0.pre8.53:
[sbcl.git] / src / code / late-type.lisp
1 ;;;; This file contains the definition of non-CLASS types (e.g.
2 ;;;; subtypes of interesting BUILT-IN-CLASSes) and the interfaces to
3 ;;;; the type system. Common Lisp type specifiers are parsed into a
4 ;;;; somewhat canonical internal type representation that supports
5 ;;;; type union, intersection, etc. (Except that ALIEN types have
6 ;;;; moved out..)
7
8 ;;;; This software is part of the SBCL system. See the README file for
9 ;;;; more information.
10 ;;;;
11 ;;;; This software is derived from the CMU CL system, which was
12 ;;;; written at Carnegie Mellon University and released into the
13 ;;;; public domain. The software is in the public domain and is
14 ;;;; provided with absolutely no warranty. See the COPYING and CREDITS
15 ;;;; files for more information.
16
17 (in-package "SB!KERNEL")
18
19 (/show0 "late-type.lisp 19")
20
21 (!begin-collecting-cold-init-forms)
22
23 ;;; ### Remaining incorrectnesses:
24 ;;;
25 ;;; TYPE-UNION (and the OR type) doesn't properly canonicalize an
26 ;;; exhaustive partition or coalesce contiguous ranges of numeric
27 ;;; types.
28 ;;;
29 ;;; There are all sorts of nasty problems with open bounds on FLOAT
30 ;;; types (and probably FLOAT types in general.)
31 ;;;
32 ;;; RATIO and BIGNUM are not recognized as numeric types.
33
34 ;;; FIXME: This really should go away. Alas, it doesn't seem to be so
35 ;;; simple to make it go away.. (See bug 123 in BUGS file.)
36 (defvar *use-implementation-types* t ; actually initialized in cold init
37   #!+sb-doc
38   "*USE-IMPLEMENTATION-TYPES* is a semi-public flag which determines how
39    restrictive we are in determining type membership. If two types are the
40    same in the implementation, then we will consider them them the same when
41    this switch is on. When it is off, we try to be as restrictive as the
42    language allows, allowing us to detect more errors. Currently, this only
43    affects array types.")
44 (!cold-init-forms (setq *use-implementation-types* t))
45
46 ;;; These functions are used as method for types which need a complex
47 ;;; subtypep method to handle some superclasses, but cover a subtree
48 ;;; of the type graph (i.e. there is no simple way for any other type
49 ;;; class to be a subtype.) There are always still complex ways,
50 ;;; namely UNION and MEMBER types, so we must give TYPE1's method a
51 ;;; chance to run, instead of immediately returning NIL, T.
52 (defun delegate-complex-subtypep-arg2 (type1 type2)
53   (let ((subtypep-arg1
54          (type-class-complex-subtypep-arg1
55           (type-class-info type1))))
56     (if subtypep-arg1
57         (funcall subtypep-arg1 type1 type2)
58         (values nil t))))
59 (defun delegate-complex-intersection2 (type1 type2)
60   (let ((method (type-class-complex-intersection2 (type-class-info type1))))
61     (if (and method (not (eq method #'delegate-complex-intersection2)))
62         (funcall method type2 type1)
63         (hierarchical-intersection2 type1 type2))))
64
65 ;;; This is used by !DEFINE-SUPERCLASSES to define the SUBTYPE-ARG1
66 ;;; method. INFO is a list of conses
67 ;;;   (SUPERCLASS-CLASS . {GUARD-TYPE-SPECIFIER | NIL}).
68 (defun !has-superclasses-complex-subtypep-arg1 (type1 type2 info)
69   ;; If TYPE2 might be concealing something related to our class
70   ;; hierarchy
71   (if (type-might-contain-other-types-p type2)
72       ;; too confusing, gotta punt
73       (values nil nil)
74       ;; ordinary case expected by old CMU CL code, where the taxonomy
75       ;; of TYPE2's representation accurately reflects the taxonomy of
76       ;; the underlying set
77       (values
78        ;; FIXME: This old CMU CL code probably deserves a comment
79        ;; explaining to us mere mortals how it works...
80        (and (sb!xc:typep type2 'classoid)
81             (dolist (x info nil)
82               (when (or (not (cdr x))
83                         (csubtypep type1 (specifier-type (cdr x))))
84                 (return
85                  (or (eq type2 (car x))
86                      (let ((inherits (layout-inherits
87                                       (classoid-layout (car x)))))
88                        (dotimes (i (length inherits) nil)
89                          (when (eq type2 (layout-classoid (svref inherits i)))
90                            (return t)))))))))
91        t)))
92
93 ;;; This function takes a list of specs, each of the form
94 ;;;    (SUPERCLASS-NAME &OPTIONAL GUARD).
95 ;;; Consider one spec (with no guard): any instance of the named
96 ;;; TYPE-CLASS is also a subtype of the named superclass and of any of
97 ;;; its superclasses. If there are multiple specs, then some will have
98 ;;; guards. We choose the first spec whose guard is a supertype of
99 ;;; TYPE1 and use its superclass. In effect, a sequence of guards
100 ;;;    G0, G1, G2
101 ;;; is actually
102 ;;;    G0,(and G1 (not G0)), (and G2 (not (or G0 G1))).
103 ;;;
104 ;;; WHEN controls when the forms are executed.
105 (defmacro !define-superclasses (type-class-name specs when)
106   (let ((type-class (gensym "TYPE-CLASS-"))
107         (info (gensym "INFO")))
108     `(,when
109        (let ((,type-class (type-class-or-lose ',type-class-name))
110              (,info (mapcar (lambda (spec)
111                               (destructuring-bind
112                                   (super &optional guard)
113                                   spec
114                                 (cons (find-classoid super) guard)))
115                             ',specs)))
116          (setf (type-class-complex-subtypep-arg1 ,type-class)
117                (lambda (type1 type2)
118                  (!has-superclasses-complex-subtypep-arg1 type1 type2 ,info)))
119          (setf (type-class-complex-subtypep-arg2 ,type-class)
120                #'delegate-complex-subtypep-arg2)
121          (setf (type-class-complex-intersection2 ,type-class)
122                #'delegate-complex-intersection2)))))
123 \f
124 ;;;; FUNCTION and VALUES types
125 ;;;;
126 ;;;; Pretty much all of the general type operations are illegal on
127 ;;;; VALUES types, since we can't discriminate using them, do
128 ;;;; SUBTYPEP, etc. FUNCTION types are acceptable to the normal type
129 ;;;; operations, but are generally considered to be equivalent to
130 ;;;; FUNCTION. These really aren't true types in any type theoretic
131 ;;;; sense, but we still parse them into CTYPE structures for two
132 ;;;; reasons:
133
134 ;;;; -- Parsing and unparsing work the same way, and indeed we can't
135 ;;;;    tell whether a type is a function or values type without
136 ;;;;    parsing it.
137 ;;;; -- Many of the places that can be annotated with real types can
138 ;;;;    also be annotated with function or values types.
139
140 ;;; the description of a &KEY argument
141 (defstruct (key-info #-sb-xc-host (:pure t)
142                      (:copier nil))
143   ;; the key (not necessarily a keyword in ANSI Common Lisp)
144   (name (missing-arg) :type symbol)
145   ;; the type of the argument value
146   (type (missing-arg) :type ctype))
147
148 (!define-type-method (values :simple-subtypep :complex-subtypep-arg1)
149                      (type1 type2)
150   (declare (ignore type2))
151   ;; FIXME: should be TYPE-ERROR, here and in next method
152   (error "SUBTYPEP is illegal on this type:~%  ~S" (type-specifier type1)))
153
154 (!define-type-method (values :complex-subtypep-arg2)
155                      (type1 type2)
156   (declare (ignore type1))
157   (error "SUBTYPEP is illegal on this type:~%  ~S" (type-specifier type2)))
158
159 (!define-type-method (values :unparse) (type)
160   (cons 'values (unparse-args-types type)))
161
162 ;;; Return true if LIST1 and LIST2 have the same elements in the same
163 ;;; positions according to TYPE=. We return NIL, NIL if there is an
164 ;;; uncertain comparison.
165 (defun type=-list (list1 list2)
166   (declare (list list1 list2))
167   (do ((types1 list1 (cdr types1))
168        (types2 list2 (cdr types2)))
169       ((or (null types1) (null types2))
170        (if (or types1 types2)
171            (values nil t)
172            (values t t)))
173     (multiple-value-bind (val win)
174         (type= (first types1) (first types2))
175       (unless win
176         (return (values nil nil)))
177       (unless val
178         (return (values nil t))))))
179
180 (!define-type-method (values :simple-=) (type1 type2)
181   (let ((rest1 (args-type-rest type1))
182         (rest2 (args-type-rest type2)))
183     (cond ((or (args-type-keyp type1) (args-type-keyp type2)
184                (args-type-allowp type1) (args-type-allowp type2))
185            (values nil nil))
186           ((and rest1 rest2 (type/= rest1 rest2))
187            (type= rest1 rest2))
188           ((or rest1 rest2)
189            (values nil t))
190           (t
191            (multiple-value-bind (req-val req-win)
192                (type=-list (values-type-required type1)
193                            (values-type-required type2))
194              (multiple-value-bind (opt-val opt-win)
195                  (type=-list (values-type-optional type1)
196                              (values-type-optional type2))
197                (values (and req-val opt-val) (and req-win opt-win))))))))
198
199 (!define-type-class function)
200
201 ;;; a flag that we can bind to cause complex function types to be
202 ;;; unparsed as FUNCTION. This is useful when we want a type that we
203 ;;; can pass to TYPEP.
204 (defvar *unparse-fun-type-simplify*)
205 (!cold-init-forms (setq *unparse-fun-type-simplify* nil))
206
207 (!define-type-method (function :unparse) (type)
208   (if *unparse-fun-type-simplify*
209       'function
210       (list 'function
211             (if (fun-type-wild-args type)
212                 '*
213                 (unparse-args-types type))
214             (type-specifier
215              (fun-type-returns type)))))
216
217 ;;; The meaning of this is a little confused. On the one hand, all
218 ;;; function objects are represented the same way regardless of the
219 ;;; arglists and return values, and apps don't get to ask things like
220 ;;; (TYPEP #'FOO (FUNCTION (FIXNUM) *)) in any meaningful way. On the
221 ;;; other hand, Python wants to reason about function types. So...
222 (!define-type-method (function :simple-subtypep) (type1 type2)
223  (flet ((fun-type-simple-p (type)
224           (not (or (fun-type-rest type)
225                    (fun-type-keyp type))))
226         (every-csubtypep (types1 types2)
227           (loop
228              for a1 in types1
229              for a2 in types2
230              do (multiple-value-bind (res sure-p)
231                     (csubtypep a1 a2)
232                   (unless res (return (values res sure-p))))
233              finally (return (values t t)))))
234    (and/type (values-subtypep (fun-type-returns type1)
235                               (fun-type-returns type2))
236              (cond ((fun-type-wild-args type2) (values t t))
237                    ((fun-type-wild-args type1)
238                     (cond ((fun-type-keyp type2) (values nil nil))
239                           ((not (fun-type-rest type2)) (values nil t))
240                           ((not (null (fun-type-required type2))) (values nil t))
241                           (t (and/type (type= *universal-type* (fun-type-rest type2))
242                                        (every/type #'type= *universal-type*
243                                                    (fun-type-optional type2))))))
244                    ((not (and (fun-type-simple-p type1)
245                               (fun-type-simple-p type2)))
246                     (values nil nil))
247                    (t (multiple-value-bind (min1 max1) (fun-type-nargs type1)
248                         (multiple-value-bind (min2 max2) (fun-type-nargs type2)
249                           (cond ((or (> max1 max2) (< min1 min2))
250                                  (values nil t))
251                                 ((and (= min1 min2) (= max1 max2))
252                                  (and/type (every-csubtypep (fun-type-required type1)
253                                                             (fun-type-required type2))
254                                            (every-csubtypep (fun-type-optional type1)
255                                                             (fun-type-optional type2))))
256                                 (t (every-csubtypep
257                                     (concatenate 'list
258                                                  (fun-type-required type1)
259                                                  (fun-type-optional type1))
260                                     (concatenate 'list
261                                                  (fun-type-required type2)
262                                                  (fun-type-optional type2))))))))))))
263
264 (!define-superclasses function ((function)) !cold-init-forms)
265
266 ;;; The union or intersection of two FUNCTION types is FUNCTION.
267 (!define-type-method (function :simple-union2) (type1 type2)
268   (declare (ignore type1 type2))
269   (specifier-type 'function))
270 (!define-type-method (function :simple-intersection2) (type1 type2)
271   (declare (ignore type1 type2))
272   (specifier-type 'function))
273
274 ;;; ### Not very real, but good enough for redefining transforms
275 ;;; according to type:
276 (!define-type-method (function :simple-=) (type1 type2)
277   (values (equalp type1 type2) t))
278
279 (!define-type-class constant :inherits values)
280
281 (!define-type-method (constant :unparse) (type)
282   `(constant-arg ,(type-specifier (constant-type-type type))))
283
284 (!define-type-method (constant :simple-=) (type1 type2)
285   (type= (constant-type-type type1) (constant-type-type type2)))
286
287 (!def-type-translator constant-arg (type)
288   (make-constant-type :type (specifier-type type)))
289
290 ;;; Given a LAMBDA-LIST-like values type specification and an ARGS-TYPE
291 ;;; structure, fill in the slots in the structure accordingly. This is
292 ;;; used for both FUNCTION and VALUES types.
293 (declaim (ftype (function (list args-type) (values)) parse-args-types))
294 (defun parse-args-types (lambda-list result)
295   (multiple-value-bind (required optional restp rest keyp keys allowp auxp aux)
296       (parse-lambda-list-like-thing lambda-list)
297     (declare (ignore aux)) ; since we require AUXP=NIL
298     (when auxp
299       (error "&AUX in a FUNCTION or VALUES type: ~S." lambda-list))
300     (setf (args-type-required result)
301           (mapcar #'single-value-specifier-type required))
302     (setf (args-type-optional result)
303           (mapcar #'single-value-specifier-type optional))
304     (setf (args-type-rest result)
305           (if restp (single-value-specifier-type rest) nil))
306     (setf (args-type-keyp result) keyp)
307     (collect ((key-info))
308       (dolist (key keys)
309         (unless (proper-list-of-length-p key 2)
310           (error "Keyword type description is not a two-list: ~S." key))
311         (let ((kwd (first key)))
312           (when (find kwd (key-info) :key #'key-info-name)
313             (error "~@<repeated keyword ~S in lambda list: ~2I~_~S~:>"
314                    kwd lambda-list))
315           (key-info (make-key-info :name kwd
316                                    :type (single-value-specifier-type (second key))))))
317       (setf (args-type-keywords result) (key-info)))
318     (setf (args-type-allowp result) allowp)
319     (values)))
320
321 ;;; Return the lambda-list-like type specification corresponding
322 ;;; to an ARGS-TYPE.
323 (declaim (ftype (function (args-type) list) unparse-args-types))
324 (defun unparse-args-types (type)
325   (collect ((result))
326
327     (dolist (arg (args-type-required type))
328       (result (type-specifier arg)))
329
330     (when (args-type-optional type)
331       (result '&optional)
332       (dolist (arg (args-type-optional type))
333         (result (type-specifier arg))))
334
335     (when (args-type-rest type)
336       (result '&rest)
337       (result (type-specifier (args-type-rest type))))
338
339     (when (args-type-keyp type)
340       (result '&key)
341       (dolist (key (args-type-keywords type))
342         (result (list (key-info-name key)
343                       (type-specifier (key-info-type key))))))
344
345     (when (args-type-allowp type)
346       (result '&allow-other-keys))
347
348     (result)))
349
350 (!def-type-translator function (&optional (args '*) (result '*))
351   (let ((res (make-fun-type :returns (values-specifier-type result))))
352     (if (eq args '*)
353         (setf (fun-type-wild-args res) t)
354         (parse-args-types args res))
355     res))
356
357 (!def-type-translator values (&rest values)
358   (let ((res (%make-values-type)))
359     (parse-args-types values res)
360     res))
361 \f
362 ;;;; VALUES types interfaces
363 ;;;;
364 ;;;; We provide a few special operations that can be meaningfully used
365 ;;;; on VALUES types (as well as on any other type).
366
367 ;;; Return the type of the first value indicated by TYPE. This is used
368 ;;; by people who don't want to have to deal with VALUES types.
369 #!-sb-fluid (declaim (freeze-type values-type))
370 ; (inline single-value-type))
371 (defun single-value-type (type)
372   (declare (type ctype type))
373   (cond ((values-type-p type)
374          (or (car (args-type-required type))
375              (if (args-type-optional type)
376                  (type-union (car (args-type-optional type))
377                              (specifier-type 'null)))
378              (args-type-rest type)
379              (specifier-type 'null)))
380         ((eq type *wild-type*)
381          *universal-type*)
382         (t
383          type)))
384
385 ;;; Return the minimum number of arguments that a function can be
386 ;;; called with, and the maximum number or NIL. If not a function
387 ;;; type, return NIL, NIL.
388 (defun fun-type-nargs (type)
389   (declare (type ctype type))
390   (if (fun-type-p type)
391       (let ((fixed (length (args-type-required type))))
392         (if (or (args-type-rest type)
393                 (args-type-keyp type)
394                 (args-type-allowp type))
395             (values fixed nil)
396             (values fixed (+ fixed (length (args-type-optional type))))))
397       (values nil nil)))
398
399 ;;; Determine whether TYPE corresponds to a definite number of values.
400 ;;; The first value is a list of the types for each value, and the
401 ;;; second value is the number of values. If the number of values is
402 ;;; not fixed, then return NIL and :UNKNOWN.
403 (defun values-types (type)
404   (declare (type ctype type))
405   (cond ((eq type *wild-type*)
406          (values nil :unknown))
407         ((not (values-type-p type))
408          (values (list type) 1))
409         ((or (args-type-optional type)
410              (args-type-rest type)
411              (args-type-keyp type)
412              (args-type-allowp type))
413          (values nil :unknown))
414         (t
415          (let ((req (args-type-required type)))
416            (values (mapcar #'single-value-type req) (length req))))))
417
418 ;;; Return two values:
419 ;;; 1. A list of all the positional (fixed and optional) types.
420 ;;; 2. The &REST type (if any). If keywords allowed, *UNIVERSAL-TYPE*.
421 ;;;    If no keywords or &REST, then the DEFAULT-TYPE.
422 (defun values-type-types (type &optional (default-type *empty-type*))
423   (declare (type values-type type))
424   (values (append (args-type-required type)
425                   (args-type-optional type))
426           (cond ((args-type-keyp type) *universal-type*)
427                 ((args-type-rest type))
428                 (t
429                  default-type))))
430
431 ;;; Return a list of OPERATION applied to the types in TYPES1 and
432 ;;; TYPES2, padding with REST2 as needed. TYPES1 must not be shorter
433 ;;; than TYPES2. The second value is T if OPERATION always returned a
434 ;;; true second value.
435 (defun fixed-values-op (types1 types2 rest2 operation)
436   (declare (list types1 types2) (type ctype rest2) (type function operation))
437   (let ((exact t))
438     (values (mapcar (lambda (t1 t2)
439                       (multiple-value-bind (res win)
440                           (funcall operation t1 t2)
441                         (unless win
442                           (setq exact nil))
443                         res))
444                     types1
445                     (append types2
446                             (make-list (- (length types1) (length types2))
447                                        :initial-element rest2)))
448             exact)))
449
450 ;;; If TYPE isn't a values type, then make it into one:
451 ;;;    <type>  ==>  (values type &rest t)
452 (defun coerce-to-values (type)
453   (declare (type ctype type))
454   (if (values-type-p type)
455       type
456       (make-values-type :required (list type) :rest *universal-type*)))
457
458 ;;; Do the specified OPERATION on TYPE1 and TYPE2, which may be any
459 ;;; type, including VALUES types. With VALUES types such as:
460 ;;;    (VALUES a0 a1)
461 ;;;    (VALUES b0 b1)
462 ;;; we compute the more useful result
463 ;;;    (VALUES (<operation> a0 b0) (<operation> a1 b1))
464 ;;; rather than the precise result
465 ;;;    (<operation> (values a0 a1) (values b0 b1))
466 ;;; This has the virtue of always keeping the VALUES type specifier
467 ;;; outermost, and retains all of the information that is really
468 ;;; useful for static type analysis. We want to know what is always
469 ;;; true of each value independently. It is worthless to know that if
470 ;;; the first value is B0 then the second will be B1.
471 ;;;
472 ;;; If the VALUES count signatures differ, then we produce a result with
473 ;;; the required VALUE count chosen by NREQ when applied to the number
474 ;;; of required values in TYPE1 and TYPE2. Any &KEY values become
475 ;;; &REST T (anyone who uses keyword values deserves to lose.)
476 ;;;
477 ;;; The second value is true if the result is definitely empty or if
478 ;;; OPERATION returned true as its second value each time we called
479 ;;; it. Since we approximate the intersection of VALUES types, the
480 ;;; second value being true doesn't mean the result is exact.
481 (defun args-type-op (type1 type2 operation nreq default-type)
482   (declare (type ctype type1 type2 default-type)
483            (type function operation nreq))
484   (when (eq type1 type2)
485     (values type1 t))
486   (if (or (values-type-p type1) (values-type-p type2))
487       (let ((type1 (coerce-to-values type1))
488             (type2 (coerce-to-values type2)))
489         (multiple-value-bind (types1 rest1)
490             (values-type-types type1 default-type)
491           (multiple-value-bind (types2 rest2)
492               (values-type-types type2 default-type)
493             (multiple-value-bind (rest rest-exact)
494                 (funcall operation rest1 rest2)
495               (multiple-value-bind (res res-exact)
496                   (if (< (length types1) (length types2))
497                       (fixed-values-op types2 types1 rest1 operation)
498                       (fixed-values-op types1 types2 rest2 operation))
499                 (let* ((req (funcall nreq
500                                      (length (args-type-required type1))
501                                      (length (args-type-required type2))))
502                        (required (subseq res 0 req))
503                        (opt (subseq res req))
504                        (opt-last (position rest opt :test-not #'type=
505                                            :from-end t)))
506                   (if (find *empty-type* required :test #'type=)
507                       (values *empty-type* t)
508                       (values (make-values-type
509                                :required required
510                                :optional (if opt-last
511                                              (subseq opt 0 (1+ opt-last))
512                                              ())
513                                :rest (if (eq rest default-type) nil rest))
514                               (and rest-exact res-exact)))))))))
515       (funcall operation type1 type2)))
516
517 ;;; Do a union or intersection operation on types that might be values
518 ;;; types. The result is optimized for utility rather than exactness,
519 ;;; but it is guaranteed that it will be no smaller (more restrictive)
520 ;;; than the precise result.
521 ;;;
522 ;;; The return convention seems to be analogous to
523 ;;; TYPES-EQUAL-OR-INTERSECT. -- WHN 19990910.
524 (defun-cached (values-type-union :hash-function type-cache-hash
525                                  :hash-bits 8
526                                  :default nil
527                                  :init-wrapper !cold-init-forms)
528               ((type1 eq) (type2 eq))
529   (declare (type ctype type1 type2))
530   (cond ((or (eq type1 *wild-type*) (eq type2 *wild-type*)) *wild-type*)
531         ((eq type1 *empty-type*) type2)
532         ((eq type2 *empty-type*) type1)
533         (t
534          (values (args-type-op type1 type2 #'type-union #'min *empty-type*)))))
535 (defun-cached (values-type-intersection :hash-function type-cache-hash
536                                         :hash-bits 8
537                                         :values 2
538                                         :default (values nil :empty)
539                                         :init-wrapper !cold-init-forms)
540               ((type1 eq) (type2 eq))
541   (declare (type ctype type1 type2))
542   (cond ((eq type1 *wild-type*) (values type2 t))
543         ((eq type2 *wild-type*) (values type1 t))
544         (t
545          (args-type-op type1 type2
546                        #'type-intersection
547                        #'max
548                        (specifier-type 'null)))))
549
550 ;;; This is like TYPES-EQUAL-OR-INTERSECT, except that it sort of
551 ;;; works on VALUES types. Note that due to the semantics of
552 ;;; VALUES-TYPE-INTERSECTION, this might return (VALUES T T) when
553 ;;; there isn't really any intersection.
554 (defun values-types-equal-or-intersect (type1 type2)
555   (cond ((or (eq type1 *empty-type*) (eq type2 *empty-type*))
556          (values t t))
557         ((or (values-type-p type1) (values-type-p type2))
558          (multiple-value-bind (res win) (values-type-intersection type1 type2)
559            (values (not (eq res *empty-type*))
560                    win)))
561         (t
562          (types-equal-or-intersect type1 type2))))
563
564 ;;; a SUBTYPEP-like operation that can be used on any types, including
565 ;;; VALUES types
566 (defun-cached (values-subtypep :hash-function type-cache-hash
567                                :hash-bits 8
568                                :values 2
569                                :default (values nil :empty)
570                                :init-wrapper !cold-init-forms)
571               ((type1 eq) (type2 eq))
572   (declare (type ctype type1 type2))
573   (cond ((eq type2 *wild-type*) (values t t))
574         ((eq type1 *wild-type*)
575          (values (eq type2 *universal-type*) t))
576         ((not (values-types-equal-or-intersect type1 type2))
577          (values nil t))
578         (t
579          (if (or (values-type-p type1) (values-type-p type2))
580              (let ((type1 (coerce-to-values type1))
581                    (type2 (coerce-to-values type2)))
582                (multiple-value-bind (types1 rest1) (values-type-types type1)
583                  (multiple-value-bind (types2 rest2) (values-type-types type2)
584                    (cond ((< (length (values-type-required type1))
585                              (length (values-type-required type2)))
586                           (values nil t))
587                          ((< (length types1) (length types2))
588                           (values nil nil))
589                          ((or (values-type-keyp type1)
590                               (values-type-keyp type2))
591                           (values nil nil))
592                          (t
593                           (do ((t1 types1 (rest t1))
594                                (t2 types2 (rest t2)))
595                               ((null t2)
596                                (csubtypep rest1 rest2))
597                             (multiple-value-bind (res win-p)
598                                 (csubtypep (first t1) (first t2))
599                               (unless win-p
600                                 (return (values nil nil)))
601                               (unless res
602                                 (return (values nil t))))))))))
603              (csubtypep type1 type2)))))
604 \f
605 ;;;; type method interfaces
606
607 ;;; like SUBTYPEP, only works on CTYPE structures
608 (defun-cached (csubtypep :hash-function type-cache-hash
609                          :hash-bits 8
610                          :values 2
611                          :default (values nil :empty)
612                          :init-wrapper !cold-init-forms)
613               ((type1 eq) (type2 eq))
614   (declare (type ctype type1 type2))
615   (cond ((or (eq type1 type2)
616              (eq type1 *empty-type*)
617              (eq type2 *wild-type*))
618          (values t t))
619         ((eq type1 *wild-type*)
620          (values nil t))
621         (t
622          (!invoke-type-method :simple-subtypep :complex-subtypep-arg2
623                               type1 type2
624                               :complex-arg1 :complex-subtypep-arg1))))
625
626 ;;; Just parse the type specifiers and call CSUBTYPE.
627 (defun sb!xc:subtypep (type1 type2 &optional environment)
628   #!+sb-doc
629   "Return two values indicating the relationship between type1 and type2.
630   If values are T and T, type1 definitely is a subtype of type2.
631   If values are NIL and T, type1 definitely is not a subtype of type2.
632   If values are NIL and NIL, it couldn't be determined."
633   (declare (ignore environment))
634   (csubtypep (specifier-type type1) (specifier-type type2)))
635
636 ;;; If two types are definitely equivalent, return true. The second
637 ;;; value indicates whether the first value is definitely correct.
638 ;;; This should only fail in the presence of HAIRY types.
639 (defun-cached (type= :hash-function type-cache-hash
640                      :hash-bits 8
641                      :values 2
642                      :default (values nil :empty)
643                      :init-wrapper !cold-init-forms)
644               ((type1 eq) (type2 eq))
645   (declare (type ctype type1 type2))
646   (if (eq type1 type2)
647       (values t t)
648       (!invoke-type-method :simple-= :complex-= type1 type2)))
649
650 ;;; Not exactly the negation of TYPE=, since when the relationship is
651 ;;; uncertain, we still return NIL, NIL. This is useful in cases where
652 ;;; the conservative assumption is =.
653 (defun type/= (type1 type2)
654   (declare (type ctype type1 type2))
655   (multiple-value-bind (res win) (type= type1 type2)
656     (if win
657         (values (not res) t)
658         (values nil nil))))
659
660 ;;; the type method dispatch case of TYPE-UNION2
661 (defun %type-union2 (type1 type2)
662   ;; As in %TYPE-INTERSECTION2, it seems to be a good idea to give
663   ;; both argument orders a chance at COMPLEX-INTERSECTION2. Unlike
664   ;; %TYPE-INTERSECTION2, though, I don't have a specific case which
665   ;; demonstrates this is actually necessary. Also unlike
666   ;; %TYPE-INTERSECTION2, there seems to be no need to distinguish
667   ;; between not finding a method and having a method return NIL.
668   (flet ((1way (x y)
669            (!invoke-type-method :simple-union2 :complex-union2
670                                 x y
671                                 :default nil)))
672     (declare (inline 1way))
673     (or (1way type1 type2)
674         (1way type2 type1))))
675
676 ;;; Find a type which includes both types. Any inexactness is
677 ;;; represented by the fuzzy element types; we return a single value
678 ;;; that is precise to the best of our knowledge. This result is
679 ;;; simplified into the canonical form, thus is not a UNION-TYPE
680 ;;; unless we find no other way to represent the result.
681 (defun-cached (type-union2 :hash-function type-cache-hash
682                            :hash-bits 8
683                            :init-wrapper !cold-init-forms)
684               ((type1 eq) (type2 eq))
685   ;; KLUDGE: This was generated from TYPE-INTERSECTION2 by Ye Olde Cut And
686   ;; Paste technique of programming. If it stays around (as opposed to
687   ;; e.g. fading away in favor of some CLOS solution) the shared logic
688   ;; should probably become shared code. -- WHN 2001-03-16
689   (declare (type ctype type1 type2))
690   (cond ((eq type1 type2)
691          type1)
692         ((csubtypep type1 type2) type2)
693         ((csubtypep type2 type1) type1)
694         ((or (union-type-p type1)
695              (union-type-p type2))
696          ;; Unions of UNION-TYPE should have the UNION-TYPE-TYPES
697          ;; values broken out and united separately. The full TYPE-UNION
698          ;; function knows how to do this, so let it handle it.
699          (type-union type1 type2))
700         (t
701          ;; the ordinary case: we dispatch to type methods
702          (%type-union2 type1 type2))))
703
704 ;;; the type method dispatch case of TYPE-INTERSECTION2
705 (defun %type-intersection2 (type1 type2)
706   ;; We want to give both argument orders a chance at
707   ;; COMPLEX-INTERSECTION2. Without that, the old CMU CL type
708   ;; methods could give noncommutative results, e.g.
709   ;;   (TYPE-INTERSECTION2 *EMPTY-TYPE* SOME-HAIRY-TYPE)
710   ;;     => NIL, NIL
711   ;;   (TYPE-INTERSECTION2 SOME-HAIRY-TYPE *EMPTY-TYPE*)
712   ;;     => #<NAMED-TYPE NIL>, T
713   ;; We also need to distinguish between the case where we found a
714   ;; type method, and it returned NIL, and the case where we fell
715   ;; through without finding any type method. An example of the first
716   ;; case is the intersection of a HAIRY-TYPE with some ordinary type.
717   ;; An example of the second case is the intersection of two
718   ;; completely-unrelated types, e.g. CONS and NUMBER, or SYMBOL and
719   ;; ARRAY.
720   ;;
721   ;; (Why yes, CLOS probably *would* be nicer..)
722   (flet ((1way (x y)
723            (!invoke-type-method :simple-intersection2 :complex-intersection2
724                                 x y
725                                 :default :no-type-method-found)))
726     (declare (inline 1way))
727     (let ((xy (1way type1 type2)))
728       (or (and (not (eql xy :no-type-method-found)) xy)
729           (let ((yx (1way type2 type1)))
730             (or (and (not (eql yx :no-type-method-found)) yx)
731                 (cond ((and (eql xy :no-type-method-found)
732                             (eql yx :no-type-method-found))
733                        *empty-type*)
734                       (t
735                        (aver (and (not xy) (not yx))) ; else handled above
736                        nil))))))))
737
738 (defun-cached (type-intersection2 :hash-function type-cache-hash
739                                   :hash-bits 8
740                                   :values 1
741                                   :default nil
742                                   :init-wrapper !cold-init-forms)
743               ((type1 eq) (type2 eq))
744   (declare (type ctype type1 type2))
745   (cond ((eq type1 type2)
746          ;; FIXME: For some reason, this doesn't catch e.g. type1 =
747          ;; type2 = (SPECIFIER-TYPE
748          ;; 'SOME-UNKNOWN-TYPE). Investigate. - CSR, 2002-04-10
749          type1)
750         ((or (intersection-type-p type1)
751              (intersection-type-p type2))
752          ;; Intersections of INTERSECTION-TYPE should have the
753          ;; INTERSECTION-TYPE-TYPES values broken out and intersected
754          ;; separately. The full TYPE-INTERSECTION function knows how
755          ;; to do that, so let it handle it.
756          (type-intersection type1 type2))
757         (t
758          ;; the ordinary case: we dispatch to type methods
759          (%type-intersection2 type1 type2))))
760
761 ;;; Return as restrictive and simple a type as we can discover that is
762 ;;; no more restrictive than the intersection of TYPE1 and TYPE2. At
763 ;;; worst, we arbitrarily return one of the arguments as the first
764 ;;; value (trying not to return a hairy type).
765 (defun type-approx-intersection2 (type1 type2)
766   (cond ((type-intersection2 type1 type2))
767         ((hairy-type-p type1) type2)
768         (t type1)))
769
770 ;;; a test useful for checking whether a derived type matches a
771 ;;; declared type
772 ;;;
773 ;;; The first value is true unless the types don't intersect and
774 ;;; aren't equal. The second value is true if the first value is
775 ;;; definitely correct. NIL is considered to intersect with any type.
776 ;;; If T is a subtype of either type, then we also return T, T. This
777 ;;; way we recognize that hairy types might intersect with T.
778 (defun types-equal-or-intersect (type1 type2)
779   (declare (type ctype type1 type2))
780   (if (or (eq type1 *empty-type*) (eq type2 *empty-type*))
781       (values t t)
782       (let ((intersection2 (type-intersection2 type1 type2)))
783         (cond ((not intersection2)
784                (if (or (csubtypep *universal-type* type1)
785                        (csubtypep *universal-type* type2))
786                    (values t t)
787                    (values t nil)))
788               ((eq intersection2 *empty-type*) (values nil t))
789               (t (values t t))))))
790
791 ;;; Return a Common Lisp type specifier corresponding to the TYPE
792 ;;; object.
793 (defun type-specifier (type)
794   (declare (type ctype type))
795   (funcall (type-class-unparse (type-class-info type)) type))
796
797 ;;; (VALUES-SPECIFIER-TYPE and SPECIFIER-TYPE moved from here to
798 ;;; early-type.lisp by WHN ca. 19990201.)
799
800 ;;; Take a list of type specifiers, computing the translation of each
801 ;;; specifier and defining it as a builtin type.
802 (declaim (ftype (function (list) (values)) precompute-types))
803 (defun precompute-types (specs)
804   (dolist (spec specs)
805     (let ((res (specifier-type spec)))
806       (unless (unknown-type-p res)
807         (setf (info :type :builtin spec) res)
808         ;; KLUDGE: the three copies of this idiom in this file (and
809         ;; the one in class.lisp as at sbcl-0.7.4.1x) should be
810         ;; coalesced, or perhaps the error-detecting code that
811         ;; disallows redefinition of :PRIMITIVE types should be
812         ;; rewritten to use *TYPE-SYSTEM-FINALIZED* (rather than
813         ;; *TYPE-SYSTEM-INITIALIZED*). The effect of this is not to
814         ;; cause redefinition errors when precompute-types is called
815         ;; for a second time while building the target compiler using
816         ;; the cross-compiler. -- CSR, trying to explain why this
817         ;; isn't completely wrong, 2002-06-07
818         (setf (info :type :kind spec) #+sb-xc-host :defined #-sb-xc-host :primitive))))
819   (values))
820 \f
821 ;;;; general TYPE-UNION and TYPE-INTERSECTION operations
822 ;;;;
823 ;;;; These are fully general operations on CTYPEs: they'll always
824 ;;;; return a CTYPE representing the result.
825
826 ;;; shared logic for unions and intersections: Stuff TYPE into the
827 ;;; vector TYPES, finding pairs of types which can be simplified by
828 ;;; SIMPLIFY2 (TYPE-UNION2 or TYPE-INTERSECTION2) and replacing them
829 ;;; by their simplified forms.
830 (defun accumulate1-compound-type (type types %compound-type-p simplify2)
831   (declare (type ctype type))
832   (declare (type (vector ctype) types))
833   (declare (type function %compound-type-p simplify2))
834   ;; Any input object satisfying %COMPOUND-TYPE-P should've been
835   ;; broken into components before it reached us.
836   (aver (not (funcall %compound-type-p type)))
837   (dotimes (i (length types) (vector-push-extend type types))
838     (let ((simplified2 (funcall simplify2 type (aref types i))))
839       (when simplified2
840         ;; Discard the old (AREF TYPES I).
841         (setf (aref types i) (vector-pop types))
842         ;; Merge the new SIMPLIFIED2 into TYPES, by tail recursing.
843         ;; (Note that the tail recursion is indirect: we go through
844         ;; ACCUMULATE, not ACCUMULATE1, so that if SIMPLIFIED2 is
845         ;; handled properly if it satisfies %COMPOUND-TYPE-P.)
846         (return (accumulate-compound-type simplified2
847                                           types
848                                           %compound-type-p
849                                           simplify2)))))
850   ;; Voila.
851   (values))
852
853 ;;; shared logic for unions and intersections: Use
854 ;;; ACCUMULATE1-COMPOUND-TYPE to merge TYPE into TYPES, either
855 ;;; all in one step or, if %COMPOUND-TYPE-P is satisfied,
856 ;;; component by component.
857 (defun accumulate-compound-type (type types %compound-type-p simplify2)
858   (declare (type function %compound-type-p simplify2))
859   (flet ((accumulate1 (x)
860            (accumulate1-compound-type x types %compound-type-p simplify2)))
861     (declare (inline accumulate1))
862     (if (funcall %compound-type-p type)
863         (map nil #'accumulate1 (compound-type-types type))
864         (accumulate1 type)))
865   (values))
866
867 ;;; shared logic for unions and intersections: Return a vector of
868 ;;; types representing the same types as INPUT-TYPES, but with 
869 ;;; COMPOUND-TYPEs satisfying %COMPOUND-TYPE-P broken up into their
870 ;;; component types, and with any SIMPLY2 simplifications applied.
871 (defun simplified-compound-types (input-types %compound-type-p simplify2)
872   (let ((simplified-types (make-array (length input-types)
873                                       :fill-pointer 0
874                                       :adjustable t
875                                       :element-type 'ctype
876                                       ;; (This INITIAL-ELEMENT shouldn't
877                                       ;; matter, but helps avoid type
878                                       ;; warnings at compile time.)
879                                       :initial-element *empty-type*)))
880     (dolist (input-type input-types)
881       (accumulate-compound-type input-type
882                                 simplified-types
883                                 %compound-type-p
884                                 simplify2))
885     simplified-types))
886
887 ;;; shared logic for unions and intersections: Make a COMPOUND-TYPE
888 ;;; object whose components are the types in TYPES, or skip to special
889 ;;; cases when TYPES is short.
890 (defun make-probably-compound-type (constructor types enumerable identity)
891   (declare (type function constructor))
892   (declare (type (vector ctype) types))
893   (declare (type ctype identity))
894   (case (length types)
895     (0 identity)
896     (1 (aref types 0))
897     (t (funcall constructor
898                 enumerable
899                 ;; FIXME: This should be just (COERCE TYPES 'LIST), but as
900                 ;; of sbcl-0.6.11.17 the COERCE optimizer is really
901                 ;; brain-dead, so that would generate a full call to
902                 ;; SPECIFIER-TYPE at runtime, so we get into bootstrap
903                 ;; problems in cold init because 'LIST is a compound
904                 ;; type, so we need to MAKE-PROBABLY-COMPOUND-TYPE
905                 ;; before we know what 'LIST is. Once the COERCE
906                 ;; optimizer is less brain-dead, we can make this
907                 ;; (COERCE TYPES 'LIST) again.
908                 #+sb-xc-host (coerce types 'list)
909                 #-sb-xc-host (coerce-to-list types)))))
910
911 (defun maybe-distribute-one-union (union-type types)
912   (let* ((intersection (apply #'type-intersection types))
913          (union (mapcar (lambda (x) (type-intersection x intersection))
914                         (union-type-types union-type))))
915     (if (notany (lambda (x) (or (hairy-type-p x)
916                                 (intersection-type-p x)))
917                 union)
918         union
919         nil)))
920
921 (defun type-intersection (&rest input-types)
922   (%type-intersection input-types))
923 (defun-cached (%type-intersection :hash-bits 8
924                                   :hash-function (lambda (x)
925                                                    (logand (sxhash x) #xff)))
926     ((input-types equal))
927   (let ((simplified-types (simplified-compound-types input-types
928                                                      #'intersection-type-p
929                                                      #'type-intersection2)))
930     (declare (type (vector ctype) simplified-types))
931     ;; We want to have a canonical representation of types (or failing
932     ;; that, punt to HAIRY-TYPE). Canonical representation would have
933     ;; intersections inside unions but not vice versa, since you can
934     ;; always achieve that by the distributive rule. But we don't want
935     ;; to just apply the distributive rule, since it would be too easy
936     ;; to end up with unreasonably huge type expressions. So instead
937     ;; we try to generate a simple type by distributing the union; if
938     ;; the type can't be made simple, we punt to HAIRY-TYPE.
939     (if (and (> (length simplified-types) 1)
940              (some #'union-type-p simplified-types))
941         (let* ((first-union (find-if #'union-type-p simplified-types))
942                (other-types (coerce (remove first-union simplified-types)
943                                     'list))
944                (distributed (maybe-distribute-one-union first-union
945                                                         other-types)))
946           (if distributed
947               (apply #'type-union distributed)
948               (make-hairy-type
949                :specifier `(and ,@(map 'list
950                                        #'type-specifier
951                                        simplified-types)))))
952         (make-probably-compound-type #'%make-intersection-type
953                                      simplified-types
954                                      (some #'type-enumerable
955                                            simplified-types)
956                                      *universal-type*))))
957
958 (defun type-union (&rest input-types)
959   (%type-union input-types))
960 (defun-cached (%type-union :hash-bits 8
961                            :hash-function (lambda (x)
962                                             (logand (sxhash x) #xff)))
963     ((input-types equal))
964   (let ((simplified-types (simplified-compound-types input-types
965                                                      #'union-type-p
966                                                      #'type-union2)))
967     (make-probably-compound-type #'make-union-type
968                                  simplified-types
969                                  (every #'type-enumerable simplified-types)
970                                  *empty-type*)))
971 \f
972 ;;;; built-in types
973
974 (!define-type-class named)
975
976 (defvar *wild-type*)
977 (defvar *empty-type*)
978 (defvar *universal-type*)
979 (defvar *universal-fun-type*)
980 (!cold-init-forms
981  (macrolet ((frob (name var)
982               `(progn
983                  (setq ,var (make-named-type :name ',name))
984                  (setf (info :type :kind ',name)
985                        #+sb-xc-host :defined #-sb-xc-host :primitive)
986                  (setf (info :type :builtin ',name) ,var))))
987    ;; KLUDGE: In ANSI, * isn't really the name of a type, it's just a
988    ;; special symbol which can be stuck in some places where an
989    ;; ordinary type can go, e.g. (ARRAY * 1) instead of (ARRAY T 1).
990    ;; At some point, in order to become more standard, we should
991    ;; convert all the classic CMU CL legacy *s and *WILD-TYPE*s into
992    ;; Ts and *UNIVERSAL-TYPE*s.
993    (frob * *wild-type*)
994    (frob nil *empty-type*)
995    (frob t *universal-type*))
996  (setf *universal-fun-type*
997        (make-fun-type :wild-args t
998                       :returns *wild-type*)))
999
1000 (!define-type-method (named :simple-=) (type1 type2)
1001   ;; FIXME: BUG 85: This assertion failed when I added it in
1002   ;; sbcl-0.6.11.13. It probably shouldn't fail; but for now it's
1003   ;; just commented out.
1004   ;;(aver (not (eq type1 *wild-type*))) ; * isn't really a type.
1005   (values (eq type1 type2) t))
1006
1007 (!define-type-method (named :complex-=) (type1 type2)
1008   (cond
1009     ((and (eq type2 *empty-type*)
1010           (intersection-type-p type1)
1011           ;; not allowed to be unsure on these... FIXME: keep the list
1012           ;; of CL types that are intersection types once and only
1013           ;; once.
1014           (not (or (type= type1 (specifier-type 'ratio))
1015                    (type= type1 (specifier-type 'keyword)))))
1016      ;; things like (AND (EQL 0) (SATISFIES ODDP)) or (AND FUNCTION
1017      ;; STREAM) can get here.  In general, we can't really tell
1018      ;; whether these are equal to NIL or not, so
1019      (values nil nil))
1020     ((type-might-contain-other-types-p type1)
1021      (invoke-complex-=-other-method type1 type2))
1022     (t (values nil t))))
1023
1024 (!define-type-method (named :simple-subtypep) (type1 type2)
1025   (aver (not (eq type1 *wild-type*))) ; * isn't really a type.
1026   (values (or (eq type1 *empty-type*) (eq type2 *wild-type*)) t))
1027
1028 (!define-type-method (named :complex-subtypep-arg1) (type1 type2)
1029   ;; This AVER causes problems if we write accurate methods for the
1030   ;; union (and possibly intersection) types which then delegate to
1031   ;; us; while a user shouldn't get here, because of the odd status of
1032   ;; *wild-type* a type-intersection executed by the compiler can. -
1033   ;; CSR, 2002-04-10
1034   ;;
1035   ;; (aver (not (eq type1 *wild-type*))) ; * isn't really a type.
1036   (cond ((eq type1 *empty-type*)
1037          t)
1038         (;; When TYPE2 might be the universal type in disguise
1039          (type-might-contain-other-types-p type2)
1040          ;; Now that the UNION and HAIRY COMPLEX-SUBTYPEP-ARG2 methods
1041          ;; can delegate to us (more or less as CALL-NEXT-METHOD) when
1042          ;; they're uncertain, we can't just barf on COMPOUND-TYPE and
1043          ;; HAIRY-TYPEs as we used to. Instead we deal with the
1044          ;; problem (where at least part of the problem is cases like
1045          ;;   (SUBTYPEP T '(SATISFIES FOO))
1046          ;; or
1047          ;;   (SUBTYPEP T '(AND (SATISFIES FOO) (SATISFIES BAR)))
1048          ;; where the second type is a hairy type like SATISFIES, or
1049          ;; is a compound type which might contain a hairy type) by
1050          ;; returning uncertainty.
1051          (values nil nil))
1052         (t
1053          ;; By elimination, TYPE1 is the universal type.
1054          (aver (or (eq type1 *wild-type*) (eq type1 *universal-type*)))
1055          ;; This case would have been picked off by the SIMPLE-SUBTYPEP
1056          ;; method, and so shouldn't appear here.
1057          (aver (not (eq type2 *universal-type*)))
1058          ;; Since TYPE2 is not EQ *UNIVERSAL-TYPE* and is not the
1059          ;; universal type in disguise, TYPE2 is not a superset of TYPE1.
1060          (values nil t))))
1061
1062 (!define-type-method (named :complex-subtypep-arg2) (type1 type2)
1063   (aver (not (eq type2 *wild-type*))) ; * isn't really a type.
1064   (cond ((eq type2 *universal-type*)
1065          (values t t))
1066         ((type-might-contain-other-types-p type1)
1067          ;; those types can be *EMPTY-TYPE* or *UNIVERSAL-TYPE* in
1068          ;; disguise.  So we'd better delegate.
1069          (invoke-complex-subtypep-arg1-method type1 type2))
1070         (t
1071          ;; FIXME: This seems to rely on there only being 2 or 3
1072          ;; NAMED-TYPE values, and the exclusion of various
1073          ;; possibilities above. It would be good to explain it and/or
1074          ;; rewrite it so that it's clearer.
1075          (values (not (eq type2 *empty-type*)) t))))
1076
1077 (!define-type-method (named :complex-intersection2) (type1 type2)
1078   ;; FIXME: This assertion failed when I added it in sbcl-0.6.11.13.
1079   ;; Perhaps when bug 85 is fixed it can be reenabled.
1080   ;;(aver (not (eq type2 *wild-type*))) ; * isn't really a type.
1081   (hierarchical-intersection2 type1 type2))
1082
1083 (!define-type-method (named :complex-union2) (type1 type2)
1084   ;; Perhaps when bug 85 is fixed this can be reenabled.
1085   ;;(aver (not (eq type2 *wild-type*))) ; * isn't really a type.
1086   (hierarchical-union2 type1 type2))
1087
1088 (!define-type-method (named :unparse) (x)
1089   (named-type-name x))
1090 \f
1091 ;;;; hairy and unknown types
1092
1093 (!define-type-method (hairy :unparse) (x)
1094   (hairy-type-specifier x))
1095     
1096 (!define-type-method (hairy :simple-subtypep) (type1 type2)
1097   (let ((hairy-spec1 (hairy-type-specifier type1))
1098         (hairy-spec2 (hairy-type-specifier type2)))
1099     (cond ((equal-but-no-car-recursion hairy-spec1 hairy-spec2)
1100            (values t t))
1101           (t
1102            (values nil nil)))))
1103
1104 (!define-type-method (hairy :complex-subtypep-arg2) (type1 type2)
1105   (invoke-complex-subtypep-arg1-method type1 type2))
1106
1107 (!define-type-method (hairy :complex-subtypep-arg1) (type1 type2)
1108   (declare (ignore type1 type2))
1109   (values nil nil))
1110
1111 (!define-type-method (hairy :complex-=) (type1 type2)
1112   (declare (ignore type1 type2))
1113   (values nil nil))
1114
1115 (!define-type-method (hairy :simple-intersection2 :complex-intersection2) 
1116                      (type1 type2)
1117   (if (type= type1 type2)
1118       type1
1119       nil))
1120
1121 (!define-type-method (hairy :simple-union2) 
1122                      (type1 type2)
1123   (if (type= type1 type2)
1124       type1
1125       nil))
1126
1127 (!define-type-method (hairy :simple-=) (type1 type2)
1128   (if (equal-but-no-car-recursion (hairy-type-specifier type1)
1129                                   (hairy-type-specifier type2))
1130       (values t t)
1131       (values nil nil)))
1132
1133 (!def-type-translator satisfies (&whole whole fun)
1134   (declare (ignore fun))
1135   ;; Check legality of arguments.
1136   (destructuring-bind (satisfies predicate-name) whole
1137     (declare (ignore satisfies))
1138     (unless (symbolp predicate-name)
1139       (error 'simple-type-error
1140              :datum predicate-name
1141              :expected-type 'symbol
1142              :format-control "The SATISFIES predicate name is not a symbol: ~S"
1143              :format-arguments (list predicate-name))))
1144   ;; Create object.
1145   (make-hairy-type :specifier whole))
1146 \f
1147 ;;;; negation types
1148
1149 (!define-type-method (negation :unparse) (x)
1150   `(not ,(type-specifier (negation-type-type x))))
1151
1152 (!define-type-method (negation :simple-subtypep) (type1 type2)
1153   (csubtypep (negation-type-type type2) (negation-type-type type1)))
1154
1155 (!define-type-method (negation :complex-subtypep-arg2) (type1 type2)
1156   (let* ((complement-type2 (negation-type-type type2))
1157          (intersection2 (type-intersection2 type1
1158                                             complement-type2)))
1159     (if intersection2
1160         ;; FIXME: if uncertain, maybe try arg1?
1161         (type= intersection2 *empty-type*)
1162         (invoke-complex-subtypep-arg1-method type1 type2))))
1163
1164 (!define-type-method (negation :complex-subtypep-arg1) (type1 type2)
1165   ;; "Incrementally extended heuristic algorithms tend inexorably toward the
1166   ;; incomprehensible." -- http://www.unlambda.com/~james/lambda/lambda.txt
1167   ;;
1168   ;; You may not believe this. I couldn't either. But then I sat down
1169   ;; and drew lots of Venn diagrams. Comments involving a and b refer
1170   ;; to the call (subtypep '(not a) 'b) -- CSR, 2002-02-27.
1171   (block nil
1172     ;; (Several logical truths in this block are true as long as
1173     ;; b/=T. As of sbcl-0.7.1.28, it seems impossible to construct a
1174     ;; case with b=T where we actually reach this type method, but
1175     ;; we'll test for and exclude this case anyway, since future
1176     ;; maintenance might make it possible for it to end up in this
1177     ;; code.)
1178     (multiple-value-bind (equal certain)
1179         (type= type2 *universal-type*)
1180       (unless certain
1181         (return (values nil nil)))
1182       (when equal
1183         (return (values t t))))
1184     (let ((complement-type1 (negation-type-type type1)))
1185       ;; Do the special cases first, in order to give us a chance if
1186       ;; subtype/supertype relationships are hairy.
1187       (multiple-value-bind (equal certain) 
1188           (type= complement-type1 type2)
1189         ;; If a = b, ~a is not a subtype of b (unless b=T, which was
1190         ;; excluded above).
1191         (unless certain
1192           (return (values nil nil)))
1193         (when equal
1194           (return (values nil t))))
1195       ;; KLUDGE: ANSI requires that the SUBTYPEP result between any
1196       ;; two built-in atomic type specifiers never be uncertain. This
1197       ;; is hard to do cleanly for the built-in types whose
1198       ;; definitions include (NOT FOO), i.e. CONS and RATIO. However,
1199       ;; we can do it with this hack, which uses our global knowledge
1200       ;; that our implementation of the type system uses disjoint
1201       ;; implementation types to represent disjoint sets (except when
1202       ;; types are contained in other types).  (This is a KLUDGE
1203       ;; because it's fragile. Various changes in internal
1204       ;; representation in the type system could make it start
1205       ;; confidently returning incorrect results.) -- WHN 2002-03-08
1206       (unless (or (type-might-contain-other-types-p complement-type1)
1207                   (type-might-contain-other-types-p type2))
1208         ;; Because of the way our types which don't contain other
1209         ;; types are disjoint subsets of the space of possible values,
1210         ;; (SUBTYPEP '(NOT AA) 'B)=NIL when AA and B are simple (and B
1211         ;; is not T, as checked above).
1212         (return (values nil t)))
1213       ;; The old (TYPE= TYPE1 TYPE2) branch would never be taken, as
1214       ;; TYPE1 and TYPE2 will only be equal if they're both NOT types,
1215       ;; and then the :SIMPLE-SUBTYPEP method would be used instead.
1216       ;; But a CSUBTYPEP relationship might still hold:
1217       (multiple-value-bind (equal certain)
1218           (csubtypep complement-type1 type2)
1219         ;; If a is a subtype of b, ~a is not a subtype of b (unless
1220         ;; b=T, which was excluded above).
1221         (unless certain
1222           (return (values nil nil)))
1223         (when equal
1224           (return (values nil t))))
1225       (multiple-value-bind (equal certain)
1226           (csubtypep type2 complement-type1)
1227         ;; If b is a subtype of a, ~a is not a subtype of b.  (FIXME:
1228         ;; That's not true if a=T. Do we know at this point that a is
1229         ;; not T?)
1230         (unless certain
1231           (return (values nil nil)))
1232         (when equal
1233           (return (values nil t))))
1234       ;; old CSR comment ca. 0.7.2, now obsoleted by the SIMPLE-CTYPE?
1235       ;; KLUDGE case above: Other cases here would rely on being able
1236       ;; to catch all possible cases, which the fragility of this type
1237       ;; system doesn't inspire me; for instance, if a is type= to ~b,
1238       ;; then we want T, T; if this is not the case and the types are
1239       ;; disjoint (have an intersection of *empty-type*) then we want
1240       ;; NIL, T; else if the union of a and b is the *universal-type*
1241       ;; then we want T, T. So currently we still claim to be unsure
1242       ;; about e.g. (subtypep '(not fixnum) 'single-float).
1243       ;;
1244       ;; OTOH we might still get here:
1245       (values nil nil))))
1246
1247 (!define-type-method (negation :complex-=) (type1 type2)
1248   ;; (NOT FOO) isn't equivalent to anything that's not a negation
1249   ;; type, except possibly a type that might contain it in disguise.
1250   (declare (ignore type2))
1251   (if (type-might-contain-other-types-p type1)
1252       (values nil nil)
1253       (values nil t)))
1254
1255 (!define-type-method (negation :simple-intersection2) (type1 type2)
1256   (let ((not1 (negation-type-type type1))
1257         (not2 (negation-type-type type2)))
1258     (cond
1259       ((csubtypep not1 not2) type2)
1260       ((csubtypep not2 not1) type1)
1261       ;; Why no analagous clause to the disjoint in the SIMPLE-UNION2
1262       ;; method, below?  The clause would read
1263       ;;
1264       ;; ((EQ (TYPE-UNION NOT1 NOT2) *UNIVERSAL-TYPE*) *EMPTY-TYPE*)
1265       ;;
1266       ;; but with proper canonicalization of negation types, there's
1267       ;; no way of constructing two negation types with union of their
1268       ;; negations being the universal type.
1269       (t
1270        (aver (not (eq (type-union not1 not2) *universal-type*)))
1271        nil))))
1272
1273 (!define-type-method (negation :complex-intersection2) (type1 type2)
1274   (cond
1275     ((csubtypep type1 (negation-type-type type2)) *empty-type*)
1276     ((eq (type-intersection type1 (negation-type-type type2)) *empty-type*)
1277      type1)
1278     (t nil)))
1279
1280 (!define-type-method (negation :simple-union2) (type1 type2)
1281   (let ((not1 (negation-type-type type1))
1282         (not2 (negation-type-type type2)))
1283     (cond
1284       ((csubtypep not1 not2) type1)
1285       ((csubtypep not2 not1) type2)
1286       ((eq (type-intersection not1 not2) *empty-type*)
1287        *universal-type*)
1288       (t nil))))
1289
1290 (!define-type-method (negation :complex-union2) (type1 type2)
1291   (cond
1292     ((csubtypep (negation-type-type type2) type1) *universal-type*)
1293     ((eq (type-intersection type1 (negation-type-type type2)) *empty-type*)
1294      type2)
1295     (t nil)))
1296
1297 (!define-type-method (negation :simple-=) (type1 type2)
1298   (type= (negation-type-type type1) (negation-type-type type2)))
1299
1300 (!def-type-translator not (typespec)
1301   (let* ((not-type (specifier-type typespec))
1302          (spec (type-specifier not-type)))
1303     (cond
1304       ;; canonicalize (NOT (NOT FOO))
1305       ((and (listp spec) (eq (car spec) 'not))
1306        (specifier-type (cadr spec)))
1307       ;; canonicalize (NOT NIL) and (NOT T)
1308       ((eq not-type *empty-type*) *universal-type*)
1309       ((eq not-type *universal-type*) *empty-type*)
1310       ((and (numeric-type-p not-type)
1311             (null (numeric-type-low not-type))
1312             (null (numeric-type-high not-type)))
1313        (make-negation-type :type not-type))
1314       ((numeric-type-p not-type)
1315        (type-union
1316         (make-negation-type
1317          :type (modified-numeric-type not-type :low nil :high nil))
1318         (cond
1319           ((null (numeric-type-low not-type))
1320            (modified-numeric-type
1321             not-type
1322             :low (let ((h (numeric-type-high not-type)))
1323                    (if (consp h) (car h) (list h)))
1324             :high nil))
1325           ((null (numeric-type-high not-type))
1326            (modified-numeric-type
1327             not-type
1328             :low nil
1329             :high (let ((l (numeric-type-low not-type)))
1330                     (if (consp l) (car l) (list l)))))
1331           (t (type-union
1332               (modified-numeric-type
1333                not-type
1334                :low nil
1335                :high (let ((l (numeric-type-low not-type)))
1336                        (if (consp l) (car l) (list l))))
1337               (modified-numeric-type
1338                not-type
1339                :low (let ((h (numeric-type-high not-type)))
1340                       (if (consp h) (car h) (list h)))
1341                :high nil))))))
1342       ((intersection-type-p not-type)
1343        (apply #'type-union
1344               (mapcar #'(lambda (x)
1345                           (specifier-type `(not ,(type-specifier x))))
1346                       (intersection-type-types not-type))))
1347       ((union-type-p not-type)
1348        (apply #'type-intersection
1349               (mapcar #'(lambda (x)
1350                           (specifier-type `(not ,(type-specifier x))))
1351                       (union-type-types not-type))))
1352       ((and (cons-type-p not-type)
1353             (eq (cons-type-car-type not-type) *universal-type*)
1354             (eq (cons-type-cdr-type not-type) *universal-type*))
1355        (make-negation-type :type not-type))
1356       ((cons-type-p not-type)
1357        (type-union
1358         (make-negation-type :type (specifier-type 'cons))
1359         (cond
1360           ((and (not (eq (cons-type-car-type not-type) *universal-type*))
1361                 (not (eq (cons-type-cdr-type not-type) *universal-type*)))
1362            (type-union
1363             (make-cons-type
1364              (specifier-type `(not ,(type-specifier
1365                                      (cons-type-car-type not-type))))
1366              *universal-type*)
1367             (make-cons-type
1368              *universal-type*
1369              (specifier-type `(not ,(type-specifier
1370                                      (cons-type-cdr-type not-type)))))))
1371           ((not (eq (cons-type-car-type not-type) *universal-type*))
1372            (make-cons-type
1373             (specifier-type `(not ,(type-specifier
1374                                     (cons-type-car-type not-type))))
1375             *universal-type*))
1376           ((not (eq (cons-type-cdr-type not-type) *universal-type*))
1377            (make-cons-type
1378             *universal-type*
1379             (specifier-type `(not ,(type-specifier
1380                                     (cons-type-cdr-type not-type))))))
1381           (t (bug "Weird CONS type ~S" not-type)))))
1382       (t (make-negation-type :type not-type)))))
1383 \f
1384 ;;;; numeric types
1385
1386 (!define-type-class number)
1387
1388 (!define-type-method (number :simple-=) (type1 type2)
1389   (values
1390    (and (eq (numeric-type-class type1) (numeric-type-class type2))
1391         (eq (numeric-type-format type1) (numeric-type-format type2))
1392         (eq (numeric-type-complexp type1) (numeric-type-complexp type2))
1393         (equal (numeric-type-low type1) (numeric-type-low type2))
1394         (equal (numeric-type-high type1) (numeric-type-high type2)))
1395    t))
1396
1397 (!define-type-method (number :unparse) (type)
1398   (let* ((complexp (numeric-type-complexp type))
1399          (low (numeric-type-low type))
1400          (high (numeric-type-high type))
1401          (base (case (numeric-type-class type)
1402                  (integer 'integer)
1403                  (rational 'rational)
1404                  (float (or (numeric-type-format type) 'float))
1405                  (t 'real))))
1406     (let ((base+bounds
1407            (cond ((and (eq base 'integer) high low)
1408                   (let ((high-count (logcount high))
1409                         (high-length (integer-length high)))
1410                     (cond ((= low 0)
1411                            (cond ((= high 0) '(integer 0 0))
1412                                  ((= high 1) 'bit)
1413                                  ((and (= high-count high-length)
1414                                        (plusp high-length))
1415                                   `(unsigned-byte ,high-length))
1416                                  (t
1417                                   `(mod ,(1+ high)))))
1418                           ((and (= low sb!xc:most-negative-fixnum)
1419                                 (= high sb!xc:most-positive-fixnum))
1420                            'fixnum)
1421                           ((and (= low (lognot high))
1422                                 (= high-count high-length)
1423                                 (> high-count 0))
1424                            `(signed-byte ,(1+ high-length)))
1425                           (t
1426                            `(integer ,low ,high)))))
1427                  (high `(,base ,(or low '*) ,high))
1428                  (low
1429                   (if (and (eq base 'integer) (= low 0))
1430                       'unsigned-byte
1431                       `(,base ,low)))
1432                  (t base))))
1433       (ecase complexp
1434         (:real
1435          base+bounds)
1436         (:complex
1437          (if (eq base+bounds 'real)
1438              'complex
1439              `(complex ,base+bounds)))
1440         ((nil)
1441          (aver (eq base+bounds 'real))
1442          'number)))))
1443
1444 ;;; Return true if X is "less than or equal" to Y, taking open bounds
1445 ;;; into consideration. CLOSED is the predicate used to test the bound
1446 ;;; on a closed interval (e.g. <=), and OPEN is the predicate used on
1447 ;;; open bounds (e.g. <). Y is considered to be the outside bound, in
1448 ;;; the sense that if it is infinite (NIL), then the test succeeds,
1449 ;;; whereas if X is infinite, then the test fails (unless Y is also
1450 ;;; infinite).
1451 ;;;
1452 ;;; This is for comparing bounds of the same kind, e.g. upper and
1453 ;;; upper. Use NUMERIC-BOUND-TEST* for different kinds of bounds.
1454 #!-negative-zero-is-not-zero
1455 (defmacro numeric-bound-test (x y closed open)
1456   `(cond ((not ,y) t)
1457          ((not ,x) nil)
1458          ((consp ,x)
1459           (if (consp ,y)
1460               (,closed (car ,x) (car ,y))
1461               (,closed (car ,x) ,y)))
1462          (t
1463           (if (consp ,y)
1464               (,open ,x (car ,y))
1465               (,closed ,x ,y)))))
1466
1467 #!+negative-zero-is-not-zero
1468 (defmacro numeric-bound-test-zero (op x y)
1469   `(if (and (zerop ,x) (zerop ,y) (floatp ,x) (floatp ,y))
1470        (,op (float-sign ,x) (float-sign ,y))
1471        (,op ,x ,y)))
1472
1473 #!+negative-zero-is-not-zero
1474 (defmacro numeric-bound-test (x y closed open)
1475   `(cond ((not ,y) t)
1476          ((not ,x) nil)
1477          ((consp ,x)
1478           (if (consp ,y)
1479               (numeric-bound-test-zero ,closed (car ,x) (car ,y))
1480               (numeric-bound-test-zero ,closed (car ,x) ,y)))
1481          (t
1482           (if (consp ,y)
1483               (numeric-bound-test-zero ,open ,x (car ,y))
1484               (numeric-bound-test-zero ,closed ,x ,y)))))
1485
1486 ;;; This is used to compare upper and lower bounds. This is different
1487 ;;; from the same-bound case:
1488 ;;; -- Since X = NIL is -infinity, whereas y = NIL is +infinity, we
1489 ;;;    return true if *either* arg is NIL.
1490 ;;; -- an open inner bound is "greater" and also squeezes the interval,
1491 ;;;    causing us to use the OPEN test for those cases as well.
1492 #!-negative-zero-is-not-zero
1493 (defmacro numeric-bound-test* (x y closed open)
1494   `(cond ((not ,y) t)
1495          ((not ,x) t)
1496          ((consp ,x)
1497           (if (consp ,y)
1498               (,open (car ,x) (car ,y))
1499               (,open (car ,x) ,y)))
1500          (t
1501           (if (consp ,y)
1502               (,open ,x (car ,y))
1503               (,closed ,x ,y)))))
1504
1505 #!+negative-zero-is-not-zero
1506 (defmacro numeric-bound-test* (x y closed open)
1507   `(cond ((not ,y) t)
1508          ((not ,x) t)
1509          ((consp ,x)
1510           (if (consp ,y)
1511               (numeric-bound-test-zero ,open (car ,x) (car ,y))
1512               (numeric-bound-test-zero ,open (car ,x) ,y)))
1513          (t
1514           (if (consp ,y)
1515               (numeric-bound-test-zero ,open ,x (car ,y))
1516               (numeric-bound-test-zero ,closed ,x ,y)))))
1517
1518 ;;; Return whichever of the numeric bounds X and Y is "maximal"
1519 ;;; according to the predicates CLOSED (e.g. >=) and OPEN (e.g. >).
1520 ;;; This is only meaningful for maximizing like bounds, i.e. upper and
1521 ;;; upper. If MAX-P is true, then we return NIL if X or Y is NIL,
1522 ;;; otherwise we return the other arg.
1523 (defmacro numeric-bound-max (x y closed open max-p)
1524   (once-only ((n-x x)
1525               (n-y y))
1526     `(cond ((not ,n-x) ,(if max-p nil n-y))
1527            ((not ,n-y) ,(if max-p nil n-x))
1528            ((consp ,n-x)
1529             (if (consp ,n-y)
1530                 (if (,closed (car ,n-x) (car ,n-y)) ,n-x ,n-y)
1531                 (if (,open (car ,n-x) ,n-y) ,n-x ,n-y)))
1532            (t
1533             (if (consp ,n-y)
1534                 (if (,open (car ,n-y) ,n-x) ,n-y ,n-x)
1535                 (if (,closed ,n-y ,n-x) ,n-y ,n-x))))))
1536
1537 (!define-type-method (number :simple-subtypep) (type1 type2)
1538   (let ((class1 (numeric-type-class type1))
1539         (class2 (numeric-type-class type2))
1540         (complexp2 (numeric-type-complexp type2))
1541         (format2 (numeric-type-format type2))
1542         (low1 (numeric-type-low type1))
1543         (high1 (numeric-type-high type1))
1544         (low2 (numeric-type-low type2))
1545         (high2 (numeric-type-high type2)))
1546     ;; If one is complex and the other isn't, they are disjoint.
1547     (cond ((not (or (eq (numeric-type-complexp type1) complexp2)
1548                     (null complexp2)))
1549            (values nil t))
1550           ;; If the classes are specified and different, the types are
1551           ;; disjoint unless type2 is RATIONAL and type1 is INTEGER.
1552           ;; [ or type1 is INTEGER and type2 is of the form (RATIONAL
1553           ;; X X) for integral X, but this is dealt with in the
1554           ;; canonicalization inside MAKE-NUMERIC-TYPE ]
1555           ((not (or (eq class1 class2)
1556                     (null class2)
1557                     (and (eq class1 'integer) (eq class2 'rational))))
1558            (values nil t))
1559           ;; If the float formats are specified and different, the types
1560           ;; are disjoint.
1561           ((not (or (eq (numeric-type-format type1) format2)
1562                     (null format2)))
1563            (values nil t))
1564           ;; Check the bounds.
1565           ((and (numeric-bound-test low1 low2 >= >)
1566                 (numeric-bound-test high1 high2 <= <))
1567            (values t t))
1568           (t
1569            (values nil t)))))
1570
1571 (!define-superclasses number ((number)) !cold-init-forms)
1572
1573 ;;; If the high bound of LOW is adjacent to the low bound of HIGH,
1574 ;;; then return true, otherwise NIL.
1575 (defun numeric-types-adjacent (low high)
1576   (let ((low-bound (numeric-type-high low))
1577         (high-bound (numeric-type-low high)))
1578     (cond ((not (and low-bound high-bound)) nil)
1579           ((and (consp low-bound) (consp high-bound)) nil)
1580           ((consp low-bound)
1581            #!-negative-zero-is-not-zero
1582            (let ((low-value (car low-bound)))
1583              (or (eql low-value high-bound)
1584                  (and (eql low-value -0f0) (eql high-bound 0f0))
1585                  (and (eql low-value 0f0) (eql high-bound -0f0))
1586                  (and (eql low-value -0d0) (eql high-bound 0d0))
1587                  (and (eql low-value 0d0) (eql high-bound -0d0))))
1588            #!+negative-zero-is-not-zero
1589            (eql (car low-bound) high-bound))
1590           ((consp high-bound)
1591            #!-negative-zero-is-not-zero
1592            (let ((high-value (car high-bound)))
1593              (or (eql high-value low-bound)
1594                  (and (eql high-value -0f0) (eql low-bound 0f0))
1595                  (and (eql high-value 0f0) (eql low-bound -0f0))
1596                  (and (eql high-value -0d0) (eql low-bound 0d0))
1597                  (and (eql high-value 0d0) (eql low-bound -0d0))))
1598            #!+negative-zero-is-not-zero
1599            (eql (car high-bound) low-bound))
1600           #!+negative-zero-is-not-zero
1601           ((or (and (eql low-bound -0f0) (eql high-bound 0f0))
1602                (and (eql low-bound -0d0) (eql high-bound 0d0))))
1603           ((and (eq (numeric-type-class low) 'integer)
1604                 (eq (numeric-type-class high) 'integer))
1605            (eql (1+ low-bound) high-bound))
1606           (t
1607            nil))))
1608
1609 ;;; Return a numeric type that is a supertype for both TYPE1 and TYPE2.
1610 ;;;
1611 ;;; Old comment, probably no longer applicable:
1612 ;;;
1613 ;;;   ### Note: we give up early to keep from dropping lots of
1614 ;;;   information on the floor by returning overly general types.
1615 (!define-type-method (number :simple-union2) (type1 type2)
1616   (declare (type numeric-type type1 type2))
1617   (cond ((csubtypep type1 type2) type2)
1618         ((csubtypep type2 type1) type1)
1619         (t
1620          (let ((class1 (numeric-type-class type1))
1621                (format1 (numeric-type-format type1))
1622                (complexp1 (numeric-type-complexp type1))
1623                (class2 (numeric-type-class type2))
1624                (format2 (numeric-type-format type2))
1625                (complexp2 (numeric-type-complexp type2)))
1626            (cond
1627              ((and (eq class1 class2)
1628                    (eq format1 format2)
1629                    (eq complexp1 complexp2)
1630                    (or (numeric-types-intersect type1 type2)
1631                        (numeric-types-adjacent type1 type2)
1632                        (numeric-types-adjacent type2 type1)))
1633               (make-numeric-type
1634                :class class1
1635                :format format1
1636                :complexp complexp1
1637                :low (numeric-bound-max (numeric-type-low type1)
1638                                        (numeric-type-low type2)
1639                                        <= < t)
1640                :high (numeric-bound-max (numeric-type-high type1)
1641                                         (numeric-type-high type2)
1642                                         >= > t)))
1643              ;; FIXME: These two clauses are almost identical, and the
1644              ;; consequents are in fact identical in every respect.
1645              ((and (eq class1 'rational)
1646                    (eq class2 'integer)
1647                    (eq format1 format2)
1648                    (eq complexp1 complexp2)
1649                    (integerp (numeric-type-low type2))
1650                    (integerp (numeric-type-high type2))
1651                    (= (numeric-type-low type2) (numeric-type-high type2))
1652                    (or (numeric-types-adjacent type1 type2)
1653                        (numeric-types-adjacent type2 type1)))
1654               (make-numeric-type
1655                :class 'rational
1656                :format format1
1657                :complexp complexp1
1658                :low (numeric-bound-max (numeric-type-low type1)
1659                                        (numeric-type-low type2)
1660                                        <= < t)
1661                :high (numeric-bound-max (numeric-type-high type1)
1662                                         (numeric-type-high type2)
1663                                         >= > t)))
1664              ((and (eq class1 'integer)
1665                    (eq class2 'rational)
1666                    (eq format1 format2)
1667                    (eq complexp1 complexp2)
1668                    (integerp (numeric-type-low type1))
1669                    (integerp (numeric-type-high type1))
1670                    (= (numeric-type-low type1) (numeric-type-high type1))
1671                    (or (numeric-types-adjacent type1 type2)
1672                        (numeric-types-adjacent type2 type1)))
1673               (make-numeric-type
1674                :class 'rational
1675                :format format1
1676                :complexp complexp1
1677                :low (numeric-bound-max (numeric-type-low type1)
1678                                        (numeric-type-low type2)
1679                                        <= < t)
1680                :high (numeric-bound-max (numeric-type-high type1)
1681                                         (numeric-type-high type2)
1682                                         >= > t)))
1683              (t nil))))))
1684               
1685
1686 (!cold-init-forms
1687   (setf (info :type :kind 'number)
1688         #+sb-xc-host :defined #-sb-xc-host :primitive)
1689   (setf (info :type :builtin 'number)
1690         (make-numeric-type :complexp nil)))
1691
1692 (!def-type-translator complex (&optional (typespec '*))
1693   (if (eq typespec '*)
1694       (make-numeric-type :complexp :complex)
1695       (labels ((not-numeric ()
1696                  (error "The component type for COMPLEX is not numeric: ~S"
1697                         typespec))
1698                (not-real ()
1699                  (error "The component type for COMPLEX is not real: ~S"
1700                         typespec))
1701                (complex1 (component-type)
1702                  (unless (numeric-type-p component-type)
1703                    (not-numeric))
1704                  (when (eq (numeric-type-complexp component-type) :complex)
1705                    (not-real))
1706                  (modified-numeric-type component-type :complexp :complex))
1707                (complex-union (component)
1708                  (unless (numberp component)
1709                    (not-numeric))
1710                  ;; KLUDGE: This TYPECASE more or less does
1711                  ;; (UPGRADED-COMPLEX-PART-TYPE (TYPE-OF COMPONENT)),
1712                  ;; (plus a small hack to treat (EQL COMPONENT 0) specially)
1713                  ;; but uses logic cut and pasted from the DEFUN of
1714                  ;; UPGRADED-COMPLEX-PART-TYPE. That's fragile, because
1715                  ;; changing the definition of UPGRADED-COMPLEX-PART-TYPE
1716                  ;; would tend to break the code here. Unfortunately,
1717                  ;; though, reusing UPGRADED-COMPLEX-PART-TYPE here
1718                  ;; would cause another kind of fragility, because
1719                  ;; ANSI's definition of TYPE-OF is so weak that e.g.
1720                  ;; (UPGRADED-COMPLEX-PART-TYPE (TYPE-OF 1/2)) could
1721                  ;; end up being (UPGRADED-COMPLEX-PART-TYPE 'REAL)
1722                  ;; instead of (UPGRADED-COMPLEX-PART-TYPE 'RATIONAL).
1723                  ;; So using TYPE-OF would mean that ANSI-conforming
1724                  ;; maintenance changes in TYPE-OF could break the code here.
1725                  ;; It's not clear how best to fix this. -- WHN 2002-01-21,
1726                  ;; trying to summarize CSR's concerns in his patch
1727                  (typecase component
1728                    (complex (error "The component type for COMPLEX (EQL X) ~
1729                                     is complex: ~S"
1730                                    component))
1731                    ((eql 0) (specifier-type nil)) ; as required by ANSI
1732                    (single-float (specifier-type '(complex single-float)))
1733                    (double-float (specifier-type '(complex double-float)))
1734                    #!+long-float
1735                    (long-float (specifier-type '(complex long-float)))
1736                    (rational (specifier-type '(complex rational)))
1737                    (t (specifier-type '(complex real))))))
1738         (let ((ctype (specifier-type typespec)))
1739           (typecase ctype
1740             (numeric-type (complex1 ctype))
1741             (union-type (apply #'type-union
1742                                ;; FIXME: This code could suffer from
1743                                ;; (admittedly very obscure) cases of
1744                                ;; bug 145 e.g. when TYPE is
1745                                ;;   (OR (AND INTEGER (SATISFIES ODDP))
1746                                ;;       (AND FLOAT (SATISFIES FOO))
1747                                ;; and not even report the problem very well.
1748                                (mapcar #'complex1
1749                                        (union-type-types ctype))))
1750             ;; MEMBER-TYPE is almost the same as UNION-TYPE, but
1751             ;; there's a gotcha: (COMPLEX (EQL 0)) is, according to
1752             ;; ANSI, equal to type NIL, the empty set.
1753             (member-type (apply #'type-union
1754                                 (mapcar #'complex-union
1755                                         (member-type-members ctype))))
1756             (t
1757              (multiple-value-bind (subtypep certainly)
1758                  (csubtypep ctype (specifier-type 'real))
1759                (if (and (not subtypep) certainly)
1760                    (not-real)
1761                    ;; ANSI just says that TYPESPEC is any subtype of
1762                    ;; type REAL, not necessarily a NUMERIC-TYPE. In
1763                    ;; particular, at this point TYPESPEC could legally be
1764                    ;; an intersection type like (AND REAL (SATISFIES ODDP)),
1765                    ;; in which case we fall through the logic above and
1766                    ;; end up here, stumped.
1767                    (bug "~@<(known bug #145): The type ~S is too hairy to be 
1768                          used for a COMPLEX component.~:@>"
1769                         typespec)))))))))
1770
1771 ;;; If X is *, return NIL, otherwise return the bound, which must be a
1772 ;;; member of TYPE or a one-element list of a member of TYPE.
1773 #!-sb-fluid (declaim (inline canonicalized-bound))
1774 (defun canonicalized-bound (bound type)
1775   (cond ((eq bound '*) nil)
1776         ((or (sb!xc:typep bound type)
1777              (and (consp bound)
1778                   (sb!xc:typep (car bound) type)
1779                   (null (cdr bound))))
1780           bound)
1781         (t
1782          (error "Bound is not ~S, a ~S or a list of a ~S: ~S"
1783                 '*
1784                 type
1785                 type
1786                 bound))))
1787
1788 (!def-type-translator integer (&optional (low '*) (high '*))
1789   (let* ((l (canonicalized-bound low 'integer))
1790          (lb (if (consp l) (1+ (car l)) l))
1791          (h (canonicalized-bound high 'integer))
1792          (hb (if (consp h) (1- (car h)) h)))
1793     (if (and hb lb (< hb lb))
1794         *empty-type*
1795       (make-numeric-type :class 'integer
1796                          :complexp :real
1797                          :enumerable (not (null (and l h)))
1798                          :low lb
1799                          :high hb))))
1800
1801 (defmacro !def-bounded-type (type class format)
1802   `(!def-type-translator ,type (&optional (low '*) (high '*))
1803      (let ((lb (canonicalized-bound low ',type))
1804            (hb (canonicalized-bound high ',type)))
1805        (if (not (numeric-bound-test* lb hb <= <))
1806            *empty-type*
1807          (make-numeric-type :class ',class
1808                             :format ',format
1809                             :low lb
1810                             :high hb)))))
1811
1812 (!def-bounded-type rational rational nil)
1813
1814 ;;; Unlike CMU CL, we represent the types FLOAT and REAL as
1815 ;;; UNION-TYPEs of more primitive types, in order to make
1816 ;;; type representation more unique, avoiding problems in the
1817 ;;; simplification of things like
1818 ;;;   (subtypep '(or (single-float -1.0 1.0) (single-float 0.1))
1819 ;;;             '(or (real -1 7) (single-float 0.1) (single-float -1.0 1.0)))
1820 ;;; When we allowed REAL to remain as a separate NUMERIC-TYPE,
1821 ;;; it was too easy for the first argument to be simplified to
1822 ;;; '(SINGLE-FLOAT -1.0), and for the second argument to be simplified
1823 ;;; to '(OR (REAL -1 7) (SINGLE-FLOAT 0.1)) and then for the
1824 ;;; SUBTYPEP to fail (returning NIL,T instead of T,T) because
1825 ;;; the first argument can't be seen to be a subtype of any of the
1826 ;;; terms in the second argument.
1827 ;;;
1828 ;;; The old CMU CL way was:
1829 ;;;   (!def-bounded-type float float nil)
1830 ;;;   (!def-bounded-type real nil nil)
1831 ;;;
1832 ;;; FIXME: If this new way works for a while with no weird new
1833 ;;; problems, we can go back and rip out support for separate FLOAT
1834 ;;; and REAL flavors of NUMERIC-TYPE. The new way was added in
1835 ;;; sbcl-0.6.11.22, 2001-03-21.
1836 ;;;
1837 ;;; FIXME: It's probably necessary to do something to fix the
1838 ;;; analogous problem with INTEGER and RATIONAL types. Perhaps
1839 ;;; bounded RATIONAL types should be represented as (OR RATIO INTEGER).
1840 (defun coerce-bound (bound type inner-coerce-bound-fun)
1841   (declare (type function inner-coerce-bound-fun))
1842   (cond ((eql bound '*)
1843          bound)
1844         ((consp bound)
1845          (destructuring-bind (inner-bound) bound
1846            (list (funcall inner-coerce-bound-fun inner-bound type))))
1847         (t
1848          (funcall inner-coerce-bound-fun bound type))))
1849 (defun inner-coerce-real-bound (bound type)
1850   (ecase type
1851     (rational (rationalize bound))
1852     (float (if (floatp bound)
1853                bound
1854                ;; Coerce to the widest float format available, to
1855                ;; avoid unnecessary loss of precision:
1856                (coerce bound 'long-float)))))
1857 (defun coerced-real-bound (bound type)
1858   (coerce-bound bound type #'inner-coerce-real-bound))
1859 (defun coerced-float-bound (bound type)
1860   (coerce-bound bound type #'coerce))
1861 (!def-type-translator real (&optional (low '*) (high '*))
1862   (specifier-type `(or (float ,(coerced-real-bound  low 'float)
1863                               ,(coerced-real-bound high 'float))
1864                        (rational ,(coerced-real-bound  low 'rational)
1865                                  ,(coerced-real-bound high 'rational)))))
1866 (!def-type-translator float (&optional (low '*) (high '*))
1867   (specifier-type 
1868    `(or (single-float ,(coerced-float-bound  low 'single-float)
1869                       ,(coerced-float-bound high 'single-float))
1870         (double-float ,(coerced-float-bound  low 'double-float)
1871                       ,(coerced-float-bound high 'double-float))
1872         #!+long-float ,(error "stub: no long float support yet"))))
1873
1874 (defmacro !define-float-format (f)
1875   `(!def-bounded-type ,f float ,f))
1876
1877 (!define-float-format short-float)
1878 (!define-float-format single-float)
1879 (!define-float-format double-float)
1880 (!define-float-format long-float)
1881
1882 (defun numeric-types-intersect (type1 type2)
1883   (declare (type numeric-type type1 type2))
1884   (let* ((class1 (numeric-type-class type1))
1885          (class2 (numeric-type-class type2))
1886          (complexp1 (numeric-type-complexp type1))
1887          (complexp2 (numeric-type-complexp type2))
1888          (format1 (numeric-type-format type1))
1889          (format2 (numeric-type-format type2))
1890          (low1 (numeric-type-low type1))
1891          (high1 (numeric-type-high type1))
1892          (low2 (numeric-type-low type2))
1893          (high2 (numeric-type-high type2)))
1894     ;; If one is complex and the other isn't, then they are disjoint.
1895     (cond ((not (or (eq complexp1 complexp2)
1896                     (null complexp1) (null complexp2)))
1897            nil)
1898           ;; If either type is a float, then the other must either be
1899           ;; specified to be a float or unspecified. Otherwise, they
1900           ;; are disjoint.
1901           ((and (eq class1 'float)
1902                 (not (member class2 '(float nil)))) nil)
1903           ((and (eq class2 'float)
1904                 (not (member class1 '(float nil)))) nil)
1905           ;; If the float formats are specified and different, the
1906           ;; types are disjoint.
1907           ((not (or (eq format1 format2) (null format1) (null format2)))
1908            nil)
1909           (t
1910            ;; Check the bounds. This is a bit odd because we must
1911            ;; always have the outer bound of the interval as the
1912            ;; second arg.
1913            (if (numeric-bound-test high1 high2 <= <)
1914                (or (and (numeric-bound-test low1 low2 >= >)
1915                         (numeric-bound-test* low1 high2 <= <))
1916                    (and (numeric-bound-test low2 low1 >= >)
1917                         (numeric-bound-test* low2 high1 <= <)))
1918                (or (and (numeric-bound-test* low2 high1 <= <)
1919                         (numeric-bound-test low2 low1 >= >))
1920                    (and (numeric-bound-test high2 high1 <= <)
1921                         (numeric-bound-test* high2 low1 >= >))))))))
1922
1923 ;;; Take the numeric bound X and convert it into something that can be
1924 ;;; used as a bound in a numeric type with the specified CLASS and
1925 ;;; FORMAT. If UP-P is true, then we round up as needed, otherwise we
1926 ;;; round down. UP-P true implies that X is a lower bound, i.e. (N) > N.
1927 ;;;
1928 ;;; This is used by NUMERIC-TYPE-INTERSECTION to mash the bound into
1929 ;;; the appropriate type number. X may only be a float when CLASS is
1930 ;;; FLOAT.
1931 ;;;
1932 ;;; ### Note: it is possible for the coercion to a float to overflow
1933 ;;; or underflow. This happens when the bound doesn't fit in the
1934 ;;; specified format. In this case, we should really return the
1935 ;;; appropriate {Most | Least}-{Positive | Negative}-XXX-Float float
1936 ;;; of desired format. But these conditions aren't currently signalled
1937 ;;; in any useful way.
1938 ;;;
1939 ;;; Also, when converting an open rational bound into a float we
1940 ;;; should probably convert it to a closed bound of the closest float
1941 ;;; in the specified format. KLUDGE: In general, open float bounds are
1942 ;;; screwed up. -- (comment from original CMU CL)
1943 (defun round-numeric-bound (x class format up-p)
1944   (if x
1945       (let ((cx (if (consp x) (car x) x)))
1946         (ecase class
1947           ((nil rational) x)
1948           (integer
1949            (if (and (consp x) (integerp cx))
1950                (if up-p (1+ cx) (1- cx))
1951                (if up-p (ceiling cx) (floor cx))))
1952           (float
1953            (let ((res (if format (coerce cx format) (float cx))))
1954              (if (consp x) (list res) res)))))
1955       nil))
1956
1957 ;;; Handle the case of type intersection on two numeric types. We use
1958 ;;; TYPES-EQUAL-OR-INTERSECT to throw out the case of types with no
1959 ;;; intersection. If an attribute in TYPE1 is unspecified, then we use
1960 ;;; TYPE2's attribute, which must be at least as restrictive. If the
1961 ;;; types intersect, then the only attributes that can be specified
1962 ;;; and different are the class and the bounds.
1963 ;;;
1964 ;;; When the class differs, we use the more restrictive class. The
1965 ;;; only interesting case is RATIONAL/INTEGER, since RATIONAL includes
1966 ;;; INTEGER.
1967 ;;;
1968 ;;; We make the result lower (upper) bound the maximum (minimum) of
1969 ;;; the argument lower (upper) bounds. We convert the bounds into the
1970 ;;; appropriate numeric type before maximizing. This avoids possible
1971 ;;; confusion due to mixed-type comparisons (but I think the result is
1972 ;;; the same).
1973 (!define-type-method (number :simple-intersection2) (type1 type2)
1974   (declare (type numeric-type type1 type2))
1975   (if (numeric-types-intersect type1 type2)
1976       (let* ((class1 (numeric-type-class type1))
1977              (class2 (numeric-type-class type2))
1978              (class (ecase class1
1979                       ((nil) class2)
1980                       ((integer float) class1)
1981                       (rational (if (eq class2 'integer)
1982                                        'integer
1983                                        'rational))))
1984              (format (or (numeric-type-format type1)
1985                          (numeric-type-format type2))))
1986         (make-numeric-type
1987          :class class
1988          :format format
1989          :complexp (or (numeric-type-complexp type1)
1990                        (numeric-type-complexp type2))
1991          :low (numeric-bound-max
1992                (round-numeric-bound (numeric-type-low type1)
1993                                     class format t)
1994                (round-numeric-bound (numeric-type-low type2)
1995                                     class format t)
1996                > >= nil)
1997          :high (numeric-bound-max
1998                 (round-numeric-bound (numeric-type-high type1)
1999                                      class format nil)
2000                 (round-numeric-bound (numeric-type-high type2)
2001                                      class format nil)
2002                 < <= nil)))
2003       *empty-type*))
2004
2005 ;;; Given two float formats, return the one with more precision. If
2006 ;;; either one is null, return NIL.
2007 (defun float-format-max (f1 f2)
2008   (when (and f1 f2)
2009     (dolist (f *float-formats* (error "bad float format: ~S" f1))
2010       (when (or (eq f f1) (eq f f2))
2011         (return f)))))
2012
2013 ;;; Return the result of an operation on TYPE1 and TYPE2 according to
2014 ;;; the rules of numeric contagion. This is always NUMBER, some float
2015 ;;; format (possibly complex) or RATIONAL. Due to rational
2016 ;;; canonicalization, there isn't much we can do here with integers or
2017 ;;; rational complex numbers.
2018 ;;;
2019 ;;; If either argument is not a NUMERIC-TYPE, then return NUMBER. This
2020 ;;; is useful mainly for allowing types that are technically numbers,
2021 ;;; but not a NUMERIC-TYPE.
2022 (defun numeric-contagion (type1 type2)
2023   (if (and (numeric-type-p type1) (numeric-type-p type2))
2024       (let ((class1 (numeric-type-class type1))
2025             (class2 (numeric-type-class type2))
2026             (format1 (numeric-type-format type1))
2027             (format2 (numeric-type-format type2))
2028             (complexp1 (numeric-type-complexp type1))
2029             (complexp2 (numeric-type-complexp type2)))
2030         (cond ((or (null complexp1)
2031                    (null complexp2))
2032                (specifier-type 'number))
2033               ((eq class1 'float)
2034                (make-numeric-type
2035                 :class 'float
2036                 :format (ecase class2
2037                           (float (float-format-max format1 format2))
2038                           ((integer rational) format1)
2039                           ((nil)
2040                            ;; A double-float with any real number is a
2041                            ;; double-float.
2042                            #!-long-float
2043                            (if (eq format1 'double-float)
2044                              'double-float
2045                              nil)
2046                            ;; A long-float with any real number is a
2047                            ;; long-float.
2048                            #!+long-float
2049                            (if (eq format1 'long-float)
2050                              'long-float
2051                              nil)))
2052                 :complexp (if (or (eq complexp1 :complex)
2053                                   (eq complexp2 :complex))
2054                               :complex
2055                               :real)))
2056               ((eq class2 'float) (numeric-contagion type2 type1))
2057               ((and (eq complexp1 :real) (eq complexp2 :real))
2058                (make-numeric-type
2059                 :class (and class1 class2 'rational)
2060                 :complexp :real))
2061               (t
2062                (specifier-type 'number))))
2063       (specifier-type 'number)))
2064 \f
2065 ;;;; array types
2066
2067 (!define-type-class array)
2068
2069 ;;; What this does depends on the setting of the
2070 ;;; *USE-IMPLEMENTATION-TYPES* switch. If true, return the specialized
2071 ;;; element type, otherwise return the original element type.
2072 (defun specialized-element-type-maybe (type)
2073   (declare (type array-type type))
2074   (if *use-implementation-types*
2075       (array-type-specialized-element-type type)
2076       (array-type-element-type type)))
2077
2078 (!define-type-method (array :simple-=) (type1 type2)
2079   (if (or (unknown-type-p (array-type-element-type type1))
2080           (unknown-type-p (array-type-element-type type2)))
2081       (multiple-value-bind (equalp certainp)
2082           (type= (array-type-element-type type1)
2083                  (array-type-element-type type2))
2084         ;; by its nature, the call to TYPE= should never return NIL,
2085         ;; T, as we don't know what the UNKNOWN-TYPE will grow up to
2086         ;; be.  -- CSR, 2002-08-19
2087         (aver (not (and (not equalp) certainp)))
2088         (values equalp certainp))
2089       (values (and (equal (array-type-dimensions type1)
2090                           (array-type-dimensions type2))
2091                    (eq (array-type-complexp type1)
2092                        (array-type-complexp type2))
2093                    (type= (specialized-element-type-maybe type1)
2094                           (specialized-element-type-maybe type2)))
2095               t)))
2096
2097 (!define-type-method (array :unparse) (type)
2098   (let ((dims (array-type-dimensions type))
2099         (eltype (type-specifier (array-type-element-type type)))
2100         (complexp (array-type-complexp type)))
2101     (cond ((eq dims '*)
2102            (if (eq eltype '*)
2103                (if complexp 'array 'simple-array)
2104                (if complexp `(array ,eltype) `(simple-array ,eltype))))
2105           ((= (length dims) 1)
2106            (if complexp
2107                (if (eq (car dims) '*)
2108                    (case eltype
2109                      (bit 'bit-vector)
2110                      (base-char 'base-string)
2111                      (character 'string)
2112                      (* 'vector)
2113                      (t `(vector ,eltype)))
2114                    (case eltype
2115                      (bit `(bit-vector ,(car dims)))
2116                      (base-char `(base-string ,(car dims)))
2117                      (character `(string ,(car dims)))
2118                      (t `(vector ,eltype ,(car dims)))))
2119                (if (eq (car dims) '*)
2120                    (case eltype
2121                      (bit 'simple-bit-vector)
2122                      (base-char 'simple-base-string)
2123                      (character 'simple-string)
2124                      ((t) 'simple-vector)
2125                      (t `(simple-array ,eltype (*))))
2126                    (case eltype
2127                      (bit `(simple-bit-vector ,(car dims)))
2128                      (base-char `(simple-base-string ,(car dims)))
2129                      (character `(simple-string ,(car dims)))
2130                      ((t) `(simple-vector ,(car dims)))
2131                      (t `(simple-array ,eltype ,dims))))))
2132           (t
2133            (if complexp
2134                `(array ,eltype ,dims)
2135                `(simple-array ,eltype ,dims))))))
2136
2137 (!define-type-method (array :simple-subtypep) (type1 type2)
2138   (let ((dims1 (array-type-dimensions type1))
2139         (dims2 (array-type-dimensions type2))
2140         (complexp2 (array-type-complexp type2)))
2141     (cond (;; not subtypep unless dimensions are compatible
2142            (not (or (eq dims2 '*)
2143                     (and (not (eq dims1 '*))
2144                          ;; (sbcl-0.6.4 has trouble figuring out that
2145                          ;; DIMS1 and DIMS2 must be lists at this
2146                          ;; point, and knowing that is important to
2147                          ;; compiling EVERY efficiently.)
2148                          (= (length (the list dims1))
2149                             (length (the list dims2)))
2150                          (every (lambda (x y)
2151                                   (or (eq y '*) (eql x y)))
2152                                 (the list dims1)
2153                                 (the list dims2)))))
2154            (values nil t))
2155           ;; not subtypep unless complexness is compatible
2156           ((not (or (eq complexp2 :maybe)
2157                     (eq (array-type-complexp type1) complexp2)))
2158            (values nil t))
2159           ;; Since we didn't fail any of the tests above, we win
2160           ;; if the TYPE2 element type is wild.
2161           ((eq (array-type-element-type type2) *wild-type*)
2162            (values t t))
2163           (;; Since we didn't match any of the special cases above, we
2164            ;; can't give a good answer unless both the element types
2165            ;; have been defined.
2166            (or (unknown-type-p (array-type-element-type type1))
2167                (unknown-type-p (array-type-element-type type2)))
2168            (values nil nil))
2169           (;; Otherwise, the subtype relationship holds iff the
2170            ;; types are equal, and they're equal iff the specialized
2171            ;; element types are identical.
2172            t
2173            (values (type= (specialized-element-type-maybe type1)
2174                           (specialized-element-type-maybe type2))
2175                    t)))))
2176
2177 (!define-superclasses array
2178   ((string string)
2179    (vector vector)
2180    (array))
2181   !cold-init-forms)
2182
2183 (defun array-types-intersect (type1 type2)
2184   (declare (type array-type type1 type2))
2185   (let ((dims1 (array-type-dimensions type1))
2186         (dims2 (array-type-dimensions type2))
2187         (complexp1 (array-type-complexp type1))
2188         (complexp2 (array-type-complexp type2)))
2189     ;; See whether dimensions are compatible.
2190     (cond ((not (or (eq dims1 '*) (eq dims2 '*)
2191                     (and (= (length dims1) (length dims2))
2192                          (every (lambda (x y)
2193                                   (or (eq x '*) (eq y '*) (= x y)))
2194                                 dims1 dims2))))
2195            (values nil t))
2196           ;; See whether complexpness is compatible.
2197           ((not (or (eq complexp1 :maybe)
2198                     (eq complexp2 :maybe)
2199                     (eq complexp1 complexp2)))
2200            (values nil t))
2201           ;; Old comment:
2202           ;;
2203           ;;   If either element type is wild, then they intersect.
2204           ;;   Otherwise, the types must be identical.
2205           ;;
2206           ;; FIXME: There seems to have been a fair amount of
2207           ;; confusion about the distinction between requested element
2208           ;; type and specialized element type; here is one of
2209           ;; them. If we request an array to hold objects of an
2210           ;; unknown type, we can do no better than represent that
2211           ;; type as an array specialized on wild-type.  We keep the
2212           ;; requested element-type in the -ELEMENT-TYPE slot, and
2213           ;; *WILD-TYPE* in the -SPECIALIZED-ELEMENT-TYPE.  So, here,
2214           ;; we must test for the SPECIALIZED slot being *WILD-TYPE*,
2215           ;; not just the ELEMENT-TYPE slot.  Maybe the return value
2216           ;; in that specific case should be T, NIL?  Or maybe this
2217           ;; function should really be called
2218           ;; ARRAY-TYPES-COULD-POSSIBLY-INTERSECT?  In any case, this
2219           ;; was responsible for bug #123, and this whole issue could
2220           ;; do with a rethink and/or a rewrite.  -- CSR, 2002-08-21
2221           ((or (eq (array-type-specialized-element-type type1) *wild-type*)
2222                (eq (array-type-specialized-element-type type2) *wild-type*)
2223                (type= (specialized-element-type-maybe type1)
2224                       (specialized-element-type-maybe type2)))
2225
2226            (values t t))
2227           (t
2228            (values nil t)))))
2229
2230 (!define-type-method (array :simple-intersection2) (type1 type2)
2231   (declare (type array-type type1 type2))
2232   (if (array-types-intersect type1 type2)
2233       (let ((dims1 (array-type-dimensions type1))
2234             (dims2 (array-type-dimensions type2))
2235             (complexp1 (array-type-complexp type1))
2236             (complexp2 (array-type-complexp type2))
2237             (eltype1 (array-type-element-type type1))
2238             (eltype2 (array-type-element-type type2)))
2239         (specialize-array-type
2240          (make-array-type
2241           :dimensions (cond ((eq dims1 '*) dims2)
2242                             ((eq dims2 '*) dims1)
2243                             (t
2244                              (mapcar (lambda (x y) (if (eq x '*) y x))
2245                                      dims1 dims2)))
2246           :complexp (if (eq complexp1 :maybe) complexp2 complexp1)
2247           :element-type (if (eq eltype1 *wild-type*) eltype2 eltype1))))
2248       *empty-type*))
2249
2250 ;;; Check a supplied dimension list to determine whether it is legal,
2251 ;;; and return it in canonical form (as either '* or a list).
2252 (defun canonical-array-dimensions (dims)
2253   (typecase dims
2254     ((member *) dims)
2255     (integer
2256      (when (minusp dims)
2257        (error "Arrays can't have a negative number of dimensions: ~S" dims))
2258      (when (>= dims sb!xc:array-rank-limit)
2259        (error "array type with too many dimensions: ~S" dims))
2260      (make-list dims :initial-element '*))
2261     (list
2262      (when (>= (length dims) sb!xc:array-rank-limit)
2263        (error "array type with too many dimensions: ~S" dims))
2264      (dolist (dim dims)
2265        (unless (eq dim '*)
2266          (unless (and (integerp dim)
2267                       (>= dim 0)
2268                       (< dim sb!xc:array-dimension-limit))
2269            (error "bad dimension in array type: ~S" dim))))
2270      dims)
2271     (t
2272      (error "Array dimensions is not a list, integer or *:~%  ~S" dims))))
2273 \f
2274 ;;;; MEMBER types
2275
2276 (!define-type-class member)
2277
2278 (!define-type-method (member :unparse) (type)
2279   (let ((members (member-type-members type)))
2280     (cond
2281       ((equal members '(nil)) 'null)
2282       ((type= type (specifier-type 'standard-char)) 'standard-char)
2283       (t `(member ,@members)))))
2284
2285 (!define-type-method (member :simple-subtypep) (type1 type2)
2286   (values (subsetp (member-type-members type1) (member-type-members type2))
2287           t))
2288
2289 (!define-type-method (member :complex-subtypep-arg1) (type1 type2)
2290   (every/type (swapped-args-fun #'ctypep)
2291               type2
2292               (member-type-members type1)))
2293
2294 ;;; We punt if the odd type is enumerable and intersects with the
2295 ;;; MEMBER type. If not enumerable, then it is definitely not a
2296 ;;; subtype of the MEMBER type.
2297 (!define-type-method (member :complex-subtypep-arg2) (type1 type2)
2298   (cond ((not (type-enumerable type1)) (values nil t))
2299         ((types-equal-or-intersect type1 type2)
2300          (invoke-complex-subtypep-arg1-method type1 type2))
2301         (t (values nil t))))
2302
2303 (!define-type-method (member :simple-intersection2) (type1 type2)
2304   (let ((mem1 (member-type-members type1))
2305         (mem2 (member-type-members type2)))
2306     (cond ((subsetp mem1 mem2) type1)
2307           ((subsetp mem2 mem1) type2)
2308           (t
2309            (let ((res (intersection mem1 mem2)))
2310              (if res
2311                  (make-member-type :members res)
2312                  *empty-type*))))))
2313
2314 (!define-type-method (member :complex-intersection2) (type1 type2)
2315   (block punt
2316     (collect ((members))
2317       (let ((mem2 (member-type-members type2)))
2318         (dolist (member mem2)
2319           (multiple-value-bind (val win) (ctypep member type1)
2320             (unless win
2321               (return-from punt nil))
2322             (when val (members member))))
2323         (cond ((subsetp mem2 (members)) type2)
2324               ((null (members)) *empty-type*)
2325               (t
2326                (make-member-type :members (members))))))))
2327
2328 ;;; We don't need a :COMPLEX-UNION2, since the only interesting case is
2329 ;;; a union type, and the member/union interaction is handled by the
2330 ;;; union type method.
2331 (!define-type-method (member :simple-union2) (type1 type2)
2332   (let ((mem1 (member-type-members type1))
2333         (mem2 (member-type-members type2)))
2334     (cond ((subsetp mem1 mem2) type2)
2335           ((subsetp mem2 mem1) type1)
2336           (t
2337            (make-member-type :members (union mem1 mem2))))))
2338
2339 (!define-type-method (member :simple-=) (type1 type2)
2340   (let ((mem1 (member-type-members type1))
2341         (mem2 (member-type-members type2)))
2342     (values (and (subsetp mem1 mem2)
2343                  (subsetp mem2 mem1))
2344             t)))
2345
2346 (!define-type-method (member :complex-=) (type1 type2)
2347   (if (type-enumerable type1)
2348       (multiple-value-bind (val win) (csubtypep type2 type1)
2349         (if (or val (not win))
2350             (values nil nil)
2351             (values nil t)))
2352       (values nil t)))
2353
2354 (!def-type-translator member (&rest members)
2355   (if members
2356       (let (ms numbers)
2357         (dolist (m (remove-duplicates members))
2358           (typecase m
2359             (number (push (ctype-of m) numbers))
2360             (t (push m ms))))
2361         (apply #'type-union
2362                (if ms
2363                    (make-member-type :members ms)
2364                    *empty-type*)
2365                (nreverse numbers)))
2366       *empty-type*))
2367 \f
2368 ;;;; intersection types
2369 ;;;;
2370 ;;;; Until version 0.6.10.6, SBCL followed the original CMU CL approach
2371 ;;;; of punting on all AND types, not just the unreasonably complicated
2372 ;;;; ones. The change was motivated by trying to get the KEYWORD type
2373 ;;;; to behave sensibly:
2374 ;;;;    ;; reasonable definition
2375 ;;;;    (DEFTYPE KEYWORD () '(AND SYMBOL (SATISFIES KEYWORDP)))
2376 ;;;;    ;; reasonable behavior
2377 ;;;;    (AVER (SUBTYPEP 'KEYWORD 'SYMBOL))
2378 ;;;; Without understanding a little about the semantics of AND, we'd
2379 ;;;; get (SUBTYPEP 'KEYWORD 'SYMBOL)=>NIL,NIL and, for entirely
2380 ;;;; parallel reasons, (SUBTYPEP 'RATIO 'NUMBER)=>NIL,NIL. That's
2381 ;;;; not so good..)
2382 ;;;;
2383 ;;;; We still follow the example of CMU CL to some extent, by punting
2384 ;;;; (to the opaque HAIRY-TYPE) on sufficiently complicated types
2385 ;;;; involving AND.
2386
2387 (!define-type-class intersection)
2388
2389 ;;; A few intersection types have special names. The others just get
2390 ;;; mechanically unparsed.
2391 (!define-type-method (intersection :unparse) (type)
2392   (declare (type ctype type))
2393   (or (find type '(ratio keyword) :key #'specifier-type :test #'type=)
2394       `(and ,@(mapcar #'type-specifier (intersection-type-types type)))))
2395
2396 ;;; shared machinery for type equality: true if every type in the set
2397 ;;; TYPES1 matches a type in the set TYPES2 and vice versa
2398 (defun type=-set (types1 types2)
2399   (flet ((type<=-set (x y)
2400            (declare (type list x y))
2401            (every/type (lambda (x y-element)
2402                          (any/type #'type= y-element x))
2403                        x y)))
2404     (and/type (type<=-set types1 types2)
2405               (type<=-set types2 types1))))
2406
2407 ;;; Two intersection types are equal if their subtypes are equal sets.
2408 ;;;
2409 ;;; FIXME: Might it be better to use
2410 ;;;   (AND (SUBTYPEP X Y) (SUBTYPEP Y X))
2411 ;;; instead, since SUBTYPEP is the usual relationship that we care
2412 ;;; most about, so it would be good to leverage any ingenuity there
2413 ;;; in this more obscure method?
2414 (!define-type-method (intersection :simple-=) (type1 type2)
2415   (type=-set (intersection-type-types type1)
2416              (intersection-type-types type2)))
2417
2418 (defun %intersection-complex-subtypep-arg1 (type1 type2)
2419   (type= type1 (type-intersection type1 type2)))
2420
2421 (defun %intersection-simple-subtypep (type1 type2)
2422   (every/type #'%intersection-complex-subtypep-arg1
2423               type1
2424               (intersection-type-types type2)))
2425
2426 (!define-type-method (intersection :simple-subtypep) (type1 type2)
2427   (%intersection-simple-subtypep type1 type2))
2428   
2429 (!define-type-method (intersection :complex-subtypep-arg1) (type1 type2)
2430   (%intersection-complex-subtypep-arg1 type1 type2))
2431
2432 (defun %intersection-complex-subtypep-arg2 (type1 type2)
2433   (every/type #'csubtypep type1 (intersection-type-types type2)))
2434
2435 (!define-type-method (intersection :complex-subtypep-arg2) (type1 type2)
2436   (%intersection-complex-subtypep-arg2 type1 type2))
2437
2438 ;;; FIXME: This will look eeriely familiar to readers of the UNION
2439 ;;; :SIMPLE-INTERSECTION2 :COMPLEX-INTERSECTION2 method.  That's
2440 ;;; because it was generated by cut'n'paste methods.  Given that
2441 ;;; intersections and unions have all sorts of symmetries known to
2442 ;;; mathematics, it shouldn't be beyond the ken of some programmers to
2443 ;;; reflect those symmetries in code in a way that ties them together
2444 ;;; more strongly than having two independent near-copies :-/
2445 (!define-type-method (intersection :simple-union2 :complex-union2)
2446                      (type1 type2)
2447   ;; Within this method, type2 is guaranteed to be an intersection
2448   ;; type:
2449   (aver (intersection-type-p type2))
2450   ;; Make sure to call only the applicable methods...
2451   (cond ((and (intersection-type-p type1)
2452               (%intersection-simple-subtypep type1 type2)) type2)
2453         ((and (intersection-type-p type1)
2454               (%intersection-simple-subtypep type2 type1)) type1)
2455         ((and (not (intersection-type-p type1))
2456               (%intersection-complex-subtypep-arg2 type1 type2))
2457          type2)
2458         ((and (not (intersection-type-p type1))
2459               (%intersection-complex-subtypep-arg1 type2 type1))
2460          type1)
2461         ;; KLUDGE: This special (and somewhat hairy) magic is required
2462         ;; to deal with the RATIONAL/INTEGER special case.  The UNION
2463         ;; of (INTEGER * -1) and (AND (RATIONAL * -1/2) (NOT INTEGER))
2464         ;; should be (RATIONAL * -1/2) -- CSR, 2003-02-28
2465         ((and (csubtypep type2 (specifier-type 'ratio))
2466               (numeric-type-p type1)
2467               (csubtypep type1 (specifier-type 'integer))
2468               (csubtypep type2
2469                          (make-numeric-type
2470                           :class 'rational
2471                           :complexp nil
2472                           :low (if (null (numeric-type-low type1))
2473                                    nil
2474                                    (list (1- (numeric-type-low type1))))
2475                           :high (if (null (numeric-type-high type1))
2476                                     nil
2477                                     (list (1+ (numeric-type-high type1)))))))
2478          (type-union type1
2479                      (apply #'type-intersection
2480                             (remove (specifier-type '(not integer))
2481                                     (intersection-type-types type2)
2482                                     :test #'type=))))
2483         (t
2484          (let ((accumulator *universal-type*))
2485            (do ((t2s (intersection-type-types type2) (cdr t2s)))
2486                ((null t2s) accumulator)
2487              (let ((union (type-union type1 (car t2s))))
2488                (when (union-type-p union)
2489                  ;; we have to give up here -- there are all sorts of
2490                  ;; ordering worries, but it's better than before.
2491                  ;; Doing exactly the same as in the UNION
2492                  ;; :SIMPLE/:COMPLEX-INTERSECTION2 method causes stack
2493                  ;; overflow with the mutual recursion never bottoming
2494                  ;; out.
2495                  (if (and (eq accumulator *universal-type*)
2496                           (null (cdr t2s)))
2497                      ;; KLUDGE: if we get here, we have a partially
2498                      ;; simplified result.  While this isn't by any
2499                      ;; means a universal simplification, including
2500                      ;; this logic here means that we can get (OR
2501                      ;; KEYWORD (NOT KEYWORD)) canonicalized to T.
2502                      (return union)
2503                      (return nil)))
2504                (setf accumulator
2505                      (type-intersection accumulator union))))))))
2506          
2507 (!def-type-translator and (&whole whole &rest type-specifiers)
2508   (apply #'type-intersection
2509          (mapcar #'specifier-type
2510                  type-specifiers)))
2511 \f
2512 ;;;; union types
2513
2514 (!define-type-class union)
2515
2516 ;;; The LIST, FLOAT and REAL types have special names.  Other union
2517 ;;; types just get mechanically unparsed.
2518 (!define-type-method (union :unparse) (type)
2519   (declare (type ctype type))
2520   (cond
2521     ((type= type (specifier-type 'list)) 'list)
2522     ((type= type (specifier-type 'float)) 'float)
2523     ((type= type (specifier-type 'real)) 'real)
2524     ((type= type (specifier-type 'sequence)) 'sequence)
2525     ((type= type (specifier-type 'bignum)) 'bignum)
2526     (t `(or ,@(mapcar #'type-specifier (union-type-types type))))))
2527
2528 ;;; Two union types are equal if they are each subtypes of each
2529 ;;; other. We need to be this clever because our complex subtypep
2530 ;;; methods are now more accurate; we don't get infinite recursion
2531 ;;; because the simple-subtypep method delegates to complex-subtypep
2532 ;;; of the individual types of type1. - CSR, 2002-04-09
2533 ;;;
2534 ;;; Previous comment, now obsolete, but worth keeping around because
2535 ;;; it is true, though too strong a condition:
2536 ;;;
2537 ;;; Two union types are equal if their subtypes are equal sets.
2538 (!define-type-method (union :simple-=) (type1 type2)
2539   (multiple-value-bind (subtype certain?)
2540       (csubtypep type1 type2)
2541     (if subtype
2542         (csubtypep type2 type1)
2543         ;; we might as well become as certain as possible.
2544         (if certain?
2545             (values nil t)
2546             (multiple-value-bind (subtype certain?)
2547                 (csubtypep type2 type1)
2548               (declare (ignore subtype))
2549               (values nil certain?))))))
2550
2551 (!define-type-method (union :complex-=) (type1 type2)
2552   (declare (ignore type1))
2553   (if (some #'type-might-contain-other-types-p 
2554             (union-type-types type2))
2555       (values nil nil)
2556       (values nil t)))
2557
2558 ;;; Similarly, a union type is a subtype of another if and only if
2559 ;;; every element of TYPE1 is a subtype of TYPE2.
2560 (defun union-simple-subtypep (type1 type2)
2561   (every/type (swapped-args-fun #'union-complex-subtypep-arg2)
2562               type2
2563               (union-type-types type1)))
2564
2565 (!define-type-method (union :simple-subtypep) (type1 type2)
2566   (union-simple-subtypep type1 type2))
2567   
2568 (defun union-complex-subtypep-arg1 (type1 type2)
2569   (every/type (swapped-args-fun #'csubtypep)
2570               type2
2571               (union-type-types type1)))
2572
2573 (!define-type-method (union :complex-subtypep-arg1) (type1 type2)
2574   (union-complex-subtypep-arg1 type1 type2))
2575
2576 (defun union-complex-subtypep-arg2 (type1 type2)
2577   (multiple-value-bind (sub-value sub-certain?)
2578       ;; was: (any/type #'csubtypep type1 (union-type-types type2)),
2579       ;; which turns out to be too restrictive, causing bug 91.
2580       ;;
2581       ;; the following reimplementation might look dodgy.  It is
2582       ;; dodgy. It depends on the union :complex-= method not doing
2583       ;; very much work -- certainly, not using subtypep. Reasoning:
2584       (progn
2585         ;; At this stage, we know that type2 is a union type and type1
2586         ;; isn't. We might as well check this, though:
2587         (aver (union-type-p type2))
2588         (aver (not (union-type-p type1)))
2589         ;;     A is a subset of (B1 u B2)
2590         ;; <=> A n (B1 u B2) = A
2591         ;; <=> (A n B1) u (A n B2) = A
2592         ;;
2593         ;; But, we have to be careful not to delegate this type= to
2594         ;; something that could invoke subtypep, which might get us
2595         ;; back here -> stack explosion. We therefore ensure that the
2596         ;; second type (which is the one that's dispatched on) is
2597         ;; either a union type (where we've ensured that the complex-=
2598         ;; method will not call subtypep) or something with no union
2599         ;; types involved, in which case we'll never come back here.
2600         ;;
2601         ;; If we don't do this, then e.g.
2602         ;; (SUBTYPEP '(MEMBER 3) '(OR (SATISFIES FOO) (SATISFIES BAR)))
2603         ;; would loop infinitely, as the member :complex-= method is
2604         ;; implemented in terms of subtypep.
2605         ;;
2606         ;; Ouch. - CSR, 2002-04-10
2607         (type= type1
2608                (apply #'type-union
2609                       (mapcar (lambda (x) (type-intersection type1 x))
2610                               (union-type-types type2)))))
2611     (if sub-certain?
2612         (values sub-value sub-certain?)
2613         ;; The ANY/TYPE expression above is a sufficient condition for
2614         ;; subsetness, but not a necessary one, so we might get a more
2615         ;; certain answer by this CALL-NEXT-METHOD-ish step when the
2616         ;; ANY/TYPE expression is uncertain.
2617         (invoke-complex-subtypep-arg1-method type1 type2))))
2618
2619 (!define-type-method (union :complex-subtypep-arg2) (type1 type2)
2620   (union-complex-subtypep-arg2 type1 type2))
2621
2622 (!define-type-method (union :simple-intersection2 :complex-intersection2)
2623                      (type1 type2)
2624   ;; The CSUBTYPEP clauses here let us simplify e.g.
2625   ;;   (TYPE-INTERSECTION2 (SPECIFIER-TYPE 'LIST)
2626   ;;                       (SPECIFIER-TYPE '(OR LIST VECTOR)))
2627   ;; (where LIST is (OR CONS NULL)).
2628   ;;
2629   ;; The tests are more or less (CSUBTYPEP TYPE1 TYPE2) and vice
2630   ;; versa, but it's important that we pre-expand them into
2631   ;; specialized operations on individual elements of
2632   ;; UNION-TYPE-TYPES, instead of using the ordinary call to
2633   ;; CSUBTYPEP, in order to avoid possibly invoking any methods which
2634   ;; might in turn invoke (TYPE-INTERSECTION2 TYPE1 TYPE2) and thus
2635   ;; cause infinite recursion.
2636   ;;
2637   ;; Within this method, type2 is guaranteed to be a union type:
2638   (aver (union-type-p type2))
2639   ;; Make sure to call only the applicable methods...
2640   (cond ((and (union-type-p type1)
2641               (union-simple-subtypep type1 type2)) type1)
2642         ((and (union-type-p type1)
2643               (union-simple-subtypep type2 type1)) type2)
2644         ((and (not (union-type-p type1))
2645               (union-complex-subtypep-arg2 type1 type2))
2646          type1)
2647         ((and (not (union-type-p type1))
2648               (union-complex-subtypep-arg1 type2 type1))
2649          type2)
2650         (t 
2651          ;; KLUDGE: This code accumulates a sequence of TYPE-UNION2
2652          ;; operations in a particular order, and gives up if any of
2653          ;; the sub-unions turn out not to be simple. In other cases
2654          ;; ca. sbcl-0.6.11.15, that approach to taking a union was a
2655          ;; bad idea, since it can overlook simplifications which
2656          ;; might occur if the terms were accumulated in a different
2657          ;; order. It's possible that that will be a problem here too.
2658          ;; However, I can't think of a good example to demonstrate
2659          ;; it, and without an example to demonstrate it I can't write
2660          ;; test cases, and without test cases I don't want to
2661          ;; complicate the code to address what's still a hypothetical
2662          ;; problem. So I punted. -- WHN 2001-03-20
2663          (let ((accumulator *empty-type*))
2664            (dolist (t2 (union-type-types type2) accumulator)
2665              (setf accumulator
2666                    (type-union accumulator
2667                                (type-intersection type1 t2))))))))
2668
2669 (!def-type-translator or (&rest type-specifiers)
2670   (apply #'type-union
2671          (mapcar #'specifier-type
2672                  type-specifiers)))
2673 \f
2674 ;;;; CONS types
2675
2676 (!define-type-class cons)
2677
2678 (!def-type-translator cons (&optional (car-type-spec '*) (cdr-type-spec '*))
2679   (let ((car-type (specifier-type car-type-spec))
2680         (cdr-type (specifier-type cdr-type-spec)))
2681     (make-cons-type car-type cdr-type)))
2682  
2683 (!define-type-method (cons :unparse) (type)
2684   (let ((car-eltype (type-specifier (cons-type-car-type type)))
2685         (cdr-eltype (type-specifier (cons-type-cdr-type type))))
2686     (if (and (member car-eltype '(t *))
2687              (member cdr-eltype '(t *)))
2688         'cons
2689         `(cons ,car-eltype ,cdr-eltype))))
2690  
2691 (!define-type-method (cons :simple-=) (type1 type2)
2692   (declare (type cons-type type1 type2))
2693   (and (type= (cons-type-car-type type1) (cons-type-car-type type2))
2694        (type= (cons-type-cdr-type type1) (cons-type-cdr-type type2))))
2695  
2696 (!define-type-method (cons :simple-subtypep) (type1 type2)
2697   (declare (type cons-type type1 type2))
2698   (multiple-value-bind (val-car win-car)
2699       (csubtypep (cons-type-car-type type1) (cons-type-car-type type2))
2700     (multiple-value-bind (val-cdr win-cdr)
2701         (csubtypep (cons-type-cdr-type type1) (cons-type-cdr-type type2))
2702       (if (and val-car val-cdr)
2703           (values t (and win-car win-cdr))
2704           (values nil (or win-car win-cdr))))))
2705  
2706 ;;; Give up if a precise type is not possible, to avoid returning
2707 ;;; overly general types.
2708 (!define-type-method (cons :simple-union2) (type1 type2)
2709   (declare (type cons-type type1 type2))
2710   (let ((car-type1 (cons-type-car-type type1))
2711         (car-type2 (cons-type-car-type type2))
2712         (cdr-type1 (cons-type-cdr-type type1))
2713         (cdr-type2 (cons-type-cdr-type type2)))
2714     ;; UGH.  -- CSR, 2003-02-24
2715     (macrolet ((frob-car (car1 car2 cdr1 cdr2)
2716                  `(type-union
2717                    (make-cons-type ,car1 (type-union ,cdr1 ,cdr2))
2718                    (make-cons-type
2719                     (type-intersection ,car2
2720                      (specifier-type
2721                       `(not ,(type-specifier ,car1))))
2722                     ,cdr2))))
2723       (cond ((type= car-type1 car-type2)
2724              (make-cons-type car-type1
2725                              (type-union cdr-type1 cdr-type2)))
2726             ((type= cdr-type1 cdr-type2)
2727              (make-cons-type (type-union car-type1 car-type2)
2728                              cdr-type1))
2729             ((csubtypep car-type1 car-type2)
2730              (frob-car car-type1 car-type2 cdr-type1 cdr-type2))
2731             ((csubtypep car-type2 car-type1)
2732              (frob-car car-type2 car-type1 cdr-type2 cdr-type1))
2733             ;; Don't put these in -- consider the effect of taking the
2734             ;; union of (CONS (INTEGER 0 2) (INTEGER 5 7)) and
2735             ;; (CONS (INTEGER 0 3) (INTEGER 5 6)).
2736             #+nil
2737             ((csubtypep cdr-type1 cdr-type2)
2738              (frob-cdr car-type1 car-type2 cdr-type1 cdr-type2))
2739             #+nil
2740             ((csubtypep cdr-type2 cdr-type1)
2741              (frob-cdr car-type2 car-type1 cdr-type2 cdr-type1))))))
2742             
2743 (!define-type-method (cons :simple-intersection2) (type1 type2)
2744   (declare (type cons-type type1 type2))
2745   (let (car-int2
2746         cdr-int2)
2747     (and (setf car-int2 (type-intersection2 (cons-type-car-type type1)
2748                                             (cons-type-car-type type2)))
2749          (setf cdr-int2 (type-intersection2 (cons-type-cdr-type type1)
2750                                             (cons-type-cdr-type type2)))
2751          (make-cons-type car-int2 cdr-int2))))
2752 \f
2753 ;;; Return the type that describes all objects that are in X but not
2754 ;;; in Y. If we can't determine this type, then return NIL.
2755 ;;;
2756 ;;; For now, we only are clever dealing with union and member types.
2757 ;;; If either type is not a union type, then we pretend that it is a
2758 ;;; union of just one type. What we do is remove from X all the types
2759 ;;; that are a subtype any type in Y. If any type in X intersects with
2760 ;;; a type in Y but is not a subtype, then we give up.
2761 ;;;
2762 ;;; We must also special-case any member type that appears in the
2763 ;;; union. We remove from X's members all objects that are TYPEP to Y.
2764 ;;; If Y has any members, we must be careful that none of those
2765 ;;; members are CTYPEP to any of Y's non-member types. We give up in
2766 ;;; this case, since to compute that difference we would have to break
2767 ;;; the type from X into some collection of types that represents the
2768 ;;; type without that particular element. This seems too hairy to be
2769 ;;; worthwhile, given its low utility.
2770 (defun type-difference (x y)
2771   (let ((x-types (if (union-type-p x) (union-type-types x) (list x)))
2772         (y-types (if (union-type-p y) (union-type-types y) (list y))))
2773     (collect ((res))
2774       (dolist (x-type x-types)
2775         (if (member-type-p x-type)
2776             (collect ((members))
2777               (dolist (mem (member-type-members x-type))
2778                 (multiple-value-bind (val win) (ctypep mem y)
2779                   (unless win (return-from type-difference nil))
2780                   (unless val
2781                     (members mem))))
2782               (when (members)
2783                 (res (make-member-type :members (members)))))
2784             (dolist (y-type y-types (res x-type))
2785               (multiple-value-bind (val win) (csubtypep x-type y-type)
2786                 (unless win (return-from type-difference nil))
2787                 (when val (return))
2788                 (when (types-equal-or-intersect x-type y-type)
2789                   (return-from type-difference nil))))))
2790       (let ((y-mem (find-if #'member-type-p y-types)))
2791         (when y-mem
2792           (let ((members (member-type-members y-mem)))
2793             (dolist (x-type x-types)
2794               (unless (member-type-p x-type)
2795                 (dolist (member members)
2796                   (multiple-value-bind (val win) (ctypep member x-type)
2797                     (when (or (not win) val)
2798                       (return-from type-difference nil)))))))))
2799       (apply #'type-union (res)))))
2800 \f
2801 (!def-type-translator array (&optional (element-type '*)
2802                                        (dimensions '*))
2803   (specialize-array-type
2804    (make-array-type :dimensions (canonical-array-dimensions dimensions)
2805                     :complexp :maybe
2806                     :element-type (specifier-type element-type))))
2807
2808 (!def-type-translator simple-array (&optional (element-type '*)
2809                                               (dimensions '*))
2810   (specialize-array-type
2811    (make-array-type :dimensions (canonical-array-dimensions dimensions)
2812                     :complexp nil
2813                     :element-type (specifier-type element-type))))
2814 \f
2815 ;;;; utilities shared between cross-compiler and target system
2816
2817 ;;; Does the type derived from compilation of an actual function
2818 ;;; definition satisfy declarations of a function's type?
2819 (defun defined-ftype-matches-declared-ftype-p (defined-ftype declared-ftype)
2820   (declare (type ctype defined-ftype declared-ftype))
2821   (flet ((is-built-in-class-function-p (ctype)
2822            (and (built-in-classoid-p ctype)
2823                 (eq (built-in-classoid-name ctype) 'function))))
2824     (cond (;; DECLARED-FTYPE could certainly be #<BUILT-IN-CLASS FUNCTION>;
2825            ;; that's what happens when we (DECLAIM (FTYPE FUNCTION FOO)).
2826            (is-built-in-class-function-p declared-ftype)
2827            ;; In that case, any definition satisfies the declaration.
2828            t)
2829           (;; It's not clear whether or how DEFINED-FTYPE might be
2830            ;; #<BUILT-IN-CLASS FUNCTION>, but it's not obviously
2831            ;; invalid, so let's handle that case too, just in case.
2832            (is-built-in-class-function-p defined-ftype)
2833            ;; No matter what DECLARED-FTYPE might be, we can't prove
2834            ;; that an object of type FUNCTION doesn't satisfy it, so
2835            ;; we return success no matter what.
2836            t)
2837           (;; Otherwise both of them must be FUN-TYPE objects.
2838            t
2839            ;; FIXME: For now we only check compatibility of the return
2840            ;; type, not argument types, and we don't even check the
2841            ;; return type very precisely (as per bug 94a). It would be
2842            ;; good to do a better job. Perhaps to check the
2843            ;; compatibility of the arguments, we should (1) redo
2844            ;; VALUES-TYPES-EQUAL-OR-INTERSECT as
2845            ;; ARGS-TYPES-EQUAL-OR-INTERSECT, and then (2) apply it to
2846            ;; the ARGS-TYPE slices of the FUN-TYPEs. (ARGS-TYPE
2847            ;; is a base class both of VALUES-TYPE and of FUN-TYPE.)
2848            (values-types-equal-or-intersect
2849             (fun-type-returns defined-ftype)
2850             (fun-type-returns declared-ftype))))))
2851            
2852 ;;; This messy case of CTYPE for NUMBER is shared between the
2853 ;;; cross-compiler and the target system.
2854 (defun ctype-of-number (x)
2855   (let ((num (if (complexp x) (realpart x) x)))
2856     (multiple-value-bind (complexp low high)
2857         (if (complexp x)
2858             (let ((imag (imagpart x)))
2859               (values :complex (min num imag) (max num imag)))
2860             (values :real num num))
2861       (make-numeric-type :class (etypecase num
2862                                   (integer 'integer)
2863                                   (rational 'rational)
2864                                   (float 'float))
2865                          :format (and (floatp num) (float-format-name num))
2866                          :complexp complexp
2867                          :low low
2868                          :high high))))
2869 \f
2870 (locally
2871   ;; Why SAFETY 0? To suppress the is-it-the-right-structure-type
2872   ;; checking for declarations in structure accessors. Otherwise we
2873   ;; can get caught in a chicken-and-egg bootstrapping problem, whose
2874   ;; symptom on x86 OpenBSD sbcl-0.pre7.37.flaky5.22 is an illegal
2875   ;; instruction trap. I haven't tracked it down, but I'm guessing it
2876   ;; has to do with setting LAYOUTs when the LAYOUT hasn't been set
2877   ;; yet. -- WHN
2878   (declare (optimize (safety 0)))
2879   (!defun-from-collected-cold-init-forms !late-type-cold-init))
2880
2881 (/show0 "late-type.lisp end of file")