(cond
485                    ((subtypep ltype 'list)
486                      `(do ((head (the ,ltype ,argname) (cdr head))
487                            (i 0 (1+ i)))
488                           ((or (not (consp head)) (= i ,name-index))
489                            (and (consp head) (eq ',name (car head))))))
490                    ((subtypep ltype 'vector)
491                     `(and (= (length (the ,ltype ,argname))
492                            ,(dd-length defstruct))
493                           (eq ',name (aref (the ,ltype ,argname) ,name-index))))
494                    (t (bug "Uncatered-for lisp type in typed DEFSTRUCT: ~S."
495                            ltype))))))))))
496
497 ;;; Return a list of forms to create a copier function of a typed DEFSTRUCT.
498 (defun typed-copier-definitions (defstruct)
499   (when (dd-copier-name defstruct)
500     `((setf (fdefinition ',(dd-copier-name defstruct)) #'copy-seq)
501       (declaim (ftype function ,(dd-copier-name defstruct))))))
502
503 ;;; Return a list of function definitions for accessing and setting
504 ;;; the slots of a typed DEFSTRUCT. The functions are proclaimed to be
505 ;;; inline, and the types of their arguments and results are declared
506 ;;; as well. We count on the compiler to do clever things with ELT.
507 (defun typed-accessor-definitions (defstruct)
508   (collect ((stuff))
509     (let ((ltype (dd-lisp-type defstruct)))
510       (dolist (slot (dd-slots defstruct))
511         (let ((name (dsd-accessor-name slot))
512               (index (dsd-index slot))
513               (slot-type `(and ,(dsd-type slot)
514                                ,(dd-element-type defstruct))))
515           (let ((inherited (accessor-inherited-data name defstruct)))
516             (cond
517               ((not inherited)
518                (stuff `(declaim (inline ,name ,@(unless (dsd-read-only slot)
519                                                         `((setf ,name))))))
520                ;; FIXME: The arguments in the next two DEFUNs should
521                ;; be gensyms. (Otherwise e.g. if NEW-VALUE happened to
522                ;; be the name of a special variable, things could get
523                ;; weird.)
524                (stuff `(defun ,name (structure)
525                         (declare (type ,ltype structure))
526                         (the ,slot-type (elt structure ,index))))
527                (unless (dsd-read-only slot)
528                  (stuff
529                   `(defun (setf ,name) (new-value structure)
530                     (declare (type ,ltype structure) (type ,slot-type new-value))
531                     (setf (elt structure ,index) new-value)))))
532               ((not (= (cdr inherited) index))
533                (style-warn "~@<Non-overwritten accessor ~S does not access ~
534                             slot with name ~S (accessing an inherited slot ~
535                             instead).~:@>" name (dsd-name slot))))))))
536     (stuff)))
537 \f
538 ;;;; parsing
539
540 (defun require-no-print-options-so-far (defstruct)
541   (unless (and (eql (dd-print-function defstruct) 0)
542                (eql (dd-print-object defstruct) 0))
543     (error "No more than one of the following options may be specified:
544   :PRINT-FUNCTION, :PRINT-OBJECT, :TYPE")))
545
546 ;;; Parse a single DEFSTRUCT option and store the results in DD.
547 (defun parse-1-dd-option (option dd)
548   (let ((args (rest option))
549         (name (dd-name dd)))
550     (case (first option)
551       (:conc-name
552        (destructuring-bind (&optional conc-name) args
553          (setf (dd-conc-name dd)
554                (if (symbolp conc-name)
555                    conc-name
556                    (make-symbol (string conc-name))))))
557       (:constructor
558        (destructuring-bind (&optional (cname (symbolicate "MAKE-" name))
559                                       &rest stuff)
560            args
561          (push (cons cname stuff) (dd-constructors dd))))
562       (:copier
563        (destructuring-bind (&optional (copier (symbolicate "COPY-" name)))
564            args
565          (setf (dd-copier-name dd) copier)))
566       (:predicate
567        (destructuring-bind (&optional (predicate-name (symbolicate name "-P")))
568            args
569          (setf (dd-predicate-name dd) predicate-name)))
570       (:include
571        (when (dd-include dd)
572          (error "more than one :INCLUDE option"))
573        (setf (dd-include dd) args))
574       (:print-function
575        (require-no-print-options-so-far dd)
576        (setf (dd-print-function dd)
577              (the (or symbol cons) args)))
578       (:print-object
579        (require-no-print-options-so-far dd)
580        (setf (dd-print-object dd)
581              (the (or symbol cons) args)))
582       (:type
583        (destructuring-bind (type) args
584          (cond ((member type '(list vector))
585                 (setf (dd-element-type dd) t)
586                 (setf (dd-type dd) type))
587                ((and (consp type) (eq (first type) 'vector))
588                 (destructuring-bind (vector vtype) type
589                   (declare (ignore vector))
590                   (setf (dd-element-type dd) vtype)
591                   (setf (dd-type dd) 'vector)))
592                (t
593                 (error "~S is a bad :TYPE for DEFSTRUCT." type)))))
594       (:named
595        (error "The DEFSTRUCT option :NAMED takes no arguments."))
596       (:initial-offset
597        (destructuring-bind (offset) args
598          (setf (dd-offset dd) offset)))
599       (:pure
600        (destructuring-bind (fun) args
601          (setf (dd-pure dd) fun)))
602       (t (error "unknown DEFSTRUCT option:~%  ~S" option)))))
603
604 ;;; Given name and options, return a DD holding that info.
605 (defun parse-defstruct-name-and-options (name-and-options)
606   (destructuring-bind (name &rest options) name-and-options
607     (aver name) ; A null name doesn't seem to make sense here.
608     (let ((dd (make-defstruct-description name)))
609       (dolist (option options)
610         (cond ((eq option :named)
611                (setf (dd-named dd) t))
612               ((consp option)
613                (parse-1-dd-option option dd))
614               ((member option '(:conc-name :constructor :copier :predicate))
615                (parse-1-dd-option (list option) dd))
616               (t
617                (error "unrecognized DEFSTRUCT option: ~S" option))))
618
619       (case (dd-type dd)
620         (structure
621          (when (dd-offset dd)
622            (error ":OFFSET can't be specified unless :TYPE is specified."))
623          (unless (dd-include dd)
624            ;; FIXME: It'd be cleaner to treat no-:INCLUDE as defaulting
625            ;; to :INCLUDE STRUCTURE-OBJECT, and then let the general-case
626            ;; (INCF (DD-LENGTH DD) (DD-LENGTH included-DD)) logic take
627            ;; care of this. (Except that the :TYPE VECTOR and :TYPE
628            ;; LIST cases, with their :NAMED and un-:NAMED flavors,
629            ;; make that messy, alas.)
630            (incf (dd-length dd))))
631         (t
632          (require-no-print-options-so-far dd)
633          (when (dd-named dd)
634            (incf (dd-length dd)))
635          (let ((offset (dd-offset dd)))
636            (when offset (incf (dd-length dd) offset)))))
637
638       (when (dd-include dd)
639         (frob-dd-inclusion-stuff dd))
640
641       dd)))
642
643 ;;; Given name and options and slot descriptions (and possibly doc
644 ;;; string at the head of slot descriptions) return a DD holding that
645 ;;; info.
646 (defun parse-defstruct-name-and-options-and-slot-descriptions
647     (name-and-options slot-descriptions)
648   (let ((result (parse-defstruct-name-and-options (if (atom name-and-options)
649                                                       (list name-and-options)
650                                                       name-and-options))))
651     (when (stringp (car slot-descriptions))
652       (setf (dd-doc result) (pop slot-descriptions)))
653     (dolist (slot-description slot-descriptions)
654       (allocate-1-slot result (parse-1-dsd result slot-description)))
655     result))
656 \f
657 ;;;; stuff to parse slot descriptions
658
659 ;;; Parse a slot description for DEFSTRUCT, add it to the description
660 ;;; and return it. If supplied, SLOT is a pre-initialized DSD
661 ;;; that we modify to get the new slot. This is supplied when handling
662 ;;; included slots.
663 (defun parse-1-dsd (defstruct spec &optional
664                     (slot (make-defstruct-slot-description :name ""
665                                                            :index 0
666                                                            :type t)))
667   (multiple-value-bind (name default default-p type type-p read-only ro-p)
668       (typecase spec
669         (symbol
670          (when (keywordp spec)
671            (style-warn "Keyword slot name indicates probable syntax ~
672                         error in DEFSTRUCT: ~S."
673                        spec))
674          spec)
675         (cons
676          (destructuring-bind
677                (name
678                 &optional (default nil default-p)
679                 &key (type nil type-p) (read-only nil ro-p))
680              spec
681            (values name
682                    default default-p
683                    (uncross type) type-p
684                    read-only ro-p)))
685         (t (error 'simple-program-error
686                   :format-control "in DEFSTRUCT, ~S is not a legal slot ~
687                                    description."
688                   :format-arguments (list spec))))
689
690     (when (find name (dd-slots defstruct)
691                 :test #'string=
692                 :key (lambda (x) (symbol-name (dsd-name x))))
693       (error 'simple-program-error
694              :format-control "duplicate slot name ~S"
695              :format-arguments (list name)))
696     (setf (dsd-name slot) name)
697     (setf (dd-slots defstruct) (nconc (dd-slots defstruct) (list slot)))
698
699     (let ((accessor-name (if (dd-conc-name defstruct)
700                              (symbolicate (dd-conc-name defstruct) name)
701                              name))
702           (predicate-name (dd-predicate-name defstruct)))
703       (setf (dsd-accessor-name slot) accessor-name)
704       (when (eql accessor-name predicate-name)
705         ;; Some adventurous soul has named a slot so that its accessor
706         ;; collides with the structure type predicate. ANSI doesn't
707         ;; specify what to do in this case. As of 2001-09-04, Martin
708         ;; Atzmueller reports that CLISP and Lispworks both give
709         ;; priority to the slot accessor, so that the predicate is
710         ;; overwritten. We might as well do the same (as well as
711         ;; signalling a warning).
712         (style-warn
713          "~@<The structure accessor name ~S is the same as the name of the ~
714           structure type predicate. ANSI doesn't specify what to do in ~
715           this case. We'll overwrite the type predicate with the slot ~
716           accessor, but you can't rely on this behavior, so it'd be wise to ~
717           remove the ambiguity in your code.~@:>"
718          accessor-name)
719         (setf (dd-predicate-name defstruct) nil))
720       ;; FIXME: It would be good to check for name collisions here, but
721       ;; the easy check,
722       ;;x#-sb-xc-host
723       ;;x(when (and (fboundp accessor-name)
724       ;;x           (not (accessor-inherited-data accessor-name defstruct)))
725       ;;x  (style-warn "redefining ~S in DEFSTRUCT" accessor-name)))
726       ;; which was done until sbcl-0.8.11.18 or so, is wrong: it causes
727       ;; a warning at MACROEXPAND time, when instead the warning should
728       ;; occur not just because the code was constructed, but because it
729       ;; is actually compiled or loaded.
730       )
731
732     (when default-p
733       (setf (dsd-default slot) default))
734     (when type-p
735       (setf (dsd-type slot)
736             (if (eq (dsd-type slot) t)
737                 type
738                 `(and ,(dsd-type slot) ,type))))
739     (when ro-p
740       (if read-only
741           (setf (dsd-read-only slot) t)
742           (when (dsd-read-only slot)
743             (error "~@<The slot ~S is :READ-ONLY in superclass, and so must ~
744                        be :READ-ONLY in subclass.~:@>"
745                    (dsd-name slot)))))
746     slot))
747
748 ;;; When a value of type TYPE is stored in a structure, should it be
749 ;;; stored in a raw slot?  Return the matching RAW-SLOT-DATA structure
750 ;; if TYPE should be stored in a raw slot, or NIL if not.
751 (defun structure-raw-slot-data (type)
752   (multiple-value-bind (fixnum? fixnum-certain?)
753       (sb!xc:subtypep type 'fixnum)
754     ;; (The extra test for FIXNUM-CERTAIN? here is intended for
755     ;; bootstrapping the system. In particular, in sbcl-0.6.2, we set up
756     ;; LAYOUT before FIXNUM is defined, and so could bogusly end up
757     ;; putting INDEX-typed values into raw slots if we didn't test
758     ;; FIXNUM-CERTAIN?.)
759     (if (or fixnum? (not fixnum-certain?))
760         nil
761         (dolist (data *raw-slot-data-list*)
762           (when (sb!xc:subtypep type (raw-slot-data-raw-type data))
763             (return data))))))
764
765 ;;; Allocate storage for a DSD in DD. This is where we decide whether
766 ;;; a slot is raw or not. Raw objects are aligned on the unit of their size.
767 (defun allocate-1-slot (dd dsd)
768   (let ((rsd
769          (if (eq (dd-type dd) 'structure)
770              (structure-raw-slot-data (dsd-type dsd))
771              nil)))
772     (cond
773       ((null rsd)
774         (setf (dsd-index dsd) (dd-length dd))
775         (incf (dd-length dd)))
776       (t
777         (let* ((words (raw-slot-data-n-words rsd))
778                (alignment (raw-slot-data-alignment rsd))
779                (off (rem (dd-raw-length dd) alignment)))
780           (unless (zerop off)
781             (incf (dd-raw-length dd) (- alignment off)))
782           (setf (dsd-raw-type dsd) (raw-slot-data-raw-type rsd))
783           (setf (dsd-index dsd) (dd-raw-length dd))
784           (incf (dd-raw-length dd) words)))))
785   (values))
786
787 (defun typed-structure-info-or-lose (name)
788   (or (info :typed-structure :info name)
789       (error ":TYPE'd DEFSTRUCT ~S not found for inclusion." name)))
790
791 ;;; Process any included slots pretty much like they were specified.
792 ;;; Also inherit various other attributes.
793 (defun frob-dd-inclusion-stuff (dd)
794   (destructuring-bind (included-name &rest modified-slots) (dd-include dd)
795     (let* ((type (dd-type dd))
796            (included-structure
797             (if (dd-class-p dd)
798                 (layout-info (compiler-layout-or-lose included-name))
799                 (typed-structure-info-or-lose included-name))))
800
801       ;; checks on legality
802       (unless (and (eq type (dd-type included-structure))
803                    (type= (specifier-type (dd-element-type included-structure))
804                           (specifier-type (dd-element-type dd))))
805         (error ":TYPE option mismatch between structures ~S and ~S"
806                (dd-name dd) included-name))
807       (let ((included-classoid (find-classoid included-name nil)))
808         (when included-classoid
809           ;; It's not particularly well-defined to :INCLUDE any of the
810           ;; CMU CL INSTANCE weirdosities like CONDITION or
811           ;; GENERIC-FUNCTION, and it's certainly not ANSI-compliant.
812           (let* ((included-layout (classoid-layout included-classoid))
813                  (included-dd (layout-info included-layout)))
814             (when (and (dd-alternate-metaclass included-dd)
815                        ;; As of sbcl-0.pre7.73, anyway, STRUCTURE-OBJECT
816                        ;; is represented with an ALTERNATE-METACLASS. But
817                        ;; it's specifically OK to :INCLUDE (and PCL does)
818                        ;; so in this one case, it's OK to include
819                        ;; something with :ALTERNATE-METACLASS after all.
820                        (not (eql included-name 'structure-object)))
821               (error "can't :INCLUDE class ~S (has alternate metaclass)"
822                      included-name)))))
823
824       (incf (dd-length dd) (dd-length included-structure))
825       (when (dd-class-p dd)
826         (let ((mc (rest (dd-alternate-metaclass included-structure))))
827           (when (and mc (not (dd-alternate-metaclass dd)))
828             (setf (dd-alternate-metaclass dd)
829                   (cons included-name mc))))
830         (when (eq (dd-pure dd) :unspecified)
831           (setf (dd-pure dd) (dd-pure included-structure)))
832         (setf (dd-raw-length dd) (dd-raw-length included-structure)))
833
834       (setf (dd-inherited-accessor-alist dd)
835             (dd-inherited-accessor-alist included-structure))
836       (dolist (included-slot (dd-slots included-structure))
837         (let* ((included-name (dsd-name included-slot))
838                (modified (or (find included-name modified-slots
839                                    :key (lambda (x) (if (atom x) x (car x)))
840                                    :test #'string=)
841                              `(,included-name))))
842           ;; We stash away an alist of accessors to parents' slots
843           ;; that have already been created to avoid conflicts later
844           ;; so that structures with :INCLUDE and :CONC-NAME (and
845           ;; other edge cases) can work as specified.
846           (when (dsd-accessor-name included-slot)
847             ;; the "oldest" (i.e. highest up the tree of inheritance)
848             ;; will prevail, so don't push new ones on if they
849             ;; conflict.
850             (pushnew (cons (dsd-accessor-name included-slot)
851                            (dsd-index included-slot))
852                      (dd-inherited-accessor-alist dd)
853                      :test #'eq :key #'car))
854           (let ((new-slot (parse-1-dsd dd
855                                        modified
856                                        (copy-structure included-slot))))
857             (when (and (neq (dsd-type new-slot) (dsd-type included-slot))
858                        (not (sb!xc:subtypep (dsd-type included-slot)
859                                             (dsd-type new-slot)))
860                        (dsd-safe-p included-slot))
861               (setf (dsd-safe-p new-slot) nil)
862               ;; XXX: notify?
863               )))))))
864 \f
865 ;;;; various helper functions for setting up DEFSTRUCTs
866
867 ;;; This function is called at macroexpand time to compute the INHERITS
868 ;;; vector for a structure type definition.
869 (defun inherits-for-structure (info)
870   (declare (type defstruct-description info))
871   (let* ((include (dd-include info))
872          (superclass-opt (dd-alternate-metaclass info))
873          (super
874           (if include
875               (compiler-layout-or-lose (first include))
876               (classoid-layout (find-classoid
877                                 (or (first superclass-opt)
878                                     'structure-object))))))
879     (case (dd-name info)
880       ((ansi-stream)
881        (concatenate 'simple-vector
882                     (layout-inherits super)
883                     (vector super (classoid-layout (find-classoid 'stream)))))
884       ((fd-stream)
885        (concatenate 'simple-vector
886                     (layout-inherits super)
887                     (vector super
888                             (classoid-layout (find-classoid 'file-stream)))))
889       ((sb!impl::string-input-stream
890         sb!impl::string-output-stream
891         sb!impl::fill-pointer-output-stream)
892        (concatenate 'simple-vector
893                     (layout-inherits super)
894                     (vector super
895                             (classoid-layout (find-classoid 'string-stream)))))
896       (t (concatenate 'simple-vector
897                       (layout-inherits super)
898                       (vector super))))))
899
900 ;;; Do miscellaneous (LOAD EVAL) time actions for the structure
901 ;;; described by DD. Create the class and LAYOUT, checking for
902 ;;; incompatible redefinition. Define those functions which are
903 ;;; sufficiently stereotyped that we can implement them as standard
904 ;;; closures.
905 (defun %defstruct (dd inherits source-location)
906   (declare (type defstruct-description dd))
907
908   ;; We set up LAYOUTs even in the cross-compilation host.
909   (multiple-value-bind (classoid layout old-layout)
910       (ensure-structure-class dd inherits "current" "new")
911     (cond ((not old-layout)
912            (unless (eq (classoid-layout classoid) layout)
913              (register-layout layout)))
914           (t
915            (%redefine-defstruct classoid old-layout layout)
916            (let ((old-dd (layout-info old-layout)))
917              (when (defstruct-description-p old-dd)
918                (dolist (slot (dd-slots old-dd))
919                  (fmakunbound (dsd-accessor-name slot))
920                  (unless (dsd-read-only slot)
921                    (fmakunbound `(setf ,(dsd-accessor-name slot)))))))
922            (setq layout (classoid-layout classoid))))
923     (setf (find-classoid (dd-name dd)) classoid)
924
925     (sb!c:with-source-location (source-location)
926       (setf (layout-source-location layout) source-location))
927
928     ;; Various other operations only make sense on the target SBCL.
929     #-sb-xc-host
930     (%target-defstruct dd layout))
931
932   (values))
933 \f
934 ;;; Return a form describing the writable place used for this slot
935 ;;; in the instance named INSTANCE-NAME.
936 (defun %accessor-place-form (dd dsd instance-name)
937   (let (;; the operator that we'll use to access a typed slot
938         (ref (ecase (dd-type dd)
939                (structure '%instance-ref)
940                (list 'nth-but-with-sane-arg-order)
941                (vector 'aref)))
942         (raw-type (dsd-raw-type dsd)))
943     (if (eq raw-type t) ; if not raw slot
944         `(,ref ,instance-name ,(dsd-index dsd))
945         (let* ((raw-slot-data (find raw-type *raw-slot-data-list*
946                                     :key #'raw-slot-data-raw-type
947                                     :test #'equal))
948                (raw-slot-accessor (raw-slot-data-accessor-name raw-slot-data)))
949           `(,raw-slot-accessor ,instance-name ,(dsd-index dsd))))))
950
951 ;;; Return source transforms for the reader and writer functions of
952 ;;; the slot described by DSD. They should be inline expanded, but
953 ;;; source transforms work faster.
954 (defun slot-accessor-transforms (dd dsd)
955   (let ((accessor-place-form (%accessor-place-form dd dsd
956                                                    `(the ,(dd-name dd) instance)))
957         (dsd-type (dsd-type dsd))
958         (value-the (if (dsd-safe-p dsd) 'truly-the 'the)))
959     (values (sb!c:source-transform-lambda (instance)
960               `(,value-the ,dsd-type ,(subst instance 'instance
961                                              accessor-place-form)))
962             (sb!c:source-transform-lambda (new-value instance)
963               (destructuring-bind (accessor-name &rest accessor-args)
964                   accessor-place-form
965                 (once-only ((new-value new-value)
966                             (instance instance))
967                   `(,(info :setf :inverse accessor-name)
968                      ,@(subst instance 'instance accessor-args)
969                      (the ,dsd-type ,new-value))))))))
970
971 ;;; Return a LAMBDA form which can be used to set a slot.
972 (defun slot-setter-lambda-form (dd dsd)
973   ;; KLUDGE: Evaluating the results of SLOT-ACCESSOR-TRANSFORMS needs
974   ;; a lexenv.
975   (let ((sb!c:*lexenv* (if (boundp 'sb!c:*lexenv*)
976                            sb!c:*lexenv*
977                            (sb!c::make-null-lexenv))))
978     `(lambda (new-value instance)
979        ,(funcall (nth-value 1 (slot-accessor-transforms dd dsd))
980                  '(dummy new-value instance)))))
981
982 ;;; core compile-time setup of any class with a LAYOUT, used even by
983 ;;; !DEFSTRUCT-WITH-ALTERNATE-METACLASS weirdosities
984 (defun %compiler-set-up-layout (dd
985                                 &optional
986                                 ;; Several special cases
987                                 ;; (STRUCTURE-OBJECT itself, and
988                                 ;; structures with alternate
989                                 ;; metaclasses) call this function
990                                 ;; directly, and they're all at the
991                                 ;; base of the instance class
992                                 ;; structure, so this is a handy
993                                 ;; default.  (But note
994                                 ;; FUNCALLABLE-STRUCTUREs need
995                                 ;; assistance here)
996                                 (inherits (vector (find-layout t))))
997
998   (multiple-value-bind (classoid layout old-layout)
999       (multiple-value-bind (clayout clayout-p)
1000           (info :type :compiler-layout (dd-name dd))
1001         (ensure-structure-class dd
1002                                 inherits
1003                                 (if clayout-p
1004                                     "The most recently compiled"
1005                                     "The current")
1006                                 "the most recently loaded"
1007                                 :compiler-layout clayout))
1008     (cond (old-layout
1009            (labels
1010                ;; Blow away all the compiler info for the structure
1011                ;; CLASS. Iterate over this type, clearing the compiler
1012                ;; structure type info, and undefining all the
1013                ;; associated functions.  FIXME: maybe rename
1014                ;; UNDEFINE-FUN-NAME to UNDECLARE-FUNCTION-NAME?
1015                ((undeclare-structure (classoid subclasses-p)
1016                   (let ((info (layout-info (classoid-layout classoid))))
1017                     (when (defstruct-description-p info)
1018                       (let ((type (dd-name info)))
1019                         (remhash type *typecheckfuns*)
1020                         (setf (info :type :compiler-layout type) nil)
1021                         (undefine-fun-name (dd-copier-name info))
1022                         (undefine-fun-name (dd-predicate-name info))
1023                         (dolist (slot (dd-slots info))
1024                           (let ((fun (dsd-accessor-name slot)))
1025                             (unless (accessor-inherited-data fun info)
1026                               (undefine-fun-name fun)
1027                               (unless (dsd-read-only slot)
1028                                 (undefine-fun-name `(setf ,fun)))))))
1029                       ;; Clear out the SPECIFIER-TYPE cache so that subsequent
1030                       ;; references are unknown types.
1031                       (values-specifier-type-cache-clear)))
1032                   (when subclasses-p
1033                     (collect ((subs))
1034                       (dohash ((classoid layout)
1035                                (classoid-subclasses classoid)
1036                                :locked t)
1037                         (declare (ignore layout))
1038                         (undeclare-structure classoid nil)
1039                         (subs (classoid-proper-name classoid)))
1040                       ;; Is it really necessary to warn about
1041                       ;; undeclaring functions for subclasses?
1042                       (when (subs)
1043                         (warn "undeclaring functions for old subclasses ~
1044                                of ~S:~%  ~S"
1045                               (classoid-name classoid)
1046                               (subs)))))))
1047              (undeclare-structure (layout-classoid old-layout)
1048                                   (and (classoid-subclasses classoid)
1049                                        (not (eq layout old-layout))))
1050              (setf (layout-invalid layout) nil)
1051              ;; FIXME: it might be polite to hold onto old-layout and
1052              ;; restore it at the end of the file.  -- RMK 2008-09-19
1053              ;; (International Talk Like a Pirate Day).
1054              (warn "~@<Clobbering the compiler's idea of the layout of ~A.~:@>"
1055                    classoid)))
1056           (t
1057            (unless (eq (classoid-layout classoid) layout)
1058              (register-layout layout :invalidate nil))
1059            (setf (find-classoid (dd-name dd)) classoid)))
1060
1061     ;; At this point the class should be set up in the INFO database.
1062     ;; But the logic that enforces this is a little tangled and
1063     ;; scattered, so it's not obvious, so let's check.
1064     (aver (find-classoid (dd-name dd) nil))
1065
1066     (setf (info :type :compiler-layout (dd-name dd)) layout))
1067
1068   (values))
1069
1070 ;;; Do (COMPILE LOAD EVAL)-time actions for the normal (not
1071 ;;; ALTERNATE-LAYOUT) DEFSTRUCT described by DD.
1072 (defun %compiler-defstruct (dd inherits)
1073   (declare (type defstruct-description dd))
1074
1075   (%compiler-set-up-layout dd inherits)
1076
1077   (let* ((dtype (dd-declarable-type dd)))
1078
1079     (let ((copier-name (dd-copier-name dd)))
1080       (when copier-name
1081         (sb!xc:proclaim `(ftype (sfunction (,dtype) ,dtype) ,copier-name))))
1082
1083     (let ((predicate-name (dd-predicate-name dd)))
1084       (when predicate-name
1085         (sb!xc:proclaim `(ftype (sfunction (t) boolean) ,predicate-name))
1086         ;; Provide inline expansion (or not).
1087         (ecase (dd-type dd)
1088           ((structure funcallable-structure)
1089            ;; Let the predicate be inlined.
1090            (setf (info :function :inline-expansion-designator predicate-name)
1091                  (lambda ()
1092                    `(lambda (x)
1093                       ;; This dead simple definition works because the
1094                       ;; type system knows how to generate inline type
1095                       ;; tests for instances.
1096                       (typep x ',(dd-name dd))))
1097                  (info :function :inlinep predicate-name)
1098                  :inline))
1099           ((list vector)
1100            ;; Just punt. We could provide inline expansions for :TYPE
1101            ;; LIST and :TYPE VECTOR predicates too, but it'd be a
1102            ;; little messier and we don't bother. (Does anyway use
1103            ;; typed DEFSTRUCTs at all, let alone for high
1104            ;; performance?)
1105            ))))
1106
1107     (dolist (dsd (dd-slots dd))
1108       (let* ((accessor-name (dsd-accessor-name dsd))
1109              (dsd-type (dsd-type dsd)))
1110         (when accessor-name
1111           (setf (info :function :structure-accessor accessor-name) dd)
1112           (let ((inherited (accessor-inherited-data accessor-name dd)))
1113             (cond
1114               ((not inherited)
1115                (multiple-value-bind (reader-designator writer-designator)
1116                    (slot-accessor-transforms dd dsd)
1117                  (sb!xc:proclaim `(ftype (sfunction (,dtype) ,dsd-type)
1118                                    ,accessor-name))
1119                  (setf (info :function :source-transform accessor-name)
1120                        reader-designator)
1121                  (unless (dsd-read-only dsd)
1122                    (let ((setf-accessor-name `(setf ,accessor-name)))
1123                      (sb!xc:proclaim
1124                       `(ftype (sfunction (,dsd-type ,dtype) ,dsd-type)
1125                         ,setf-accessor-name))
1126                      (setf (info :function :source-transform setf-accessor-name)
1127                            writer-designator)))))
1128               ((not (= (cdr inherited) (dsd-index dsd)))
1129                (style-warn "~@<Non-overwritten accessor ~S does not access ~
1130                             slot with name ~S (accessing an inherited slot ~
1131                             instead).~:@>"
1132                            accessor-name
1133                            (dsd-name dsd)))))))))
1134   (values))
1135 \f
1136 ;;;; redefinition stuff
1137
1138 ;;; Compare the slots of OLD and NEW, returning 3 lists of slot names:
1139 ;;;   1. Slots which have moved,
1140 ;;;   2. Slots whose type has changed,
1141 ;;;   3. Deleted slots.
1142 (defun compare-slots (old new)
1143   (let* ((oslots (dd-slots old))
1144          (nslots (dd-slots new))
1145          (onames (mapcar #'dsd-name oslots))
1146          (nnames (mapcar #'dsd-name nslots)))
1147     (collect ((moved)
1148               (retyped))
1149       (dolist (name (intersection onames nnames))
1150         (let ((os (find name oslots :key #'dsd-name :test #'string=))
1151               (ns (find name nslots :key #'dsd-name :test #'string=)))
1152           (unless (sb!xc:subtypep (dsd-type ns) (dsd-type os))
1153             (retyped name))
1154           (unless (and (= (dsd-index os) (dsd-index ns))
1155                        (eq (dsd-raw-type os) (dsd-raw-type ns)))
1156             (moved name))))
1157       (values (moved)
1158               (retyped)
1159               (set-difference onames nnames :test #'string=)))))
1160
1161 ;;; If we are redefining a structure with different slots than in the
1162 ;;; currently loaded version, give a warning and return true.
1163 (defun redefine-structure-warning (classoid old new)
1164   (declare (type defstruct-description old new)
1165            (type classoid classoid)
1166            (ignore classoid))
1167   (let ((name (dd-name new)))
1168     (multiple-value-bind (moved retyped deleted) (compare-slots old new)
1169       (when (or moved retyped deleted)
1170         (warn
1171          "incompatibly redefining slots of structure class ~S~@
1172           Make sure any uses of affected accessors are recompiled:~@
1173           ~@[  These slots were moved to new positions:~%    ~S~%~]~
1174           ~@[  These slots have new incompatible types:~%    ~S~%~]~
1175           ~@[  These slots were deleted:~%    ~S~%~]"
1176          name moved retyped deleted)
1177         t))))
1178
1179 ;;; This function is called when we are incompatibly redefining a
1180 ;;; structure CLASS to have the specified NEW-LAYOUT. We signal an
1181 ;;; error with some proceed options and return the layout that should
1182 ;;; be used.
1183 (defun %redefine-defstruct (classoid old-layout new-layout)
1184   (declare (type classoid classoid)
1185            (type layout old-layout new-layout))
1186   (let ((name (classoid-proper-name classoid)))
1187     (restart-case
1188         (error "~@<attempt to redefine the ~S class ~S incompatibly with the current definition~:@>"
1189                'structure-object
1190                name)
1191       (continue ()
1192        :report (lambda (s)
1193                  (format s
1194                          "~@<Use the new definition of ~S, invalidating ~
1195                           already-loaded code and instances.~@:>"
1196                          name))
1197        (register-layout new-layout))
1198       (recklessly-continue ()
1199        :report (lambda (s)
1200                  (format s
1201                          "~@<Use the new definition of ~S as if it were ~
1202                           compatible, allowing old accessors to use new ~
1203                           instances and allowing new accessors to use old ~
1204                           instances.~@:>"
1205                          name))
1206        ;; classic CMU CL warning: "Any old ~S instances will be in a bad way.
1207        ;; I hope you know what you're doing..."
1208        (register-layout new-layout
1209                         :invalidate nil
1210                         :destruct-layout old-layout))
1211       (clobber-it ()
1212        ;; FIXME: deprecated 2002-10-16, and since it's only interactive
1213        ;; hackery instead of a supported feature, can probably be deleted
1214        ;; in early 2003
1215        :report "(deprecated synonym for RECKLESSLY-CONTINUE)"
1216        (register-layout new-layout
1217                         :invalidate nil
1218                         :destruct-layout old-layout))))
1219   (values))
1220
1221 (declaim (inline dd-layout-length))
1222 (defun dd-layout-length (dd)
1223   (+ (dd-length dd) (dd-raw-length dd)))
1224
1225 (declaim (ftype (sfunction (defstruct-description) index) dd-instance-length))
1226 (defun dd-instance-length (dd)
1227   ;; Make sure the object ends at a two-word boundary.  Note that this does
1228   ;; not affect the amount of memory used, since the allocator would add the
1229   ;; same padding anyway.  However, raw slots are indexed from the length of
1230   ;; the object as indicated in the header, so the pad word needs to be
1231   ;; included in that length to guarantee proper alignment of raw double float
1232   ;; slots, necessary for (at least) the SPARC backend.
1233   (let ((layout-length (dd-layout-length dd)))
1234     (declare (index layout-length))
1235     (+ layout-length (mod (1+ layout-length) 2))))
1236
1237 ;;; This is called when we are about to define a structure class. It
1238 ;;; returns a (possibly new) class object and the layout which should
1239 ;;; be used for the new definition (may be the current layout, and
1240 ;;; also might be an uninstalled forward referenced layout.) The third
1241 ;;; value is true if this is an incompatible redefinition, in which
1242 ;;; case it is the old layout.
1243 (defun ensure-structure-class (info inherits old-context new-context
1244                                     &key compiler-layout)
1245   (multiple-value-bind (class old-layout)
1246       (destructuring-bind
1247           (&optional
1248            name
1249            (class 'structure-classoid)
1250            (constructor 'make-structure-classoid))
1251           (dd-alternate-metaclass info)
1252         (declare (ignore name))
1253         (insured-find-classoid (dd-name info)
1254                                (if (eq class 'structure-classoid)
1255                                    (lambda (x)
1256                                      (sb!xc:typep x 'structure-classoid))
1257                                    (lambda (x)
1258                                      (sb!xc:typep x (classoid-name (find-classoid class)))))
1259                                (fdefinition constructor)))
1260     (setf (classoid-direct-superclasses class)
1261           (case (dd-name info)
1262             ((ansi-stream
1263               fd-stream
1264               sb!impl::string-input-stream sb!impl::string-output-stream
1265               sb!impl::fill-pointer-output-stream)
1266              (list (layout-classoid (svref inherits (1- (length inherits))))
1267                    (layout-classoid (svref inherits (- (length inherits) 2)))))
1268             (t
1269              (list (layout-classoid
1270                     (svref inherits (1- (length inherits))))))))
1271     (let ((new-layout (make-layout :classoid class
1272                                    :inherits inherits
1273                                    :depthoid (length inherits)
1274                                    :length (dd-layout-length info)
1275                                    :n-untagged-slots (dd-raw-length info)
1276                                    :info info))
1277           (old-layout (or compiler-layout old-layout)))
1278       (cond
1279        ((not old-layout)
1280         (values class new-layout nil))
1281        (;; This clause corresponds to an assertion in REDEFINE-LAYOUT-WARNING
1282         ;; of classic CMU CL. I moved it out to here because it was only
1283         ;; exercised in this code path anyway. -- WHN 19990510
1284         (not (eq (layout-classoid new-layout) (layout-classoid old-layout)))
1285         (error "shouldn't happen: weird state of OLD-LAYOUT?"))
1286        ((not *type-system-initialized*)
1287         (setf (layout-info old-layout) info)
1288         (values class old-layout nil))
1289        ((redefine-layout-warning old-context
1290                                  old-layout
1291                                  new-context
1292                                  (layout-length new-layout)
1293                                  (layout-inherits new-layout)
1294                                  (layout-depthoid new-layout)
1295                                  (layout-n-untagged-slots new-layout))
1296         (values class new-layout old-layout))
1297        (t
1298         (let ((old-info (layout-info old-layout)))
1299           (typecase old-info
1300             ((or defstruct-description)
1301              (cond ((redefine-structure-warning class old-info info)
1302                     (values class new-layout old-layout))
1303                    (t
1304                     (setf (layout-info old-layout) info)
1305                     (values class old-layout nil))))
1306             (null
1307              (setf (layout-info old-layout) info)
1308              (values class old-layout nil))
1309             (t
1310              (error "shouldn't happen! strange thing in LAYOUT-INFO:~%  ~S"
1311                     old-layout)
1312              (values class new-layout old-layout)))))))))
1313 \f
1314 ;;; Return a list of pairs (name . index). Used for :TYPE'd
1315 ;;; constructors to find all the names that we have to splice in &
1316 ;;; where. Note that these types don't have a layout, so we can't look
1317 ;;; at LAYOUT-INHERITS.
1318 (defun find-name-indices (defstruct)
1319   (collect ((res))
1320     (let ((infos ()))
1321       (do ((info defstruct
1322                  (typed-structure-info-or-lose (first (dd-include info)))))
1323           ((not (dd-include info))
1324            (push info infos))
1325         (push info infos))
1326
1327       (let ((i 0))
1328         (dolist (info infos)
1329           (incf i (or (dd-offset info) 0))
1330           (when (dd-named info)
1331             (res (cons (dd-name info) i)))
1332           (setq i (dd-length info)))))
1333
1334     (res)))
1335 \f
1336 ;;; These functions are called to actually make a constructor after we
1337 ;;; have processed the arglist. The correct variant (according to the
1338 ;;; DD-TYPE) should be called. The function is defined with the
1339 ;;; specified name and arglist. VARS and TYPES are used for argument
1340 ;;; type declarations. VALUES are the values for the slots (in order.)
1341 ;;;
1342 ;;; This is split three ways because:
1343 ;;;   * LIST & VECTOR structures need "name" symbols stuck in at
1344 ;;;     various weird places, whereas STRUCTURE structures have
1345 ;;;     a LAYOUT slot.
1346 ;;;   * We really want to use LIST to make list structures, instead of
1347 ;;;     MAKE-LIST/(SETF ELT). (We can't in general use VECTOR in an
1348 ;;;     analogous way, since VECTOR makes a SIMPLE-VECTOR and vector-typed
1349 ;;;     structures can have arbitrary subtypes of VECTOR, not necessarily
1350 ;;;     SIMPLE-VECTOR.)
1351 ;;;   * STRUCTURE structures can have raw slots that must also be
1352 ;;;     allocated and indirectly referenced.
1353 (defun create-vector-constructor (dd cons-name arglist vars types values)
1354   (let ((temp (gensym))
1355         (etype (dd-element-type dd)))
1356     `(defun ,cons-name ,arglist
1357        (declare ,@(mapcar (lambda (var type) `(type (and ,type ,etype) ,var))
1358                           vars types))
1359        (let ((,temp (make-array ,(dd-length dd)
1360                                 :element-type ',(dd-element-type dd))))
1361          ,@(mapcar (lambda (x)
1362                      `(setf (aref ,temp ,(cdr x))  ',(car x)))
1363                    (find-name-indices dd))
1364          ,@(mapcar (lambda (dsd value)
1365                      (unless (eq value '.do-not-initialize-slot.)
1366                          `(setf (aref ,temp ,(dsd-index dsd)) ,value)))
1367                    (dd-slots dd) values)
1368          ,temp))))
1369 (defun create-list-constructor (dd cons-name arglist vars types values)
1370   (let ((vals (make-list (dd-length dd) :initial-element nil)))
1371     (dolist (x (find-name-indices dd))
1372       (setf (elt vals (cdr x)) `',(car x)))
1373     (loop for dsd in (dd-slots dd) and val in values do
1374       (setf (elt vals (dsd-index dsd))
1375             (if (eq val '.do-not-initialize-slot.) 0 val)))
1376     `(defun ,cons-name ,arglist
1377        (declare ,@(mapcar (lambda (var type) `(type ,type ,var)) vars types))
1378        (list ,@vals))))
1379 (defun create-structure-constructor (dd cons-name arglist vars types values)
1380   ;; The difference between the two implementations here is that on all
1381   ;; platforms we don't have the appropriate RAW-INSTANCE-INIT VOPS, which
1382   ;; must be able to deal with immediate values as well -- unlike
1383   ;; RAW-INSTANCE-SET VOPs, which never end up seeing immediate values. With
1384   ;; some additional cleverness we might manage without them and just a single
1385   ;; implementation here, though -- figure out a way to ensure that on those
1386   ;; platforms we always still get a non-immediate TN in every case...
1387   ;;
1388   ;; Until someone does that, this means that instances with raw slots can be
1389   ;; DX allocated only on platforms with those additional VOPs.
1390   #!+raw-instance-init-vops
1391   (let* ((slot-values nil)
1392          (slot-specs
1393           (mapcan (lambda (dsd value)
1394                     (unless (eq value '.do-not-initialize-slot.)
1395                       (push value slot-values)
1396                       (list (list* :slot (dsd-raw-type dsd) (dsd-index dsd)))))
1397                   (dd-slots dd)
1398                   values)))
1399     `(defun ,cons-name ,arglist
1400        (declare ,@(mapcar (lambda (var type) `(type ,type ,var)) vars types))
1401        (%make-structure-instance-macro ,dd ',slot-specs ,@(reverse slot-values))))
1402   #!-raw-instance-init-vops
1403   (let ((instance (gensym "INSTANCE")) slot-values slot-specs raw-slots raw-values)
1404     (mapc (lambda (dsd value)
1405             (unless (eq value '.do-not-initialize-slot.)
1406               (let ((raw-type (dsd-raw-type dsd)))
1407                 (cond ((eq t raw-type)
1408                        (push value slot-values)
1409                        (push (list* :slot raw-type (dsd-index dsd)) slot-specs))
1410                       (t
1411                        (push value raw-values)
1412                        (push dsd raw-slots))))))
1413           (dd-slots dd)
1414           values)
1415     `(defun ,cons-name ,arglist
1416        (declare ,@(mapcar (lambda (var type) `(type ,type ,var)) vars types))
1417        ,(if raw-slots
1418             `(let ((,instance (%make-structure-instance-macro ,dd ',slot-specs ,@slot-values)))
1419               ,@(mapcar (lambda (dsd value)
1420                           ;; (Note that we can't in general use the
1421                           ;; ordinary named slot setter function here
1422                           ;; because the slot might be :READ-ONLY, so we
1423                           ;; whip up new LAMBDA representations of slot
1424                           ;; setters for the occasion.)
1425                           `(,(slot-setter-lambda-form dd dsd) ,value ,instance))
1426                         raw-slots
1427                         raw-values)
1428               ,instance)
1429             `(%make-structure-instance-macro ,dd ',slot-specs ,@slot-values)))))
1430
1431 ;;; Create a default (non-BOA) keyword constructor.
1432 (defun create-keyword-constructor (defstruct creator)
1433   (declare (type function creator))
1434   (collect ((arglist (list '&key))
1435             (types)
1436             (vals))
1437     (dolist (slot (dd-slots defstruct))
1438       (let ((dum (gensym))
1439             (name (dsd-name slot)))
1440         (arglist `((,(keywordicate name) ,dum) ,(dsd-default slot)))
1441         (types (dsd-type slot))
1442         (vals dum)))
1443     (funcall creator
1444              defstruct (dd-default-constructor defstruct)
1445              (arglist) (vals) (types) (vals))))
1446
1447 ;;; Given a structure and a BOA constructor spec, call CREATOR with
1448 ;;; the appropriate args to make a constructor.
1449 (defun create-boa-constructor (defstruct boa creator)
1450   (declare (type function creator))
1451   (multiple-value-bind (req opt restp rest keyp keys allowp auxp aux)
1452       (parse-lambda-list (second boa))
1453     (collect ((arglist)
1454               (vars)
1455               (types)
1456               (skipped-vars))
1457       (labels ((get-slot (name)
1458                  (let ((res (find name (dd-slots defstruct)
1459                                   :test #'string=
1460                                   :key #'dsd-name)))
1461                    (if res
1462                        (values (dsd-type res) (dsd-default res))
1463                        (values t nil))))
1464                (do-default (arg)
1465                  (multiple-value-bind (type default) (get-slot arg)
1466                    (arglist `(,arg ,default))
1467                    (vars arg)
1468                    (types type))))
1469         (dolist (arg req)
1470           (arglist arg)
1471           (vars arg)
1472           (types (get-slot arg)))
1473
1474         (when opt
1475           (arglist '&optional)
1476           (dolist (arg opt)
1477             (cond ((consp arg)
1478                    (destructuring-bind
1479                          ;; FIXME: this shares some logic (though not
1480                          ;; code) with the &key case below (and it
1481                          ;; looks confusing) -- factor out the logic
1482                          ;; if possible. - CSR, 2002-04-19
1483                          (name
1484                           &optional
1485                           (def (nth-value 1 (get-slot name)))
1486                           (supplied-test nil supplied-test-p))
1487                        arg
1488                      (arglist `(,name ,def ,@(if supplied-test-p `(,supplied-test) nil)))
1489                      (vars name)
1490                      (types (get-slot name))))
1491                   (t
1492                    (do-default arg)))))
1493
1494         (when restp
1495           (arglist '&rest rest)
1496           (vars rest)
1497           (types 'list))
1498
1499         (when keyp
1500           (arglist '&key)
1501           (dolist (key keys)
1502             (if (consp key)
1503                 (destructuring-bind (wot
1504                                      &optional
1505                                      (def nil def-p)
1506                                      (supplied-test nil supplied-test-p))
1507                     key
1508                   (let ((name (if (consp wot)
1509                                   (destructuring-bind (key var) wot
1510                                     (declare (ignore key))
1511                                     var)
1512                                   wot)))
1513                     (multiple-value-bind (type slot-def)
1514                         (get-slot name)
1515                       (arglist `(,wot ,(if def-p def slot-def)
1516                                  ,@(if supplied-test-p `(,supplied-test) nil)))
1517                       (vars name)
1518                       (types type))))
1519                 (do-default key))))
1520
1521         (when allowp (arglist '&allow-other-keys))
1522
1523         (when auxp
1524           (arglist '&aux)
1525           (dolist (arg aux)
1526             (arglist arg)
1527             (if (proper-list-of-length-p arg 2)
1528               (let ((var (first arg)))
1529                 (vars var)
1530                 (types (get-slot var)))
1531               (skipped-vars (if (consp arg) (first arg) arg))))))
1532
1533       (funcall creator defstruct (first boa)
1534                (arglist) (vars) (types)
1535                (loop for slot in (dd-slots defstruct)
1536                      for name = (dsd-name slot)
1537                      collect (cond ((find name (skipped-vars) :test #'string=)
1538                                     ;; CLHS 3.4.6 Boa Lambda Lists
1539                                     (setf (dsd-safe-p slot) nil)
1540                                     '.do-not-initialize-slot.)
1541                                    ((or (find (dsd-name slot) (vars) :test #'string=)
1542                                         (let ((type (dsd-type slot)))
1543                                           (if (eq t type)
1544                                               (dsd-default slot)
1545                                               `(the ,type ,(dsd-default slot))))))))))))
1546
1547 ;;; Grovel the constructor options, and decide what constructors (if
1548 ;;; any) to create.
1549 (defun constructor-definitions (defstruct)
1550   (let ((no-constructors nil)
1551         (boas ())
1552         (defaults ())
1553         (creator (ecase (dd-type defstruct)
1554                    (structure #'create-structure-constructor)
1555                    (vector #'create-vector-constructor)
1556                    (list #'create-list-constructor))))
1557     (dolist (constructor (dd-constructors defstruct))
1558       (destructuring-bind (name &optional (boa-ll nil boa-p)) constructor
1559         (declare (ignore boa-ll))
1560         (cond ((not name) (setq no-constructors t))
1561               (boa-p (push constructor boas))
1562               (t (push name defaults)))))
1563
1564     (when no-constructors
1565       (when (or defaults boas)
1566         (error "(:CONSTRUCTOR NIL) combined with other :CONSTRUCTORs"))
1567       (return-from constructor-definitions ()))
1568
1569     (unless (or defaults boas)
1570       (push (symbolicate "MAKE-" (dd-name defstruct)) defaults))
1571
1572     (collect ((res) (names))
1573       (when defaults
1574         (let ((cname (first defaults)))
1575           (setf (dd-default-constructor defstruct) cname)
1576           (res (create-keyword-constructor defstruct creator))
1577           (names cname)
1578           (dolist (other-name (rest defaults))
1579             (res `(setf (fdefinition ',other-name) (fdefinition ',cname)))
1580             (names other-name))))
1581
1582       (dolist (boa boas)
1583         (res (create-boa-constructor defstruct boa creator))
1584         (names (first boa)))
1585
1586       (res `(declaim (ftype
1587                       (sfunction *
1588                                  ,(if (eq (dd-type defstruct) 'structure)
1589                                       (dd-name defstruct)
1590                                       '*))
1591                       ,@(names))))
1592
1593       (res))))
1594 \f
1595 ;;;; instances with ALTERNATE-METACLASS
1596 ;;;;
1597 ;;;; The CMU CL support for structures with ALTERNATE-METACLASS was a
1598 ;;;; fairly general extension embedded in the main DEFSTRUCT code, and
1599 ;;;; the result was an fairly impressive mess as ALTERNATE-METACLASS
1600 ;;;; extension mixed with ANSI CL generality (e.g. :TYPE and :INCLUDE)
1601 ;;;; and CMU CL implementation hairiness (esp. raw slots). This SBCL
1602 ;;;; version is much less ambitious, noticing that ALTERNATE-METACLASS
1603 ;;;; is only used to implement CONDITION, STANDARD-INSTANCE, and
1604 ;;;; GENERIC-FUNCTION, and defining a simple specialized
1605 ;;;; separate-from-DEFSTRUCT macro to provide only enough
1606 ;;;; functionality to support those.
1607 ;;;;
1608 ;;;; KLUDGE: The defining macro here is so specialized that it's ugly
1609 ;;;; in its own way. It also violates once-and-only-once by knowing
1610 ;;;; much about structures and layouts that is already known by the
1611 ;;;; main DEFSTRUCT macro. Hopefully it will go away presently
1612 ;;;; (perhaps when CL:CLASS and SB-PCL:CLASS meet) as per FIXME below.
1613 ;;;; -- WHN 2001-10-28
1614 ;;;;
1615 ;;;; FIXME: There seems to be no good reason to shoehorn CONDITION,
1616 ;;;; STANDARD-INSTANCE, and GENERIC-FUNCTION into mutated structures
1617 ;;;; instead of just implementing them as primitive objects. (This
1618 ;;;; reduced-functionality macro seems pretty close to the
1619 ;;;; functionality of DEFINE-PRIMITIVE-OBJECT..)
1620
1621 (defun make-dd-with-alternate-metaclass (&key (class-name (missing-arg))
1622                                               (superclass-name (missing-arg))
1623                                               (metaclass-name (missing-arg))
1624                                               (dd-type (missing-arg))
1625                                               metaclass-constructor
1626                                               slot-names)
1627   (let* ((dd (make-defstruct-description class-name))
1628          (conc-name (concatenate 'string (symbol-name class-name) "-"))
1629          (dd-slots (let ((reversed-result nil)
1630                          ;; The index starts at 1 for ordinary named
1631                          ;; slots because slot 0 is magical, used for
1632                          ;; the LAYOUT in CONDITIONs and
1633                          ;; FUNCALLABLE-INSTANCEs.  (This is the same
1634                          ;; in ordinary structures too: see (INCF
1635                          ;; DD-LENGTH) in
1636                          ;; PARSE-DEFSTRUCT-NAME-AND-OPTIONS).
1637                          (index 1))
1638                      (dolist (slot-name slot-names)
1639                        (push (make-defstruct-slot-description
1640                               :name slot-name
1641                               :index index
1642                               :accessor-name (symbolicate conc-name slot-name))
1643                              reversed-result)
1644                        (incf index))
1645                      (nreverse reversed-result))))
1646     (case dd-type
1647       ;; We don't support inheritance of alternate metaclass stuff,
1648       ;; and it's not a general-purpose facility, so sanity check our
1649       ;; own code.
1650       (structure
1651        (aver (eq superclass-name 't)))
1652       (funcallable-structure
1653        (aver (eq superclass-name 'function)))
1654       (t (bug "Unknown DD-TYPE in ALTERNATE-METACLASS: ~S" dd-type)))
1655     (setf (dd-alternate-metaclass dd) (list superclass-name
1656                                             metaclass-name
1657                                             metaclass-constructor)
1658           (dd-slots dd) dd-slots
1659           (dd-length dd) (1+ (length slot-names))
1660           (dd-type dd) dd-type)
1661     dd))
1662
1663 ;;; make !DEFSTRUCT-WITH-ALTERNATE-METACLASS compilable by the host
1664 ;;; lisp, installing the information we need to reason about the
1665 ;;; structures (layouts and classoids).
1666 ;;;
1667 ;;; FIXME: we should share the parsing and the DD construction between
1668 ;;; this and the cross-compiler version, but my brain was too small to
1669 ;;; get that right.  -- CSR, 2006-09-14
1670 #+sb-xc-host
1671 (defmacro !defstruct-with-alternate-metaclass
1672     (class-name &key
1673                 (slot-names (missing-arg))
1674                 (boa-constructor (missing-arg))
1675                 (superclass-name (missing-arg))
1676                 (metaclass-name (missing-arg))
1677                 (metaclass-constructor (missing-arg))
1678                 (dd-type (missing-arg))
1679                 predicate
1680                 (runtime-type-checks-p t))
1681
1682   (declare (type (and list (not null)) slot-names))
1683   (declare (type (and symbol (not null))
1684                  boa-constructor
1685                  superclass-name
1686                  metaclass-name
1687                  metaclass-constructor))
1688   (declare (type symbol predicate))
1689   (declare (type (member structure funcallable-structure) dd-type))
1690   (declare (ignore boa-constructor predicate runtime-type-checks-p))
1691
1692   (let* ((dd (make-dd-with-alternate-metaclass
1693               :class-name class-name
1694               :slot-names slot-names
1695               :superclass-name superclass-name
1696               :metaclass-name metaclass-name
1697               :metaclass-constructor metaclass-constructor
1698               :dd-type dd-type)))
1699     `(progn
1700
1701       (eval-when (:compile-toplevel :load-toplevel :execute)
1702         (%compiler-set-up-layout ',dd ',(inherits-for-structure dd))))))
1703
1704 (sb!xc:defmacro !defstruct-with-alternate-metaclass
1705     (class-name &key
1706                 (slot-names (missing-arg))
1707                 (boa-constructor (missing-arg))
1708                 (superclass-name (missing-arg))
1709                 (metaclass-name (missing-arg))
1710                 (metaclass-constructor (missing-arg))
1711                 (dd-type (missing-arg))
1712                 predicate
1713                 (runtime-type-checks-p t))
1714
1715   (declare (type (and list (not null)) slot-names))
1716   (declare (type (and symbol (not null))
1717                  boa-constructor
1718                  superclass-name
1719                  metaclass-name
1720                  metaclass-constructor))
1721   (declare (type symbol predicate))
1722   (declare (type (member structure funcallable-structure) dd-type))
1723
1724   (let* ((dd (make-dd-with-alternate-metaclass
1725               :class-name class-name
1726               :slot-names slot-names
1727               :superclass-name superclass-name
1728               :metaclass-name metaclass-name
1729               :metaclass-constructor metaclass-constructor
1730               :dd-type dd-type))
1731          (dd-slots (dd-slots dd))
1732          (dd-length (1+ (length slot-names)))
1733          (object-gensym (gensym "OBJECT"))
1734          (new-value-gensym (gensym "NEW-VALUE-"))
1735          (delayed-layout-form `(%delayed-get-compiler-layout ,class-name)))
1736     (multiple-value-bind (raw-maker-form raw-reffer-operator)
1737         (ecase dd-type
1738           (structure
1739            (values `(%make-structure-instance-macro ,dd nil)
1740                    '%instance-ref))
1741           (funcallable-structure
1742            (values `(let ((,object-gensym
1743                            (%make-funcallable-instance ,dd-length)))
1744                       (setf (%funcallable-instance-layout ,object-gensym)
1745                             ,delayed-layout-form)
1746                       ,object-gensym)
1747                    '%funcallable-instance-info)))
1748       `(progn
1749
1750          (eval-when (:compile-toplevel :load-toplevel :execute)
1751            (%compiler-set-up-layout ',dd ',(inherits-for-structure dd)))
1752
1753          ;; slot readers and writers
1754          (declaim (inline ,@(mapcar #'dsd-accessor-name dd-slots)))
1755          ,@(mapcar (lambda (dsd)
1756                      `(defun ,(dsd-accessor-name dsd) (,object-gensym)
1757                         ,@(when runtime-type-checks-p
1758                             `((declare (type ,class-name ,object-gensym))))
1759                         (,raw-reffer-operator ,object-gensym
1760                                               ,(dsd-index dsd))))
1761                    dd-slots)
1762          (declaim (inline ,@(mapcar (lambda (dsd)
1763                                       `(setf ,(dsd-accessor-name dsd)))
1764                                     dd-slots)))
1765          ,@(mapcar (lambda (dsd)
1766                      `(defun (setf ,(dsd-accessor-name dsd)) (,new-value-gensym
1767                                                               ,object-gensym)
1768                         ,@(when runtime-type-checks-p
1769                             `((declare (type ,class-name ,object-gensym))))
1770                         (setf (,raw-reffer-operator ,object-gensym
1771                                                     ,(dsd-index dsd))
1772                               ,new-value-gensym)))
1773                    dd-slots)
1774
1775          ;; constructor
1776          (defun ,boa-constructor ,slot-names
1777            (let ((,object-gensym ,raw-maker-form))
1778              ,@(mapcar (lambda (slot-name)
1779                          (let ((dsd (find (symbol-name slot-name) dd-slots
1780                                           :key (lambda (x)
1781                                                  (symbol-name (dsd-name x)))
1782                                           :test #'string=)))
1783                            ;; KLUDGE: bug 117 bogowarning.  Neither
1784                            ;; DECLAREing the type nor TRULY-THE cut
1785                            ;; the mustard -- it still gives warnings.
1786                            (enforce-type dsd defstruct-slot-description)
1787                            `(setf (,(dsd-accessor-name dsd) ,object-gensym)
1788                                   ,slot-name)))
1789                        slot-names)
1790              ,object-gensym))
1791
1792          ;; predicate
1793          ,@(when predicate
1794              ;; Just delegate to the compiler's type optimization
1795              ;; code, which knows how to generate inline type tests
1796              ;; for the whole CMU CL INSTANCE menagerie.
1797              `(defun ,predicate (,object-gensym)
1798                 (typep ,object-gensym ',class-name)))))))
1799 \f
1800 ;;;; finalizing bootstrapping
1801
1802 ;;; Set up DD and LAYOUT for STRUCTURE-OBJECT class itself.
1803 ;;;
1804 ;;; Ordinary structure classes effectively :INCLUDE STRUCTURE-OBJECT
1805 ;;; when they have no explicit :INCLUDEs, so (1) it needs to be set up
1806 ;;; before we can define ordinary structure classes, and (2) it's
1807 ;;; special enough (and simple enough) that we just build it by hand
1808 ;;; instead of trying to generalize the ordinary DEFSTRUCT code.
1809 (defun !set-up-structure-object-class ()
1810   (let ((dd (make-defstruct-description 'structure-object)))
1811     (setf
1812      ;; Note: This has an ALTERNATE-METACLASS only because of blind
1813      ;; clueless imitation of the CMU CL code -- dunno if or why it's
1814      ;; needed. -- WHN
1815      (dd-alternate-metaclass dd) '(t)
1816      (dd-slots dd) nil
1817      (dd-length dd) 1
1818      (dd-type dd) 'structure)
1819     (%compiler-set-up-layout dd)))
1820 (!set-up-structure-object-class)
1821
1822 ;;; early structure predeclarations: Set up DD and LAYOUT for ordinary
1823 ;;; (non-ALTERNATE-METACLASS) structures which are needed early.
1824 (dolist (args
1825          '#.(sb-cold:read-from-file
1826              "src/code/early-defstruct-args.lisp-expr"))
1827   (let* ((dd (parse-defstruct-name-and-options-and-slot-descriptions
1828               (first args)
1829               (rest args)))
1830          (inherits (inherits-for-structure dd)))
1831     (%compiler-defstruct dd inherits)))
1832
1833 ;;; finding these beasts
1834 (defun find-defstruct-description (name &optional (errorp t))
1835   (let ((info (layout-info (classoid-layout (find-classoid name errorp)))))
1836     (if (defstruct-description-p info)
1837         info
1838         (when errorp
1839           (error "No DEFSTRUCT-DESCRIPTION for ~S." name)))))
1840
1841 (/show0 "code/defstruct.lisp end of file")