0.7.9.47:
[sbcl.git] / src / code / print.lisp
1 ;;;; the printer
2
3 ;;;; This software is part of the SBCL system. See the README file for
4 ;;;; more information.
5 ;;;;
6 ;;;; This software is derived from the CMU CL system, which was
7 ;;;; written at Carnegie Mellon University and released into the
8 ;;;; public domain. The software is in the public domain and is
9 ;;;; provided with absolutely no warranty. See the COPYING and CREDITS
10 ;;;; files for more information.
11
12 (in-package "SB!IMPL")
13 \f
14 ;;;; exported printer control variables
15
16 ;;; FIXME: Many of these have nontrivial types, e.g. *PRINT-LEVEL*,
17 ;;; *PRINT-LENGTH*, and *PRINT-LINES* are (OR NULL UNSIGNED-BYTE).
18
19 (defvar *print-readably* nil
20   #!+sb-doc
21   "If true, all objects will printed readably. If readable printing is
22   impossible, an error will be signalled. This overrides the value of
23   *PRINT-ESCAPE*.")
24 (defvar *print-escape* T
25   #!+sb-doc
26   "Should we print in a reasonably machine-readable way? (possibly
27   overridden by *PRINT-READABLY*)")
28 (defvar *print-pretty* nil ; (set later when pretty-printer is initialized)
29   #!+sb-doc
30   "Should pretty printing be used?")
31 (defvar *print-base* 10.
32   #!+sb-doc
33   "the output base for RATIONALs (including integers)")
34 (defvar *print-radix* nil
35   #!+sb-doc
36   "Should base be verified when printing RATIONALs?")
37 (defvar *print-level* nil
38   #!+sb-doc
39   "How many levels should be printed before abbreviating with \"#\"?")
40 (defvar *print-length* nil
41   #!+sb-doc
42   "How many elements at any level should be printed before abbreviating
43   with \"...\"?")
44 (defvar *print-circle* nil
45   #!+sb-doc
46   "Should we use #n= and #n# notation to preserve uniqueness in general (and
47   circularity in particular) when printing?")
48 (defvar *print-case* :upcase
49   #!+sb-doc
50   "What case should the printer should use default?")
51 (defvar *print-array* t
52   #!+sb-doc
53   "Should the contents of arrays be printed?")
54 (defvar *print-gensym* t
55   #!+sb-doc
56   "Should #: prefixes be used when printing symbols with null SYMBOL-PACKAGE?")
57 (defvar *print-lines* nil
58   #!+sb-doc
59   "the maximum number of lines to print per object")
60 (defvar *print-right-margin* nil
61   #!+sb-doc
62   "the position of the right margin in ems (for pretty-printing)")
63 (defvar *print-miser-width* nil
64   #!+sb-doc
65   "If the remaining space between the current column and the right margin
66    is less than this, then print using ``miser-style'' output. Miser
67    style conditional newlines are turned on, and all indentations are
68    turned off. If NIL, never use miser mode.")
69 (defvar *print-pprint-dispatch* nil
70   #!+sb-doc
71   "the pprint-dispatch-table that controls how to pretty-print objects")
72
73 (defmacro with-standard-io-syntax (&body body)
74   #!+sb-doc
75   "Bind the reader and printer control variables to values that enable READ
76    to reliably read the results of PRINT. These values are:
77        *PACKAGE*                        the COMMON-LISP-USER package
78        *PRINT-ARRAY*                    T
79        *PRINT-BASE*                     10
80        *PRINT-CASE*                     :UPCASE
81        *PRINT-CIRCLE*                   NIL
82        *PRINT-ESCAPE*                   T
83        *PRINT-GENSYM*                   T
84        *PRINT-LENGTH*                   NIL
85        *PRINT-LEVEL*                    NIL
86        *PRINT-LINES*                    NIL
87        *PRINT-MISER-WIDTH*              NIL
88        *PRINT-PRETTY*                   NIL
89        *PRINT-RADIX*                    NIL
90        *PRINT-READABLY*                 T
91        *PRINT-RIGHT-MARGIN*             NIL
92        *READ-BASE*                      10
93        *READ-DEFAULT-FLOAT-FORMAT*      SINGLE-FLOAT
94        *READ-EVAL*                      T
95        *READ-SUPPRESS*                  NIL
96        *READTABLE*                      the standard readtable"
97   `(%with-standard-io-syntax (lambda () ,@body)))
98
99 (defun %with-standard-io-syntax (function)
100   (let ((*package* (find-package "COMMON-LISP-USER"))
101         (*print-array* t)
102         (*print-base* 10)
103         (*print-case* :upcase)
104         (*print-circle* nil)
105         (*print-escape* t)
106         (*print-gensym* t)
107         (*print-length* nil)
108         (*print-level* nil)
109         (*print-lines* nil)
110         (*print-miser-width* nil)
111         (*print-pretty* nil)
112         (*print-radix* nil)
113         (*print-readably* t)
114         (*print-right-margin* nil)
115         (*read-base* 10)
116         (*read-default-float-format* 'single-float)
117         (*read-eval* t)
118         (*read-suppress* nil)
119         ;; FIXME: It doesn't seem like a good idea to expose our
120         ;; disaster-recovery *STANDARD-READTABLE* here. What if some
121         ;; enterprising user corrupts the disaster-recovery readtable
122         ;; by doing destructive readtable operations within
123         ;; WITH-STANDARD-IO-SYNTAX? Perhaps we should do a
124         ;; COPY-READTABLE? The consing would be unfortunate, though.
125         (*readtable* *standard-readtable*))
126     (funcall function)))
127 \f
128 ;;;; routines to print objects
129
130 (defun write (object &key
131                      ((:stream stream) *standard-output*)
132                      ((:escape *print-escape*) *print-escape*)
133                      ((:radix *print-radix*) *print-radix*)
134                      ((:base *print-base*) *print-base*)
135                      ((:circle *print-circle*) *print-circle*)
136                      ((:pretty *print-pretty*) *print-pretty*)
137                      ((:level *print-level*) *print-level*)
138                      ((:length *print-length*) *print-length*)
139                      ((:case *print-case*) *print-case*)
140                      ((:array *print-array*) *print-array*)
141                      ((:gensym *print-gensym*) *print-gensym*)
142                      ((:readably *print-readably*) *print-readably*)
143                      ((:right-margin *print-right-margin*)
144                       *print-right-margin*)
145                      ((:miser-width *print-miser-width*)
146                       *print-miser-width*)
147                      ((:lines *print-lines*) *print-lines*)
148                      ((:pprint-dispatch *print-pprint-dispatch*)
149                       *print-pprint-dispatch*))
150   #!+sb-doc
151   "Output OBJECT to the specified stream, defaulting to *STANDARD-OUTPUT*"
152   (output-object object (out-synonym-of stream))
153   object)
154
155 (defun prin1 (object &optional stream)
156   #!+sb-doc
157   "Output a mostly READable printed representation of OBJECT on the specified
158   STREAM."
159   (let ((*print-escape* T))
160     (output-object object (out-synonym-of stream)))
161   object)
162
163 (defun princ (object &optional stream)
164   #!+sb-doc
165   "Output an aesthetic but not necessarily READable printed representation
166   of OBJECT on the specified STREAM."
167   (let ((*print-escape* NIL)
168         (*print-readably* NIL))
169     (output-object object (out-synonym-of stream)))
170   object)
171
172 (defun print (object &optional stream)
173   #!+sb-doc
174   "Output a newline, the mostly READable printed representation of OBJECT, and
175   space to the specified STREAM."
176   (let ((stream (out-synonym-of stream)))
177     (terpri stream)
178     (prin1 object stream)
179     (write-char #\space stream)
180     object))
181
182 (defun pprint (object &optional stream)
183   #!+sb-doc
184   "Prettily output OBJECT preceded by a newline."
185   (let ((*print-pretty* t)
186         (*print-escape* t)
187         (stream (out-synonym-of stream)))
188     (terpri stream)
189     (output-object object stream))
190   (values))
191
192 (defun write-to-string
193        (object &key
194                ((:escape *print-escape*) *print-escape*)
195                ((:radix *print-radix*) *print-radix*)
196                ((:base *print-base*) *print-base*)
197                ((:circle *print-circle*) *print-circle*)
198                ((:pretty *print-pretty*) *print-pretty*)
199                ((:level *print-level*) *print-level*)
200                ((:length *print-length*) *print-length*)
201                ((:case *print-case*) *print-case*)
202                ((:array *print-array*) *print-array*)
203                ((:gensym *print-gensym*) *print-gensym*)
204                ((:readably *print-readably*) *print-readably*)
205                ((:right-margin *print-right-margin*) *print-right-margin*)
206                ((:miser-width *print-miser-width*) *print-miser-width*)
207                ((:lines *print-lines*) *print-lines*)
208                ((:pprint-dispatch *print-pprint-dispatch*)
209                 *print-pprint-dispatch*))
210   #!+sb-doc
211   "Return the printed representation of OBJECT as a string."
212   (stringify-object object))
213
214 (defun prin1-to-string (object)
215   #!+sb-doc
216   "Return the printed representation of OBJECT as a string with
217    slashification on."
218   (stringify-object object t))
219
220 (defun princ-to-string (object)
221   #!+sb-doc
222   "Return the printed representation of OBJECT as a string with
223   slashification off."
224   (stringify-object object nil))
225
226 ;;; This produces the printed representation of an object as a string.
227 ;;; The few ...-TO-STRING functions above call this.
228 (defvar *string-output-streams* ())
229 (defun stringify-object (object &optional (*print-escape* *print-escape*))
230   (let ((stream (if *string-output-streams*
231                     (pop *string-output-streams*)
232                     (make-string-output-stream))))
233     (setup-printer-state)
234     (output-object object stream)
235     (prog1
236         (get-output-stream-string stream)
237       (push stream *string-output-streams*))))
238 \f
239 ;;;; support for the PRINT-UNREADABLE-OBJECT macro
240
241 ;;; guts of PRINT-UNREADABLE-OBJECT
242 (defun %print-unreadable-object (object stream type identity body)
243   (when *print-readably*
244     (error 'print-not-readable :object object))
245   (flet ((print-description ()
246            (when type
247              (write (type-of object) :stream stream :circle nil
248                     :level nil :length nil)
249              (when (or body identity)
250                (write-char #\space stream)
251                (pprint-newline :fill stream)))
252            (when body
253              (funcall body))
254            (when identity
255              (when body
256                (write-char #\space stream)
257                (pprint-newline :fill stream))
258              (write-char #\{ stream)
259              (write (get-lisp-obj-address object) :stream stream
260                     :radix nil :base 16)
261              (write-char #\} stream))))
262     (cond ((print-pretty-on-stream-p stream)
263            ;; Since we're printing prettily on STREAM, format the
264            ;; object within a logical block. PPRINT-LOGICAL-BLOCK does
265            ;; not rebind the stream when it is already a pretty stream,
266            ;; so output from the body will go to the same stream.
267            (pprint-logical-block (stream nil :prefix "#<" :suffix ">")
268              (print-description)))
269           (t
270             (write-string "#<" stream)
271             (print-description)
272             (write-char #\> stream))))
273   nil)
274 \f
275 ;;;; circularity detection stuff
276
277 ;;; When *PRINT-CIRCLE* is T, this gets bound to a hash table that
278 ;;; (eventually) ends up with entries for every object printed. When
279 ;;; we are initially looking for circularities, we enter a T when we
280 ;;; find an object for the first time, and a 0 when we encounter an
281 ;;; object a second time around. When we are actually printing, the 0
282 ;;; entries get changed to the actual marker value when they are first
283 ;;; printed.
284 (defvar *circularity-hash-table* nil)
285
286 ;;; When NIL, we are just looking for circularities. After we have
287 ;;; found them all, this gets bound to 0. Then whenever we need a new
288 ;;; marker, it is incremented.
289 (defvar *circularity-counter* nil)
290
291 ;;; Check to see whether OBJECT is a circular reference, and return
292 ;;; something non-NIL if it is. If ASSIGN is T, then the number to use
293 ;;; in the #n= and #n# noise is assigned at this time.
294 ;;; If ASSIGN is true, reference bookkeeping will only be done for
295 ;;; existing entries, no new references will be recorded!
296 ;;;
297 ;;; Note: CHECK-FOR-CIRCULARITY must be called *exactly* once with
298 ;;; ASSIGN true, or the circularity detection noise will get confused
299 ;;; about when to use #n= and when to use #n#. If this returns non-NIL
300 ;;; when ASSIGN is true, then you must call HANDLE-CIRCULARITY on it.
301 ;;; If CHECK-FOR-CIRCULARITY returns :INITIATE as the second value,
302 ;;; you need to initiate the circularity detection noise, e.g. bind
303 ;;; *CIRCULARITY-HASH-TABLE* and *CIRCULARITY-COUNTER* to suitable values
304 ;;; (see #'OUTPUT-OBJECT for an example).
305 (defun check-for-circularity (object &optional assign)
306   (cond ((null *print-circle*)
307          ;; Don't bother, nobody cares.
308          nil)
309         ((null *circularity-hash-table*)
310           (values nil :initiate))
311         ((null *circularity-counter*)
312          (ecase (gethash object *circularity-hash-table*)
313            ((nil)
314             ;; first encounter
315             (setf (gethash object *circularity-hash-table*) t)
316             ;; We need to keep looking.
317             nil)
318            ((t)
319             ;; second encounter
320             (setf (gethash object *circularity-hash-table*) 0)
321             ;; It's a circular reference.
322             t)
323            (0
324             ;; It's a circular reference.
325             t)))
326         (t
327          (let ((value (gethash object *circularity-hash-table*)))
328            (case value
329              ((nil t)
330               ;; If NIL, we found an object that wasn't there the
331               ;; first time around. If T, this object appears exactly
332               ;; once. Either way, just print the thing without any
333               ;; special processing. Note: you might argue that
334               ;; finding a new object means that something is broken,
335               ;; but this can happen. If someone uses the ~@<...~:>
336               ;; format directive, it conses a new list each time
337               ;; though format (i.e. the &REST list), so we will have
338               ;; different cdrs.
339               nil)
340              (0
341               (if assign
342                   (let ((value (incf *circularity-counter*)))
343                     ;; first occurrence of this object: Set the counter.
344                     (setf (gethash object *circularity-hash-table*) value)
345                     value)
346                   t))
347              (t
348               ;; second or later occurrence
349               (- value)))))))
350
351 ;;; Handle the results of CHECK-FOR-CIRCULARITY. If this returns T then
352 ;;; you should go ahead and print the object. If it returns NIL, then
353 ;;; you should blow it off.
354 (defun handle-circularity (marker stream)
355   (case marker
356     (:initiate
357      ;; Someone forgot to initiate circularity detection.
358      (let ((*print-circle* nil))
359        (error "trying to use CHECK-FOR-CIRCULARITY when ~
360                circularity checking isn't initiated")))
361     ((t)
362      ;; It's a second (or later) reference to the object while we are
363      ;; just looking. So don't bother groveling it again.
364      nil)
365     (t
366      (write-char #\# stream)
367      (let ((*print-base* 10) (*print-radix* nil))
368        (cond ((minusp marker)
369               (output-integer (- marker) stream)
370               (write-char #\# stream)
371               nil)
372              (t
373               (output-integer marker stream)
374               (write-char #\= stream)
375               t))))))
376 \f
377 ;;;; OUTPUT-OBJECT -- the main entry point
378
379 ;;; Objects whose print representation identifies them EQLly don't
380 ;;; need to be checked for circularity.
381 (defun uniquely-identified-by-print-p (x)
382   (or (numberp x)
383       (characterp x)
384       (and (symbolp x)
385            (symbol-package x))))
386
387 ;;; Output OBJECT to STREAM observing all printer control variables.
388 (defun output-object (object stream)
389   (labels ((print-it (stream)
390              (if *print-pretty*
391                  (sb!pretty:output-pretty-object object stream)
392                  (output-ugly-object object stream)))
393            (check-it (stream)
394              (multiple-value-bind (marker initiate)
395                  (check-for-circularity object t)
396                ;; initialization of the circulation detect noise ...
397                (if (eq initiate :initiate)
398                  (let ((*circularity-hash-table*
399                          (make-hash-table :test 'eq)))
400                    (check-it (make-broadcast-stream))
401                    (let ((*circularity-counter* 0))
402                      (check-it stream)))
403                  ;; otherwise
404                  (if marker
405                    (when (handle-circularity marker stream)
406                      (print-it stream))
407                    (print-it stream))))))
408     (cond (;; Maybe we don't need to bother with circularity detection.
409            (or (not *print-circle*)
410                (uniquely-identified-by-print-p object))
411            (print-it stream))
412           (;; If we have already started circularity detection, this
413            ;; object might be a shared reference. If we have not, then
414            ;; if it is a compound object it might contain a circular
415            ;; reference to itself or multiple shared references.
416            (or *circularity-hash-table*
417                (compound-object-p object))
418            (check-it stream))
419           (t
420            (print-it stream)))))
421
422 ;;; a hack to work around recurring gotchas with printing while
423 ;;; DEFGENERIC PRINT-OBJECT is being built
424 ;;;
425 ;;; (hopefully will go away naturally when CLOS moves into cold init)
426 (defvar *print-object-is-disabled-p*)
427
428 ;;; Output OBJECT to STREAM observing all printer control variables
429 ;;; except for *PRINT-PRETTY*. Note: if *PRINT-PRETTY* is non-NIL,
430 ;;; then the pretty printer will be used for any components of OBJECT,
431 ;;; just not for OBJECT itself.
432 (defun output-ugly-object (object stream)
433   (typecase object
434     ;; KLUDGE: The TYPECASE approach here is non-ANSI; the ANSI definition of
435     ;; PRINT-OBJECT says it provides printing and we're supposed to provide
436     ;; PRINT-OBJECT methods covering all classes. We deviate from this
437     ;; by using PRINT-OBJECT only when we print instance values. However,
438     ;; ANSI makes it hard to tell that we're deviating from this:
439     ;;   (1) ANSI specifies that the user isn't supposed to call PRINT-OBJECT
440     ;;       directly.
441     ;;   (2) ANSI (section 11.1.2.1.2) says it's undefined to define
442     ;;       a method on an external symbol in the CL package which is
443     ;;       applicable to arg lists containing only direct instances of
444     ;;       standardized classes.
445     ;; Thus, in order for the user to detect our sleaziness in conforming
446     ;; code, he has to do something relatively obscure like
447     ;;   (1) actually use tools like FIND-METHOD to look for PRINT-OBJECT
448     ;;       methods, or
449     ;;   (2) define a PRINT-OBJECT method which is specialized on the stream
450     ;;       value (e.g. a Gray stream object).
451     ;; As long as no one comes up with a non-obscure way of detecting this
452     ;; sleaziness, fixing this nonconformity will probably have a low
453     ;; priority. -- WHN 2001-11-25
454     (fixnum
455      (output-integer object stream))
456     (list
457      (if (null object)
458          (output-symbol object stream)
459          (output-list object stream)))
460     (instance
461      (cond ((not (and (boundp '*print-object-is-disabled-p*)
462                       *print-object-is-disabled-p*))
463             (print-object object stream))
464            ((typep object 'structure-object)
465             (default-structure-print object stream *current-level-in-print*))
466            (t
467             (write-string "#<INSTANCE but not STRUCTURE-OBJECT>" stream))))
468     (function
469      (unless (and (funcallable-instance-p object)
470                   (printed-as-funcallable-standard-class object stream))
471        (output-fun object stream)))
472     (symbol
473      (output-symbol object stream))
474     (number
475      (etypecase object
476        (integer
477         (output-integer object stream))
478        (float
479         (output-float object stream))
480        (ratio
481         (output-ratio object stream))
482        (ratio
483         (output-ratio object stream))
484        (complex
485         (output-complex object stream))))
486     (character
487      (output-character object stream))
488     (vector
489      (output-vector object stream))
490     (array
491      (output-array object stream))
492     (system-area-pointer
493      (output-sap object stream))
494     (weak-pointer
495      (output-weak-pointer object stream))
496     (lra
497      (output-lra object stream))
498     (code-component
499      (output-code-component object stream))
500     (fdefn
501      (output-fdefn object stream))
502     (t
503      (output-random object stream))))
504 \f
505 ;;;; symbols
506
507 ;;; values of *PRINT-CASE* and (READTABLE-CASE *READTABLE*) the last
508 ;;; time the printer was called
509 (defvar *previous-case* nil)
510 (defvar *previous-readtable-case* nil)
511
512 ;;; This variable contains the current definition of one of three
513 ;;; symbol printers. SETUP-PRINTER-STATE sets this variable.
514 (defvar *internal-symbol-output-fun* nil)
515
516 ;;; This function sets the internal global symbol
517 ;;; *INTERNAL-SYMBOL-OUTPUT-FUN* to the right function depending on
518 ;;; the value of *PRINT-CASE*. See the manual for details. The print
519 ;;; buffer stream is also reset.
520 (defun setup-printer-state ()
521   (unless (and (eq *print-case* *previous-case*)
522                (eq (readtable-case *readtable*) *previous-readtable-case*))
523     (setq *previous-case* *print-case*)
524     (setq *previous-readtable-case* (readtable-case *readtable*))
525     (unless (member *print-case* '(:upcase :downcase :capitalize))
526       (setq *print-case* :upcase)
527       (error "invalid *PRINT-CASE* value: ~S" *previous-case*))
528     (unless (member *previous-readtable-case*
529                     '(:upcase :downcase :invert :preserve))
530       (setf (readtable-case *readtable*) :upcase)
531       (error "invalid READTABLE-CASE value: ~S" *previous-readtable-case*))
532
533     (setq *internal-symbol-output-fun*
534           (case *previous-readtable-case*
535             (:upcase
536              (case *print-case*
537                (:upcase #'output-preserve-symbol)
538                (:downcase #'output-lowercase-symbol)
539                (:capitalize #'output-capitalize-symbol)))
540             (:downcase
541              (case *print-case*
542                (:upcase #'output-uppercase-symbol)
543                (:downcase #'output-preserve-symbol)
544                (:capitalize #'output-capitalize-symbol)))
545             (:preserve #'output-preserve-symbol)
546             (:invert #'output-invert-symbol)))))
547
548 ;;; Output PNAME (a symbol-name or package-name) surrounded with |'s,
549 ;;; and with any embedded |'s or \'s escaped.
550 (defun output-quoted-symbol-name (pname stream)
551   (write-char #\| stream)
552   (dotimes (index (length pname))
553     (let ((char (schar pname index)))
554       (when (or (char= char #\\) (char= char #\|))
555         (write-char #\\ stream))
556       (write-char char stream)))
557   (write-char #\| stream))
558
559 (defun output-symbol (object stream)
560   (if (or *print-escape* *print-readably*)
561       (let ((package (symbol-package object))
562             (name (symbol-name object)))
563         (cond
564          ;; The ANSI spec "22.1.3.3.1 Package Prefixes for Symbols"
565          ;; requires that keywords be printed with preceding colons
566          ;; always, regardless of the value of *PACKAGE*.
567          ((eq package *keyword-package*)
568           (write-char #\: stream))
569          ;; Otherwise, if the symbol's home package is the current
570          ;; one, then a prefix is never necessary.
571          ((eq package (sane-package)))
572          ;; Uninterned symbols print with a leading #:.
573          ((null package)
574           (when (or *print-gensym* *print-readably*)
575             (write-string "#:" stream)))
576          (t
577           (multiple-value-bind (symbol accessible)
578               (find-symbol name (sane-package))
579             ;; If we can find the symbol by looking it up, it need not
580             ;; be qualified. This can happen if the symbol has been
581             ;; inherited from a package other than its home package.
582             (unless (and accessible (eq symbol object))
583               (output-symbol-name (package-name package) stream)
584               (multiple-value-bind (symbol externalp)
585                   (find-external-symbol name package)
586                 (declare (ignore symbol))
587                 (if externalp
588                     (write-char #\: stream)
589                     (write-string "::" stream)))))))
590         (output-symbol-name name stream))
591       (output-symbol-name (symbol-name object) stream nil)))
592
593 ;;; Output the string NAME as if it were a symbol name. In other
594 ;;; words, diddle its case according to *PRINT-CASE* and
595 ;;; READTABLE-CASE.
596 (defun output-symbol-name (name stream &optional (maybe-quote t))
597   (declare (type simple-base-string name))
598   (setup-printer-state)
599   (if (and maybe-quote (symbol-quotep name))
600       (output-quoted-symbol-name name stream)
601       (funcall *internal-symbol-output-fun* name stream)))
602 \f
603 ;;;; escaping symbols
604
605 ;;; When we print symbols we have to figure out if they need to be
606 ;;; printed with escape characters. This isn't a whole lot easier than
607 ;;; reading symbols in the first place.
608 ;;;
609 ;;; For each character, the value of the corresponding element is a
610 ;;; fixnum with bits set corresponding to attributes that the
611 ;;; character has. At characters have at least one bit set, so we can
612 ;;; search for any character with a positive test.
613 (defvar *character-attributes*
614   (make-array char-code-limit
615               :element-type '(unsigned-byte 16)
616               :initial-element 0))
617 (declaim (type (simple-array (unsigned-byte 16) (#.char-code-limit))
618                *character-attributes*))
619
620 ;;; constants which are a bit-mask for each interesting character attribute
621 (defconstant other-attribute            (ash 1 0)) ; Anything else legal.
622 (defconstant number-attribute           (ash 1 1)) ; A numeric digit.
623 (defconstant uppercase-attribute        (ash 1 2)) ; An uppercase letter.
624 (defconstant lowercase-attribute        (ash 1 3)) ; A lowercase letter.
625 (defconstant sign-attribute             (ash 1 4)) ; +-
626 (defconstant extension-attribute        (ash 1 5)) ; ^_
627 (defconstant dot-attribute              (ash 1 6)) ; .
628 (defconstant slash-attribute            (ash 1 7)) ; /
629 (defconstant funny-attribute            (ash 1 8)) ; Anything illegal.
630
631 (eval-when (:compile-toplevel :load-toplevel :execute)
632
633 ;;; LETTER-ATTRIBUTE is a local of SYMBOL-QUOTEP. It matches letters
634 ;;; that don't need to be escaped (according to READTABLE-CASE.)
635 (defparameter *attribute-names*
636   `((number . number-attribute) (lowercase . lowercase-attribute)
637     (uppercase . uppercase-attribute) (letter . letter-attribute)
638     (sign . sign-attribute) (extension . extension-attribute)
639     (dot . dot-attribute) (slash . slash-attribute)
640     (other . other-attribute) (funny . funny-attribute)))
641
642 ) ; EVAL-WHEN
643
644 (flet ((set-bit (char bit)
645          (let ((code (char-code char)))
646            (setf (aref *character-attributes* code)
647                  (logior bit (aref *character-attributes* code))))))
648
649   (dolist (char '(#\! #\@ #\$ #\% #\& #\* #\= #\~ #\[ #\] #\{ #\}
650                   #\? #\< #\>))
651     (set-bit char other-attribute))
652
653   (dotimes (i 10)
654     (set-bit (digit-char i) number-attribute))
655
656   (do ((code (char-code #\A) (1+ code))
657        (end (char-code #\Z)))
658       ((> code end))
659     (declare (fixnum code end))
660     (set-bit (code-char code) uppercase-attribute)
661     (set-bit (char-downcase (code-char code)) lowercase-attribute))
662
663   (set-bit #\- sign-attribute)
664   (set-bit #\+ sign-attribute)
665   (set-bit #\^ extension-attribute)
666   (set-bit #\_ extension-attribute)
667   (set-bit #\. dot-attribute)
668   (set-bit #\/ slash-attribute)
669
670   ;; Mark anything not explicitly allowed as funny.
671   (dotimes (i char-code-limit)
672     (when (zerop (aref *character-attributes* i))
673       (setf (aref *character-attributes* i) funny-attribute))))
674
675 ;;; For each character, the value of the corresponding element is the
676 ;;; lowest base in which that character is a digit.
677 (defvar *digit-bases*
678   (make-array char-code-limit
679               :element-type '(unsigned-byte 8)
680               :initial-element 36))
681 (declaim (type (simple-array (unsigned-byte 8) (#.char-code-limit))
682                *digit-bases*))
683
684 (dotimes (i 36)
685   (let ((char (digit-char i 36)))
686     (setf (aref *digit-bases* (char-code char)) i)))
687
688 ;;; A FSM-like thingie that determines whether a symbol is a potential
689 ;;; number or has evil characters in it.
690 (defun symbol-quotep (name)
691   (declare (simple-string name))
692   (macrolet ((advance (tag &optional (at-end t))
693                `(progn
694                  (when (= index len)
695                    ,(if at-end '(go TEST-SIGN) '(return nil)))
696                  (setq current (schar name index)
697                        code (char-code current)
698                        bits (aref attributes code))
699                  (incf index)
700                  (go ,tag)))
701              (test (&rest attributes)
702                 `(not (zerop
703                        (the fixnum
704                             (logand
705                              (logior ,@(mapcar
706                                         (lambda (x)
707                                           (or (cdr (assoc x
708                                                           *attribute-names*))
709                                               (error "Blast!")))
710                                         attributes))
711                              bits)))))
712              (digitp ()
713                `(< (the fixnum (aref bases code)) base)))
714
715     (prog ((len (length name))
716            (attributes *character-attributes*)
717            (bases *digit-bases*)
718            (base *print-base*)
719            (letter-attribute
720             (case (readtable-case *readtable*)
721               (:upcase uppercase-attribute)
722               (:downcase lowercase-attribute)
723               (t (logior lowercase-attribute uppercase-attribute))))
724            (index 0)
725            (bits 0)
726            (code 0)
727            current)
728       (declare (fixnum len base index bits code))
729       (advance START t)
730
731      TEST-SIGN ; At end, see whether it is a sign...
732       (return (not (test sign)))
733
734      OTHER ; not potential number, see whether funny chars...
735       (let ((mask (logxor (logior lowercase-attribute uppercase-attribute
736                                   funny-attribute)
737                           letter-attribute)))
738         (do ((i (1- index) (1+ i)))
739             ((= i len) (return-from symbol-quotep nil))
740           (unless (zerop (logand (aref attributes (char-code (schar name i)))
741                                  mask))
742             (return-from symbol-quotep t))))
743
744      START
745       (when (digitp)
746         (if (test letter)
747             (advance LAST-DIGIT-ALPHA)
748             (advance DIGIT)))
749       (when (test letter number other slash) (advance OTHER nil))
750       (when (char= current #\.) (advance DOT-FOUND))
751       (when (test sign extension) (advance START-STUFF nil))
752       (return t)
753
754      DOT-FOUND ; leading dots...
755       (when (test letter) (advance START-DOT-MARKER nil))
756       (when (digitp) (advance DOT-DIGIT))
757       (when (test number other) (advance OTHER nil))
758       (when (test extension slash sign) (advance START-DOT-STUFF nil))
759       (when (char= current #\.) (advance DOT-FOUND))
760       (return t)
761
762      START-STUFF ; leading stuff before any dot or digit
763       (when (digitp)
764         (if (test letter)
765             (advance LAST-DIGIT-ALPHA)
766             (advance DIGIT)))
767       (when (test number other) (advance OTHER nil))
768       (when (test letter) (advance START-MARKER nil))
769       (when (char= current #\.) (advance START-DOT-STUFF nil))
770       (when (test sign extension slash) (advance START-STUFF nil))
771       (return t)
772
773      START-MARKER ; number marker in leading stuff...
774       (when (test letter) (advance OTHER nil))
775       (go START-STUFF)
776
777      START-DOT-STUFF ; leading stuff containing dot without digit...
778       (when (test letter) (advance START-DOT-STUFF nil))
779       (when (digitp) (advance DOT-DIGIT))
780       (when (test sign extension dot slash) (advance START-DOT-STUFF nil))
781       (when (test number other) (advance OTHER nil))
782       (return t)
783
784      START-DOT-MARKER ; number marker in leading stuff with dot..
785       ;; leading stuff containing dot without digit followed by letter...
786       (when (test letter) (advance OTHER nil))
787       (go START-DOT-STUFF)
788
789      DOT-DIGIT ; in a thing with dots...
790       (when (test letter) (advance DOT-MARKER))
791       (when (digitp) (advance DOT-DIGIT))
792       (when (test number other) (advance OTHER nil))
793       (when (test sign extension dot slash) (advance DOT-DIGIT))
794       (return t)
795
796      DOT-MARKER ; number marker in number with dot...
797       (when (test letter) (advance OTHER nil))
798       (go DOT-DIGIT)
799
800      LAST-DIGIT-ALPHA ; previous char is a letter digit...
801       (when (or (digitp) (test sign slash))
802         (advance ALPHA-DIGIT))
803       (when (test letter number other dot) (advance OTHER nil))
804       (return t)
805
806      ALPHA-DIGIT ; seen a digit which is a letter...
807       (when (or (digitp) (test sign slash))
808         (if (test letter)
809             (advance LAST-DIGIT-ALPHA)
810             (advance ALPHA-DIGIT)))
811       (when (test letter) (advance ALPHA-MARKER))
812       (when (test number other dot) (advance OTHER nil))
813       (return t)
814
815      ALPHA-MARKER ; number marker in number with alpha digit...
816       (when (test letter) (advance OTHER nil))
817       (go ALPHA-DIGIT)
818
819      DIGIT ; seen only ordinary (non-alphabetic) numeric digits...
820       (when (digitp)
821         (if (test letter)
822             (advance ALPHA-DIGIT)
823             (advance DIGIT)))
824       (when (test number other) (advance OTHER nil))
825       (when (test letter) (advance MARKER))
826       (when (test extension slash sign) (advance DIGIT))
827       (when (char= current #\.) (advance DOT-DIGIT))
828       (return t)
829
830      MARKER ; number marker in a numeric number...
831       (when (test letter) (advance OTHER nil))
832       (go DIGIT))))
833 \f
834 ;;;; *INTERNAL-SYMBOL-OUTPUT-FUN*
835 ;;;;
836 ;;;; case hackery: These functions are stored in
837 ;;;; *INTERNAL-SYMBOL-OUTPUT-FUN* according to the values of
838 ;;;; *PRINT-CASE* and READTABLE-CASE.
839
840 ;;; called when:
841 ;;; READTABLE-CASE      *PRINT-CASE*
842 ;;; :UPCASE             :UPCASE
843 ;;; :DOWNCASE           :DOWNCASE
844 ;;; :PRESERVE           any
845 (defun output-preserve-symbol (pname stream)
846   (declare (simple-string pname))
847   (write-string pname stream))
848
849 ;;; called when:
850 ;;; READTABLE-CASE      *PRINT-CASE*
851 ;;; :UPCASE             :DOWNCASE
852 (defun output-lowercase-symbol (pname stream)
853   (declare (simple-string pname))
854   (dotimes (index (length pname))
855     (let ((char (schar pname index)))
856       (write-char (char-downcase char) stream))))
857
858 ;;; called when:
859 ;;; READTABLE-CASE      *PRINT-CASE*
860 ;;; :DOWNCASE           :UPCASE
861 (defun output-uppercase-symbol (pname stream)
862   (declare (simple-string pname))
863   (dotimes (index (length pname))
864     (let ((char (schar pname index)))
865       (write-char (char-upcase char) stream))))
866
867 ;;; called when:
868 ;;; READTABLE-CASE      *PRINT-CASE*
869 ;;; :UPCASE             :CAPITALIZE
870 ;;; :DOWNCASE           :CAPITALIZE
871 (defun output-capitalize-symbol (pname stream)
872   (declare (simple-string pname))
873   (let ((prev-not-alpha t)
874         (up (eq (readtable-case *readtable*) :upcase)))
875     (dotimes (i (length pname))
876       (let ((char (char pname i)))
877         (write-char (if up
878                         (if (or prev-not-alpha (lower-case-p char))
879                             char
880                             (char-downcase char))
881                         (if prev-not-alpha
882                             (char-upcase char)
883                             char))
884                     stream)
885         (setq prev-not-alpha (not (alpha-char-p char)))))))
886
887 ;;; called when:
888 ;;; READTABLE-CASE      *PRINT-CASE*
889 ;;; :INVERT             any
890 (defun output-invert-symbol (pname stream)
891   (declare (simple-string pname))
892   (let ((all-upper t)
893         (all-lower t))
894     (dotimes (i (length pname))
895       (let ((ch (schar pname i)))
896         (when (both-case-p ch)
897           (if (upper-case-p ch)
898               (setq all-lower nil)
899               (setq all-upper nil)))))
900     (cond (all-upper (output-lowercase-symbol pname stream))
901           (all-lower (output-uppercase-symbol pname stream))
902           (t
903            (write-string pname stream)))))
904
905 #|
906 (defun test1 ()
907   (let ((*readtable* (copy-readtable nil)))
908     (format t "READTABLE-CASE  Input   Symbol-name~@
909                ----------------------------------~%")
910     (dolist (readtable-case '(:upcase :downcase :preserve :invert))
911       (setf (readtable-case *readtable*) readtable-case)
912       (dolist (input '("ZEBRA" "Zebra" "zebra"))
913         (format t "~&:~A~16T~A~24T~A"
914                 (string-upcase readtable-case)
915                 input
916                 (symbol-name (read-from-string input)))))))
917
918 (defun test2 ()
919   (let ((*readtable* (copy-readtable nil)))
920     (format t "READTABLE-CASE  *PRINT-CASE*  Symbol-name  Output  Princ~@
921                --------------------------------------------------------~%")
922     (dolist (readtable-case '(:upcase :downcase :preserve :invert))
923       (setf (readtable-case *readtable*) readtable-case)
924       (dolist (*print-case* '(:upcase :downcase :capitalize))
925         (dolist (symbol '(|ZEBRA| |Zebra| |zebra|))
926           (format t "~&:~A~15T:~A~29T~A~42T~A~50T~A"
927                   (string-upcase readtable-case)
928                   (string-upcase *print-case*)
929                   (symbol-name symbol)
930                   (prin1-to-string symbol)
931                   (princ-to-string symbol)))))))
932 |#
933 \f
934 ;;;; recursive objects
935
936 (defun output-list (list stream)
937   (descend-into (stream)
938     (write-char #\( stream)
939     (let ((length 0)
940           (list list))
941       (loop
942         (punt-print-if-too-long length stream)
943         (output-object (pop list) stream)
944         (unless list
945           (return))
946         (when (or (atom list)
947                   (check-for-circularity list))
948           (write-string " . " stream)
949           (output-object list stream)
950           (return))
951         (write-char #\space stream)
952         (incf length)))
953     (write-char #\) stream)))
954
955 (defun output-vector (vector stream)
956   (declare (vector vector))
957   (cond ((stringp vector)
958          (cond ((or *print-escape* *print-readably*)
959                 (write-char #\" stream)
960                 (quote-string vector stream)
961                 (write-char #\" stream))
962                (t
963                 (write-string vector stream))))
964         ((not (or *print-array* *print-readably*))
965          (output-terse-array vector stream))
966         ((bit-vector-p vector)
967          (write-string "#*" stream)
968          (dovector (bit vector)
969            ;; (Don't use OUTPUT-OBJECT here, since this code
970            ;; has to work for all possible *PRINT-BASE* values.)
971            (write-char (if (zerop bit) #\0 #\1) stream)))
972         (t
973          (when (and *print-readably*
974                     (not (eq (array-element-type vector) t)))
975            (error 'print-not-readable :object vector))
976          (descend-into (stream)
977                        (write-string "#(" stream)
978                        (dotimes (i (length vector))
979                          (unless (zerop i)
980                            (write-char #\space stream))
981                          (punt-print-if-too-long i stream)
982                          (output-object (aref vector i) stream))
983                        (write-string ")" stream)))))
984
985 ;;; This function outputs a string quoting characters sufficiently
986 ;;; so that someone can read it in again. Basically, put a slash in
987 ;;; front of an character satisfying NEEDS-SLASH-P.
988 (defun quote-string (string stream)
989   (macrolet ((needs-slash-p (char)
990                ;; KLUDGE: We probably should look at the readtable, but just do
991                ;; this for now. [noted by anonymous long ago] -- WHN 19991130
992                `(or (char= ,char #\\)
993                  (char= ,char #\"))))
994     (with-array-data ((data string) (start) (end (length string)))
995       (do ((index start (1+ index)))
996           ((>= index end))
997         (let ((char (schar data index)))
998           (when (needs-slash-p char) (write-char #\\ stream))
999           (write-char char stream))))))
1000
1001 ;;; Output the printed representation of any array in either the #< or #A
1002 ;;; form.
1003 (defun output-array (array stream)
1004   (if (or *print-array* *print-readably*)
1005       (output-array-guts array stream)
1006       (output-terse-array array stream)))
1007
1008 ;;; Output the abbreviated #< form of an array.
1009 (defun output-terse-array (array stream)
1010   (let ((*print-level* nil)
1011         (*print-length* nil))
1012     (print-unreadable-object (array stream :type t :identity t))))
1013
1014 ;;; Output the readable #A form of an array.
1015 (defun output-array-guts (array stream)
1016   (when (and *print-readably*
1017              (not (eq (array-element-type array) t)))
1018     (error 'print-not-readable :object array))
1019   (write-char #\# stream)
1020   (let ((*print-base* 10))
1021     (output-integer (array-rank array) stream))
1022   (write-char #\A stream)
1023   (with-array-data ((data array) (start) (end))
1024     (declare (ignore end))
1025     (sub-output-array-guts data (array-dimensions array) stream start)))
1026
1027 (defun sub-output-array-guts (array dimensions stream index)
1028   (declare (type (simple-array * (*)) array) (fixnum index))
1029   (cond ((null dimensions)
1030          (output-object (aref array index) stream))
1031         (t
1032          (descend-into (stream)
1033            (write-char #\( stream)
1034            (let* ((dimension (car dimensions))
1035                   (dimensions (cdr dimensions))
1036                   (count (reduce #'* dimensions)))
1037              (dotimes (i dimension)
1038                (unless (zerop i)
1039                  (write-char #\space stream))
1040                (punt-print-if-too-long i stream)
1041                (sub-output-array-guts array dimensions stream index)
1042                (incf index count)))
1043            (write-char #\) stream)))))
1044
1045 ;;; a trivial non-generic-function placeholder for PRINT-OBJECT, for
1046 ;;; use until CLOS is set up (at which time it will be replaced with
1047 ;;; the real generic function implementation)
1048 (defun print-object (instance stream)
1049   (default-structure-print instance stream *current-level-in-print*))
1050 \f
1051 ;;;; integer, ratio, and complex printing (i.e. everything but floats)
1052
1053 (defun output-integer (integer stream)
1054   ;; FIXME: This UNLESS form should be pulled out into something like
1055   ;; (SANE-PRINT-BASE), along the lines of (SANE-PACKAGE) for the
1056   ;; *PACKAGE* variable.
1057   (unless (and (fixnump *print-base*)
1058                (< 1 *print-base* 37))
1059     (let ((obase *print-base*))
1060       (setq *print-base* 10.)
1061       (error "~A is not a reasonable value for *PRINT-BASE*." obase)))
1062   (when (and (not (= *print-base* 10.))
1063              *print-radix*)
1064     ;; First print leading base information, if any.
1065     (write-char #\# stream)
1066     (write-char (case *print-base*
1067                   (2. #\b)
1068                   (8. #\o)
1069                   (16. #\x)
1070                   (T (let ((fixbase *print-base*)
1071                            (*print-base* 10.)
1072                            (*print-radix* ()))
1073                        (sub-output-integer fixbase stream))
1074                      #\r))
1075                 stream))
1076   ;; Then output a minus sign if the number is negative, then output
1077   ;; the absolute value of the number.
1078   (cond ((bignump integer) (print-bignum integer stream))
1079         ((< integer 0)
1080          (write-char #\- stream)
1081          (sub-output-integer (- integer) stream))
1082         (t
1083          (sub-output-integer integer stream)))
1084   ;; Print any trailing base information, if any.
1085   (if (and (= *print-base* 10.) *print-radix*)
1086       (write-char #\. stream)))
1087
1088 (defun sub-output-integer (integer stream)
1089   (let ((quotient ())
1090         (remainder ()))
1091     ;; Recurse until you have all the digits pushed on the stack.
1092     (if (not (zerop (multiple-value-setq (quotient remainder)
1093                       (truncate integer *print-base*))))
1094         (sub-output-integer quotient stream))
1095     ;; Then as each recursive call unwinds, turn the digit (in remainder)
1096     ;; into a character and output the character.
1097     (write-char (code-char (if (and (> remainder 9.)
1098                                     (> *print-base* 10.))
1099                                (+ (char-code #\A) (- remainder 10.))
1100                                (+ (char-code #\0) remainder)))
1101                 stream)))
1102 \f
1103 ;;;; bignum printing
1104
1105 ;;; *BASE-POWER* holds the number that we keep dividing into the
1106 ;;; bignum for each *print-base*. We want this number as close to
1107 ;;; *most-positive-fixnum* as possible, i.e. (floor (log
1108 ;;; most-positive-fixnum *print-base*)).
1109 (defparameter *base-power* (make-array 37 :initial-element nil))
1110
1111 ;;; *FIXNUM-POWER--1* holds the number of digits for each *PRINT-BASE*
1112 ;;; that fit in the corresponding *base-power*.
1113 (defparameter *fixnum-power--1* (make-array 37 :initial-element nil))
1114
1115 ;;; Print the bignum to the stream. We first generate the correct
1116 ;;; value for *base-power* and *fixnum-power--1* if we have not
1117 ;;; already. Then we call bignum-print-aux to do the printing.
1118 (defun print-bignum (big stream)
1119   (unless (aref *base-power* *print-base*)
1120     (do ((power-1 -1 (1+ power-1))
1121          (new-divisor *print-base* (* new-divisor *print-base*))
1122          (divisor 1 new-divisor))
1123         ((not (fixnump new-divisor))
1124          (setf (aref *base-power* *print-base*) divisor)
1125          (setf (aref *fixnum-power--1* *print-base*) power-1))))
1126   (bignum-print-aux (cond ((minusp big)
1127                            (write-char #\- stream)
1128                            (- big))
1129                           (t big))
1130                     (aref *base-power* *print-base*)
1131                     (aref *fixnum-power--1* *print-base*)
1132                     stream)
1133   big)
1134
1135 (defun bignum-print-aux (big divisor power-1 stream)
1136   (multiple-value-bind (newbig fix) (truncate big divisor)
1137     (if (fixnump newbig)
1138         (sub-output-integer newbig stream)
1139         (bignum-print-aux newbig divisor power-1 stream))
1140     (do ((zeros power-1 (1- zeros))
1141          (base-power *print-base* (* base-power *print-base*)))
1142         ((> base-power fix)
1143          (dotimes (i zeros) (write-char #\0 stream))
1144          (sub-output-integer fix stream)))))
1145
1146 (defun output-ratio (ratio stream)
1147   (when *print-radix*
1148     (write-char #\# stream)
1149     (case *print-base*
1150       (2 (write-char #\b stream))
1151       (8 (write-char #\o stream))
1152       (16 (write-char #\x stream))
1153       (t (write *print-base* :stream stream :radix nil :base 10)))
1154     (write-char #\r stream))
1155   (let ((*print-radix* nil))
1156     (output-integer (numerator ratio) stream)
1157     (write-char #\/ stream)
1158     (output-integer (denominator ratio) stream)))
1159
1160 (defun output-complex (complex stream)
1161   (write-string "#C(" stream)
1162   (output-object (realpart complex) stream)
1163   (write-char #\space stream)
1164   (output-object (imagpart complex) stream)
1165   (write-char #\) stream))
1166 \f
1167 ;;;; float printing
1168
1169 ;;; FLONUM-TO-STRING (and its subsidiary function FLOAT-STRING) does
1170 ;;; most of the work for all printing of floating point numbers in the
1171 ;;; printer and in FORMAT. It converts a floating point number to a
1172 ;;; string in a free or fixed format with no exponent. The
1173 ;;; interpretation of the arguments is as follows:
1174 ;;;
1175 ;;;     X       - The floating point number to convert, which must not be
1176 ;;;             negative.
1177 ;;;     WIDTH    - The preferred field width, used to determine the number
1178 ;;;             of fraction digits to produce if the FDIGITS parameter
1179 ;;;             is unspecified or NIL. If the non-fraction digits and the
1180 ;;;             decimal point alone exceed this width, no fraction digits
1181 ;;;             will be produced unless a non-NIL value of FDIGITS has been
1182 ;;;             specified. Field overflow is not considerd an error at this
1183 ;;;             level.
1184 ;;;     FDIGITS  - The number of fractional digits to produce. Insignificant
1185 ;;;             trailing zeroes may be introduced as needed. May be
1186 ;;;             unspecified or NIL, in which case as many digits as possible
1187 ;;;             are generated, subject to the constraint that there are no
1188 ;;;             trailing zeroes.
1189 ;;;     SCALE    - If this parameter is specified or non-NIL, then the number
1190 ;;;             printed is (* x (expt 10 scale)). This scaling is exact,
1191 ;;;             and cannot lose precision.
1192 ;;;     FMIN     - This parameter, if specified or non-NIL, is the minimum
1193 ;;;             number of fraction digits which will be produced, regardless
1194 ;;;             of the value of WIDTH or FDIGITS. This feature is used by
1195 ;;;             the ~E format directive to prevent complete loss of
1196 ;;;             significance in the printed value due to a bogus choice of
1197 ;;;             scale factor.
1198 ;;;
1199 ;;; Most of the optional arguments are for the benefit for FORMAT and are not
1200 ;;; used by the printer.
1201 ;;;
1202 ;;; Returns:
1203 ;;; (VALUES DIGIT-STRING DIGIT-LENGTH LEADING-POINT TRAILING-POINT DECPNT)
1204 ;;; where the results have the following interpretation:
1205 ;;;
1206 ;;;     DIGIT-STRING    - The decimal representation of X, with decimal point.
1207 ;;;     DIGIT-LENGTH    - The length of the string DIGIT-STRING.
1208 ;;;     LEADING-POINT   - True if the first character of DIGIT-STRING is the
1209 ;;;                    decimal point.
1210 ;;;     TRAILING-POINT  - True if the last character of DIGIT-STRING is the
1211 ;;;                    decimal point.
1212 ;;;     POINT-POS       - The position of the digit preceding the decimal
1213 ;;;                    point. Zero indicates point before first digit.
1214 ;;;
1215 ;;; NOTE: FLONUM-TO-STRING goes to a lot of trouble to guarantee
1216 ;;; accuracy. Specifically, the decimal number printed is the closest
1217 ;;; possible approximation to the true value of the binary number to
1218 ;;; be printed from among all decimal representations with the same
1219 ;;; number of digits. In free-format output, i.e. with the number of
1220 ;;; digits unconstrained, it is guaranteed that all the information is
1221 ;;; preserved, so that a properly- rounding reader can reconstruct the
1222 ;;; original binary number, bit-for-bit, from its printed decimal
1223 ;;; representation. Furthermore, only as many digits as necessary to
1224 ;;; satisfy this condition will be printed.
1225 ;;;
1226 ;;; FLOAT-STRING actually generates the digits for positive numbers.
1227 ;;; The algorithm is essentially that of algorithm Dragon4 in "How to
1228 ;;; Print Floating-Point Numbers Accurately" by Steele and White. The
1229 ;;; current (draft) version of this paper may be found in
1230 ;;; [CMUC]<steele>tradix.press. DO NOT EVEN THINK OF ATTEMPTING TO
1231 ;;; UNDERSTAND THIS CODE WITHOUT READING THE PAPER!
1232
1233 (defvar *digits* "0123456789")
1234
1235 (defun flonum-to-string (x &optional width fdigits scale fmin)
1236   (cond ((zerop x)
1237          ;; Zero is a special case which FLOAT-STRING cannot handle.
1238          (if fdigits
1239              (let ((s (make-string (1+ fdigits) :initial-element #\0)))
1240                (setf (schar s 0) #\.)
1241                (values s (length s) t (zerop fdigits) 0))
1242              (values "." 1 t t 0)))
1243         (t
1244          (multiple-value-bind (sig exp) (integer-decode-float x)
1245            (let* ((precision (float-precision x))
1246                   (digits (float-digits x))
1247                   (fudge (- digits precision))
1248                   (width (if width (max width 1) nil)))
1249            (float-string (ash sig (- fudge)) (+ exp fudge) precision width
1250                          fdigits scale fmin))))))
1251
1252 (defun float-string (fraction exponent precision width fdigits scale fmin)
1253   (let ((r fraction) (s 1) (m- 1) (m+ 1) (k 0)
1254         (digits 0) (decpnt 0) (cutoff nil) (roundup nil) u low high
1255         (digit-string (make-array 50
1256                                   :element-type 'base-char
1257                                   :fill-pointer 0
1258                                   :adjustable t)))
1259     ;; Represent fraction as r/s, error bounds as m+/s and m-/s.
1260     ;; Rational arithmetic avoids loss of precision in subsequent
1261     ;; calculations.
1262     (cond ((> exponent 0)
1263            (setq r (ash fraction exponent))
1264            (setq m- (ash 1 exponent))
1265            (setq m+ m-))
1266           ((< exponent 0)
1267            (setq s (ash 1 (- exponent)))))
1268     ;; Adjust the error bounds m+ and m- for unequal gaps.
1269     (when (= fraction (ash 1 precision))
1270       (setq m+ (ash m+ 1))
1271       (setq r (ash r 1))
1272       (setq s (ash s 1)))
1273     ;; Scale value by requested amount, and update error bounds.
1274     (when scale
1275       (if (minusp scale)
1276           (let ((scale-factor (expt 10 (- scale))))
1277             (setq s (* s scale-factor)))
1278           (let ((scale-factor (expt 10 scale)))
1279             (setq r (* r scale-factor))
1280             (setq m+ (* m+ scale-factor))
1281             (setq m- (* m- scale-factor)))))
1282     ;; Scale r and s and compute initial k, the base 10 logarithm of r.
1283     (do ()
1284         ((>= r (ceiling s 10)))
1285       (decf k)
1286       (setq r (* r 10))
1287       (setq m- (* m- 10))
1288       (setq m+ (* m+ 10)))
1289     (do ()(nil)
1290       (do ()
1291           ((< (+ (ash r 1) m+) (ash s 1)))
1292         (setq s (* s 10))
1293         (incf k))
1294       ;; Determine number of fraction digits to generate.
1295       (cond (fdigits
1296              ;; Use specified number of fraction digits.
1297              (setq cutoff (- fdigits))
1298              ;;don't allow less than fmin fraction digits
1299              (if (and fmin (> cutoff (- fmin))) (setq cutoff (- fmin))))
1300             (width
1301              ;; Use as many fraction digits as width will permit but
1302              ;; force at least fmin digits even if width will be
1303              ;; exceeded.
1304              (if (< k 0)
1305                  (setq cutoff (- 1 width))
1306                  (setq cutoff (1+ (- k width))))
1307              (if (and fmin (> cutoff (- fmin))) (setq cutoff (- fmin)))))
1308       ;; If we decided to cut off digit generation before precision
1309       ;; has been exhausted, rounding the last digit may cause a carry
1310       ;; propagation. We can prevent this, preserving left-to-right
1311       ;; digit generation, with a few magical adjustments to m- and
1312       ;; m+. Of course, correct rounding is also preserved.
1313       (when (or fdigits width)
1314         (let ((a (- cutoff k))
1315               (y s))
1316           (if (>= a 0)
1317               (dotimes (i a) (setq y (* y 10)))
1318               (dotimes (i (- a)) (setq y (ceiling y 10))))
1319           (setq m- (max y m-))
1320           (setq m+ (max y m+))
1321           (when (= m+ y) (setq roundup t))))
1322       (when (< (+ (ash r 1) m+) (ash s 1)) (return)))
1323     ;; Zero-fill before fraction if no integer part.
1324     (when (< k 0)
1325       (setq decpnt digits)
1326       (vector-push-extend #\. digit-string)
1327       (dotimes (i (- k))
1328         (incf digits) (vector-push-extend #\0 digit-string)))
1329     ;; Generate the significant digits.
1330     (do ()(nil)
1331       (decf k)
1332       (when (= k -1)
1333         (vector-push-extend #\. digit-string)
1334         (setq decpnt digits))
1335       (multiple-value-setq (u r) (truncate (* r 10) s))
1336       (setq m- (* m- 10))
1337       (setq m+ (* m+ 10))
1338       (setq low (< (ash r 1) m-))
1339       (if roundup
1340           (setq high (>= (ash r 1) (- (ash s 1) m+)))
1341           (setq high (> (ash r 1) (- (ash s 1) m+))))
1342       ;; Stop when either precision is exhausted or we have printed as
1343       ;; many fraction digits as permitted.
1344       (when (or low high (and cutoff (<= k cutoff))) (return))
1345       (vector-push-extend (char *digits* u) digit-string)
1346       (incf digits))
1347     ;; If cutoff occurred before first digit, then no digits are
1348     ;; generated at all.
1349     (when (or (not cutoff) (>= k cutoff))
1350       ;; Last digit may need rounding
1351       (vector-push-extend (char *digits*
1352                                 (cond ((and low (not high)) u)
1353                                       ((and high (not low)) (1+ u))
1354                                       (t (if (<= (ash r 1) s) u (1+ u)))))
1355                           digit-string)
1356       (incf digits))
1357     ;; Zero-fill after integer part if no fraction.
1358     (when (>= k 0)
1359       (dotimes (i k) (incf digits) (vector-push-extend #\0 digit-string))
1360       (vector-push-extend #\. digit-string)
1361       (setq decpnt digits))
1362     ;; Add trailing zeroes to pad fraction if fdigits specified.
1363     (when fdigits
1364       (dotimes (i (- fdigits (- digits decpnt)))
1365         (incf digits)
1366         (vector-push-extend #\0 digit-string)))
1367     ;; all done
1368     (values digit-string (1+ digits) (= decpnt 0) (= decpnt digits) decpnt)))
1369
1370 ;;; Given a non-negative floating point number, SCALE-EXPONENT returns
1371 ;;; a new floating point number Z in the range (0.1, 1.0] and an
1372 ;;; exponent E such that Z * 10^E is (approximately) equal to the
1373 ;;; original number. There may be some loss of precision due the
1374 ;;; floating point representation. The scaling is always done with
1375 ;;; long float arithmetic, which helps printing of lesser precisions
1376 ;;; as well as avoiding generic arithmetic.
1377 ;;;
1378 ;;; When computing our initial scale factor using EXPT, we pull out
1379 ;;; part of the computation to avoid over/under flow. When
1380 ;;; denormalized, we must pull out a large factor, since there is more
1381 ;;; negative exponent range than positive range.
1382 (defun scale-exponent (original-x)
1383   (let* ((x (coerce original-x 'long-float)))
1384     (multiple-value-bind (sig exponent) (decode-float x)
1385       (declare (ignore sig))
1386       (if (= x 0.0l0)
1387           (values (float 0.0l0 original-x) 1)
1388           (let* ((ex (round (* exponent (log 2l0 10))))
1389                  (x (if (minusp ex)
1390                         (if (float-denormalized-p x)
1391                             #!-long-float
1392                             (* x 1.0l16 (expt 10.0l0 (- (- ex) 16)))
1393                             #!+long-float
1394                             (* x 1.0l18 (expt 10.0l0 (- (- ex) 18)))
1395                             (* x 10.0l0 (expt 10.0l0 (- (- ex) 1))))
1396                         (/ x 10.0l0 (expt 10.0l0 (1- ex))))))
1397             (do ((d 10.0l0 (* d 10.0l0))
1398                  (y x (/ x d))
1399                  (ex ex (1+ ex)))
1400                 ((< y 1.0l0)
1401                  (do ((m 10.0l0 (* m 10.0l0))
1402                       (z y (* y m))
1403                       (ex ex (1- ex)))
1404                      ((>= z 0.1l0)
1405                       (values (float z original-x) ex))))))))))
1406 \f
1407 ;;;; entry point for the float printer
1408
1409 ;;; the float printer as called by PRINT, PRIN1, PRINC, etc. The
1410 ;;; argument is printed free-format, in either exponential or
1411 ;;; non-exponential notation, depending on its magnitude.
1412 ;;;
1413 ;;; NOTE: When a number is to be printed in exponential format, it is
1414 ;;; scaled in floating point. Since precision may be lost in this
1415 ;;; process, the guaranteed accuracy properties of FLONUM-TO-STRING
1416 ;;; are lost. The difficulty is that FLONUM-TO-STRING performs
1417 ;;; extensive computations with integers of similar magnitude to that
1418 ;;; of the number being printed. For large exponents, the bignums
1419 ;;; really get out of hand. If bignum arithmetic becomes reasonably
1420 ;;; fast and the exponent range is not too large, then it might become
1421 ;;; attractive to handle exponential notation with the same accuracy
1422 ;;; as non-exponential notation, using the method described in the
1423 ;;; Steele and White paper.
1424
1425 ;;; Print the appropriate exponent marker for X and the specified exponent.
1426 (defun print-float-exponent (x exp stream)
1427   (declare (type float x) (type integer exp) (type stream stream))
1428   (let ((*print-radix* nil)
1429         (plusp (plusp exp)))
1430     (if (typep x *read-default-float-format*)
1431         (unless (eql exp 0)
1432           (format stream "e~:[~;+~]~D" plusp exp))
1433         (format stream "~C~:[~;+~]~D"
1434                 (etypecase x
1435                   (single-float #\f)
1436                   (double-float #\d)
1437                   (short-float #\s)
1438                   (long-float #\L))
1439                 plusp exp))))
1440
1441 (defun output-float-infinity (x stream)
1442   (declare (float x) (stream stream))
1443   (cond (*read-eval*
1444          (write-string "#." stream))
1445         (*print-readably*
1446          (error 'print-not-readable :object x))
1447         (t
1448          (write-string "#<" stream)))
1449   (write-string "SB-EXT:" stream)
1450   (write-string (symbol-name (float-format-name x)) stream)
1451   (write-string (if (plusp x) "-POSITIVE-" "-NEGATIVE-")
1452                 stream)
1453   (write-string "INFINITY" stream)
1454   (unless *read-eval*
1455     (write-string ">" stream)))
1456
1457 (defun output-float-nan (x stream)
1458   (print-unreadable-object (x stream)
1459     (princ (float-format-name x) stream)
1460     (write-string (if (float-trapping-nan-p x) " trapping" " quiet") stream)
1461     (write-string " NaN" stream)))
1462
1463 ;;; the function called by OUTPUT-OBJECT to handle floats
1464 (defun output-float (x stream)
1465   (cond
1466    ((float-infinity-p x)
1467     (output-float-infinity x stream))
1468    ((float-nan-p x)
1469     (output-float-nan x stream))
1470    (t
1471     (let ((x (cond ((minusp (float-sign x))
1472                     (write-char #\- stream)
1473                     (- x))
1474                    (t
1475                     x))))
1476       (cond
1477        ((zerop x)
1478         (write-string "0.0" stream)
1479         (print-float-exponent x 0 stream))
1480        (t
1481         (output-float-aux x stream (float 1/1000 x) (float 10000000 x))))))))
1482 (defun output-float-aux (x stream e-min e-max)
1483   (if (and (>= x e-min) (< x e-max))
1484       ;; free format
1485       (multiple-value-bind (str len lpoint tpoint) (flonum-to-string x)
1486         (declare (ignore len))
1487         (when lpoint (write-char #\0 stream))
1488         (write-string str stream)
1489         (when tpoint (write-char #\0 stream))
1490         (print-float-exponent x 0 stream))
1491       ;; exponential format
1492       (multiple-value-bind (f ex) (scale-exponent x)
1493         (multiple-value-bind (str len lpoint tpoint)
1494             (flonum-to-string f nil nil 1)
1495           (declare (ignore len))
1496           (when lpoint (write-char #\0 stream))
1497           (write-string str stream)
1498           (when tpoint (write-char #\0 stream))
1499           ;; Subtract out scale factor of 1 passed to FLONUM-TO-STRING.
1500           (print-float-exponent x (1- ex) stream)))))
1501 \f
1502 ;;;; other leaf objects
1503
1504 ;;; If *PRINT-ESCAPE* is false, just do a WRITE-CHAR, otherwise output
1505 ;;; the character name or the character in the #\char format.
1506 (defun output-character (char stream)
1507   (if (or *print-escape* *print-readably*)
1508       (let ((name (char-name char)))
1509         (write-string "#\\" stream)
1510         (if name
1511             (quote-string name stream)
1512             (write-char char stream)))
1513       (write-char char stream)))
1514
1515 (defun output-sap (sap stream)
1516   (declare (type system-area-pointer sap))
1517   (cond (*read-eval*
1518          (format stream "#.(~S #X~8,'0X)" 'int-sap (sap-int sap)))
1519         (t
1520          (print-unreadable-object (sap stream)
1521            (format stream "system area pointer: #X~8,'0X" (sap-int sap))))))
1522
1523 (defun output-weak-pointer (weak-pointer stream)
1524   (declare (type weak-pointer weak-pointer))
1525   (print-unreadable-object (weak-pointer stream)
1526     (multiple-value-bind (value validp) (weak-pointer-value weak-pointer)
1527       (cond (validp
1528              (write-string "weak pointer: " stream)
1529              (write value :stream stream))
1530             (t
1531              (write-string "broken weak pointer" stream))))))
1532
1533 (defun output-code-component (component stream)
1534   (print-unreadable-object (component stream :identity t)
1535     (let ((dinfo (%code-debug-info component)))
1536       (cond ((eq dinfo :bogus-lra)
1537              (write-string "bogus code object" stream))
1538             (t
1539              (write-string "code object" stream)
1540              (when dinfo
1541                (write-char #\space stream)
1542                (output-object (sb!c::debug-info-name dinfo) stream)))))))
1543
1544 (defun output-lra (lra stream)
1545   (print-unreadable-object (lra stream :identity t)
1546     (write-string "return PC object" stream)))
1547
1548 (defun output-fdefn (fdefn stream)
1549   (print-unreadable-object (fdefn stream)
1550     (write-string "FDEFINITION object for " stream)
1551     (output-object (fdefn-name fdefn) stream)))
1552 \f
1553 ;;;; functions
1554
1555 ;;; Output OBJECT as using PRINT-OBJECT if it's a
1556 ;;; FUNCALLABLE-STANDARD-CLASS, or return NIL otherwise.
1557 ;;;
1558 ;;; The definition here is a simple temporary placeholder. It will be
1559 ;;; overwritten by a smarter version (capable of calling generic
1560 ;;; PRINT-OBJECT when appropriate) when CLOS is installed.
1561 (defun printed-as-clos-funcallable-standard-class (object stream)
1562   (declare (ignore object stream))
1563   nil)
1564
1565 (defun output-fun (object stream)
1566   (let* ((*print-length* 3) ; in case we have to..
1567          (*print-level* 3)  ; ..print an interpreted function definition
1568          ;; FIXME: This find-the-function-name idiom ought to be
1569          ;; encapsulated in a function somewhere.
1570          (name (case (fun-subtype object)
1571                  (#.sb!vm:closure-header-widetag "CLOSURE")
1572                  (#.sb!vm:simple-fun-header-widetag (%simple-fun-name object))
1573                  (t 'no-name-available)))
1574          (identified-by-name-p (and (symbolp name)
1575                                     (fboundp name)
1576                                     (eq (fdefinition name) object))))
1577       (print-unreadable-object (object
1578                                 stream
1579                                 :identity (not identified-by-name-p))
1580         (prin1 'function stream)
1581         (unless (eq name 'no-name-available)
1582           (format stream " ~S" name)))))
1583 \f
1584 ;;;; catch-all for unknown things
1585
1586 (defun output-random (object stream)
1587   (print-unreadable-object (object stream :identity t)
1588     (let ((lowtag (lowtag-of object)))
1589       (case lowtag
1590         (#.sb!vm:other-pointer-lowtag
1591           (let ((widetag (widetag-of object)))
1592             (case widetag
1593               (#.sb!vm:value-cell-header-widetag
1594                (write-string "value cell " stream)
1595                (output-object (value-cell-ref object) stream))
1596               (t
1597                (write-string "unknown pointer object, widetag=" stream)
1598                (let ((*print-base* 16) (*print-radix* t))
1599                  (output-integer widetag stream))))))
1600         ((#.sb!vm:fun-pointer-lowtag
1601           #.sb!vm:instance-pointer-lowtag
1602           #.sb!vm:list-pointer-lowtag)
1603          (write-string "unknown pointer object, lowtag=" stream)
1604          (let ((*print-base* 16) (*print-radix* t))
1605            (output-integer lowtag stream)))
1606         (t
1607          (case (widetag-of object)
1608            (#.sb!vm:unbound-marker-widetag
1609             (write-string "unbound marker" stream))
1610            (t
1611             (write-string "unknown immediate object, lowtag=" stream)
1612             (let ((*print-base* 2) (*print-radix* t))
1613               (output-integer lowtag stream))
1614             (write-string ", widetag=" stream)
1615             (let ((*print-base* 16) (*print-radix* t))
1616               (output-integer (widetag-of object) stream)))))))))