0.6.11.37:
[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   "Flag which indicates that slashification is on. See the manual")
27 (defvar *print-pretty* nil ; (set later when pretty-printer is initialized)
28   #!+sb-doc
29   "Flag which indicates that pretty printing is to be used")
30 (defvar *print-base* 10.
31   #!+sb-doc
32   "The output base for integers and rationals.")
33 (defvar *print-radix* nil
34   #!+sb-doc
35   "This flag requests to verify base when printing rationals.")
36 (defvar *print-level* nil
37   #!+sb-doc
38   "How many levels deep to print. Unlimited if null.")
39 (defvar *print-length* nil
40   #!+sb-doc
41   "How many elements to print on each level. Unlimited if null.")
42 (defvar *print-circle* nil
43   #!+sb-doc
44   "Whether to worry about circular list structures. See the manual.")
45 (defvar *print-case* :upcase
46   #!+sb-doc
47   "What kind of case the printer should use by default")
48 (defvar *print-array* t
49   #!+sb-doc
50   "Whether the array should print its guts out")
51 (defvar *print-gensym* t
52   #!+sb-doc
53   "If true, symbols with no home package are printed with a #: prefix.
54   If false, no prefix is printed.")
55 (defvar *print-lines* nil
56   #!+sb-doc
57   "The maximum number of lines to print. If NIL, unlimited.")
58 (defvar *print-right-margin* nil
59   #!+sb-doc
60   "The position of the right margin in ems. If NIL, try to determine this
61    from the stream in use.")
62 (defvar *print-miser-width* nil
63   #!+sb-doc
64   "If the remaining space between the current column and the right margin
65    is less than this, then print using ``miser-style'' output. Miser
66    style conditional newlines are turned on, and all indentations are
67    turned off. If NIL, never use miser mode.")
68 (defvar *print-pprint-dispatch* nil
69   #!+sb-doc
70   "The pprint-dispatch-table that controls how to pretty print objects. See
71    COPY-PPRINT-DISPATH, PPRINT-DISPATCH, and SET-PPRINT-DISPATCH.")
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   "Outputs 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   "Outputs 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   "Outputs 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   "Outputs a terpri, the mostly READable printed represenation 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 outputs 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   "Returns the printed representation of OBJECT as a string."
212   (stringify-object object))
213
214 (defun prin1-to-string (object)
215   #!+sb-doc
216   "Returns 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   "Returns 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 ;;;; WHITESPACE-CHAR-P
276
277 ;;; This is used in other files, but is defined in this one for some reason.
278 (defun whitespace-char-p (char)
279   #!+sb-doc
280   "Determines whether or not the character is considered whitespace."
281   (or (char= char #\space)
282       (char= char (code-char tab-char-code))
283       (char= char (code-char return-char-code))
284       (char= char #\linefeed)))
285 \f
286 ;;;; circularity detection stuff
287
288 ;;; When *PRINT-CIRCLE* is T, this gets bound to a hash table that
289 ;;; (eventually) ends up with entries for every object printed. When
290 ;;; we are initially looking for circularities, we enter a T when we
291 ;;; find an object for the first time, and a 0 when we encounter an
292 ;;; object a second time around. When we are actually printing, the 0
293 ;;; entries get changed to the actual marker value when they are first
294 ;;; printed.
295 (defvar *circularity-hash-table* nil)
296
297 ;;; When NIL, we are just looking for circularities. After we have
298 ;;; found them all, this gets bound to 0. Then whenever we need a new
299 ;;; marker, it is incremented.
300 (defvar *circularity-counter* nil)
301
302 (defun check-for-circularity (object &optional assign)
303   #!+sb-doc
304   "Check to see whether OBJECT is a circular reference, and return something
305    non-NIL if it is. If ASSIGN is T, then the number to use in the #n= and
306    #n# noise is assigned at this time. Note: CHECK-FOR-CIRCULARITY must
307    be called *EXACTLY* once with ASSIGN T, or the circularity detection noise
308    will get confused about when to use #n= and when to use #n#. If this
309    returns non-NIL when ASSIGN is T, then you must call HANDLE-CIRCULARITY
310    on it. If you are not using this inside a WITH-CIRCULARITY-DETECTION,
311    then you have to be prepared to handle a return value of :INITIATE which
312    means it needs to initiate the circularity detection noise. See the
313    source for info on how to do that."
314   (cond ((null *print-circle*)
315          ;; Don't bother, nobody cares.
316          nil)
317         ((null *circularity-hash-table*)
318          :initiate)
319         ((null *circularity-counter*)
320          (ecase (gethash object *circularity-hash-table*)
321            ((nil)
322             ;; First encounter.
323             (setf (gethash object *circularity-hash-table*) t)
324             ;; We need to keep looking.
325             nil)
326            ((t)
327             ;; Second encounter.
328             (setf (gethash object *circularity-hash-table*) 0)
329             ;; It's a circular reference.
330             t)
331            (0
332             ;; It's a circular reference.
333             t)))
334         (t
335          (let ((value (gethash object *circularity-hash-table*)))
336            (case value
337              ((nil t)
338               ;; If NIL, we found an object that wasn't there the first time
339               ;; around. If T, exactly one occurance of this object appears.
340               ;; Either way, just print the thing without any special
341               ;; processing. Note: you might argue that finding a new object
342               ;; means that something is broken, but this can happen. If
343               ;; someone uses the ~@<...~:> format directive, it conses a
344               ;; new list each time though format (i.e. the &REST list), so
345               ;; we will have different cdrs.
346               nil)
347              (0
348               (if assign
349                   (let ((value (incf *circularity-counter*)))
350                     ;; First occurance of this object. Set the counter.
351                     (setf (gethash object *circularity-hash-table*) value)
352                     value)
353                   t))
354              (t
355               ;; Second or later occurance.
356               (- value)))))))
357
358 (defun handle-circularity (marker stream)
359   #!+sb-doc
360   "Handle the results of CHECK-FOR-CIRCULARITY. If this returns T then
361    you should go ahead and print the object. If it returns NIL, then
362    you should blow it off."
363   (case marker
364     (:initiate
365      ;; Someone forgot to initiate circularity detection.
366      (let ((*print-circle* nil))
367        (error "trying to use CHECK-FOR-CIRCULARITY when ~
368                circularity checking isn't initiated")))
369     ((t)
370      ;; It's a second (or later) reference to the object while we are
371      ;; just looking. So don't bother groveling it again.
372      nil)
373     (t
374      (write-char #\# stream)
375      (let ((*print-base* 10) (*print-radix* nil))
376        (cond ((minusp marker)
377               (output-integer (- marker) stream)
378               (write-char #\# stream)
379               nil)
380              (t
381               (output-integer marker stream)
382               (write-char #\= stream)
383               t))))))
384 \f
385 ;;;; OUTPUT-OBJECT -- the main entry point
386
387 (defvar *pretty-printer* nil
388   #!+sb-doc
389   "The current pretty printer. Should be either a function that takes two
390    arguments (the object and the stream) or NIL to indicate that there is
391    no pretty printer installed.")
392
393 (defun output-object (object stream)
394   #!+sb-doc
395   "Output OBJECT to STREAM observing all printer control variables."
396   (labels ((print-it (stream)
397              (if *print-pretty*
398                  (if *pretty-printer*
399                      (funcall *pretty-printer* object stream)
400                      (let ((*print-pretty* nil))
401                        (output-ugly-object object stream)))
402                  (output-ugly-object object stream)))
403            (check-it (stream)
404              (let ((marker (check-for-circularity object t)))
405                (case marker
406                  (:initiate
407                   (let ((*circularity-hash-table*
408                          (make-hash-table :test 'eq)))
409                     (check-it (make-broadcast-stream))
410                     (let ((*circularity-counter* 0))
411                       (check-it stream))))
412                  ((nil)
413                   (print-it stream))
414                  (t
415                   (when (handle-circularity marker stream)
416                     (print-it stream)))))))
417     (cond ((or (not *print-circle*)
418                (numberp object)
419                (characterp object)
420                (and (symbolp object) (symbol-package object) t))
421            ;; If it a number, character, or interned symbol, we do not
422            ;; want to check for circularity/sharing.
423            (print-it stream))
424           ((or *circularity-hash-table*
425                (consp object)
426                (typep object 'instance)
427                (typep object '(array t *)))
428            ;; If we have already started circularity detection, this
429            ;; object might be a sharded reference. If we have not,
430            ;; then if it is a cons, a instance, or an array of element
431            ;; type t it might contain a circular reference to itself
432            ;; or multiple shared references.
433            (check-it stream))
434           (t
435            (print-it stream)))))
436
437 (defun output-ugly-object (object stream)
438   #!+sb-doc
439   "Output OBJECT to STREAM observing all printer control variables except
440    for *PRINT-PRETTY*. Note: if *PRINT-PRETTY* is non-NIL, then the pretty
441    printer will be used for any components of OBJECT, just not for OBJECT
442    itself."
443   (typecase object
444     ;; KLUDGE: The TYPECASE approach here is non-ANSI; the ANSI definition of
445     ;; PRINT-OBJECT says it provides printing and we're supposed to provide
446     ;; PRINT-OBJECT methods covering all classes. We deviate from this
447     ;; by using PRINT-OBJECT only when we print instance values. However,
448     ;; ANSI makes it hard to tell that we're deviating from this:
449     ;;   (1) ANSI specifies that the user isn't supposed to call PRINT-OBJECT
450     ;;       directly.
451     ;;   (2) ANSI (section 11.1.2.1.2) says it's undefined to define
452     ;;       a method on an external symbol in the CL package which is
453     ;;       applicable to arg lists containing only direct instances of
454     ;;       standardized classes.
455     ;; Thus, in order for the user to detect our sleaziness, he has to do
456     ;; something relatively obscure like
457     ;;   (1) actually use tools like FIND-METHOD to look for PRINT-OBJECT
458     ;;       methods, or
459     ;;   (2) define a PRINT-OBJECT method which is specialized on the stream
460     ;;       value (e.g. a Gray stream object).
461     ;; As long as no one comes up with a non-obscure way of detecting this
462     ;; sleaziness, fixing this nonconformity will probably have a low
463     ;; priority. -- WHN 20000121
464     (fixnum
465      (output-integer object stream))
466     (list
467      (if (null object)
468          (output-symbol object stream)
469          (output-list object stream)))
470     (instance
471      (print-object object stream))
472     (function
473      (unless (and (funcallable-instance-p object)
474                   (printed-as-funcallable-standard-class object stream))
475        (output-function object stream)))
476     (symbol
477      (output-symbol object stream))
478     (number
479      (etypecase object
480        (integer
481         (output-integer object stream))
482        (float
483         (output-float object stream))
484        (ratio
485         (output-ratio object stream))
486        (ratio
487         (output-ratio object stream))
488        (complex
489         (output-complex object stream))))
490     (character
491      (output-character object stream))
492     (vector
493      (output-vector object stream))
494     (array
495      (output-array object stream))
496     (system-area-pointer
497      (output-sap object stream))
498     (weak-pointer
499      (output-weak-pointer object stream))
500     (lra
501      (output-lra object stream))
502     (code-component
503      (output-code-component object stream))
504     (fdefn
505      (output-fdefn object stream))
506     (t
507      (output-random object stream))))
508 \f
509 ;;;; symbols
510
511 ;;; Values of *PRINT-CASE* and (READTABLE-CASE *READTABLE*) the last
512 ;;; time the printer was called.
513 (defvar *previous-case* nil)
514 (defvar *previous-readtable-case* nil)
515
516 ;;; This variable contains the current definition of one of three
517 ;;; symbol printers. SETUP-PRINTER-STATE sets this variable.
518 (defvar *internal-symbol-output-function* nil)
519
520 ;;; This function sets the internal global symbol
521 ;;; *INTERNAL-SYMBOL-OUTPUT-FUNCTION* to the right function depending
522 ;;; on the value of *PRINT-CASE*. See the manual for details. The
523 ;;; print buffer stream is also reset.
524 (defun setup-printer-state ()
525   (unless (and (eq *print-case* *previous-case*)
526                (eq (readtable-case *readtable*) *previous-readtable-case*))
527     (setq *previous-case* *print-case*)
528     (setq *previous-readtable-case* (readtable-case *readtable*))
529     (unless (member *print-case* '(:upcase :downcase :capitalize))
530       (setq *print-case* :upcase)
531       (error "invalid *PRINT-CASE* value: ~S" *previous-case*))
532     (unless (member *previous-readtable-case*
533                     '(:upcase :downcase :invert :preserve))
534       (setf (readtable-case *readtable*) :upcase)
535       (error "invalid READTABLE-CASE value: ~S" *previous-readtable-case*))
536
537     (setq *internal-symbol-output-function*
538           (case *previous-readtable-case*
539             (:upcase
540              (case *print-case*
541                (:upcase #'output-preserve-symbol)
542                (:downcase #'output-lowercase-symbol)
543                (:capitalize #'output-capitalize-symbol)))
544             (:downcase
545              (case *print-case*
546                (:upcase #'output-uppercase-symbol)
547                (:downcase #'output-preserve-symbol)
548                (:capitalize #'output-capitalize-symbol)))
549             (:preserve #'output-preserve-symbol)
550             (:invert #'output-invert-symbol)))))
551
552 ;;; Output PNAME (a symbol-name or package-name) surrounded with |'s,
553 ;;; and with any embedded |'s or \'s escaped.
554 (defun output-quoted-symbol-name (pname stream)
555   (write-char #\| stream)
556   (dotimes (index (length pname))
557     (let ((char (schar pname index)))
558       (when (or (char= char #\\) (char= char #\|))
559         (write-char #\\ stream))
560       (write-char char stream)))
561   (write-char #\| stream))
562
563 (defun output-symbol (object stream)
564   (if (or *print-escape* *print-readably*)
565       (let ((package (symbol-package object))
566             (name (symbol-name object)))
567         (cond
568          ;; The ANSI spec "22.1.3.3.1 Package Prefixes for Symbols"
569          ;; requires that keywords be printed with preceding colons
570          ;; always, regardless of the value of *PACKAGE*.
571          ((eq package *keyword-package*)
572           (write-char #\: stream))
573          ;; Otherwise, if the symbol's home package is the current
574          ;; one, then a prefix is never necessary.
575          ((eq package (sane-package)))
576          ;; Uninterned symbols print with a leading #:.
577          ((null package)
578           (when (or *print-gensym* *print-readably*)
579             (write-string "#:" stream)))
580          (t
581           (multiple-value-bind (symbol accessible)
582               (find-symbol name (sane-package))
583             ;; If we can find the symbol by looking it up, it need not
584             ;; be qualified. This can happen if the symbol has been
585             ;; inherited from a package other than its home package.
586             (unless (and accessible (eq symbol object))
587               (output-symbol-name (package-name package) stream)
588               (multiple-value-bind (symbol externalp)
589                   (find-external-symbol name package)
590                 (declare (ignore symbol))
591                 (if externalp
592                     (write-char #\: stream)
593                     (write-string "::" stream)))))))
594         (output-symbol-name name stream))
595       (output-symbol-name (symbol-name object) stream nil)))
596
597 ;;; Output the string NAME as if it were a symbol name. In other
598 ;;; words, diddle its case according to *PRINT-CASE* and
599 ;;; READTABLE-CASE.
600 (defun output-symbol-name (name stream &optional (maybe-quote t))
601   (declare (type simple-base-string name))
602   (setup-printer-state)
603   (if (and maybe-quote (symbol-quotep name))
604       (output-quoted-symbol-name name stream)
605       (funcall *internal-symbol-output-function* name stream)))
606 \f
607 ;;;; escaping symbols
608
609 ;;; When we print symbols we have to figure out if they need to be
610 ;;; printed with escape characters. This isn't a whole lot easier than
611 ;;; reading symbols in the first place.
612 ;;;
613 ;;; For each character, the value of the corresponding element is a
614 ;;; fixnum with bits set corresponding to attributes that the
615 ;;; character has. At characters have at least one bit set, so we can
616 ;;; search for any character with a positive test.
617 (defvar *character-attributes*
618   (make-array char-code-limit
619               :element-type '(unsigned-byte 16)
620               :initial-element 0))
621 (declaim (type (simple-array (unsigned-byte 16) (#.char-code-limit))
622                *character-attributes*))
623
624 ;;; Constants which are a bit-mask for each interesting character attribute.
625 (defconstant other-attribute            (ash 1 0)) ; Anything else legal.
626 (defconstant number-attribute           (ash 1 1)) ; A numeric digit.
627 (defconstant uppercase-attribute        (ash 1 2)) ; An uppercase letter.
628 (defconstant lowercase-attribute        (ash 1 3)) ; A lowercase letter.
629 (defconstant sign-attribute             (ash 1 4)) ; +-
630 (defconstant extension-attribute        (ash 1 5)) ; ^_
631 (defconstant dot-attribute              (ash 1 6)) ; .
632 (defconstant slash-attribute            (ash 1 7)) ; /
633 (defconstant funny-attribute            (ash 1 8)) ; Anything illegal.
634
635 (eval-when (:compile-toplevel :load-toplevel :execute)
636
637 ;;; LETTER-ATTRIBUTE is a local of SYMBOL-QUOTEP. It matches letters
638 ;;; that don't need to be escaped (according to READTABLE-CASE.)
639 (defparameter *attribute-names*
640   `((number . number-attribute) (lowercase . lowercase-attribute)
641     (uppercase . uppercase-attribute) (letter . letter-attribute)
642     (sign . sign-attribute) (extension . extension-attribute)
643     (dot . dot-attribute) (slash . slash-attribute)
644     (other . other-attribute) (funny . funny-attribute)))
645
646 ) ; EVAL-WHEN
647
648 (flet ((set-bit (char bit)
649          (let ((code (char-code char)))
650            (setf (aref *character-attributes* code)
651                  (logior bit (aref *character-attributes* code))))))
652
653   (dolist (char '(#\! #\@ #\$ #\% #\& #\* #\= #\~ #\[ #\] #\{ #\}
654                   #\? #\< #\>))
655     (set-bit char other-attribute))
656
657   (dotimes (i 10)
658     (set-bit (digit-char i) number-attribute))
659
660   (do ((code (char-code #\A) (1+ code))
661        (end (char-code #\Z)))
662       ((> code end))
663     (declare (fixnum code end))
664     (set-bit (code-char code) uppercase-attribute)
665     (set-bit (char-downcase (code-char code)) lowercase-attribute))
666
667   (set-bit #\- sign-attribute)
668   (set-bit #\+ sign-attribute)
669   (set-bit #\^ extension-attribute)
670   (set-bit #\_ extension-attribute)
671   (set-bit #\. dot-attribute)
672   (set-bit #\/ slash-attribute)
673
674   ;; Mark anything not explicitly allowed as funny.
675   (dotimes (i char-code-limit)
676     (when (zerop (aref *character-attributes* i))
677       (setf (aref *character-attributes* i) funny-attribute))))
678
679 ;;; For each character, the value of the corresponding element is the
680 ;;; lowest base in which that character is a digit.
681 (defvar *digit-bases*
682   (make-array char-code-limit
683               :element-type '(unsigned-byte 8)
684               :initial-element 36))
685 (declaim (type (simple-array (unsigned-byte 8) (#.char-code-limit))
686                *digit-bases*))
687
688 (dotimes (i 36)
689   (let ((char (digit-char i 36)))
690     (setf (aref *digit-bases* (char-code char)) i)))
691
692 ;;; A FSM-like thingie that determines whether a symbol is a potential
693 ;;; number or has evil characters in it.
694 (defun symbol-quotep (name)
695   (declare (simple-string name))
696   (macrolet ((advance (tag &optional (at-end t))
697                `(progn
698                  (when (= index len)
699                    ,(if at-end '(go TEST-SIGN) '(return nil)))
700                  (setq current (schar name index)
701                        code (char-code current)
702                        bits (aref attributes code))
703                  (incf index)
704                  (go ,tag)))
705              (test (&rest attributes)
706                 `(not (zerop
707                        (the fixnum
708                             (logand
709                              (logior ,@(mapcar
710                                         (lambda (x)
711                                           (or (cdr (assoc x
712                                                           *attribute-names*))
713                                               (error "Blast!")))
714                                         attributes))
715                              bits)))))
716              (digitp ()
717                `(< (the fixnum (aref bases code)) base)))
718
719     (prog ((len (length name))
720            (attributes *character-attributes*)
721            (bases *digit-bases*)
722            (base *print-base*)
723            (letter-attribute
724             (case (readtable-case *readtable*)
725               (:upcase uppercase-attribute)
726               (:downcase lowercase-attribute)
727               (t (logior lowercase-attribute uppercase-attribute))))
728            (index 0)
729            (bits 0)
730            (code 0)
731            current)
732       (declare (fixnum len base index bits code))
733       (advance START t)
734
735      TEST-SIGN ; At end, see whether it is a sign...
736       (return (not (test sign)))
737
738      OTHER ; not potential number, see whether funny chars...
739       (let ((mask (logxor (logior lowercase-attribute uppercase-attribute
740                                   funny-attribute)
741                           letter-attribute)))
742         (do ((i (1- index) (1+ i)))
743             ((= i len) (return-from symbol-quotep nil))
744           (unless (zerop (logand (aref attributes (char-code (schar name i)))
745                                  mask))
746             (return-from symbol-quotep t))))
747
748      START
749       (when (digitp)
750         (if (test letter)
751             (advance LAST-DIGIT-ALPHA)
752             (advance DIGIT)))
753       (when (test letter number other slash) (advance OTHER nil))
754       (when (char= current #\.) (advance DOT-FOUND))
755       (when (test sign extension) (advance START-STUFF nil))
756       (return t)
757
758      DOT-FOUND ; leading dots...
759       (when (test letter) (advance START-DOT-MARKER nil))
760       (when (digitp) (advance DOT-DIGIT))
761       (when (test number other) (advance OTHER nil))
762       (when (test extension slash sign) (advance START-DOT-STUFF nil))
763       (when (char= current #\.) (advance DOT-FOUND))
764       (return t)
765
766      START-STUFF ; leading stuff before any dot or digit
767       (when (digitp)
768         (if (test letter)
769             (advance LAST-DIGIT-ALPHA)
770             (advance DIGIT)))
771       (when (test number other) (advance OTHER nil))
772       (when (test letter) (advance START-MARKER nil))
773       (when (char= current #\.) (advance START-DOT-STUFF nil))
774       (when (test sign extension slash) (advance START-STUFF nil))
775       (return t)
776
777      START-MARKER ; number marker in leading stuff...
778       (when (test letter) (advance OTHER nil))
779       (go START-STUFF)
780
781      START-DOT-STUFF ; leading stuff containing dot w/o digit...
782       (when (test letter) (advance START-DOT-STUFF nil))
783       (when (digitp) (advance DOT-DIGIT))
784       (when (test sign extension dot slash) (advance START-DOT-STUFF nil))
785       (when (test number other) (advance OTHER nil))
786       (return t)
787
788      START-DOT-MARKER ; number marker in leading stuff w/ dot..
789       ;; leading stuff containing dot w/o digit followed by letter...
790       (when (test letter) (advance OTHER nil))
791       (go START-DOT-STUFF)
792
793      DOT-DIGIT ; in a thing with dots...
794       (when (test letter) (advance DOT-MARKER))
795       (when (digitp) (advance DOT-DIGIT))
796       (when (test number other) (advance OTHER nil))
797       (when (test sign extension dot slash) (advance DOT-DIGIT))
798       (return t)
799
800      DOT-MARKER ; number marker in number with dot...
801       (when (test letter) (advance OTHER nil))
802       (go DOT-DIGIT)
803
804      LAST-DIGIT-ALPHA ; previous char is a letter digit...
805       (when (or (digitp) (test sign slash))
806         (advance ALPHA-DIGIT))
807       (when (test letter number other dot) (advance OTHER nil))
808       (return t)
809
810      ALPHA-DIGIT ; seen a digit which is a letter...
811       (when (or (digitp) (test sign slash))
812         (if (test letter)
813             (advance LAST-DIGIT-ALPHA)
814             (advance ALPHA-DIGIT)))
815       (when (test letter) (advance ALPHA-MARKER))
816       (when (test number other dot) (advance OTHER nil))
817       (return t)
818
819      ALPHA-MARKER ; number marker in number with alpha digit...
820       (when (test letter) (advance OTHER nil))
821       (go ALPHA-DIGIT)
822
823      DIGIT ; seen only ordinary (non-alphabetic) numeric digits...
824       (when (digitp)
825         (if (test letter)
826             (advance ALPHA-DIGIT)
827             (advance DIGIT)))
828       (when (test number other) (advance OTHER nil))
829       (when (test letter) (advance MARKER))
830       (when (test extension slash sign) (advance DIGIT))
831       (when (char= current #\.) (advance DOT-DIGIT))
832       (return t)
833
834      MARKER ; number marker in a numeric number...
835       (when (test letter) (advance OTHER nil))
836       (go DIGIT))))
837 \f
838 ;;;; *INTERNAL-SYMBOL-OUTPUT-FUNCTION*
839 ;;;;
840 ;;;; Case hackery. These functions are stored in
841 ;;;; *INTERNAL-SYMBOL-OUTPUT-FUNCTION* according to the values of
842 ;;;; *PRINT-CASE* and READTABLE-CASE.
843
844 ;;; called when:
845 ;;; READTABLE-CASE      *PRINT-CASE*
846 ;;; :UPCASE             :UPCASE
847 ;;; :DOWNCASE           :DOWNCASE
848 ;;; :PRESERVE           any
849 (defun output-preserve-symbol (pname stream)
850   (declare (simple-string pname))
851   (write-string pname stream))
852
853 ;;; called when:
854 ;;; READTABLE-CASE      *PRINT-CASE*
855 ;;; :UPCASE             :DOWNCASE
856 (defun output-lowercase-symbol (pname stream)
857   (declare (simple-string pname))
858   (dotimes (index (length pname))
859     (let ((char (schar pname index)))
860       (write-char (char-downcase char) stream))))
861
862 ;;; called when:
863 ;;; READTABLE-CASE      *PRINT-CASE*
864 ;;; :DOWNCASE           :UPCASE
865 (defun output-uppercase-symbol (pname stream)
866   (declare (simple-string pname))
867   (dotimes (index (length pname))
868     (let ((char (schar pname index)))
869       (write-char (char-upcase char) stream))))
870
871 ;;; called when:
872 ;;; READTABLE-CASE      *PRINT-CASE*
873 ;;; :UPCASE             :CAPITALIZE
874 ;;; :DOWNCASE           :CAPITALIZE
875 (defun output-capitalize-symbol (pname stream)
876   (declare (simple-string pname))
877   (let ((prev-not-alpha t)
878         (up (eq (readtable-case *readtable*) :upcase)))
879     (dotimes (i (length pname))
880       (let ((char (char pname i)))
881         (write-char (if up
882                         (if (or prev-not-alpha (lower-case-p char))
883                             char
884                             (char-downcase char))
885                         (if prev-not-alpha
886                             (char-upcase char)
887                             char))
888                     stream)
889         (setq prev-not-alpha (not (alpha-char-p char)))))))
890
891 ;;; called when:
892 ;;; READTABLE-CASE      *PRINT-CASE*
893 ;;; :INVERT             any
894 (defun output-invert-symbol (pname stream)
895   (declare (simple-string pname))
896   (let ((all-upper t)
897         (all-lower t))
898     (dotimes (i (length pname))
899       (let ((ch (schar pname i)))
900         (when (both-case-p ch)
901           (if (upper-case-p ch)
902               (setq all-lower nil)
903               (setq all-upper nil)))))
904     (cond (all-upper (output-lowercase-symbol pname stream))
905           (all-lower (output-uppercase-symbol pname stream))
906           (t
907            (write-string pname stream)))))
908
909 #|
910 (defun test1 ()
911   (let ((*readtable* (copy-readtable nil)))
912     (format t "READTABLE-CASE  Input   Symbol-name~@
913                ----------------------------------~%")
914     (dolist (readtable-case '(:upcase :downcase :preserve :invert))
915       (setf (readtable-case *readtable*) readtable-case)
916       (dolist (input '("ZEBRA" "Zebra" "zebra"))
917         (format t "~&:~A~16T~A~24T~A"
918                 (string-upcase readtable-case)
919                 input
920                 (symbol-name (read-from-string input)))))))
921
922 (defun test2 ()
923   (let ((*readtable* (copy-readtable nil)))
924     (format t "READTABLE-CASE  *PRINT-CASE*  Symbol-name  Output  Princ~@
925                --------------------------------------------------------~%")
926     (dolist (readtable-case '(:upcase :downcase :preserve :invert))
927       (setf (readtable-case *readtable*) readtable-case)
928       (dolist (*print-case* '(:upcase :downcase :capitalize))
929         (dolist (symbol '(|ZEBRA| |Zebra| |zebra|))
930           (format t "~&:~A~15T:~A~29T~A~42T~A~50T~A"
931                   (string-upcase readtable-case)
932                   (string-upcase *print-case*)
933                   (symbol-name symbol)
934                   (prin1-to-string symbol)
935                   (princ-to-string symbol)))))))
936 |#
937 \f
938 ;;;; recursive objects
939
940 (defun output-list (list stream)
941   (descend-into (stream)
942     (write-char #\( stream)
943     (let ((length 0)
944           (list list))
945       (loop
946         (punt-print-if-too-long length stream)
947         (output-object (pop list) stream)
948         (unless list
949           (return))
950         (when (or (atom list) (check-for-circularity list))
951           (write-string " . " stream)
952           (output-object list stream)
953           (return))
954         (write-char #\space stream)
955         (incf length)))
956     (write-char #\) stream)))
957
958 (defun output-vector (vector stream)
959   (declare (vector vector))
960   (cond ((stringp vector)
961          (cond ((or *print-escape* *print-readably*)
962                 (write-char #\" stream)
963                 (quote-string vector stream)
964                 (write-char #\" stream))
965                (t
966                 (write-string vector stream))))
967         ((not (or *print-array* *print-readably*))
968          (output-terse-array vector stream))
969         ((bit-vector-p vector)
970          (write-string "#*" stream)
971          (dotimes (i (length vector))
972            (output-object (aref vector i) stream)))
973         (t
974          (when (and *print-readably*
975                     (not (eq (array-element-type vector) t)))
976            (error 'print-not-readable :object vector))
977          (descend-into (stream)
978                        (write-string "#(" stream)
979                        (dotimes (i (length vector))
980                          (unless (zerop i)
981                            (write-char #\space stream))
982                          (punt-print-if-too-long i stream)
983                          (output-object (aref vector i) stream))
984                        (write-string ")" stream)))))
985
986 ;;; This function outputs a string quoting characters sufficiently
987 ;;; that so someone can read it in again. Basically, put a slash in
988 ;;; front of an character satisfying NEEDS-SLASH-P.
989 (defun quote-string (string stream)
990   (macrolet ((needs-slash-p (char)
991                ;; KLUDGE: We probably should look at the readtable, but just do
992                ;; this for now. [noted by anonymous long ago] -- WHN 19991130
993                `(or (char= ,char #\\)
994                  (char= ,char #\"))))
995     (with-array-data ((data string) (start) (end (length string)))
996       (do ((index start (1+ index)))
997           ((>= index end))
998         (let ((char (schar data index)))
999           (when (needs-slash-p char) (write-char #\\ stream))
1000           (write-char char stream))))))
1001
1002 (defun output-array (array stream)
1003   #!+sb-doc
1004   "Outputs the printed representation of any array in either the #< or #A
1005    form."
1006   (if (or *print-array* *print-readably*)
1007       (output-array-guts array stream)
1008       (output-terse-array array stream)))
1009
1010 ;;; to output the abbreviated #< form of an array
1011 (defun output-terse-array (array stream)
1012   (let ((*print-level* nil)
1013         (*print-length* nil))
1014     (print-unreadable-object (array stream :type t :identity t))))
1015
1016 ;;; to output the readable #A form of an array
1017 (defun output-array-guts (array stream)
1018   (when (and *print-readably*
1019              (not (eq (array-element-type array) t)))
1020     (error 'print-not-readable :object array))
1021   (write-char #\# stream)
1022   (let ((*print-base* 10))
1023     (output-integer (array-rank array) stream))
1024   (write-char #\A stream)
1025   (with-array-data ((data array) (start) (end))
1026     (declare (ignore end))
1027     (sub-output-array-guts data (array-dimensions array) stream start)))
1028
1029 (defun sub-output-array-guts (array dimensions stream index)
1030   (declare (type (simple-array * (*)) array) (fixnum index))
1031   (cond ((null dimensions)
1032          (output-object (aref array index) stream))
1033         (t
1034          (descend-into (stream)
1035            (write-char #\( stream)
1036            (let* ((dimension (car dimensions))
1037                   (dimensions (cdr dimensions))
1038                   (count (reduce #'* dimensions)))
1039              (dotimes (i dimension)
1040                (unless (zerop i)
1041                  (write-char #\space stream))
1042                (punt-print-if-too-long i stream)
1043                (sub-output-array-guts array dimensions stream index)
1044                (incf index count)))
1045            (write-char #\) stream)))))
1046
1047 ;;; a trivial non-generic-function placeholder for PRINT-OBJECT, for
1048 ;;; use until CLOS is set up (at which time it will be replaced with
1049 ;;; the real generic function implementation)
1050 (defun print-object (instance stream)
1051   (default-structure-print instance stream *current-level*))
1052 \f
1053 ;;;; integer, ratio, and complex printing (i.e. everything but floats)
1054
1055 (defun output-integer (integer stream)
1056   ;; FIXME: This UNLESS form should be pulled out into something like
1057   ;; (SANE-PRINT-BASE), along the lines of (SANE-PACKAGE) for the
1058   ;; *PACKAGE* variable.
1059   (unless (and (fixnump *print-base*)
1060                (< 1 *print-base* 37))
1061     (let ((obase *print-base*))
1062       (setq *print-base* 10.)
1063       (error "~A is not a reasonable value for *PRINT-BASE*." obase)))
1064   (when (and (not (= *print-base* 10.))
1065              *print-radix*)
1066     ;; First print leading base information, if any.
1067     (write-char #\# stream)
1068     (write-char (case *print-base*
1069                   (2. #\b)
1070                   (8. #\o)
1071                   (16. #\x)
1072                   (T (let ((fixbase *print-base*)
1073                            (*print-base* 10.)
1074                            (*print-radix* ()))
1075                        (sub-output-integer fixbase stream))
1076                      #\r))
1077                 stream))
1078   ;; Then output a minus sign if the number is negative, then output
1079   ;; the absolute value of the number.
1080   (cond ((bignump integer) (print-bignum integer stream))
1081         ((< integer 0)
1082          (write-char #\- stream)
1083          (sub-output-integer (- integer) stream))
1084         (t
1085          (sub-output-integer integer stream)))
1086   ;; Print any trailing base information, if any.
1087   (if (and (= *print-base* 10.) *print-radix*)
1088       (write-char #\. stream)))
1089
1090 (defun sub-output-integer (integer stream)
1091   (let ((quotient ())
1092         (remainder ()))
1093     ;; Recurse until you have all the digits pushed on the stack.
1094     (if (not (zerop (multiple-value-setq (quotient remainder)
1095                       (truncate integer *print-base*))))
1096         (sub-output-integer quotient stream))
1097     ;; Then as each recursive call unwinds, turn the digit (in remainder)
1098     ;; into a character and output the character.
1099     (write-char (code-char (if (and (> remainder 9.)
1100                                     (> *print-base* 10.))
1101                                (+ (char-code #\A) (- remainder 10.))
1102                                (+ (char-code #\0) remainder)))
1103                 stream)))
1104 \f
1105 ;;;; bignum printing
1106
1107 ;;; *BASE-POWER* holds the number that we keep dividing into the
1108 ;;; bignum for each *print-base*. We want this number as close to
1109 ;;; *most-positive-fixnum* as possible, i.e. (floor (log
1110 ;;; most-positive-fixnum *print-base*)).
1111 (defparameter *base-power* (make-array 37 :initial-element nil))
1112
1113 ;;; *FIXNUM-POWER--1* holds the number of digits for each *PRINT-BASE*
1114 ;;; that fit in the corresponding *base-power*.
1115 (defparameter *fixnum-power--1* (make-array 37 :initial-element nil))
1116
1117 ;;; Print the bignum to the stream. We first generate the correct
1118 ;;; value for *base-power* and *fixnum-power--1* if we have not
1119 ;;; already. Then we call bignum-print-aux to do the printing.
1120 (defun print-bignum (big stream)
1121   (unless (aref *base-power* *print-base*)
1122     (do ((power-1 -1 (1+ power-1))
1123          (new-divisor *print-base* (* new-divisor *print-base*))
1124          (divisor 1 new-divisor))
1125         ((not (fixnump new-divisor))
1126          (setf (aref *base-power* *print-base*) divisor)
1127          (setf (aref *fixnum-power--1* *print-base*) power-1))))
1128   (bignum-print-aux (cond ((minusp big)
1129                            (write-char #\- stream)
1130                            (- big))
1131                           (t big))
1132                     (aref *base-power* *print-base*)
1133                     (aref *fixnum-power--1* *print-base*)
1134                     stream)
1135   big)
1136
1137 (defun bignum-print-aux (big divisor power-1 stream)
1138   (multiple-value-bind (newbig fix) (truncate big divisor)
1139     (if (fixnump newbig)
1140         (sub-output-integer newbig stream)
1141         (bignum-print-aux newbig divisor power-1 stream))
1142     (do ((zeros power-1 (1- zeros))
1143          (base-power *print-base* (* base-power *print-base*)))
1144         ((> base-power fix)
1145          (dotimes (i zeros) (write-char #\0 stream))
1146          (sub-output-integer fix stream)))))
1147
1148 (defun output-ratio (ratio stream)
1149   (when *print-radix*
1150     (write-char #\# stream)
1151     (case *print-base*
1152       (2 (write-char #\b stream))
1153       (8 (write-char #\o stream))
1154       (16 (write-char #\x stream))
1155       (t (write *print-base* :stream stream :radix nil :base 10)))
1156     (write-char #\r stream))
1157   (let ((*print-radix* nil))
1158     (output-integer (numerator ratio) stream)
1159     (write-char #\/ stream)
1160     (output-integer (denominator ratio) stream)))
1161
1162 (defun output-complex (complex stream)
1163   (write-string "#C(" stream)
1164   (output-object (realpart complex) stream)
1165   (write-char #\space stream)
1166   (output-object (imagpart complex) stream)
1167   (write-char #\) stream))
1168 \f
1169 ;;;; float printing
1170
1171 ;;; FLONUM-TO-STRING (and its subsidiary function FLOAT-STRING) does
1172 ;;; most of the work for all printing of floating point numbers in the
1173 ;;; printer and in FORMAT. It converts a floating point number to a
1174 ;;; string in a free or fixed format with no exponent. The
1175 ;;; interpretation of the arguments is as follows:
1176 ;;;
1177 ;;;     X       - The floating point number to convert, which must not be
1178 ;;;             negative.
1179 ;;;     WIDTH    - The preferred field width, used to determine the number
1180 ;;;             of fraction digits to produce if the FDIGITS parameter
1181 ;;;             is unspecified or NIL. If the non-fraction digits and the
1182 ;;;             decimal point alone exceed this width, no fraction digits
1183 ;;;             will be produced unless a non-NIL value of FDIGITS has been
1184 ;;;             specified. Field overflow is not considerd an error at this
1185 ;;;             level.
1186 ;;;     FDIGITS  - The number of fractional digits to produce. Insignificant
1187 ;;;             trailing zeroes may be introduced as needed. May be
1188 ;;;             unspecified or NIL, in which case as many digits as possible
1189 ;;;             are generated, subject to the constraint that there are no
1190 ;;;             trailing zeroes.
1191 ;;;     SCALE    - If this parameter is specified or non-NIL, then the number
1192 ;;;             printed is (* x (expt 10 scale)). This scaling is exact,
1193 ;;;             and cannot lose precision.
1194 ;;;     FMIN     - This parameter, if specified or non-NIL, is the minimum
1195 ;;;             number of fraction digits which will be produced, regardless
1196 ;;;             of the value of WIDTH or FDIGITS. This feature is used by
1197 ;;;             the ~E format directive to prevent complete loss of
1198 ;;;             significance in the printed value due to a bogus choice of
1199 ;;;             scale factor.
1200 ;;;
1201 ;;; Most of the optional arguments are for the benefit for FORMAT and are not
1202 ;;; used by the printer.
1203 ;;;
1204 ;;; Returns:
1205 ;;; (VALUES DIGIT-STRING DIGIT-LENGTH LEADING-POINT TRAILING-POINT DECPNT)
1206 ;;; where the results have the following interpretation:
1207 ;;;
1208 ;;;     DIGIT-STRING    - The decimal representation of X, with decimal point.
1209 ;;;     DIGIT-LENGTH    - The length of the string DIGIT-STRING.
1210 ;;;     LEADING-POINT   - True if the first character of DIGIT-STRING is the
1211 ;;;                    decimal point.
1212 ;;;     TRAILING-POINT  - True if the last character of DIGIT-STRING is the
1213 ;;;                    decimal point.
1214 ;;;     POINT-POS       - The position of the digit preceding the decimal
1215 ;;;                    point. Zero indicates point before first digit.
1216 ;;;
1217 ;;; NOTE: FLONUM-TO-STRING goes to a lot of trouble to guarantee
1218 ;;; accuracy. Specifically, the decimal number printed is the closest
1219 ;;; possible approximation to the true value of the binary number to
1220 ;;; be printed from among all decimal representations with the same
1221 ;;; number of digits. In free-format output, i.e. with the number of
1222 ;;; digits unconstrained, it is guaranteed that all the information is
1223 ;;; preserved, so that a properly- rounding reader can reconstruct the
1224 ;;; original binary number, bit-for-bit, from its printed decimal
1225 ;;; representation. Furthermore, only as many digits as necessary to
1226 ;;; satisfy this condition will be printed.
1227 ;;;
1228 ;;; FLOAT-STRING actually generates the digits for positive numbers.
1229 ;;; The algorithm is essentially that of algorithm Dragon4 in "How to
1230 ;;; Print Floating-Point Numbers Accurately" by Steele and White. The
1231 ;;; current (draft) version of this paper may be found in
1232 ;;; [CMUC]<steele>tradix.press. DO NOT EVEN THINK OF ATTEMPTING TO
1233 ;;; UNDERSTAND THIS CODE WITHOUT READING THE PAPER!
1234
1235 (defvar *digits* "0123456789")
1236
1237 (defun flonum-to-string (x &optional width fdigits scale fmin)
1238   (cond ((zerop x)
1239          ;; Zero is a special case which FLOAT-STRING cannot handle.
1240          (if fdigits
1241              (let ((s (make-string (1+ fdigits) :initial-element #\0)))
1242                (setf (schar s 0) #\.)
1243                (values s (length s) t (zerop fdigits) 0))
1244              (values "." 1 t t 0)))
1245         (t
1246          (multiple-value-bind (sig exp) (integer-decode-float x)
1247            (let* ((precision (float-precision x))
1248                   (digits (float-digits x))
1249                   (fudge (- digits precision))
1250                   (width (if width (max width 1) nil)))
1251            (float-string (ash sig (- fudge)) (+ exp fudge) precision width
1252                          fdigits scale fmin))))))
1253
1254 (defun float-string (fraction exponent precision width fdigits scale fmin)
1255   (let ((r fraction) (s 1) (m- 1) (m+ 1) (k 0)
1256         (digits 0) (decpnt 0) (cutoff nil) (roundup nil) u low high
1257         (digit-string (make-array 50
1258                                   :element-type 'base-char
1259                                   :fill-pointer 0
1260                                   :adjustable t)))
1261     ;; Represent fraction as r/s, error bounds as m+/s and m-/s.
1262     ;; Rational arithmetic avoids loss of precision in subsequent
1263     ;; calculations.
1264     (cond ((> exponent 0)
1265            (setq r (ash fraction exponent))
1266            (setq m- (ash 1 exponent))
1267            (setq m+ m-))
1268           ((< exponent 0)
1269            (setq s (ash 1 (- exponent)))))
1270     ;; Adjust the error bounds m+ and m- for unequal gaps.
1271     (when (= fraction (ash 1 precision))
1272       (setq m+ (ash m+ 1))
1273       (setq r (ash r 1))
1274       (setq s (ash s 1)))
1275     ;; Scale value by requested amount, and update error bounds.
1276     (when scale
1277       (if (minusp scale)
1278           (let ((scale-factor (expt 10 (- scale))))
1279             (setq s (* s scale-factor)))
1280           (let ((scale-factor (expt 10 scale)))
1281             (setq r (* r scale-factor))
1282             (setq m+ (* m+ scale-factor))
1283             (setq m- (* m- scale-factor)))))
1284     ;; Scale r and s and compute initial k, the base 10 logarithm of r.
1285     (do ()
1286         ((>= r (ceiling s 10)))
1287       (decf k)
1288       (setq r (* r 10))
1289       (setq m- (* m- 10))
1290       (setq m+ (* m+ 10)))
1291     (do ()(nil)
1292       (do ()
1293           ((< (+ (ash r 1) m+) (ash s 1)))
1294         (setq s (* s 10))
1295         (incf k))
1296       ;; Determine number of fraction digits to generate.
1297       (cond (fdigits
1298              ;; Use specified number of fraction digits.
1299              (setq cutoff (- fdigits))
1300              ;;don't allow less than fmin fraction digits
1301              (if (and fmin (> cutoff (- fmin))) (setq cutoff (- fmin))))
1302             (width
1303              ;; Use as many fraction digits as width will permit but
1304              ;; force at least fmin digits even if width will be
1305              ;; exceeded.
1306              (if (< k 0)
1307                  (setq cutoff (- 1 width))
1308                  (setq cutoff (1+ (- k width))))
1309              (if (and fmin (> cutoff (- fmin))) (setq cutoff (- fmin)))))
1310       ;; If we decided to cut off digit generation before precision
1311       ;; has been exhausted, rounding the last digit may cause a carry
1312       ;; propagation. We can prevent this, preserving left-to-right
1313       ;; digit generation, with a few magical adjustments to m- and
1314       ;; m+. Of course, correct rounding is also preserved.
1315       (when (or fdigits width)
1316         (let ((a (- cutoff k))
1317               (y s))
1318           (if (>= a 0)
1319               (dotimes (i a) (setq y (* y 10)))
1320               (dotimes (i (- a)) (setq y (ceiling y 10))))
1321           (setq m- (max y m-))
1322           (setq m+ (max y m+))
1323           (when (= m+ y) (setq roundup t))))
1324       (when (< (+ (ash r 1) m+) (ash s 1)) (return)))
1325     ;; Zero-fill before fraction if no integer part.
1326     (when (< k 0)
1327       (setq decpnt digits)
1328       (vector-push-extend #\. digit-string)
1329       (dotimes (i (- k))
1330         (incf digits) (vector-push-extend #\0 digit-string)))
1331     ;; Generate the significant digits.
1332     (do ()(nil)
1333       (decf k)
1334       (when (= k -1)
1335         (vector-push-extend #\. digit-string)
1336         (setq decpnt digits))
1337       (multiple-value-setq (u r) (truncate (* r 10) s))
1338       (setq m- (* m- 10))
1339       (setq m+ (* m+ 10))
1340       (setq low (< (ash r 1) m-))
1341       (if roundup
1342           (setq high (>= (ash r 1) (- (ash s 1) m+)))
1343           (setq high (> (ash r 1) (- (ash s 1) m+))))
1344       ;; Stop when either precision is exhausted or we have printed as
1345       ;; many fraction digits as permitted.
1346       (when (or low high (and cutoff (<= k cutoff))) (return))
1347       (vector-push-extend (char *digits* u) digit-string)
1348       (incf digits))
1349     ;; If cutoff occurred before first digit, then no digits are
1350     ;; generated at all.
1351     (when (or (not cutoff) (>= k cutoff))
1352       ;; Last digit may need rounding
1353       (vector-push-extend (char *digits*
1354                                 (cond ((and low (not high)) u)
1355                                       ((and high (not low)) (1+ u))
1356                                       (t (if (<= (ash r 1) s) u (1+ u)))))
1357                           digit-string)
1358       (incf digits))
1359     ;; Zero-fill after integer part if no fraction.
1360     (when (>= k 0)
1361       (dotimes (i k) (incf digits) (vector-push-extend #\0 digit-string))
1362       (vector-push-extend #\. digit-string)
1363       (setq decpnt digits))
1364     ;; Add trailing zeroes to pad fraction if fdigits specified.
1365     (when fdigits
1366       (dotimes (i (- fdigits (- digits decpnt)))
1367         (incf digits)
1368         (vector-push-extend #\0 digit-string)))
1369     ;; all done
1370     (values digit-string (1+ digits) (= decpnt 0) (= decpnt digits) decpnt)))
1371
1372 ;;; Given a non-negative floating point number, SCALE-EXPONENT returns
1373 ;;; a new floating point number Z in the range (0.1, 1.0] and an
1374 ;;; exponent E such that Z * 10^E is (approximately) equal to the
1375 ;;; original number. There may be some loss of precision due the
1376 ;;; floating point representation. The scaling is always done with
1377 ;;; long float arithmetic, which helps printing of lesser precisions
1378 ;;; as well as avoiding generic arithmetic.
1379 ;;;
1380 ;;; When computing our initial scale factor using EXPT, we pull out
1381 ;;; part of the computation to avoid over/under flow. When
1382 ;;; denormalized, we must pull out a large factor, since there is more
1383 ;;; negative exponent range than positive range.
1384 (defun scale-exponent (original-x)
1385   (let* ((x (coerce original-x 'long-float)))
1386     (multiple-value-bind (sig exponent) (decode-float x)
1387       (declare (ignore sig))
1388       (if (= x 0.0l0)
1389           (values (float 0.0l0 original-x) 1)
1390           (let* ((ex (round (* exponent (log 2l0 10))))
1391                  (x (if (minusp ex)
1392                         (if (float-denormalized-p x)
1393                             #!-long-float
1394                             (* x 1.0l16 (expt 10.0l0 (- (- ex) 16)))
1395                             #!+long-float
1396                             (* x 1.0l18 (expt 10.0l0 (- (- ex) 18)))
1397                             (* x 10.0l0 (expt 10.0l0 (- (- ex) 1))))
1398                         (/ x 10.0l0 (expt 10.0l0 (1- ex))))))
1399             (do ((d 10.0l0 (* d 10.0l0))
1400                  (y x (/ x d))
1401                  (ex ex (1+ ex)))
1402                 ((< y 1.0l0)
1403                  (do ((m 10.0l0 (* m 10.0l0))
1404                       (z y (* y m))
1405                       (ex ex (1- ex)))
1406                      ((>= z 0.1l0)
1407                       (values (float z original-x) ex))))))))))
1408 \f
1409 ;;;; entry point for the float printer
1410
1411 ;;; the float printer as called by PRINT, PRIN1, PRINC, etc. The
1412 ;;; argument is printed free-format, in either exponential or
1413 ;;; non-exponential notation, depending on its magnitude.
1414 ;;;
1415 ;;; NOTE: When a number is to be printed in exponential format, it is
1416 ;;; scaled in floating point. Since precision may be lost in this
1417 ;;; process, the guaranteed accuracy properties of FLONUM-TO-STRING
1418 ;;; are lost. The difficulty is that FLONUM-TO-STRING performs
1419 ;;; extensive computations with integers of similar magnitude to that
1420 ;;; of the number being printed. For large exponents, the bignums
1421 ;;; really get out of hand. If bignum arithmetic becomes reasonably
1422 ;;; fast and the exponent range is not too large, then it might become
1423 ;;; attractive to handle exponential notation with the same accuracy
1424 ;;; as non-exponential notation, using the method described in the
1425 ;;; Steele and White paper.
1426
1427 ;;; Print the appropriate exponent marker for X and the specified exponent.
1428 (defun print-float-exponent (x exp stream)
1429   (declare (type float x) (type integer exp) (type stream stream))
1430   (let ((*print-radix* nil)
1431         (plusp (plusp exp)))
1432     (if (typep x *read-default-float-format*)
1433         (unless (eql exp 0)
1434           (format stream "e~:[~;+~]~D" plusp exp))
1435         (format stream "~C~:[~;+~]~D"
1436                 (etypecase x
1437                   (single-float #\f)
1438                   (double-float #\d)
1439                   (short-float #\s)
1440                   (long-float #\L))
1441                 plusp exp))))
1442
1443 (defun output-float-infinity (x stream)
1444   (declare (float x) (stream stream))
1445   (cond (*read-eval*
1446          (write-string "#." stream))
1447         (*print-readably*
1448          (error 'print-not-readable :object x))
1449         (t
1450          (write-string "#<" stream)))
1451   (write-string "SB-EXT:" stream)
1452   (write-string (symbol-name (float-format-name x)) stream)
1453   (write-string (if (plusp x) "-POSITIVE-" "-NEGATIVE-")
1454                 stream)
1455   (write-string "INFINITY" stream)
1456   (unless *read-eval*
1457     (write-string ">" stream)))
1458
1459 (defun output-float-nan (x stream)
1460   (print-unreadable-object (x stream)
1461     (princ (float-format-name x) stream)
1462     (write-string (if (float-trapping-nan-p x) " trapping" " quiet") stream)
1463     (write-string " NaN" stream)))
1464
1465 ;;; the function called by OUTPUT-OBJECT to handle floats
1466 (defun output-float (x stream)
1467   (cond
1468    ((float-infinity-p x)
1469     (output-float-infinity x stream))
1470    ((float-nan-p x)
1471     (output-float-nan x stream))
1472    (t
1473     (let ((x (cond ((minusp (float-sign x))
1474                     (write-char #\- stream)
1475                     (- x))
1476                    (t
1477                     x))))
1478       (cond
1479        ((zerop x)
1480         (write-string "0.0" stream)
1481         (print-float-exponent x 0 stream))
1482        (t
1483         (output-float-aux x stream (float 1/1000 x) (float 10000000 x))))))))
1484 (defun output-float-aux (x stream e-min e-max)
1485   (if (and (>= x e-min) (< x e-max))
1486       ;; free format
1487       (multiple-value-bind (str len lpoint tpoint) (flonum-to-string x)
1488         (declare (ignore len))
1489         (when lpoint (write-char #\0 stream))
1490         (write-string str stream)
1491         (when tpoint (write-char #\0 stream))
1492         (print-float-exponent x 0 stream))
1493       ;; exponential format
1494       (multiple-value-bind (f ex) (scale-exponent x)
1495         (multiple-value-bind (str len lpoint tpoint)
1496             (flonum-to-string f nil nil 1)
1497           (declare (ignore len))
1498           (when lpoint (write-char #\0 stream))
1499           (write-string str stream)
1500           (when tpoint (write-char #\0 stream))
1501           ;; Subtract out scale factor of 1 passed to FLONUM-TO-STRING.
1502           (print-float-exponent x (1- ex) stream)))))
1503 \f
1504 ;;;; other leaf objects
1505
1506 ;;; If *PRINT-ESCAPE* is false, just do a WRITE-CHAR, otherwise output
1507 ;;; the character name or the character in the #\char format.
1508 (defun output-character (char stream)
1509   (if (or *print-escape* *print-readably*)
1510       (let ((name (char-name char)))
1511         (write-string "#\\" stream)
1512         (if name
1513             (quote-string name stream)
1514             (write-char char stream)))
1515       (write-char char stream)))
1516
1517 (defun output-sap (sap stream)
1518   (declare (type system-area-pointer sap))
1519   (cond (*read-eval*
1520          (format stream "#.(~S #X~8,'0X)" 'int-sap (sap-int sap)))
1521         (t
1522          (print-unreadable-object (sap stream)
1523            (format stream "system area pointer: #X~8,'0X" (sap-int sap))))))
1524
1525 (defun output-weak-pointer (weak-pointer stream)
1526   (declare (type weak-pointer weak-pointer))
1527   (print-unreadable-object (weak-pointer stream)
1528     (multiple-value-bind (value validp) (weak-pointer-value weak-pointer)
1529       (cond (validp
1530              (write-string "weak pointer: " stream)
1531              (write value :stream stream))
1532             (t
1533              (write-string "broken weak pointer" stream))))))
1534
1535 (defun output-code-component (component stream)
1536   (print-unreadable-object (component stream :identity t)
1537     (let ((dinfo (%code-debug-info component)))
1538       (cond ((eq dinfo :bogus-lra)
1539              (write-string "bogus code object" stream))
1540             (t
1541              (write-string "code object" stream)
1542              (when dinfo
1543                (write-char #\space stream)
1544                (output-object (sb!c::debug-info-name dinfo) stream)))))))
1545
1546 (defun output-lra (lra stream)
1547   (print-unreadable-object (lra stream :identity t)
1548     (write-string "return PC object" stream)))
1549
1550 (defun output-fdefn (fdefn stream)
1551   (print-unreadable-object (fdefn stream)
1552     (write-string "FDEFINITION object for " stream)
1553     (output-object (fdefn-name fdefn) stream)))
1554 \f
1555 ;;;; functions
1556
1557 ;;; Output OBJECT as using PRINT-OBJECT if it's a
1558 ;;; FUNCALLABLE-STANDARD-CLASS, or return NIL otherwise.
1559 ;;;
1560 ;;; The definition here is a simple temporary placeholder. It will be
1561 ;;; overwritten by a smarter version (capable of calling generic
1562 ;;; PRINT-OBJECT when appropriate) when CLOS is installed.
1563 (defun printed-as-clos-funcallable-standard-class (object stream)
1564   (declare (ignore object stream))
1565   nil)
1566
1567 (defun output-function (object stream)
1568   (let* ((*print-length* 3) ; in case we have to..
1569          (*print-level* 3)  ; ..print an interpreted function definition
1570          (name (cond ((find (function-subtype object)
1571                             #(#.sb!vm:closure-header-type
1572                               #.sb!vm:byte-code-closure-type))
1573                       "CLOSURE")
1574                      ((sb!eval::interpreted-function-p object)
1575                       (or (sb!eval::interpreted-function-%name object)
1576                           (sb!eval:interpreted-function-lambda-expression
1577                            object)))
1578                      ((find (function-subtype object)
1579                             #(#.sb!vm:function-header-type
1580                               #.sb!vm:closure-function-header-type))
1581                       (%function-name object))
1582                      (t 'no-name-available)))
1583          (identified-by-name-p (and (symbolp name)
1584                                     (fboundp name)
1585                                     (eq (fdefinition name) object))))
1586       (print-unreadable-object (object
1587                                 stream
1588                                 :identity (not identified-by-name-p))
1589         (prin1 'function stream)
1590         (unless (eq name 'no-name-available)
1591           (format stream " ~S" name)))))
1592 \f
1593 ;;;; catch-all for unknown things
1594
1595 (defun output-random (object stream)
1596   (print-unreadable-object (object stream :identity t)
1597     (let ((lowtag (get-lowtag object)))
1598       (case lowtag
1599         (#.sb!vm:other-pointer-type
1600           (let ((type (get-type object)))
1601             (case type
1602               (#.sb!vm:value-cell-header-type
1603                (write-string "value cell " stream)
1604                (output-object (sb!c:value-cell-ref object) stream))
1605               (t
1606                (write-string "unknown pointer object, type=" stream)
1607                (let ((*print-base* 16) (*print-radix* t))
1608                  (output-integer type stream))))))
1609         ((#.sb!vm:function-pointer-type
1610           #.sb!vm:instance-pointer-type
1611           #.sb!vm:list-pointer-type)
1612          (write-string "unknown pointer object, type=" stream))
1613         (t
1614          (case (get-type object)
1615            (#.sb!vm:unbound-marker-type
1616             (write-string "unbound marker" stream))
1617            (t
1618             (write-string "unknown immediate object, lowtag=" stream)
1619             (let ((*print-base* 2) (*print-radix* t))
1620               (output-integer lowtag stream))
1621             (write-string ", type=" stream)
1622             (let ((*print-base* 16) (*print-radix* t))
1623               (output-integer (get-type object) stream)))))))))