4676332e4926834faa0a04c4bbb000496fa865a7
[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 be printed readably. If readable printing
22   is 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*)
70 #!+sb-doc
71 (setf (fdocumentation '*print-pprint-dispatch* 'variable)
72       "The pprint-dispatch-table that controls how to pretty-print objects.")
73
74 (defmacro with-standard-io-syntax (&body body)
75   #!+sb-doc
76   "Bind the reader and printer control variables to values that enable READ
77    to reliably read the results of PRINT. These values are:
78        *PACKAGE*                        the COMMON-LISP-USER package
79        *PRINT-ARRAY*                    T
80        *PRINT-BASE*                     10
81        *PRINT-CASE*                     :UPCASE
82        *PRINT-CIRCLE*                   NIL
83        *PRINT-ESCAPE*                   T
84        *PRINT-GENSYM*                   T
85        *PRINT-LENGTH*                   NIL
86        *PRINT-LEVEL*                    NIL
87        *PRINT-LINES*                    NIL
88        *PRINT-MISER-WIDTH*              NIL
89        *PRINT-PPRINT-DISPATCH*          the standard pprint dispatch table
90        *PRINT-PRETTY*                   NIL
91        *PRINT-RADIX*                    NIL
92        *PRINT-READABLY*                 T
93        *PRINT-RIGHT-MARGIN*             NIL
94        *READ-BASE*                      10
95        *READ-DEFAULT-FLOAT-FORMAT*      SINGLE-FLOAT
96        *READ-EVAL*                      T
97        *READ-SUPPRESS*                  NIL
98        *READTABLE*                      the standard readtable"
99   `(%with-standard-io-syntax (lambda () ,@body)))
100
101 (defun %with-standard-io-syntax (function)
102   (declare (type function function))
103   (let ((*package* (find-package "COMMON-LISP-USER"))
104         (*print-array* t)
105         (*print-base* 10)
106         (*print-case* :upcase)
107         (*print-circle* nil)
108         (*print-escape* t)
109         (*print-gensym* t)
110         (*print-length* nil)
111         (*print-level* nil)
112         (*print-lines* nil)
113         (*print-miser-width* nil)
114         (*print-pprint-dispatch* sb!pretty::*standard-pprint-dispatch-table*)
115         (*print-pretty* nil)
116         (*print-radix* nil)
117         (*print-readably* t)
118         (*print-right-margin* nil)
119         (*read-base* 10)
120         (*read-default-float-format* 'single-float)
121         (*read-eval* t)
122         (*read-suppress* nil)
123         (*readtable* *standard-readtable*))
124     (funcall function)))
125 \f
126 ;;;; routines to print objects
127
128 \f
129 ;;; keyword variables shared by WRITE and WRITE-TO-STRING, and
130 ;;; the bindings they map to.
131 (eval-when (:compile-toplevel :load-toplevel)
132   (defvar *printer-keyword-variables*
133     '(:escape *print-escape*
134       :radix *print-radix*
135       :base *print-base*
136       :circle *print-circle*
137       :pretty *print-pretty*
138       :level *print-level*
139       :length *print-length*
140       :case *print-case*
141       :array *print-array*
142       :gensym *print-gensym*
143       :readably *print-readably*
144       :right-margin *print-right-margin*
145       :miser-width *print-miser-width*
146       :lines *print-lines*
147       :pprint-dispatch *print-pprint-dispatch*)))
148
149 (defun write (object &key
150                      ((:stream stream) *standard-output*)
151                      ((:escape *print-escape*) *print-escape*)
152                      ((:radix *print-radix*) *print-radix*)
153                      ((:base *print-base*) *print-base*)
154                      ((:circle *print-circle*) *print-circle*)
155                      ((:pretty *print-pretty*) *print-pretty*)
156                      ((:level *print-level*) *print-level*)
157                      ((:length *print-length*) *print-length*)
158                      ((:case *print-case*) *print-case*)
159                      ((:array *print-array*) *print-array*)
160                      ((:gensym *print-gensym*) *print-gensym*)
161                      ((:readably *print-readably*) *print-readably*)
162                      ((:right-margin *print-right-margin*)
163                       *print-right-margin*)
164                      ((:miser-width *print-miser-width*)
165                       *print-miser-width*)
166                      ((:lines *print-lines*) *print-lines*)
167                      ((:pprint-dispatch *print-pprint-dispatch*)
168                       *print-pprint-dispatch*))
169   #!+sb-doc
170   "Output OBJECT to the specified stream, defaulting to *STANDARD-OUTPUT*."
171   (output-object object (out-synonym-of stream))
172   object)
173
174 ;;; Optimize common case of constant keyword arguments
175 (define-compiler-macro write (&whole form object &rest keys)
176   (let (bind ignore)
177     (do ()
178         ((not (cdr keys))
179          ;; Odd number of keys, punt
180          (when keys
181            (return-from write form)))
182       (let* ((key (pop keys))
183              (value (pop keys))
184              (variable (or (getf *printer-keyword-variables* key)
185                            (when (eq :stream key)
186                              'stream)
187                            (return-from write form))))
188         (when (assoc variable bind)
189           ;; First key has precedence, but we still need to execute the
190           ;; argument, and in the right order.
191           (setf variable (gensym "IGNORE"))
192           (push variable ignore))
193         (push (list variable value) bind)))
194     (unless (assoc 'stream bind)
195       (push (list 'stream '*standard-output*) bind))
196     `(let ,(nreverse bind)
197        ,@(when ignore `((declare (ignore ,@ignore))))
198        (output-object ,object stream))))
199
200 (defun prin1 (object &optional stream)
201   #!+sb-doc
202   "Output a mostly READable printed representation of OBJECT on the specified
203   STREAM."
204   (let ((*print-escape* t))
205     (output-object object (out-synonym-of stream)))
206   object)
207
208 (defun princ (object &optional stream)
209   #!+sb-doc
210   "Output an aesthetic but not necessarily READable printed representation
211   of OBJECT on the specified STREAM."
212   (let ((*print-escape* nil)
213         (*print-readably* nil))
214     (output-object object (out-synonym-of stream)))
215   object)
216
217 (defun print (object &optional stream)
218   #!+sb-doc
219   "Output a newline, the mostly READable printed representation of OBJECT, and
220   space to the specified STREAM."
221   (let ((stream (out-synonym-of stream)))
222     (terpri stream)
223     (prin1 object stream)
224     (write-char #\space stream)
225     object))
226
227 (defun pprint (object &optional stream)
228   #!+sb-doc
229   "Prettily output OBJECT preceded by a newline."
230   (let ((*print-pretty* t)
231         (*print-escape* t)
232         (stream (out-synonym-of stream)))
233     (terpri stream)
234     (output-object object stream))
235   (values))
236
237 (defun write-to-string
238     (object &key
239             ((:escape *print-escape*) *print-escape*)
240             ((:radix *print-radix*) *print-radix*)
241             ((:base *print-base*) *print-base*)
242             ((:circle *print-circle*) *print-circle*)
243             ((:pretty *print-pretty*) *print-pretty*)
244             ((:level *print-level*) *print-level*)
245             ((:length *print-length*) *print-length*)
246             ((:case *print-case*) *print-case*)
247             ((:array *print-array*) *print-array*)
248             ((:gensym *print-gensym*) *print-gensym*)
249             ((:readably *print-readably*) *print-readably*)
250             ((:right-margin *print-right-margin*) *print-right-margin*)
251             ((:miser-width *print-miser-width*) *print-miser-width*)
252             ((:lines *print-lines*) *print-lines*)
253             ((:pprint-dispatch *print-pprint-dispatch*)
254              *print-pprint-dispatch*))
255   #!+sb-doc
256   "Return the printed representation of OBJECT as a string."
257   (stringify-object object))
258
259 ;;; Optimize common case of constant keyword arguments
260 (define-compiler-macro write-to-string (&whole form object &rest keys)
261   (let (bind ignore)
262     (do ()
263         ((not (cdr keys))
264          ;; Odd number of keys, punt
265          (when keys
266            (return-from write-to-string form)))
267       (let* ((key (pop keys))
268              (value (pop keys))
269              (variable (or (getf *printer-keyword-variables* key)
270                            (return-from write-to-string form))))
271         (when (assoc variable bind)
272           ;; First key has precedence, but we still need to execute the
273           ;; argument, and in the right order.
274           (setf variable (gensym "IGNORE"))
275           (push variable ignore))
276         (push (list variable value) bind)))
277     (if bind
278         `(let ,(nreverse bind)
279            ,@(when ignore `((declare (ignore ,@ignore))))
280            (stringify-object ,object))
281         `(stringify-object ,object))))
282
283 (defun prin1-to-string (object)
284   #!+sb-doc
285   "Return the printed representation of OBJECT as a string with
286    slashification on."
287   (let ((*print-escape* t))
288     (stringify-object object)))
289
290 (defun princ-to-string (object)
291   #!+sb-doc
292   "Return the printed representation of OBJECT as a string with
293   slashification off."
294   (let ((*print-escape* nil)
295         (*print-readably* nil))
296     (stringify-object object)))
297
298 ;;; This produces the printed representation of an object as a string.
299 ;;; The few ...-TO-STRING functions above call this.
300 (defun stringify-object (object)
301   (let ((stream (make-string-output-stream)))
302     (setup-printer-state)
303     (output-object object stream)
304     (get-output-stream-string stream)))
305 \f
306 ;;;; support for the PRINT-UNREADABLE-OBJECT macro
307
308 ;;; guts of PRINT-UNREADABLE-OBJECT
309 (defun %print-unreadable-object (object stream type identity body)
310   (declare (type (or null function) body))
311   (when *print-readably*
312     (error 'print-not-readable :object object))
313   (flet ((print-description ()
314            (when type
315              (write (type-of object) :stream stream :circle nil
316                     :level nil :length nil)
317              (write-char #\space stream)
318              (pprint-newline :fill stream))
319            (when body
320              (funcall body))
321            (when identity
322              (when (or body (not type))
323                (write-char #\space stream))
324              (pprint-newline :fill stream)
325              (write-char #\{ stream)
326              (write (get-lisp-obj-address object) :stream stream
327                     :radix nil :base 16)
328              (write-char #\} stream))))
329     (cond ((print-pretty-on-stream-p stream)
330            ;; Since we're printing prettily on STREAM, format the
331            ;; object within a logical block. PPRINT-LOGICAL-BLOCK does
332            ;; not rebind the stream when it is already a pretty stream,
333            ;; so output from the body will go to the same stream.
334            (pprint-logical-block (stream nil :prefix "#<" :suffix ">")
335              (print-description)))
336           (t
337            (write-string "#<" stream)
338            (print-description)
339            (write-char #\> stream))))
340   nil)
341 \f
342 ;;;; OUTPUT-OBJECT -- the main entry point
343
344 ;;; Objects whose print representation identifies them EQLly don't
345 ;;; need to be checked for circularity.
346 (defun uniquely-identified-by-print-p (x)
347   (or (numberp x)
348       (characterp x)
349       (and (symbolp x)
350            (symbol-package x))))
351
352 ;;; Output OBJECT to STREAM observing all printer control variables.
353 (defun output-object (object stream)
354   (labels ((print-it (stream)
355              (if *print-pretty*
356                  (sb!pretty:output-pretty-object object stream)
357                  (output-ugly-object object stream)))
358            (check-it (stream)
359              (multiple-value-bind (marker initiate)
360                  (check-for-circularity object t)
361                (if (eq initiate :initiate)
362                    (let ((*circularity-hash-table*
363                           (make-hash-table :test 'eq)))
364                      (check-it (make-broadcast-stream))
365                      (let ((*circularity-counter* 0))
366                        (check-it stream)))
367                    ;; otherwise
368                    (if marker
369                        (when (handle-circularity marker stream)
370                          (print-it stream))
371                        (print-it stream))))))
372     (cond (;; Maybe we don't need to bother with circularity detection.
373            (or (not *print-circle*)
374                (uniquely-identified-by-print-p object))
375            (print-it stream))
376           (;; If we have already started circularity detection, this
377            ;; object might be a shared reference. If we have not, then
378            ;; if it is a compound object it might contain a circular
379            ;; reference to itself or multiple shared references.
380            (or *circularity-hash-table*
381                (compound-object-p object))
382            (check-it stream))
383           (t
384            (print-it stream)))))
385
386 ;;; a hack to work around recurring gotchas with printing while
387 ;;; DEFGENERIC PRINT-OBJECT is being built
388 ;;;
389 ;;; (hopefully will go away naturally when CLOS moves into cold init)
390 (defvar *print-object-is-disabled-p*)
391
392 ;;; Output OBJECT to STREAM observing all printer control variables
393 ;;; except for *PRINT-PRETTY*. Note: if *PRINT-PRETTY* is non-NIL,
394 ;;; then the pretty printer will be used for any components of OBJECT,
395 ;;; just not for OBJECT itself.
396 (defun output-ugly-object (object stream)
397   (typecase object
398     ;; KLUDGE: The TYPECASE approach here is non-ANSI; the ANSI definition of
399     ;; PRINT-OBJECT says it provides printing and we're supposed to provide
400     ;; PRINT-OBJECT methods covering all classes. We deviate from this
401     ;; by using PRINT-OBJECT only when we print instance values. However,
402     ;; ANSI makes it hard to tell that we're deviating from this:
403     ;;   (1) ANSI specifies that the user isn't supposed to call PRINT-OBJECT
404     ;;       directly.
405     ;;   (2) ANSI (section 11.1.2.1.2) says it's undefined to define
406     ;;       a method on an external symbol in the CL package which is
407     ;;       applicable to arg lists containing only direct instances of
408     ;;       standardized classes.
409     ;; Thus, in order for the user to detect our sleaziness in conforming
410     ;; code, he has to do something relatively obscure like
411     ;;   (1) actually use tools like FIND-METHOD to look for PRINT-OBJECT
412     ;;       methods, or
413     ;;   (2) define a PRINT-OBJECT method which is specialized on the stream
414     ;;       value (e.g. a Gray stream object).
415     ;; As long as no one comes up with a non-obscure way of detecting this
416     ;; sleaziness, fixing this nonconformity will probably have a low
417     ;; priority. -- WHN 2001-11-25
418     (list
419      (if (null object)
420          (output-symbol object stream)
421          (output-list object stream)))
422     (instance
423      (cond ((not (and (boundp '*print-object-is-disabled-p*)
424                       *print-object-is-disabled-p*))
425             (print-object object stream))
426            ((typep object 'structure-object)
427             (default-structure-print object stream *current-level-in-print*))
428            (t
429             (write-string "#<INSTANCE but not STRUCTURE-OBJECT>" stream))))
430     (funcallable-instance
431      (cond
432        ((not (and (boundp '*print-object-is-disabled-p*)
433                   *print-object-is-disabled-p*))
434         (print-object object stream))
435        (t (output-fun object stream))))
436     (function
437      (output-fun object stream))
438     (symbol
439      (output-symbol object stream))
440     (number
441      (etypecase object
442        (integer
443         (output-integer object stream))
444        (float
445         (output-float object stream))
446        (ratio
447         (output-ratio object stream))
448        (complex
449         (output-complex object stream))))
450     (character
451      (output-character object stream))
452     (vector
453      (output-vector object stream))
454     (array
455      (output-array object stream))
456     (system-area-pointer
457      (output-sap object stream))
458     (weak-pointer
459      (output-weak-pointer object stream))
460     (lra
461      (output-lra object stream))
462     (code-component
463      (output-code-component object stream))
464     (fdefn
465      (output-fdefn object stream))
466     (t
467      (output-random object stream))))
468 \f
469 ;;;; symbols
470
471 ;;; values of *PRINT-CASE* and (READTABLE-CASE *READTABLE*) the last
472 ;;; time the printer was called
473 (defvar *previous-case* nil)
474 (defvar *previous-readtable-case* nil)
475
476 ;;; This variable contains the current definition of one of three
477 ;;; symbol printers. SETUP-PRINTER-STATE sets this variable.
478 (defvar *internal-symbol-output-fun* nil)
479
480 ;;; This function sets the internal global symbol
481 ;;; *INTERNAL-SYMBOL-OUTPUT-FUN* to the right function depending on
482 ;;; the value of *PRINT-CASE*. See the manual for details. The print
483 ;;; buffer stream is also reset.
484 (defun setup-printer-state ()
485   (unless (and (eq *print-case* *previous-case*)
486                (eq (readtable-case *readtable*) *previous-readtable-case*))
487     (setq *previous-case* *print-case*)
488     (setq *previous-readtable-case* (readtable-case *readtable*))
489     (unless (member *print-case* '(:upcase :downcase :capitalize))
490       (setq *print-case* :upcase)
491       (error "invalid *PRINT-CASE* value: ~S" *previous-case*))
492     (unless (member *previous-readtable-case*
493                     '(:upcase :downcase :invert :preserve))
494       (setf (readtable-case *readtable*) :upcase)
495       (error "invalid READTABLE-CASE value: ~S" *previous-readtable-case*))
496
497     (setq *internal-symbol-output-fun*
498           (case *previous-readtable-case*
499             (:upcase
500              (case *print-case*
501                (:upcase #'output-preserve-symbol)
502                (:downcase #'output-lowercase-symbol)
503                (:capitalize #'output-capitalize-symbol)))
504             (:downcase
505              (case *print-case*
506                (:upcase #'output-uppercase-symbol)
507                (:downcase #'output-preserve-symbol)
508                (:capitalize #'output-capitalize-symbol)))
509             (:preserve #'output-preserve-symbol)
510             (:invert #'output-invert-symbol)))))
511
512 ;;; Output PNAME (a symbol-name or package-name) surrounded with |'s,
513 ;;; and with any embedded |'s or \'s escaped.
514 (defun output-quoted-symbol-name (pname stream)
515   (write-char #\| stream)
516   (dotimes (index (length pname))
517     (let ((char (schar pname index)))
518       (when (or (char= char #\\) (char= char #\|))
519         (write-char #\\ stream))
520       (write-char char stream)))
521   (write-char #\| stream))
522
523 (defun output-symbol (object stream)
524   (if (or *print-escape* *print-readably*)
525       (let ((package (symbol-package object))
526             (name (symbol-name object)))
527         (cond
528          ;; The ANSI spec "22.1.3.3.1 Package Prefixes for Symbols"
529          ;; requires that keywords be printed with preceding colons
530          ;; always, regardless of the value of *PACKAGE*.
531          ((eq package *keyword-package*)
532           (write-char #\: stream))
533          ;; Otherwise, if the symbol's home package is the current
534          ;; one, then a prefix is never necessary.
535          ((eq package (sane-package)))
536          ;; Uninterned symbols print with a leading #:.
537          ((null package)
538           (when (or *print-gensym* *print-readably*)
539             (write-string "#:" stream)))
540          (t
541           (multiple-value-bind (symbol accessible)
542               (find-symbol name (sane-package))
543             ;; If we can find the symbol by looking it up, it need not
544             ;; be qualified. This can happen if the symbol has been
545             ;; inherited from a package other than its home package.
546             (unless (and accessible (eq symbol object))
547               (output-symbol-name (package-name package) stream)
548               (multiple-value-bind (symbol externalp)
549                   (find-external-symbol name package)
550                 (declare (ignore symbol))
551                 (if externalp
552                     (write-char #\: stream)
553                     (write-string "::" stream)))))))
554         (output-symbol-name name stream))
555       (output-symbol-name (symbol-name object) stream nil)))
556
557 ;;; Output the string NAME as if it were a symbol name. In other
558 ;;; words, diddle its case according to *PRINT-CASE* and
559 ;;; READTABLE-CASE.
560 (defun output-symbol-name (name stream &optional (maybe-quote t))
561   (declare (type simple-string name))
562   (let ((*readtable* (if *print-readably* *standard-readtable* *readtable*)))
563     (setup-printer-state)
564     (if (and maybe-quote (symbol-quotep name))
565         (output-quoted-symbol-name name stream)
566         (funcall *internal-symbol-output-fun* name stream))))
567 \f
568 ;;;; escaping symbols
569
570 ;;; When we print symbols we have to figure out if they need to be
571 ;;; printed with escape characters. This isn't a whole lot easier than
572 ;;; reading symbols in the first place.
573 ;;;
574 ;;; For each character, the value of the corresponding element is a
575 ;;; fixnum with bits set corresponding to attributes that the
576 ;;; character has. At characters have at least one bit set, so we can
577 ;;; search for any character with a positive test.
578 (defvar *character-attributes*
579   (make-array 160 ; FIXME
580               :element-type '(unsigned-byte 16)
581               :initial-element 0))
582 (declaim (type (simple-array (unsigned-byte 16) (#.160)) ; FIXME
583                *character-attributes*))
584
585 ;;; constants which are a bit-mask for each interesting character attribute
586 (defconstant other-attribute            (ash 1 0)) ; Anything else legal.
587 (defconstant number-attribute           (ash 1 1)) ; A numeric digit.
588 (defconstant uppercase-attribute        (ash 1 2)) ; An uppercase letter.
589 (defconstant lowercase-attribute        (ash 1 3)) ; A lowercase letter.
590 (defconstant sign-attribute             (ash 1 4)) ; +-
591 (defconstant extension-attribute        (ash 1 5)) ; ^_
592 (defconstant dot-attribute              (ash 1 6)) ; .
593 (defconstant slash-attribute            (ash 1 7)) ; /
594 (defconstant funny-attribute            (ash 1 8)) ; Anything illegal.
595
596 (eval-when (:compile-toplevel :load-toplevel :execute)
597
598 ;;; LETTER-ATTRIBUTE is a local of SYMBOL-QUOTEP. It matches letters
599 ;;; that don't need to be escaped (according to READTABLE-CASE.)
600 (defparameter *attribute-names*
601   `((number . number-attribute) (lowercase . lowercase-attribute)
602     (uppercase . uppercase-attribute) (letter . letter-attribute)
603     (sign . sign-attribute) (extension . extension-attribute)
604     (dot . dot-attribute) (slash . slash-attribute)
605     (other . other-attribute) (funny . funny-attribute)))
606
607 ) ; EVAL-WHEN
608
609 (flet ((set-bit (char bit)
610          (let ((code (char-code char)))
611            (setf (aref *character-attributes* code)
612                  (logior bit (aref *character-attributes* code))))))
613
614   (dolist (char '(#\! #\@ #\$ #\% #\& #\* #\= #\~ #\[ #\] #\{ #\}
615                   #\? #\< #\>))
616     (set-bit char other-attribute))
617
618   (dotimes (i 10)
619     (set-bit (digit-char i) number-attribute))
620
621   (do ((code (char-code #\A) (1+ code))
622        (end (char-code #\Z)))
623       ((> code end))
624     (declare (fixnum code end))
625     (set-bit (code-char code) uppercase-attribute)
626     (set-bit (char-downcase (code-char code)) lowercase-attribute))
627
628   (set-bit #\- sign-attribute)
629   (set-bit #\+ sign-attribute)
630   (set-bit #\^ extension-attribute)
631   (set-bit #\_ extension-attribute)
632   (set-bit #\. dot-attribute)
633   (set-bit #\/ slash-attribute)
634
635   ;; Mark anything not explicitly allowed as funny.
636   (dotimes (i 160) ; FIXME
637     (when (zerop (aref *character-attributes* i))
638       (setf (aref *character-attributes* i) funny-attribute))))
639
640 ;;; For each character, the value of the corresponding element is the
641 ;;; lowest base in which that character is a digit.
642 (defvar *digit-bases*
643   (make-array 128 ; FIXME
644               :element-type '(unsigned-byte 8)
645               :initial-element 36))
646 (declaim (type (simple-array (unsigned-byte 8) (#.128)) ; FIXME
647                *digit-bases*))
648 (dotimes (i 36)
649   (let ((char (digit-char i 36)))
650     (setf (aref *digit-bases* (char-code char)) i)))
651
652 ;;; A FSM-like thingie that determines whether a symbol is a potential
653 ;;; number or has evil characters in it.
654 (defun symbol-quotep (name)
655   (declare (simple-string name))
656   (macrolet ((advance (tag &optional (at-end t))
657                `(progn
658                  (when (= index len)
659                    ,(if at-end '(go TEST-SIGN) '(return nil)))
660                  (setq current (schar name index)
661                        code (char-code current)
662                        bits (cond ; FIXME
663                               ((< code 160) (aref attributes code))
664                               ((upper-case-p current) uppercase-attribute)
665                               ((lower-case-p current) lowercase-attribute)
666                               (t other-attribute)))
667                  (incf index)
668                  (go ,tag)))
669              (test (&rest attributes)
670                 `(not (zerop
671                        (the fixnum
672                             (logand
673                              (logior ,@(mapcar
674                                         (lambda (x)
675                                           (or (cdr (assoc x
676                                                           *attribute-names*))
677                                               (error "Blast!")))
678                                         attributes))
679                              bits)))))
680              (digitp ()
681                `(and (< code 128) ; FIXME
682                      (< (the fixnum (aref bases code)) base))))
683
684     (prog ((len (length name))
685            (attributes *character-attributes*)
686            (bases *digit-bases*)
687            (base *print-base*)
688            (letter-attribute
689             (case (readtable-case *readtable*)
690               (:upcase uppercase-attribute)
691               (:downcase lowercase-attribute)
692               (t (logior lowercase-attribute uppercase-attribute))))
693            (index 0)
694            (bits 0)
695            (code 0)
696            current)
697       (declare (fixnum len base index bits code))
698       (advance START t)
699
700      TEST-SIGN ; At end, see whether it is a sign...
701       (return (not (test sign)))
702
703      OTHER ; not potential number, see whether funny chars...
704       (let ((mask (logxor (logior lowercase-attribute uppercase-attribute
705                                   funny-attribute)
706                           letter-attribute)))
707         (do ((i (1- index) (1+ i)))
708             ((= i len) (return-from symbol-quotep nil))
709           (unless (zerop (logand (let* ((char (schar name i))
710                                         (code (char-code char)))
711                                    (cond
712                                      ((< code 160) (aref attributes code))
713                                      ((upper-case-p char) uppercase-attribute)
714                                      ((lower-case-p char) lowercase-attribute)
715                                      (t other-attribute)))
716                                  mask))
717             (return-from symbol-quotep t))))
718
719      START
720       (when (digitp)
721         (if (test letter)
722             (advance LAST-DIGIT-ALPHA)
723             (advance DIGIT)))
724       (when (test letter number other slash) (advance OTHER nil))
725       (when (char= current #\.) (advance DOT-FOUND))
726       (when (test sign extension) (advance START-STUFF nil))
727       (return t)
728
729      DOT-FOUND ; leading dots...
730       (when (test letter) (advance START-DOT-MARKER nil))
731       (when (digitp) (advance DOT-DIGIT))
732       (when (test number other) (advance OTHER nil))
733       (when (test extension slash sign) (advance START-DOT-STUFF nil))
734       (when (char= current #\.) (advance DOT-FOUND))
735       (return t)
736
737      START-STUFF ; leading stuff before any dot or digit
738       (when (digitp)
739         (if (test letter)
740             (advance LAST-DIGIT-ALPHA)
741             (advance DIGIT)))
742       (when (test number other) (advance OTHER nil))
743       (when (test letter) (advance START-MARKER nil))
744       (when (char= current #\.) (advance START-DOT-STUFF nil))
745       (when (test sign extension slash) (advance START-STUFF nil))
746       (return t)
747
748      START-MARKER ; number marker in leading stuff...
749       (when (test letter) (advance OTHER nil))
750       (go START-STUFF)
751
752      START-DOT-STUFF ; leading stuff containing dot without digit...
753       (when (test letter) (advance START-DOT-STUFF nil))
754       (when (digitp) (advance DOT-DIGIT))
755       (when (test sign extension dot slash) (advance START-DOT-STUFF nil))
756       (when (test number other) (advance OTHER nil))
757       (return t)
758
759      START-DOT-MARKER ; number marker in leading stuff with dot..
760       ;; leading stuff containing dot without digit followed by letter...
761       (when (test letter) (advance OTHER nil))
762       (go START-DOT-STUFF)
763
764      DOT-DIGIT ; in a thing with dots...
765       (when (test letter) (advance DOT-MARKER))
766       (when (digitp) (advance DOT-DIGIT))
767       (when (test number other) (advance OTHER nil))
768       (when (test sign extension dot slash) (advance DOT-DIGIT))
769       (return t)
770
771      DOT-MARKER ; number marker in number with dot...
772       (when (test letter) (advance OTHER nil))
773       (go DOT-DIGIT)
774
775      LAST-DIGIT-ALPHA ; previous char is a letter digit...
776       (when (or (digitp) (test sign slash))
777         (advance ALPHA-DIGIT))
778       (when (test letter number other dot) (advance OTHER nil))
779       (return t)
780
781      ALPHA-DIGIT ; seen a digit which is a letter...
782       (when (or (digitp) (test sign slash))
783         (if (test letter)
784             (advance LAST-DIGIT-ALPHA)
785             (advance ALPHA-DIGIT)))
786       (when (test letter) (advance ALPHA-MARKER))
787       (when (test number other dot) (advance OTHER nil))
788       (return t)
789
790      ALPHA-MARKER ; number marker in number with alpha digit...
791       (when (test letter) (advance OTHER nil))
792       (go ALPHA-DIGIT)
793
794      DIGIT ; seen only ordinary (non-alphabetic) numeric digits...
795       (when (digitp)
796         (if (test letter)
797             (advance ALPHA-DIGIT)
798             (advance DIGIT)))
799       (when (test number other) (advance OTHER nil))
800       (when (test letter) (advance MARKER))
801       (when (test extension slash sign) (advance DIGIT))
802       (when (char= current #\.) (advance DOT-DIGIT))
803       (return t)
804
805      MARKER ; number marker in a numeric number...
806       ;; ("What," you may ask, "is a 'number marker'?" It's something
807       ;; that a conforming implementation might use in number syntax.
808       ;; See ANSI 2.3.1.1 "Potential Numbers as Tokens".)
809       (when (test letter) (advance OTHER nil))
810       (go DIGIT))))
811 \f
812 ;;;; *INTERNAL-SYMBOL-OUTPUT-FUN*
813 ;;;;
814 ;;;; case hackery: These functions are stored in
815 ;;;; *INTERNAL-SYMBOL-OUTPUT-FUN* according to the values of
816 ;;;; *PRINT-CASE* and READTABLE-CASE.
817
818 ;;; called when:
819 ;;; READTABLE-CASE      *PRINT-CASE*
820 ;;; :UPCASE             :UPCASE
821 ;;; :DOWNCASE           :DOWNCASE
822 ;;; :PRESERVE           any
823 (defun output-preserve-symbol (pname stream)
824   (declare (simple-string pname))
825   (write-string pname stream))
826
827 ;;; called when:
828 ;;; READTABLE-CASE      *PRINT-CASE*
829 ;;; :UPCASE             :DOWNCASE
830 (defun output-lowercase-symbol (pname stream)
831   (declare (simple-string pname))
832   (dotimes (index (length pname))
833     (let ((char (schar pname index)))
834       (write-char (char-downcase char) stream))))
835
836 ;;; called when:
837 ;;; READTABLE-CASE      *PRINT-CASE*
838 ;;; :DOWNCASE           :UPCASE
839 (defun output-uppercase-symbol (pname stream)
840   (declare (simple-string pname))
841   (dotimes (index (length pname))
842     (let ((char (schar pname index)))
843       (write-char (char-upcase char) stream))))
844
845 ;;; called when:
846 ;;; READTABLE-CASE      *PRINT-CASE*
847 ;;; :UPCASE             :CAPITALIZE
848 ;;; :DOWNCASE           :CAPITALIZE
849 (defun output-capitalize-symbol (pname stream)
850   (declare (simple-string pname))
851   (let ((prev-not-alphanum t)
852         (up (eq (readtable-case *readtable*) :upcase)))
853     (dotimes (i (length pname))
854       (let ((char (char pname i)))
855         (write-char (if up
856                         (if (or prev-not-alphanum (lower-case-p char))
857                             char
858                             (char-downcase char))
859                         (if prev-not-alphanum
860                             (char-upcase char)
861                             char))
862                     stream)
863         (setq prev-not-alphanum (not (alphanumericp char)))))))
864
865 ;;; called when:
866 ;;; READTABLE-CASE      *PRINT-CASE*
867 ;;; :INVERT             any
868 (defun output-invert-symbol (pname stream)
869   (declare (simple-string pname))
870   (let ((all-upper t)
871         (all-lower t))
872     (dotimes (i (length pname))
873       (let ((ch (schar pname i)))
874         (when (both-case-p ch)
875           (if (upper-case-p ch)
876               (setq all-lower nil)
877               (setq all-upper nil)))))
878     (cond (all-upper (output-lowercase-symbol pname stream))
879           (all-lower (output-uppercase-symbol pname stream))
880           (t
881            (write-string pname stream)))))
882
883 #|
884 (defun test1 ()
885   (let ((*readtable* (copy-readtable nil)))
886     (format t "READTABLE-CASE  Input   Symbol-name~@
887                ----------------------------------~%")
888     (dolist (readtable-case '(:upcase :downcase :preserve :invert))
889       (setf (readtable-case *readtable*) readtable-case)
890       (dolist (input '("ZEBRA" "Zebra" "zebra"))
891         (format t "~&:~A~16T~A~24T~A"
892                 (string-upcase readtable-case)
893                 input
894                 (symbol-name (read-from-string input)))))))
895
896 (defun test2 ()
897   (let ((*readtable* (copy-readtable nil)))
898     (format t "READTABLE-CASE  *PRINT-CASE*  Symbol-name  Output  Princ~@
899                --------------------------------------------------------~%")
900     (dolist (readtable-case '(:upcase :downcase :preserve :invert))
901       (setf (readtable-case *readtable*) readtable-case)
902       (dolist (*print-case* '(:upcase :downcase :capitalize))
903         (dolist (symbol '(|ZEBRA| |Zebra| |zebra|))
904           (format t "~&:~A~15T:~A~29T~A~42T~A~50T~A"
905                   (string-upcase readtable-case)
906                   (string-upcase *print-case*)
907                   (symbol-name symbol)
908                   (prin1-to-string symbol)
909                   (princ-to-string symbol)))))))
910 |#
911 \f
912 ;;;; recursive objects
913
914 (defun output-list (list stream)
915   (descend-into (stream)
916     (write-char #\( stream)
917     (let ((length 0)
918           (list list))
919       (loop
920         (punt-print-if-too-long length stream)
921         (output-object (pop list) stream)
922         (unless list
923           (return))
924         (when (or (atom list)
925                   (check-for-circularity list))
926           (write-string " . " stream)
927           (output-object list stream)
928           (return))
929         (write-char #\space stream)
930         (incf length)))
931     (write-char #\) stream)))
932
933 (defun output-vector (vector stream)
934   (declare (vector vector))
935   (cond ((stringp vector)
936          (cond ((and *print-readably*
937                      (not (eq (array-element-type vector)
938                               (load-time-value
939                                (array-element-type
940                                 (make-array 0 :element-type 'character))))))
941                 (error 'print-not-readable :object vector))
942                ((or *print-escape* *print-readably*)
943                 (write-char #\" stream)
944                 (quote-string vector stream)
945                 (write-char #\" stream))
946                (t
947                 (write-string vector stream))))
948         ((not (or *print-array* *print-readably*))
949          (output-terse-array vector stream))
950         ((bit-vector-p vector)
951          (write-string "#*" stream)
952          (dovector (bit vector)
953            ;; (Don't use OUTPUT-OBJECT here, since this code
954            ;; has to work for all possible *PRINT-BASE* values.)
955            (write-char (if (zerop bit) #\0 #\1) stream)))
956         (t
957          (when (and *print-readably*
958                     (not (array-readably-printable-p vector)))
959            (error 'print-not-readable :object vector))
960          (descend-into (stream)
961                        (write-string "#(" stream)
962                        (dotimes (i (length vector))
963                          (unless (zerop i)
964                            (write-char #\space stream))
965                          (punt-print-if-too-long i stream)
966                          (output-object (aref vector i) stream))
967                        (write-string ")" stream)))))
968
969 ;;; This function outputs a string quoting characters sufficiently
970 ;;; so that someone can read it in again. Basically, put a slash in
971 ;;; front of an character satisfying NEEDS-SLASH-P.
972 (defun quote-string (string stream)
973   (macrolet ((needs-slash-p (char)
974                ;; KLUDGE: We probably should look at the readtable, but just do
975                ;; this for now. [noted by anonymous long ago] -- WHN 19991130
976                `(or (char= ,char #\\)
977                  (char= ,char #\"))))
978     (with-array-data ((data string) (start) (end)
979                       :check-fill-pointer t)
980       (do ((index start (1+ index)))
981           ((>= index end))
982         (let ((char (schar data index)))
983           (when (needs-slash-p char) (write-char #\\ stream))
984           (write-char char stream))))))
985
986 (defun array-readably-printable-p (array)
987   (and (eq (array-element-type array) t)
988        (let ((zero (position 0 (array-dimensions array)))
989              (number (position 0 (array-dimensions array)
990                                :test (complement #'eql)
991                                :from-end t)))
992          (or (null zero) (null number) (> zero number)))))
993
994 ;;; Output the printed representation of any array in either the #< or #A
995 ;;; form.
996 (defun output-array (array stream)
997   (if (or *print-array* *print-readably*)
998       (output-array-guts array stream)
999       (output-terse-array array stream)))
1000
1001 ;;; Output the abbreviated #< form of an array.
1002 (defun output-terse-array (array stream)
1003   (let ((*print-level* nil)
1004         (*print-length* nil))
1005     (print-unreadable-object (array stream :type t :identity t))))
1006
1007 ;;; Output the readable #A form of an array.
1008 (defun output-array-guts (array stream)
1009   (when (and *print-readably*
1010              (not (array-readably-printable-p array)))
1011     (error 'print-not-readable :object array))
1012   (write-char #\# stream)
1013   (let ((*print-base* 10)
1014         (*print-radix* nil))
1015     (output-integer (array-rank array) stream))
1016   (write-char #\A stream)
1017   (with-array-data ((data array) (start) (end))
1018     (declare (ignore end))
1019     (sub-output-array-guts data (array-dimensions array) stream start)))
1020
1021 (defun sub-output-array-guts (array dimensions stream index)
1022   (declare (type (simple-array * (*)) array) (fixnum index))
1023   (cond ((null dimensions)
1024          (output-object (aref array index) stream))
1025         (t
1026          (descend-into (stream)
1027            (write-char #\( stream)
1028            (let* ((dimension (car dimensions))
1029                   (dimensions (cdr dimensions))
1030                   (count (reduce #'* dimensions)))
1031              (dotimes (i dimension)
1032                (unless (zerop i)
1033                  (write-char #\space stream))
1034                (punt-print-if-too-long i stream)
1035                (sub-output-array-guts array dimensions stream index)
1036                (incf index count)))
1037            (write-char #\) stream)))))
1038
1039 ;;; a trivial non-generic-function placeholder for PRINT-OBJECT, for
1040 ;;; use until CLOS is set up (at which time it will be replaced with
1041 ;;; the real generic function implementation)
1042 (defun print-object (instance stream)
1043   (default-structure-print instance stream *current-level-in-print*))
1044 \f
1045 ;;;; integer, ratio, and complex printing (i.e. everything but floats)
1046
1047 (defun %output-radix (base stream)
1048   (write-char #\# stream)
1049   (write-char (case base
1050                 (2 #\b)
1051                 (8 #\o)
1052                 (16 #\x)
1053                 (t (%output-reasonable-integer-in-base base 10 stream)
1054                    #\r))
1055               stream))
1056
1057 (defun %output-reasonable-integer-in-base (n base stream)
1058   (multiple-value-bind (q r)
1059       (truncate n base)
1060     ;; Recurse until you have all the digits pushed on
1061     ;; the stack.
1062     (unless (zerop q)
1063       (%output-reasonable-integer-in-base q base stream))
1064     ;; Then as each recursive call unwinds, turn the
1065     ;; digit (in remainder) into a character and output
1066     ;; the character.
1067     (write-char
1068      (schar "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ" r)
1069      stream)))
1070
1071 ;;; *POWER-CACHE* is an alist mapping bases to power-vectors. It is
1072 ;;; filled and probed by POWERS-FOR-BASE. SCRUB-POWER-CACHE is called
1073 ;;; always prior a GC to drop overly large bignums from the cache.
1074 ;;;
1075 ;;; It doesn't need a lock, but if you work on SCRUB-POWER-CACHE or
1076 ;;; POWERS-FOR-BASE, see that you don't break the assumptions!
1077 (defvar *power-cache* nil)
1078
1079 (defconstant +power-cache-integer-length-limit+ 2048)
1080
1081 (defun scrub-power-cache ()
1082   (let ((cache *power-cache*))
1083     (dolist (cell cache)
1084       (let ((powers (cdr cell)))
1085         (declare (simple-vector powers))
1086         (let ((too-big (position-if
1087                         (lambda (x)
1088                           (>= (integer-length x)
1089                               +power-cache-integer-length-limit+))
1090                         powers)))
1091           (when too-big
1092             (setf (cdr cell) (subseq powers 0 too-big))))))
1093     ;; Since base 10 is overwhelmingly common, make sure it's at head.
1094     ;; Try to keep other bases in a hopefully sensible order as well.
1095     (if (eql 10 (caar cache))
1096         (setf *power-cache* cache)
1097         ;; If we modify the list destructively we need to copy it, otherwise
1098         ;; an alist lookup in progress might be screwed.
1099         (setf *power-cache* (sort (copy-list cache)
1100                                   (lambda (a b)
1101                                     (declare (fixnum a b))
1102                                     (cond ((= 10 a) t)
1103                                           ((= 10 b) nil)
1104                                           ((= 16 a) t)
1105                                           ((= 16 b) nil)
1106                                           ((= 2 a) t)
1107                                           ((= 2 b) nil)
1108                                           (t (< a b))))
1109                                   :key #'car)))))
1110
1111 ;;; Compute (and cache) a power vector for a BASE and LIMIT:
1112 ;;; the vector holds integers for which
1113 ;;;    (aref powers k) == (expt base (expt 2 k))
1114 ;;; holds.
1115 (defun powers-for-base (base limit)
1116   (flet ((compute-powers (from)
1117            (let (powers)
1118              (do ((p from (* p p)))
1119                  ((> p limit)
1120                   ;; We don't actually need this, but we also
1121                   ;; prefer not to cons it up a second time...
1122                   (push p powers))
1123                (push p powers))
1124              (nreverse powers))))
1125     ;; Grab a local reference so that we won't stuff consed at the
1126     ;; head by other threads -- or sorting by SCRUB-POWER-CACHE.
1127     (let ((cache *power-cache*))
1128       (let ((cell (assoc base cache)))
1129         (if cell
1130             (let* ((powers (cdr cell))
1131                    (len (length powers))
1132                    (max (svref powers (1- len))))
1133               (if (> max limit)
1134                   powers
1135                   (let ((new
1136                          (concatenate 'vector powers
1137                                       (compute-powers (* max max)))))
1138                     (setf (cdr cell) new)
1139                     new)))
1140             (let ((powers (coerce (compute-powers base) 'vector)))
1141               ;; Add new base to head: SCRUB-POWER-CACHE will later
1142               ;; put it to a better place.
1143               (setf *power-cache* (acons base powers cache))
1144               powers))))))
1145
1146 ;; Algorithm by Harald Hanche-Olsen, sbcl-devel 2005-02-05
1147 (defun %output-huge-integer-in-base (n base stream)
1148   (declare (type bignum n) (type fixnum base))
1149   ;; POWER is a vector for which the following holds:
1150   ;;   (aref power k) == (expt base (expt 2 k))
1151   (let* ((power (powers-for-base base n))
1152          (k-start (or (position-if (lambda (x) (> x n)) power)
1153                       (bug "power-vector too short"))))
1154     (labels ((bisect (n k exactp)
1155                (declare (fixnum k))
1156                ;; N is the number to bisect
1157                ;; K on initial entry BASE^(2^K) > N
1158                ;; EXACTP is true if 2^K is the exact number of digits
1159                (cond ((zerop n)
1160                       (when exactp
1161                         (loop repeat (ash 1 k) do (write-char #\0 stream))))
1162                      ((zerop k)
1163                       (write-char
1164                        (schar "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ" n)
1165                        stream))
1166                      (t
1167                       (setf k (1- k))
1168                       (multiple-value-bind (q r) (truncate n (aref power k))
1169                         ;; EXACTP is NIL only at the head of the
1170                         ;; initial number, as we don't know the number
1171                         ;; of digits there, but we do know that it
1172                         ;; doesn't get any leading zeros.
1173                         (bisect q k exactp)
1174                         (bisect r k (or exactp (plusp q))))))))
1175       (bisect n k-start nil))))
1176
1177 (defun %output-integer-in-base (integer base stream)
1178   (when (minusp integer)
1179     (write-char #\- stream)
1180     (setf integer (- integer)))
1181   ;; The ideal cutoff point between these two algorithms is almost
1182   ;; certainly quite platform dependent: this gives 87 for 32 bit
1183   ;; SBCL, which is about right at least for x86/Darwin.
1184   (if (or (fixnump integer)
1185           (< (integer-length integer) (* 3 sb!vm:n-positive-fixnum-bits)))
1186       (%output-reasonable-integer-in-base integer base stream)
1187       (%output-huge-integer-in-base integer base stream)))
1188
1189 (defun output-integer (integer stream)
1190   (let ((base *print-base*))
1191     (when (and (/= base 10) *print-radix*)
1192       (%output-radix base stream))
1193     (%output-integer-in-base integer base stream)
1194     (when (and *print-radix* (= base 10))
1195       (write-char #\. stream))))
1196
1197 (defun output-ratio (ratio stream)
1198   (let ((base *print-base*))
1199     (when *print-radix*
1200       (%output-radix base stream))
1201     (%output-integer-in-base (numerator ratio) base stream)
1202     (write-char #\/ stream)
1203     (%output-integer-in-base (denominator ratio) base stream)))
1204
1205 (defun output-complex (complex stream)
1206   (write-string "#C(" stream)
1207   ;; FIXME: Could this just be OUTPUT-NUMBER?
1208   (output-object (realpart complex) stream)
1209   (write-char #\space stream)
1210   (output-object (imagpart complex) stream)
1211   (write-char #\) stream))
1212 \f
1213 ;;;; float printing
1214
1215 ;;; FLONUM-TO-STRING (and its subsidiary function FLOAT-STRING) does
1216 ;;; most of the work for all printing of floating point numbers in
1217 ;;; FORMAT.  It converts a floating point number to a string in a free
1218 ;;; or fixed format with no exponent. The interpretation of the
1219 ;;; arguments is as follows:
1220 ;;;
1221 ;;;     X       - The floating point number to convert, which must not be
1222 ;;;             negative.
1223 ;;;     WIDTH    - The preferred field width, used to determine the number
1224 ;;;             of fraction digits to produce if the FDIGITS parameter
1225 ;;;             is unspecified or NIL. If the non-fraction digits and the
1226 ;;;             decimal point alone exceed this width, no fraction digits
1227 ;;;             will be produced unless a non-NIL value of FDIGITS has been
1228 ;;;             specified. Field overflow is not considerd an error at this
1229 ;;;             level.
1230 ;;;     FDIGITS  - The number of fractional digits to produce. Insignificant
1231 ;;;             trailing zeroes may be introduced as needed. May be
1232 ;;;             unspecified or NIL, in which case as many digits as possible
1233 ;;;             are generated, subject to the constraint that there are no
1234 ;;;             trailing zeroes.
1235 ;;;     SCALE    - If this parameter is specified or non-NIL, then the number
1236 ;;;             printed is (* x (expt 10 scale)). This scaling is exact,
1237 ;;;             and cannot lose precision.
1238 ;;;     FMIN     - This parameter, if specified or non-NIL, is the minimum
1239 ;;;             number of fraction digits which will be produced, regardless
1240 ;;;             of the value of WIDTH or FDIGITS. This feature is used by
1241 ;;;             the ~E format directive to prevent complete loss of
1242 ;;;             significance in the printed value due to a bogus choice of
1243 ;;;             scale factor.
1244 ;;;
1245 ;;; Returns:
1246 ;;; (VALUES DIGIT-STRING DIGIT-LENGTH LEADING-POINT TRAILING-POINT DECPNT)
1247 ;;; where the results have the following interpretation:
1248 ;;;
1249 ;;;     DIGIT-STRING    - The decimal representation of X, with decimal point.
1250 ;;;     DIGIT-LENGTH    - The length of the string DIGIT-STRING.
1251 ;;;     LEADING-POINT   - True if the first character of DIGIT-STRING is the
1252 ;;;                    decimal point.
1253 ;;;     TRAILING-POINT  - True if the last character of DIGIT-STRING is the
1254 ;;;                    decimal point.
1255 ;;;     POINT-POS       - The position of the digit preceding the decimal
1256 ;;;                    point. Zero indicates point before first digit.
1257 ;;;
1258 ;;; NOTE: FLONUM-TO-STRING goes to a lot of trouble to guarantee
1259 ;;; accuracy. Specifically, the decimal number printed is the closest
1260 ;;; possible approximation to the true value of the binary number to
1261 ;;; be printed from among all decimal representations with the same
1262 ;;; number of digits. In free-format output, i.e. with the number of
1263 ;;; digits unconstrained, it is guaranteed that all the information is
1264 ;;; preserved, so that a properly- rounding reader can reconstruct the
1265 ;;; original binary number, bit-for-bit, from its printed decimal
1266 ;;; representation. Furthermore, only as many digits as necessary to
1267 ;;; satisfy this condition will be printed.
1268 ;;;
1269 ;;; FLOAT-DIGITS actually generates the digits for positive numbers;
1270 ;;; see below for comments.
1271
1272 (defun flonum-to-string (x &optional width fdigits scale fmin)
1273   (declare (type float x))
1274   ;; FIXME: I think only FORMAT-DOLLARS calls FLONUM-TO-STRING with
1275   ;; possibly-negative X.
1276   (setf x (abs x))
1277   (cond ((zerop x)
1278          ;; Zero is a special case which FLOAT-STRING cannot handle.
1279          (if fdigits
1280              (let ((s (make-string (1+ fdigits) :initial-element #\0)))
1281                (setf (schar s 0) #\.)
1282                (values s (length s) t (zerop fdigits) 0))
1283              (values "." 1 t t 0)))
1284         (t
1285          (multiple-value-bind (e string)
1286              (if fdigits
1287                  (flonum-to-digits x (min (- (+ fdigits (or scale 0)))
1288                                           (- (or fmin 0))))
1289                  (if (and width (> width 1))
1290                      (let ((w (multiple-value-list
1291                                (flonum-to-digits x
1292                                                  (max 1
1293                                                       (+ (1- width)
1294                                                          (if (and scale (minusp scale))
1295                                                              scale 0)))
1296                                                  t)))
1297                            (f (multiple-value-list
1298                                (flonum-to-digits x (- (+ (or fmin 0)
1299                                                          (if scale scale 0)))))))
1300                        (cond
1301                          ((>= (length (cadr w)) (length (cadr f)))
1302                           (values-list w))
1303                          (t (values-list f))))
1304                      (flonum-to-digits x)))
1305            (let ((e (+ e (or scale 0)))
1306                  (stream (make-string-output-stream)))
1307              (if (plusp e)
1308                  (progn
1309                    (write-string string stream :end (min (length string)
1310                                                          e))
1311                    (dotimes (i (- e (length string)))
1312                      (write-char #\0 stream))
1313                    (write-char #\. stream)
1314                    (write-string string stream :start (min (length
1315                                                             string) e))
1316                    (when fdigits
1317                      (dotimes (i (- fdigits
1318                                     (- (length string)
1319                                        (min (length string) e))))
1320                        (write-char #\0 stream))))
1321                  (progn
1322                    (write-string "." stream)
1323                    (dotimes (i (- e))
1324                      (write-char #\0 stream))
1325                    (write-string string stream)
1326                    (when fdigits
1327                      (dotimes (i (+ fdigits e (- (length string))))
1328                        (write-char #\0 stream)))))
1329              (let ((string (get-output-stream-string stream)))
1330                (values string (length string)
1331                        (char= (char string 0) #\.)
1332                        (char= (char string (1- (length string))) #\.)
1333                        (position #\. string))))))))
1334
1335 ;;; implementation of figure 1 from Burger and Dybvig, 1996.  As the
1336 ;;; implementation of the Dragon from Classic CMUCL (and previously in
1337 ;;; SBCL above FLONUM-TO-STRING) says: "DO NOT EVEN THINK OF
1338 ;;; ATTEMPTING TO UNDERSTAND THIS CODE WITHOUT READING THE PAPER!",
1339 ;;; and in this case we have to add that even reading the paper might
1340 ;;; not bring immediate illumination as CSR has attempted to turn
1341 ;;; idiomatic Scheme into idiomatic Lisp.
1342 ;;;
1343 ;;; FIXME: figure 1 from Burger and Dybvig is the unoptimized
1344 ;;; algorithm, noticeably slow at finding the exponent.  Figure 2 has
1345 ;;; an improved algorithm, but CSR ran out of energy.
1346 ;;;
1347 ;;; possible extension for the enthusiastic: printing floats in bases
1348 ;;; other than base 10.
1349 (defconstant single-float-min-e
1350   (- 2 sb!vm:single-float-bias sb!vm:single-float-digits))
1351 (defconstant double-float-min-e
1352   (- 2 sb!vm:double-float-bias sb!vm:double-float-digits))
1353 #!+long-float
1354 (defconstant long-float-min-e
1355   (nth-value 1 (decode-float least-positive-long-float)))
1356
1357 (defun flonum-to-digits (v &optional position relativep)
1358   (let ((print-base 10) ; B
1359         (float-radix 2) ; b
1360         (float-digits (float-digits v)) ; p
1361         (digit-characters "0123456789")
1362         (min-e
1363          (etypecase v
1364            (single-float single-float-min-e)
1365            (double-float double-float-min-e)
1366            #!+long-float
1367            (long-float long-float-min-e))))
1368     (multiple-value-bind (f e)
1369         (integer-decode-float v)
1370       (let (;; FIXME: these even tests assume normal IEEE rounding
1371             ;; mode.  I wonder if we should cater for non-normal?
1372             (high-ok (evenp f))
1373             (low-ok (evenp f)))
1374         (with-push-char (:element-type base-char)
1375           (labels ((scale (r s m+ m-)
1376                      (do ((k 0 (1+ k))
1377                           (s s (* s print-base)))
1378                          ((not (or (> (+ r m+) s)
1379                                    (and high-ok (= (+ r m+) s))))
1380                           (do ((k k (1- k))
1381                                (r r (* r print-base))
1382                                (m+ m+ (* m+ print-base))
1383                                (m- m- (* m- print-base)))
1384                               ((not (or (< (* (+ r m+) print-base) s)
1385                                         (and (not high-ok)
1386                                              (= (* (+ r m+) print-base) s))))
1387                                (values k (generate r s m+ m-)))))))
1388                    (generate (r s m+ m-)
1389                      (let (d tc1 tc2)
1390                        (tagbody
1391                         loop
1392                           (setf (values d r) (truncate (* r print-base) s))
1393                           (setf m+ (* m+ print-base))
1394                           (setf m- (* m- print-base))
1395                           (setf tc1 (or (< r m-) (and low-ok (= r m-))))
1396                           (setf tc2 (or (> (+ r m+) s)
1397                                         (and high-ok (= (+ r m+) s))))
1398                           (when (or tc1 tc2)
1399                             (go end))
1400                           (push-char (char digit-characters d))
1401                           (go loop)
1402                         end
1403                           (let ((d (cond
1404                                      ((and (not tc1) tc2) (1+ d))
1405                                      ((and tc1 (not tc2)) d)
1406                                      (t ; (and tc1 tc2)
1407                                       (if (< (* r 2) s) d (1+ d))))))
1408                             (push-char (char digit-characters d))
1409                             (return-from generate (get-pushed-string))))))
1410                    (initialize ()
1411                      (let (r s m+ m-)
1412                        (if (>= e 0)
1413                            (let* ((be (expt float-radix e))
1414                                   (be1 (* be float-radix)))
1415                              (if (/= f (expt float-radix (1- float-digits)))
1416                                  (setf r (* f be 2)
1417                                        s 2
1418                                        m+ be
1419                                        m- be)
1420                                  (setf r (* f be1 2)
1421                                        s (* float-radix 2)
1422                                        m+ be1
1423                                        m- be)))
1424                            (if (or (= e min-e)
1425                                    (/= f (expt float-radix (1- float-digits))))
1426                                (setf r (* f 2)
1427                                      s (* (expt float-radix (- e)) 2)
1428                                      m+ 1
1429                                      m- 1)
1430                                (setf r (* f float-radix 2)
1431                                      s (* (expt float-radix (- 1 e)) 2)
1432                                      m+ float-radix
1433                                      m- 1)))
1434                        (when position
1435                          (when relativep
1436                            (aver (> position 0))
1437                            (do ((k 0 (1+ k))
1438                                 ;; running out of letters here
1439                                 (l 1 (* l print-base)))
1440                                ((>= (* s l) (+ r m+))
1441                                 ;; k is now \hat{k}
1442                                 (if (< (+ r (* s (/ (expt print-base (- k position)) 2)))
1443                                        (* s (expt print-base k)))
1444                                     (setf position (- k position))
1445                                     (setf position (- k position 1))))))
1446                          (let ((low (max m- (/ (* s (expt print-base position)) 2)))
1447                                (high (max m+ (/ (* s (expt print-base position)) 2))))
1448                            (when (<= m- low)
1449                              (setf m- low)
1450                              (setf low-ok t))
1451                            (when (<= m+ high)
1452                              (setf m+ high)
1453                              (setf high-ok t))))
1454                        (values r s m+ m-))))
1455             (multiple-value-bind (r s m+ m-) (initialize)
1456               (scale r s m+ m-))))))))
1457 \f
1458 ;;; Given a non-negative floating point number, SCALE-EXPONENT returns
1459 ;;; a new floating point number Z in the range (0.1, 1.0] and an
1460 ;;; exponent E such that Z * 10^E is (approximately) equal to the
1461 ;;; original number. There may be some loss of precision due the
1462 ;;; floating point representation. The scaling is always done with
1463 ;;; long float arithmetic, which helps printing of lesser precisions
1464 ;;; as well as avoiding generic arithmetic.
1465 ;;;
1466 ;;; When computing our initial scale factor using EXPT, we pull out
1467 ;;; part of the computation to avoid over/under flow. When
1468 ;;; denormalized, we must pull out a large factor, since there is more
1469 ;;; negative exponent range than positive range.
1470
1471 (eval-when (:compile-toplevel :execute)
1472   (setf *read-default-float-format*
1473         #!+long-float 'long-float #!-long-float 'double-float))
1474 (defun scale-exponent (original-x)
1475   (let* ((x (coerce original-x 'long-float)))
1476     (multiple-value-bind (sig exponent) (decode-float x)
1477       (declare (ignore sig))
1478       (if (= x 0.0e0)
1479           (values (float 0.0e0 original-x) 1)
1480           (let* ((ex (locally (declare (optimize (safety 0)))
1481                        (the fixnum
1482                          (round (* exponent
1483                                    ;; this is the closest double float
1484                                    ;; to (log 2 10), but expressed so
1485                                    ;; that we're not vulnerable to the
1486                                    ;; host lisp's interpretation of
1487                                    ;; arithmetic.  (FIXME: it turns
1488                                    ;; out that sbcl itself is off by 1
1489                                    ;; ulp in this value, which is a
1490                                    ;; little unfortunate.)
1491                                    (load-time-value
1492                                     #!-long-float
1493                                     (sb!kernel:make-double-float 1070810131 1352628735)
1494                                     #!+long-float
1495                                     (error "(log 2 10) not computed")))))))
1496                  (x (if (minusp ex)
1497                         (if (float-denormalized-p x)
1498                             #!-long-float
1499                             (* x 1.0e16 (expt 10.0e0 (- (- ex) 16)))
1500                             #!+long-float
1501                             (* x 1.0e18 (expt 10.0e0 (- (- ex) 18)))
1502                             (* x 10.0e0 (expt 10.0e0 (- (- ex) 1))))
1503                         (/ x 10.0e0 (expt 10.0e0 (1- ex))))))
1504             (do ((d 10.0e0 (* d 10.0e0))
1505                  (y x (/ x d))
1506                  (ex ex (1+ ex)))
1507                 ((< y 1.0e0)
1508                  (do ((m 10.0e0 (* m 10.0e0))
1509                       (z y (* y m))
1510                       (ex ex (1- ex)))
1511                      ((>= z 0.1e0)
1512                       (values (float z original-x) ex))
1513                    (declare (long-float m) (integer ex))))
1514               (declare (long-float d))))))))
1515 (eval-when (:compile-toplevel :execute)
1516   (setf *read-default-float-format* 'single-float))
1517 \f
1518 ;;;; entry point for the float printer
1519
1520 ;;; the float printer as called by PRINT, PRIN1, PRINC, etc. The
1521 ;;; argument is printed free-format, in either exponential or
1522 ;;; non-exponential notation, depending on its magnitude.
1523 ;;;
1524 ;;; NOTE: When a number is to be printed in exponential format, it is
1525 ;;; scaled in floating point. Since precision may be lost in this
1526 ;;; process, the guaranteed accuracy properties of FLONUM-TO-STRING
1527 ;;; are lost. The difficulty is that FLONUM-TO-STRING performs
1528 ;;; extensive computations with integers of similar magnitude to that
1529 ;;; of the number being printed. For large exponents, the bignums
1530 ;;; really get out of hand. If bignum arithmetic becomes reasonably
1531 ;;; fast and the exponent range is not too large, then it might become
1532 ;;; attractive to handle exponential notation with the same accuracy
1533 ;;; as non-exponential notation, using the method described in the
1534 ;;; Steele and White paper.
1535 ;;;
1536 ;;; NOTE II: this has been bypassed slightly by implementing Burger
1537 ;;; and Dybvig, 1996.  When someone has time (KLUDGE) they can
1538 ;;; probably (a) implement the optimizations suggested by Burger and
1539 ;;; Dyvbig, and (b) remove all vestiges of Dragon4, including from
1540 ;;; fixed-format printing.
1541
1542 ;;; Print the appropriate exponent marker for X and the specified exponent.
1543 (defun print-float-exponent (x exp stream)
1544   (declare (type float x) (type integer exp) (type stream stream))
1545   (let ((*print-radix* nil))
1546     (if (typep x *read-default-float-format*)
1547         (unless (eql exp 0)
1548           (format stream "e~D" exp))
1549         (format stream "~C~D"
1550                 (etypecase x
1551                   (single-float #\f)
1552                   (double-float #\d)
1553                   (short-float #\s)
1554                   (long-float #\L))
1555                 exp))))
1556
1557 (defun output-float-infinity (x stream)
1558   (declare (float x) (stream stream))
1559   (cond (*read-eval*
1560          (write-string "#." stream))
1561         (*print-readably*
1562          (error 'print-not-readable :object x))
1563         (t
1564          (write-string "#<" stream)))
1565   (write-string "SB-EXT:" stream)
1566   (write-string (symbol-name (float-format-name x)) stream)
1567   (write-string (if (plusp x) "-POSITIVE-" "-NEGATIVE-")
1568                 stream)
1569   (write-string "INFINITY" stream)
1570   (unless *read-eval*
1571     (write-string ">" stream)))
1572
1573 (defun output-float-nan (x stream)
1574   (print-unreadable-object (x stream)
1575     (princ (float-format-name x) stream)
1576     (write-string (if (float-trapping-nan-p x) " trapping" " quiet") stream)
1577     (write-string " NaN" stream)))
1578
1579 ;;; the function called by OUTPUT-OBJECT to handle floats
1580 (defun output-float (x stream)
1581   (cond
1582    ((float-infinity-p x)
1583     (output-float-infinity x stream))
1584    ((float-nan-p x)
1585     (output-float-nan x stream))
1586    (t
1587     (let ((x (cond ((minusp (float-sign x))
1588                     (write-char #\- stream)
1589                     (- x))
1590                    (t
1591                     x))))
1592       (cond
1593        ((zerop x)
1594         (write-string "0.0" stream)
1595         (print-float-exponent x 0 stream))
1596        (t
1597         (output-float-aux x stream -3 8)))))))
1598
1599 (defun output-float-aux (x stream e-min e-max)
1600   (multiple-value-bind (e string)
1601       (flonum-to-digits x)
1602     (cond
1603       ((< e-min e e-max)
1604        (if (plusp e)
1605            (progn
1606              (write-string string stream :end (min (length string) e))
1607              (dotimes (i (- e (length string)))
1608                (write-char #\0 stream))
1609              (write-char #\. stream)
1610              (write-string string stream :start (min (length string) e))
1611              (when (<= (length string) e)
1612                (write-char #\0 stream))
1613              (print-float-exponent x 0 stream))
1614            (progn
1615              (write-string "0." stream)
1616              (dotimes (i (- e))
1617                (write-char #\0 stream))
1618              (write-string string stream)
1619              (print-float-exponent x 0 stream))))
1620       (t (write-string string stream :end 1)
1621          (write-char #\. stream)
1622          (write-string string stream :start 1)
1623          (print-float-exponent x (1- e) stream)))))
1624 \f
1625 ;;;; other leaf objects
1626
1627 ;;; If *PRINT-ESCAPE* is false, just do a WRITE-CHAR, otherwise output
1628 ;;; the character name or the character in the #\char format.
1629 (defun output-character (char stream)
1630   (if (or *print-escape* *print-readably*)
1631       (let ((graphicp (and (graphic-char-p char)
1632                            (standard-char-p char)))
1633             (name (char-name char)))
1634         (write-string "#\\" stream)
1635         (if (and name (not graphicp))
1636             (quote-string name stream)
1637             (write-char char stream)))
1638       (write-char char stream)))
1639
1640 (defun output-sap (sap stream)
1641   (declare (type system-area-pointer sap))
1642   (cond (*read-eval*
1643          (format stream "#.(~S #X~8,'0X)" 'int-sap (sap-int sap)))
1644         (t
1645          (print-unreadable-object (sap stream)
1646            (format stream "system area pointer: #X~8,'0X" (sap-int sap))))))
1647
1648 (defun output-weak-pointer (weak-pointer stream)
1649   (declare (type weak-pointer weak-pointer))
1650   (print-unreadable-object (weak-pointer stream)
1651     (multiple-value-bind (value validp) (weak-pointer-value weak-pointer)
1652       (cond (validp
1653              (write-string "weak pointer: " stream)
1654              (write value :stream stream))
1655             (t
1656              (write-string "broken weak pointer" stream))))))
1657
1658 (defun output-code-component (component stream)
1659   (print-unreadable-object (component stream :identity t)
1660     (let ((dinfo (%code-debug-info component)))
1661       (cond ((eq dinfo :bogus-lra)
1662              (write-string "bogus code object" stream))
1663             (t
1664              (write-string "code object" stream)
1665              (when dinfo
1666                (write-char #\space stream)
1667                (output-object (sb!c::debug-info-name dinfo) stream)))))))
1668
1669 (defun output-lra (lra stream)
1670   (print-unreadable-object (lra stream :identity t)
1671     (write-string "return PC object" stream)))
1672
1673 (defun output-fdefn (fdefn stream)
1674   (print-unreadable-object (fdefn stream)
1675     (write-string "FDEFINITION object for " stream)
1676     (output-object (fdefn-name fdefn) stream)))
1677 \f
1678 ;;;; functions
1679
1680 ;;; Output OBJECT as using PRINT-OBJECT if it's a
1681 ;;; FUNCALLABLE-STANDARD-CLASS, or return NIL otherwise.
1682 ;;;
1683 ;;; The definition here is a simple temporary placeholder. It will be
1684 ;;; overwritten by a smarter version (capable of calling generic
1685 ;;; PRINT-OBJECT when appropriate) when CLOS is installed.
1686 (defun printed-as-funcallable-standard-class (object stream)
1687   (declare (ignore object stream))
1688   nil)
1689
1690 (defun output-fun (object stream)
1691     (let* ((*print-length* 3)  ; in case we have to..
1692            (*print-level* 3)  ; ..print an interpreted function definition
1693            (name (%fun-name object))
1694            (proper-name-p (and (legal-fun-name-p name) (fboundp name)
1695                                (eq (fdefinition name) object))))
1696       (print-unreadable-object (object stream :identity (not proper-name-p))
1697         (format stream "~:[FUNCTION~;CLOSURE~]~@[ ~S~]"
1698                 (closurep object)
1699                 name))))
1700 \f
1701 ;;;; catch-all for unknown things
1702
1703 (defun output-random (object stream)
1704   (print-unreadable-object (object stream :identity t)
1705     (let ((lowtag (lowtag-of object)))
1706       (case lowtag
1707         (#.sb!vm:other-pointer-lowtag
1708           (let ((widetag (widetag-of object)))
1709             (case widetag
1710               (#.sb!vm:value-cell-header-widetag
1711                (write-string "value cell " stream)
1712                (output-object (value-cell-ref object) stream))
1713               (t
1714                (write-string "unknown pointer object, widetag=" stream)
1715                (let ((*print-base* 16) (*print-radix* t))
1716                  (output-integer widetag stream))))))
1717         ((#.sb!vm:fun-pointer-lowtag
1718           #.sb!vm:instance-pointer-lowtag
1719           #.sb!vm:list-pointer-lowtag)
1720          (write-string "unknown pointer object, lowtag=" stream)
1721          (let ((*print-base* 16) (*print-radix* t))
1722            (output-integer lowtag stream)))
1723         (t
1724          (case (widetag-of object)
1725            (#.sb!vm:unbound-marker-widetag
1726             (write-string "unbound marker" stream))
1727            (t
1728             (write-string "unknown immediate object, lowtag=" stream)
1729             (let ((*print-base* 2) (*print-radix* t))
1730               (output-integer lowtag stream))
1731             (write-string ", widetag=" stream)
1732             (let ((*print-base* 16) (*print-radix* t))
1733               (output-integer (widetag-of object) stream)))))))))