0.8alpha.0.9:
[sbcl.git] / src / code / early-setf.lisp
1 ;;;; SETF and friends (except for stuff defined with COLLECT, which
2 ;;;; comes later)
3 ;;;;
4 ;;;; Note: The expansions for SETF and friends sometimes create
5 ;;;; needless LET-bindings of argument values. The compiler will
6 ;;;; remove most of these spurious bindings, so SETF doesn't worry too
7 ;;;; much about creating them.
8
9 ;;;; This software is part of the SBCL system. See the README file for
10 ;;;; more information.
11 ;;;;
12 ;;;; This software is derived from the CMU CL system, which was
13 ;;;; written at Carnegie Mellon University and released into the
14 ;;;; public domain. The software is in the public domain and is
15 ;;;; provided with absolutely no warranty. See the COPYING and CREDITS
16 ;;;; files for more information.
17
18 (in-package "SB!IMPL")
19
20 ;;; The inverse for a generalized-variable reference function is stored in
21 ;;; one of two ways:
22 ;;;
23 ;;; A SETF inverse property corresponds to the short form of DEFSETF. It is
24 ;;; the name of a function takes the same args as the reference form, plus a
25 ;;; new-value arg at the end.
26 ;;;
27 ;;; A SETF method expander is created by the long form of DEFSETF or
28 ;;; by DEFINE-SETF-EXPANDER. It is a function that is called on the reference
29 ;;; form and that produces five values: a list of temporary variables, a list
30 ;;; of value forms, a list of the single store-value form, a storing function,
31 ;;; and an accessing function.
32 (declaim (ftype (function (t &optional (or null sb!c::lexenv))) sb!xc:get-setf-expansion))
33 (defun sb!xc:get-setf-expansion (form &optional environment)
34   #!+sb-doc
35   "Return five values needed by the SETF machinery: a list of temporary
36    variables, a list of values with which to fill them, a list of temporaries
37    for the new values, the setting function, and the accessing function."
38   (let (temp)
39     (cond ((symbolp form)
40            (multiple-value-bind (expansion expanded)
41                (sb!xc:macroexpand-1 form environment)
42              (if expanded
43                  (sb!xc:get-setf-expansion expansion environment)
44                  (let ((new-var (gensym)))
45                    (values nil nil (list new-var)
46                            `(setq ,form ,new-var) form)))))
47           ;; Local functions inhibit global SETF methods.
48           ((and environment
49                 (let ((name (car form)))
50                   (dolist (x (sb!c::lexenv-funs environment))
51                     (when (and (eq (car x) name)
52                                (not (sb!c::defined-fun-p (cdr x))))
53                       (return t)))))
54            (expand-or-get-setf-inverse form environment))
55           ((setq temp (info :setf :inverse (car form)))
56            (get-setf-method-inverse form `(,temp) nil))
57           ((setq temp (info :setf :expander (car form)))
58            ;; KLUDGE: It may seem as though this should go through
59            ;; *MACROEXPAND-HOOK*, but the ANSI spec seems fairly explicit
60            ;; that *MACROEXPAND-HOOK* is a hook for MACROEXPAND-1, not
61            ;; for macroexpansion in general. -- WHN 19991128
62            (funcall temp
63                     form
64                     ;; As near as I can tell from the ANSI spec,
65                     ;; macroexpanders have a right to expect an actual
66                     ;; lexical environment, not just a NIL which is to
67                     ;; be interpreted as a null lexical environment.
68                     ;; -- WHN 19991128
69                     (coerce-to-lexenv environment)))
70           (t
71            (expand-or-get-setf-inverse form environment)))))
72
73 ;;; GET-SETF-METHOD existed in pre-ANSI Common Lisp, and various code inherited
74 ;;; from CMU CL uses it repeatedly, so rather than rewrite a lot of code to not
75 ;;; use it, we just define it in terms of ANSI's GET-SETF-EXPANSION (or
76 ;;; actually, the cross-compiler version of that, i.e.
77 ;;; SB!XC:GET-SETF-EXPANSION).
78 (declaim (ftype (function (t &optional (or null sb!c::lexenv))) get-setf-method))
79 (defun get-setf-method (form &optional environment)
80   #!+sb-doc
81   "This is a specialized-for-one-value version of GET-SETF-EXPANSION (and
82 a relic from pre-ANSI Common Lisp). Portable ANSI code should use
83 GET-SETF-EXPANSION directly."
84   (multiple-value-bind (temps value-forms store-vars store-form access-form)
85       (sb!xc:get-setf-expansion form environment)
86     (when (cdr store-vars)
87       (error "GET-SETF-METHOD used for a form with multiple store ~
88               variables:~%  ~S"
89              form))
90     (values temps value-forms store-vars store-form access-form)))
91
92 ;;; If a macro, expand one level and try again. If not, go for the
93 ;;; SETF function.
94 (declaim (ftype (function (t sb!c::lexenv)) expand-or-get-setf-inverse))
95 (defun expand-or-get-setf-inverse (form environment)
96   (multiple-value-bind (expansion expanded)
97       (sb!xc:macroexpand-1 form environment)
98     (if expanded
99         (sb!xc:get-setf-expansion expansion environment)
100         (get-setf-method-inverse form
101                                  `(funcall #'(setf ,(car form)))
102                                  t))))
103
104 (defun get-setf-method-inverse (form inverse setf-fun)
105   (let ((new-var (gensym))
106         (vars nil)
107         (vals nil))
108     (dolist (x (cdr form))
109       (push (gensym) vars)
110       (push x vals))
111     (setq vals (nreverse vals))
112     (values vars vals (list new-var)
113             (if setf-fun
114                 `(,@inverse ,new-var ,@vars)
115                 `(,@inverse ,@vars ,new-var))
116             `(,(car form) ,@vars))))
117 \f
118 ;;;; SETF itself
119
120 ;;; Except for atoms, we always call GET-SETF-EXPANSION, since it has
121 ;;; some non-trivial semantics. But when there is a setf inverse, and
122 ;;; G-S-E uses it, then we return a call to the inverse, rather than
123 ;;; returning a hairy LET form. This is probably important mainly as a
124 ;;; convenience in allowing the use of SETF inverses without the full
125 ;;; interpreter.
126 (defmacro-mundanely setf (&rest args &environment env)
127   #!+sb-doc
128   "Takes pairs of arguments like SETQ. The first is a place and the second
129   is the value that is supposed to go into that place. Returns the last
130   value. The place argument may be any of the access forms for which SETF
131   knows a corresponding setting form."
132   (let ((nargs (length args)))
133     (cond
134      ((= nargs 2)
135       (let ((place (first args))
136             (value-form (second args)))
137         (if (atom place)
138           `(setq ,place ,value-form)
139           (multiple-value-bind (dummies vals newval setter getter)
140               (sb!xc:get-setf-expansion place env)
141             (declare (ignore getter))
142             (let ((inverse (info :setf :inverse (car place))))
143               (if (and inverse (eq inverse (car setter)))
144                 `(,inverse ,@(cdr place) ,value-form)
145                 `(let* (,@(mapcar #'list dummies vals))
146                    (multiple-value-bind ,newval ,value-form
147                      ,setter))))))))
148      ((oddp nargs)
149       (error "odd number of args to SETF"))
150      (t
151       (do ((a args (cddr a))
152            (reversed-setfs nil))
153           ((null a)
154            `(progn ,@(nreverse reversed-setfs)))
155         (push (list 'setf (car a) (cadr a)) reversed-setfs))))))
156 \f
157 ;;;; various SETF-related macros
158
159 (defmacro-mundanely shiftf (&whole form &rest args &environment env)
160   #!+sb-doc
161   "One or more SETF-style place expressions, followed by a single
162    value expression. Evaluates all of the expressions in turn, then
163    assigns the value of each expression to the place on its left,
164    returning the value of the leftmost."
165   (when (< (length args) 2)
166     (error "~S called with too few arguments: ~S" 'shiftf form))
167   (let ((resultvar (gensym)))
168     (do ((arglist args (cdr arglist))
169          (bindlist nil)
170          (storelist nil)
171          (lastvar resultvar))
172         ((atom (cdr arglist))
173          (push `(,lastvar ,(first arglist)) bindlist)
174          `(let* ,(nreverse bindlist) ,@(nreverse storelist) ,resultvar))
175       (multiple-value-bind (sm1 sm2 sm3 sm4 sm5)
176           (get-setf-method (first arglist) env)
177         (mapc (lambda (var val)
178                 (push `(,var ,val) bindlist))
179               sm1
180               sm2)
181         (push `(,lastvar ,sm5) bindlist)
182         (push sm4 storelist)
183         (setq lastvar (first sm3))))))
184
185 (defmacro-mundanely push (obj place &environment env)
186   #!+sb-doc
187   "Takes an object and a location holding a list. Conses the object onto
188   the list, returning the modified list. OBJ is evaluated before PLACE."
189   (multiple-value-bind (dummies vals newval setter getter)
190       (get-setf-method place env)
191     (let ((g (gensym)))
192       `(let* ((,g ,obj)
193               ,@(mapcar #'list dummies vals)
194               (,(car newval) (cons ,g ,getter)))
195          ,setter))))
196
197 (defmacro-mundanely pushnew (obj place &rest keys &environment env)
198   #!+sb-doc
199   "Takes an object and a location holding a list. If the object is already
200   in the list, does nothing. Else, conses the object onto the list. Returns
201   NIL. If there is a :TEST keyword, this is used for the comparison."
202   (multiple-value-bind (dummies vals newval setter getter)
203       (get-setf-method place env)
204     (let ((g (gensym)))
205       `(let* ((,g ,obj)
206               ,@(mapcar #'list dummies vals)
207               (,(car newval) (adjoin ,g ,getter ,@keys)))
208          ,setter))))
209
210 (defmacro-mundanely pop (place &environment env)
211   #!+sb-doc
212   "The argument is a location holding a list. Pops one item off the front
213   of the list and returns it."
214   (multiple-value-bind (dummies vals newval setter getter)
215       (get-setf-method place env)
216     (do* ((d dummies (cdr d))
217           (v vals (cdr v))
218           (let-list nil))
219          ((null d)
220           (push (list (car newval) getter) let-list)
221           `(let* ,(nreverse let-list)
222              (prog1 (car ,(car newval))
223                (setq ,(car newval) (cdr ,(car newval)))
224                ,setter)))
225       (push (list (car d) (car v)) let-list))))
226
227 (defmacro-mundanely remf (place indicator &environment env)
228   #!+sb-doc
229   "Place may be any place expression acceptable to SETF, and is expected
230   to hold a property list or (). This list is destructively altered to
231   remove the property specified by the indicator. Returns T if such a
232   property was present, NIL if not."
233   (multiple-value-bind (dummies vals newval setter getter)
234       (get-setf-method place env)
235     (do* ((d dummies (cdr d))
236           (v vals (cdr v))
237           (let-list nil)
238           (ind-temp (gensym))
239           (local1 (gensym))
240           (local2 (gensym)))
241          ((null d)
242           (push (list (car newval) getter) let-list)
243           (push (list ind-temp indicator) let-list)
244           `(let* ,(nreverse let-list)
245              (do ((,local1 ,(car newval) (cddr ,local1))
246                   (,local2 nil ,local1))
247                  ((atom ,local1) nil)
248                (cond ((atom (cdr ,local1))
249                       (error "Odd-length property list in REMF."))
250                      ((eq (car ,local1) ,ind-temp)
251                       (cond (,local2
252                              (rplacd (cdr ,local2) (cddr ,local1))
253                              (return t))
254                             (t (setq ,(car newval) (cddr ,(car newval)))
255                                ,setter
256                                (return t))))))))
257       (push (list (car d) (car v)) let-list))))
258 \f
259 ;;;; DEFINE-MODIFY-MACRO stuff
260
261 (def!macro sb!xc:define-modify-macro (name lambda-list function &optional doc-string)
262   #!+sb-doc
263   "Creates a new read-modify-write macro like PUSH or INCF."
264   (let ((other-args nil)
265         (rest-arg nil)
266         (env (gensym))
267         (reference (gensym)))
268     ;; Parse out the variable names and &REST arg from the lambda list.
269     (do ((ll lambda-list (cdr ll))
270          (arg nil))
271         ((null ll))
272       (setq arg (car ll))
273       (cond ((eq arg '&optional))
274             ((eq arg '&rest)
275              (if (symbolp (cadr ll))
276                (setq rest-arg (cadr ll))
277                (error "Non-symbol &REST argument in definition of ~S." name))
278              (if (null (cddr ll))
279                (return nil)
280                (error "Illegal stuff after &REST argument.")))
281             ((memq arg '(&key &allow-other-keys &aux))
282              (error "~S not allowed in DEFINE-MODIFY-MACRO lambda list." arg))
283             ((symbolp arg)
284              (push arg other-args))
285             ((and (listp arg) (symbolp (car arg)))
286              (push (car arg) other-args))
287             (t (error "Illegal stuff in lambda list."))))
288     (setq other-args (nreverse other-args))
289     `(#-sb-xc-host sb!xc:defmacro
290       #+sb-xc-host defmacro-mundanely
291          ,name (,reference ,@lambda-list &environment ,env)
292        ,doc-string
293        (multiple-value-bind (dummies vals newval setter getter)
294            (get-setf-method ,reference ,env)
295          (do ((d dummies (cdr d))
296               (v vals (cdr v))
297               (let-list nil (cons (list (car d) (car v)) let-list)))
298              ((null d)
299               (push (list (car newval)
300                           ,(if rest-arg
301                              `(list* ',function getter ,@other-args ,rest-arg)
302                              `(list ',function getter ,@other-args)))
303                     let-list)
304               `(let* ,(nreverse let-list)
305                  ,setter)))))))
306
307 (sb!xc:define-modify-macro incf (&optional (delta 1)) +
308   #!+sb-doc
309   "The first argument is some location holding a number. This number is
310   incremented by the second argument, DELTA, which defaults to 1.")
311
312 (sb!xc:define-modify-macro decf (&optional (delta 1)) -
313   #!+sb-doc
314   "The first argument is some location holding a number. This number is
315   decremented by the second argument, DELTA, which defaults to 1.")
316 \f
317 ;;;; DEFSETF
318
319 (eval-when (#-sb-xc :compile-toplevel :load-toplevel :execute)
320   ;;; Assign SETF macro information for NAME, making all appropriate checks.
321   (defun assign-setf-macro (name expander inverse doc)
322     (cond ((gethash name sb!c:*setf-assumed-fboundp*)
323            (warn
324             "defining setf macro for ~S when ~S was previously ~
325              treated as a function"
326             name
327             `(setf ,name)))
328           ((not (fboundp `(setf ,name)))
329            ;; All is well, we don't need any warnings.
330            (values))
331           ((not (eq (symbol-package name) (symbol-package 'aref)))
332            (style-warn "defining setf macro for ~S when ~S is fbound"
333                        name `(setf ,name))))
334     (remhash name sb!c:*setf-assumed-fboundp*)
335     ;; FIXME: It's probably possible to join these checks into one form which
336     ;; is appropriate both on the cross-compilation host and on the target.
337     (when (or inverse (info :setf :inverse name))
338       (setf (info :setf :inverse name) inverse))
339     (when (or expander (info :setf :expander name))
340       (setf (info :setf :expander name) expander))
341     (when doc
342       (setf (fdocumentation name 'setf) doc))
343     name))
344
345 (def!macro sb!xc:defsetf (access-fn &rest rest)
346   #!+sb-doc
347   "Associates a SETF update function or macro with the specified access
348   function or macro. The format is complex. See the manual for details."
349   (cond ((not (listp (car rest)))
350          `(eval-when (:load-toplevel :compile-toplevel :execute)
351             (assign-setf-macro ',access-fn
352                                nil
353                                ',(car rest)
354                                 ,(when (and (car rest) (stringp (cadr rest)))
355                                    `',(cadr rest)))))
356         ((and (cdr rest) (listp (cadr rest)))
357          (destructuring-bind
358              (lambda-list (&rest store-variables) &body body)
359              rest
360            (let ((arglist-var (gensym "ARGS-"))
361                  (access-form-var (gensym "ACCESS-FORM-"))
362                  (env-var (gensym "ENVIRONMENT-")))
363              (multiple-value-bind (body local-decs doc)
364                  (parse-defmacro `(,lambda-list ,@store-variables)
365                                  arglist-var body access-fn 'defsetf
366                                  :anonymousp t)
367                `(eval-when (:compile-toplevel :load-toplevel :execute)
368                   (assign-setf-macro
369                    ',access-fn
370                    (lambda (,access-form-var ,env-var)
371                      (declare (ignore ,env-var))
372                      (%defsetf ,access-form-var ,(length store-variables)
373                                (lambda (,arglist-var)
374                                  ,@local-decs
375                                  (block ,access-fn
376                                    ,body))))
377                    nil
378                    ',doc))))))
379         (t
380          (error "ill-formed DEFSETF for ~S" access-fn))))
381
382 (defun %defsetf (orig-access-form num-store-vars expander)
383   (declare (type function expander))
384   (let (subforms
385         subform-vars
386         subform-exprs
387         store-vars)
388     (dolist (subform (cdr orig-access-form))
389       (if (constantp subform)
390         (push subform subforms)
391         (let ((var (gensym)))
392           (push var subforms)
393           (push var subform-vars)
394           (push subform subform-exprs))))
395     (dotimes (i num-store-vars)
396       (push (gensym) store-vars))
397     (let ((r-subforms (nreverse subforms))
398           (r-subform-vars (nreverse subform-vars))
399           (r-subform-exprs (nreverse subform-exprs))
400           (r-store-vars (nreverse store-vars)))
401       (values r-subform-vars
402               r-subform-exprs
403               r-store-vars
404               (funcall expander (cons r-subforms r-store-vars))
405               `(,(car orig-access-form) ,@r-subforms)))))
406 \f
407 ;;;; DEFMACRO DEFINE-SETF-EXPANDER and various DEFINE-SETF-EXPANDERs
408
409 ;;; DEFINE-SETF-EXPANDER is a lot like DEFMACRO.
410 (def!macro sb!xc:define-setf-expander (access-fn lambda-list &body body)
411   #!+sb-doc
412   "Syntax like DEFMACRO, but creates a Setf-Method generator. The body
413   must be a form that returns the five magical values."
414   (unless (symbolp access-fn)
415     (error "DEFINE-SETF-EXPANDER access-function name ~S is not a symbol."
416            access-fn))
417   (with-unique-names (whole environment)
418     (multiple-value-bind (body local-decs doc)
419         (parse-defmacro lambda-list whole body access-fn
420                         'sb!xc:define-setf-expander
421                         :environment environment)
422       `(eval-when (:compile-toplevel :load-toplevel :execute)
423          (assign-setf-macro ',access-fn
424                             (lambda (,whole ,environment)
425                               ,@local-decs
426                               (block ,access-fn ,body))
427                             nil
428                             ',doc)))))
429
430 (sb!xc:define-setf-expander getf (place prop
431                                   &optional default
432                                   &environment env)
433   (declare (type sb!c::lexenv env))
434   (multiple-value-bind (temps values stores set get)
435       (get-setf-method place env)
436     (let ((newval (gensym))
437           (ptemp (gensym))
438           (def-temp (if default (gensym))))
439       (values `(,@temps ,ptemp ,@(if default `(,def-temp)))
440               `(,@values ,prop ,@(if default `(,default)))
441               `(,newval)
442               `(let ((,(car stores) (%putf ,get ,ptemp ,newval)))
443                  ,set
444                  ,newval)
445               `(getf ,get ,ptemp ,@(if default `(,def-temp)))))))
446
447 (sb!xc:define-setf-expander get (symbol prop &optional default)
448   (let ((symbol-temp (gensym))
449         (prop-temp (gensym))
450         (def-temp (gensym))
451         (newval (gensym)))
452     (values `(,symbol-temp ,prop-temp ,@(if default `(,def-temp)))
453             `(,symbol ,prop ,@(if default `(,default)))
454             (list newval)
455             `(%put ,symbol-temp ,prop-temp ,newval)
456             `(get ,symbol-temp ,prop-temp ,@(if default `(,def-temp))))))
457
458 (sb!xc:define-setf-expander gethash (key hashtable &optional default)
459   (let ((key-temp (gensym))
460         (hashtable-temp (gensym))
461         (default-temp (gensym))
462         (new-value-temp (gensym)))
463     (values
464      `(,key-temp ,hashtable-temp ,@(if default `(,default-temp)))
465      `(,key ,hashtable ,@(if default `(,default)))
466      `(,new-value-temp)
467      `(%puthash ,key-temp ,hashtable-temp ,new-value-temp)
468      `(gethash ,key-temp ,hashtable-temp ,@(if default `(,default-temp))))))
469
470 (sb!xc:define-setf-expander logbitp (index int &environment env)
471   (declare (type sb!c::lexenv env))
472   (multiple-value-bind (temps vals stores store-form access-form)
473       (get-setf-method int env)
474     (let ((ind (gensym))
475           (store (gensym))
476           (stemp (first stores)))
477       (values `(,ind ,@temps)
478               `(,index
479                 ,@vals)
480               (list store)
481               `(let ((,stemp
482                       (dpb (if ,store 1 0) (byte 1 ,ind) ,access-form)))
483                  ,store-form
484                  ,store)
485               `(logbitp ,ind ,access-form)))))
486
487 ;;; CMU CL had a comment here that:
488 ;;;   Evil hack invented by the gnomes of Vassar Street (though not as evil as
489 ;;;   it used to be.)  The function arg must be constant, and is converted to
490 ;;;   an APPLY of the SETF function, which ought to exist.
491 ;;;
492 ;;; It may not be clear (wasn't to me..) that this is a standard thing, but See
493 ;;; "5.1.2.5 APPLY Forms as Places" in the ANSI spec. I haven't actually
494 ;;; verified that this code has any correspondence to that code, but at least
495 ;;; ANSI has some place for SETF APPLY. -- WHN 19990604
496 (sb!xc:define-setf-expander apply (functionoid &rest args)
497   (unless (and (listp functionoid)
498                (= (length functionoid) 2)
499                (eq (first functionoid) 'function)
500                (symbolp (second functionoid)))
501     (error "SETF of APPLY is only defined for function args like #'SYMBOL."))
502   (let ((function (second functionoid))
503         (new-var (gensym))
504         (vars (make-gensym-list (length args))))
505     (values vars args (list new-var)
506             `(apply #'(setf ,function) ,new-var ,@vars)
507             `(apply #',function ,@vars))))
508
509 ;;; Special-case a BYTE bytespec so that the compiler can recognize it.
510 (sb!xc:define-setf-expander ldb (bytespec place &environment env)
511   #!+sb-doc
512   "The first argument is a byte specifier. The second is any place form
513   acceptable to SETF. Replace the specified byte of the number in this
514   place with bits from the low-order end of the new value."
515   (declare (type sb!c::lexenv env))
516   (multiple-value-bind (dummies vals newval setter getter)
517       (get-setf-method place env)
518     (if (and (consp bytespec) (eq (car bytespec) 'byte))
519         (let ((n-size (gensym))
520               (n-pos (gensym))
521               (n-new (gensym)))
522           (values (list* n-size n-pos dummies)
523                   (list* (second bytespec) (third bytespec) vals)
524                   (list n-new)
525                   `(let ((,(car newval) (dpb ,n-new (byte ,n-size ,n-pos)
526                                              ,getter)))
527                      ,setter
528                      ,n-new)
529                   `(ldb (byte ,n-size ,n-pos) ,getter)))
530         (let ((btemp (gensym))
531               (gnuval (gensym)))
532           (values (cons btemp dummies)
533                   (cons bytespec vals)
534                   (list gnuval)
535                   `(let ((,(car newval) (dpb ,gnuval ,btemp ,getter)))
536                      ,setter
537                      ,gnuval)
538                   `(ldb ,btemp ,getter))))))
539
540 (sb!xc:define-setf-expander mask-field (bytespec place &environment env)
541   #!+sb-doc
542   "The first argument is a byte specifier. The second is any place form
543   acceptable to SETF. Replaces the specified byte of the number in this place
544   with bits from the corresponding position in the new value."
545   (declare (type sb!c::lexenv env))
546   (multiple-value-bind (dummies vals newval setter getter)
547       (get-setf-method place env)
548     (let ((btemp (gensym))
549           (gnuval (gensym)))
550       (values (cons btemp dummies)
551               (cons bytespec vals)
552               (list gnuval)
553               `(let ((,(car newval) (deposit-field ,gnuval ,btemp ,getter)))
554                  ,setter
555                  ,gnuval)
556               `(mask-field ,btemp ,getter)))))
557
558 (sb!xc:define-setf-expander the (type place &environment env)
559   (declare (type sb!c::lexenv env))
560   (multiple-value-bind (dummies vals newval setter getter)
561       (get-setf-method place env)
562     (values dummies
563               vals
564               newval
565               (subst `(the ,type ,(car newval)) (car newval) setter)
566               `(the ,type ,getter))))