33a504b17991f253a8c2d9874456181b6f3d6253
[sbcl.git] / src / compiler / generic / genesis.lisp
1 ;;;; "cold" core image builder: This is how we create a target Lisp
2 ;;;; system from scratch, by converting from fasl files to an image
3 ;;;; file in the cross-compilation host, without the help of the
4 ;;;; target Lisp system.
5 ;;;;
6 ;;;; As explained by Rob MacLachlan on the CMU CL mailing list Wed, 06
7 ;;;; Jan 1999 11:05:02 -0500, this cold load generator more or less
8 ;;;; fakes up static function linking. I.e. it makes sure that all the
9 ;;;; DEFUN-defined functions in the fasl files it reads are bound to the
10 ;;;; corresponding symbols before execution starts. It doesn't do
11 ;;;; anything to initialize variable values; instead it just arranges
12 ;;;; for !COLD-INIT to be called at cold load time. !COLD-INIT is
13 ;;;; responsible for explicitly initializing anything which has to be
14 ;;;; initialized early before it transfers control to the ordinary
15 ;;;; top level forms.
16 ;;;;
17 ;;;; (In CMU CL, and in SBCL as of 0.6.9 anyway, functions not defined
18 ;;;; by DEFUN aren't set up specially by GENESIS. In particular,
19 ;;;; structure slot accessors are not set up. Slot accessors are
20 ;;;; available at cold init time because they're usually compiled
21 ;;;; inline. They're not available as out-of-line functions until the
22 ;;;; toplevel forms installing them have run.)
23
24 ;;;; This software is part of the SBCL system. See the README file for
25 ;;;; more information.
26 ;;;;
27 ;;;; This software is derived from the CMU CL system, which was
28 ;;;; written at Carnegie Mellon University and released into the
29 ;;;; public domain. The software is in the public domain and is
30 ;;;; provided with absolutely no warranty. See the COPYING and CREDITS
31 ;;;; files for more information.
32
33 (in-package "SB!FASL")
34
35 ;;; a magic number used to identify our core files
36 (defconstant core-magic
37   (logior (ash (sb!xc:char-code #\S) 24)
38           (ash (sb!xc:char-code #\B) 16)
39           (ash (sb!xc:char-code #\C) 8)
40           (sb!xc:char-code #\L)))
41
42 ;;; the current version of SBCL core files
43 ;;;
44 ;;; FIXME: This is left over from CMU CL, and not well thought out.
45 ;;; It's good to make sure that the runtime doesn't try to run core
46 ;;; files from the wrong version, but a single number is not the ideal
47 ;;; way to do this in high level data like this (as opposed to e.g. in
48 ;;; IP packets), and in fact the CMU CL version number never ended up
49 ;;; being incremented past 0. A better approach might be to use a
50 ;;; string which is set from CVS data. (Though now as of sbcl-0.7.8 or
51 ;;; so, we have another problem that the core incompatibility
52 ;;; detection mechanisms are on such a hair trigger -- with even
53 ;;; different builds from the same sources being considered
54 ;;; incompatible -- that any coarser-grained versioning mechanisms
55 ;;; like this are largely irrelevant as long as the hair-triggering
56 ;;; persists.)
57 ;;;
58 ;;; 0: inherited from CMU CL
59 ;;; 1: rearranged static symbols for sbcl-0.6.8
60 ;;; 2: eliminated non-ANSI %DEFCONSTANT/%%DEFCONSTANT support,
61 ;;;    deleted a slot from DEBUG-SOURCE structure
62 ;;; 3: added build ID to cores to discourage sbcl/.core mismatch
63 ;;; 4: added gc page table data
64 (defconstant sbcl-core-version-integer 4)
65
66 (defun round-up (number size)
67   #!+sb-doc
68   "Round NUMBER up to be an integral multiple of SIZE."
69   (* size (ceiling number size)))
70 \f
71 ;;;; implementing the concept of "vector" in (almost) portable
72 ;;;; Common Lisp
73 ;;;;
74 ;;;; "If you only need to do such simple things, it doesn't really
75 ;;;; matter which language you use." -- _ANSI Common Lisp_, p. 1, Paul
76 ;;;; Graham (evidently not considering the abstraction "vector" to be
77 ;;;; such a simple thing:-)
78
79 (eval-when (:compile-toplevel :load-toplevel :execute)
80   (defconstant +smallvec-length+
81     (expt 2 16)))
82
83 ;;; an element of a BIGVEC -- a vector small enough that we have
84 ;;; a good chance of it being portable to other Common Lisps
85 (deftype smallvec ()
86   `(simple-array (unsigned-byte 8) (,+smallvec-length+)))
87
88 (defun make-smallvec ()
89   (make-array +smallvec-length+ :element-type '(unsigned-byte 8)))
90
91 ;;; a big vector, implemented as a vector of SMALLVECs
92 ;;;
93 ;;; KLUDGE: This implementation seems portable enough for our
94 ;;; purposes, since realistically every modern implementation is
95 ;;; likely to support vectors of at least 2^16 elements. But if you're
96 ;;; masochistic enough to read this far into the contortions imposed
97 ;;; on us by ANSI and the Lisp community, for daring to use the
98 ;;; abstraction of a large linearly addressable memory space, which is
99 ;;; after all only directly supported by the underlying hardware of at
100 ;;; least 99% of the general-purpose computers in use today, then you
101 ;;; may be titillated to hear that in fact this code isn't really
102 ;;; portable, because as of sbcl-0.7.4 we need somewhat more than
103 ;;; 16Mbytes to represent a core, and ANSI only guarantees that
104 ;;; ARRAY-DIMENSION-LIMIT is not less than 1024. -- WHN 2002-06-13
105 (defstruct bigvec
106   (outer-vector (vector (make-smallvec)) :type (vector smallvec)))
107
108 ;;; analogous to SVREF, but into a BIGVEC
109 (defun bvref (bigvec index)
110   (multiple-value-bind (outer-index inner-index)
111       (floor index +smallvec-length+)
112     (aref (the smallvec
113             (svref (bigvec-outer-vector bigvec) outer-index))
114           inner-index)))
115 (defun (setf bvref) (new-value bigvec index)
116   (multiple-value-bind (outer-index inner-index)
117       (floor index +smallvec-length+)
118     (setf (aref (the smallvec
119                   (svref (bigvec-outer-vector bigvec) outer-index))
120                 inner-index)
121           new-value)))
122
123 ;;; analogous to LENGTH, but for a BIGVEC
124 ;;;
125 ;;; the length of BIGVEC, measured in the number of BVREFable bytes it
126 ;;; can hold
127 (defun bvlength (bigvec)
128   (* (length (bigvec-outer-vector bigvec))
129      +smallvec-length+))
130
131 ;;; analogous to WRITE-SEQUENCE, but for a BIGVEC
132 (defun write-bigvec-as-sequence (bigvec stream &key (start 0) end)
133   (loop for i of-type index from start below (or end (bvlength bigvec)) do
134         (write-byte (bvref bigvec i)
135                     stream)))
136
137 ;;; analogous to READ-SEQUENCE-OR-DIE, but for a BIGVEC
138 (defun read-bigvec-as-sequence-or-die (bigvec stream &key (start 0) end)
139   (loop for i of-type index from start below (or end (bvlength bigvec)) do
140         (setf (bvref bigvec i)
141               (read-byte stream))))
142
143 ;;; Grow BIGVEC (exponentially, so that large increases in size have
144 ;;; asymptotic logarithmic cost per byte).
145 (defun expand-bigvec (bigvec)
146   (let* ((old-outer-vector (bigvec-outer-vector bigvec))
147          (length-old-outer-vector (length old-outer-vector))
148          (new-outer-vector (make-array (* 2 length-old-outer-vector))))
149     (dotimes (i length-old-outer-vector)
150       (setf (svref new-outer-vector i)
151             (svref old-outer-vector i)))
152     (loop for i from length-old-outer-vector below (length new-outer-vector) do
153           (setf (svref new-outer-vector i)
154                 (make-smallvec)))
155     (setf (bigvec-outer-vector bigvec)
156           new-outer-vector))
157   bigvec)
158 \f
159 ;;;; looking up bytes and multi-byte values in a BIGVEC (considering
160 ;;;; it as an image of machine memory on the cross-compilation target)
161
162 ;;; BVREF-32 and friends. These are like SAP-REF-n, except that
163 ;;; instead of a SAP we use a BIGVEC.
164 (macrolet ((make-bvref-n
165             (n)
166             (let* ((name (intern (format nil "BVREF-~A" n)))
167                    (number-octets (/ n 8))
168                    (ash-list-le
169                     (loop for i from 0 to (1- number-octets)
170                           collect `(ash (bvref bigvec (+ byte-index ,i))
171                                         ,(* i 8))))
172                    (ash-list-be
173                     (loop for i from 0 to (1- number-octets)
174                           collect `(ash (bvref bigvec
175                                                (+ byte-index
176                                                   ,(- number-octets 1 i)))
177                                         ,(* i 8))))
178                    (setf-list-le
179                     (loop for i from 0 to (1- number-octets)
180                           append
181                           `((bvref bigvec (+ byte-index ,i))
182                             (ldb (byte 8 ,(* i 8)) new-value))))
183                    (setf-list-be
184                     (loop for i from 0 to (1- number-octets)
185                           append
186                           `((bvref bigvec (+ byte-index ,i))
187                             (ldb (byte 8 ,(- n 8 (* i 8))) new-value)))))
188               `(progn
189                  (defun ,name (bigvec byte-index)
190                    (logior ,@(ecase sb!c:*backend-byte-order*
191                                (:little-endian ash-list-le)
192                                (:big-endian ash-list-be))))
193                  (defun (setf ,name) (new-value bigvec byte-index)
194                    (setf ,@(ecase sb!c:*backend-byte-order*
195                              (:little-endian setf-list-le)
196                              (:big-endian setf-list-be))))))))
197   (make-bvref-n 8)
198   (make-bvref-n 16)
199   (make-bvref-n 32)
200   (make-bvref-n 64))
201
202 ;; lispobj-sized word, whatever that may be
203 ;; hopefully nobody ever wants a 128-bit SBCL...
204 #!+#.(cl:if (cl:= 64 sb!vm:n-word-bits) '(and) '(or))
205 (progn
206 (defun bvref-word (bytes index)
207   (bvref-64 bytes index))
208 (defun (setf bvref-word) (new-val bytes index)
209   (setf (bvref-64 bytes index) new-val)))
210
211 #!+#.(cl:if (cl:= 32 sb!vm:n-word-bits) '(and) '(or))
212 (progn
213 (defun bvref-word (bytes index)
214   (bvref-32 bytes index))
215 (defun (setf bvref-word) (new-val bytes index)
216   (setf (bvref-32 bytes index) new-val)))
217
218 \f
219 ;;;; representation of spaces in the core
220
221 ;;; If there is more than one dynamic space in memory (i.e., if a
222 ;;; copying GC is in use), then only the active dynamic space gets
223 ;;; dumped to core.
224 (defvar *dynamic*)
225 (defconstant dynamic-core-space-id 1)
226
227 (defvar *static*)
228 (defconstant static-core-space-id 2)
229
230 (defvar *read-only*)
231 (defconstant read-only-core-space-id 3)
232
233 (defconstant descriptor-low-bits 16
234   "the number of bits in the low half of the descriptor")
235 (defconstant target-space-alignment (ash 1 descriptor-low-bits)
236   "the alignment requirement for spaces in the target.
237   Must be at least (ASH 1 DESCRIPTOR-LOW-BITS)")
238
239 ;;; a GENESIS-time representation of a memory space (e.g. read-only
240 ;;; space, dynamic space, or static space)
241 (defstruct (gspace (:constructor %make-gspace)
242                    (:copier nil))
243   ;; name and identifier for this GSPACE
244   (name (missing-arg) :type symbol :read-only t)
245   (identifier (missing-arg) :type fixnum :read-only t)
246   ;; the word address where the data will be loaded
247   (word-address (missing-arg) :type unsigned-byte :read-only t)
248   ;; the data themselves. (Note that in CMU CL this was a pair of
249   ;; fields SAP and WORDS-ALLOCATED, but that wasn't very portable.)
250   ;; (And then in SBCL this was a VECTOR, but turned out to be
251   ;; unportable too, since ANSI doesn't think that arrays longer than
252   ;; 1024 (!) should needed by portable CL code...)
253   (bytes (make-bigvec) :read-only t)
254   ;; the index of the next unwritten word (i.e. chunk of
255   ;; SB!VM:N-WORD-BYTES bytes) in BYTES, or equivalently the number of
256   ;; words actually written in BYTES. In order to convert to an actual
257   ;; index into BYTES, thus must be multiplied by SB!VM:N-WORD-BYTES.
258   (free-word-index 0))
259
260 (defun gspace-byte-address (gspace)
261   (ash (gspace-word-address gspace) sb!vm:word-shift))
262
263 (def!method print-object ((gspace gspace) stream)
264   (print-unreadable-object (gspace stream :type t)
265     (format stream "~S" (gspace-name gspace))))
266
267 (defun make-gspace (name identifier byte-address)
268   (unless (zerop (rem byte-address target-space-alignment))
269     (error "The byte address #X~X is not aligned on a #X~X-byte boundary."
270            byte-address
271            target-space-alignment))
272   (%make-gspace :name name
273                 :identifier identifier
274                 :word-address (ash byte-address (- sb!vm:word-shift))))
275 \f
276 ;;;; representation of descriptors
277
278 (defstruct (descriptor
279             (:constructor make-descriptor
280                           (high low &optional gspace word-offset))
281             (:copier nil))
282   ;; the GSPACE that this descriptor is allocated in, or NIL if not set yet.
283   (gspace nil :type (or gspace null))
284   ;; the offset in words from the start of GSPACE, or NIL if not set yet
285   (word-offset nil :type (or sb!vm:word null))
286   ;; the high and low halves of the descriptor
287   ;;
288   ;; KLUDGE: Judging from the comments in genesis.lisp of the CMU CL
289   ;; old-rt compiler, this split dates back from a very early version
290   ;; of genesis where 32-bit integers were represented as conses of
291   ;; two 16-bit integers. In any system with nice (UNSIGNED-BYTE 32)
292   ;; structure slots, like CMU CL >= 17 or any version of SBCL, there
293   ;; seems to be no reason to persist in this. -- WHN 19990917
294   high
295   low)
296 (def!method print-object ((des descriptor) stream)
297   (let ((lowtag (descriptor-lowtag des)))
298     (print-unreadable-object (des stream :type t)
299       (cond ((or (= lowtag sb!vm:even-fixnum-lowtag)
300                  (= lowtag sb!vm:odd-fixnum-lowtag))
301              (let ((unsigned (logior (ash (descriptor-high des)
302                                           (1+ (- descriptor-low-bits
303                                                  sb!vm:n-lowtag-bits)))
304                                      (ash (descriptor-low des)
305                                           (- 1 sb!vm:n-lowtag-bits)))))
306                (format stream
307                        "for fixnum: ~W"
308                        (if (> unsigned #x1FFFFFFF)
309                            (- unsigned #x40000000)
310                            unsigned))))
311             ((or (= lowtag sb!vm:other-immediate-0-lowtag)
312                  (= lowtag sb!vm:other-immediate-1-lowtag)
313                  #!+#.(cl:if (cl:= 64 sb!vm:n-word-bits) '(and) '(or))
314                  (= lowtag sb!vm:other-immediate-2-lowtag)
315                  #!+#.(cl:if (cl:= 64 sb!vm:n-word-bits) '(and) '(or))
316                  (= lowtag sb!vm:other-immediate-3-lowtag))
317              (format stream
318                      "for other immediate: #X~X, type #b~8,'0B"
319                      (ash (descriptor-bits des) (- sb!vm:n-widetag-bits))
320                      (logand (descriptor-low des) sb!vm:widetag-mask)))
321             (t
322              (format stream
323                      "for pointer: #X~X, lowtag #b~3,'0B, ~A"
324                      (logior (ash (descriptor-high des) descriptor-low-bits)
325                              (logandc2 (descriptor-low des) sb!vm:lowtag-mask))
326                      lowtag
327                      (let ((gspace (descriptor-gspace des)))
328                        (if gspace
329                            (gspace-name gspace)
330                            "unknown"))))))))
331
332 ;;; Return a descriptor for a block of LENGTH bytes out of GSPACE. The
333 ;;; free word index is boosted as necessary, and if additional memory
334 ;;; is needed, we grow the GSPACE. The descriptor returned is a
335 ;;; pointer of type LOWTAG.
336 (defun allocate-cold-descriptor (gspace length lowtag)
337   (let* ((bytes (round-up length (ash 1 sb!vm:n-lowtag-bits)))
338          (old-free-word-index (gspace-free-word-index gspace))
339          (new-free-word-index (+ old-free-word-index
340                                  (ash bytes (- sb!vm:word-shift)))))
341     ;; Grow GSPACE as necessary until it's big enough to handle
342     ;; NEW-FREE-WORD-INDEX.
343     (do ()
344         ((>= (bvlength (gspace-bytes gspace))
345              (* new-free-word-index sb!vm:n-word-bytes)))
346       (expand-bigvec (gspace-bytes gspace)))
347     ;; Now that GSPACE is big enough, we can meaningfully grab a chunk of it.
348     (setf (gspace-free-word-index gspace) new-free-word-index)
349     (let ((ptr (+ (gspace-word-address gspace) old-free-word-index)))
350       (make-descriptor (ash ptr (- sb!vm:word-shift descriptor-low-bits))
351                        (logior (ash (logand ptr
352                                             (1- (ash 1
353                                                      (- descriptor-low-bits
354                                                         sb!vm:word-shift))))
355                                     sb!vm:word-shift)
356                                lowtag)
357                        gspace
358                        old-free-word-index))))
359
360 (defun descriptor-lowtag (des)
361   #!+sb-doc
362   "the lowtag bits for DES"
363   (logand (descriptor-low des) sb!vm:lowtag-mask))
364
365 (defun descriptor-bits (des)
366   (logior (ash (descriptor-high des) descriptor-low-bits)
367           (descriptor-low des)))
368
369 (defun descriptor-fixnum (des)
370   (let ((bits (descriptor-bits des)))
371     (if (logbitp (1- sb!vm:n-word-bits) bits)
372         ;; KLUDGE: The (- SB!VM:N-WORD-BITS 2) term here looks right to
373         ;; me, and it works, but in CMU CL it was (1- SB!VM:N-WORD-BITS),
374         ;; and although that doesn't make sense for me, or work for me,
375         ;; it's hard to see how it could have been wrong, since CMU CL
376         ;; genesis worked. It would be nice to understand how this came
377         ;; to be.. -- WHN 19990901
378         (logior (ash bits (- 1 sb!vm:n-lowtag-bits))
379                 (ash -1 (1+ sb!vm:n-positive-fixnum-bits)))
380         (ash bits (- 1 sb!vm:n-lowtag-bits)))))
381
382 (defun descriptor-word-sized-integer (des)
383   ;; Extract an (unsigned-byte 32), from either its fixnum or bignum
384   ;; representation.
385   (let ((lowtag (descriptor-lowtag des)))
386     (if (or (= lowtag sb!vm:even-fixnum-lowtag)
387             (= lowtag sb!vm:odd-fixnum-lowtag))
388         (make-random-descriptor (descriptor-fixnum des))
389         (read-wordindexed des 1))))
390
391 ;;; common idioms
392 (defun descriptor-bytes (des)
393   (gspace-bytes (descriptor-intuit-gspace des)))
394 (defun descriptor-byte-offset (des)
395   (ash (descriptor-word-offset des) sb!vm:word-shift))
396
397 ;;; If DESCRIPTOR-GSPACE is already set, just return that. Otherwise,
398 ;;; figure out a GSPACE which corresponds to DES, set it into
399 ;;; (DESCRIPTOR-GSPACE DES), set a consistent value into
400 ;;; (DESCRIPTOR-WORD-OFFSET DES), and return the GSPACE.
401 (declaim (ftype (function (descriptor) gspace) descriptor-intuit-gspace))
402 (defun descriptor-intuit-gspace (des)
403   (if (descriptor-gspace des)
404     (descriptor-gspace des)
405     ;; KLUDGE: It's not completely clear to me what's going on here;
406     ;; this is a literal translation from of some rather mysterious
407     ;; code from CMU CL's DESCRIPTOR-SAP function. Some explanation
408     ;; would be nice. -- WHN 19990817
409     (let ((lowtag (descriptor-lowtag des))
410           (high (descriptor-high des))
411           (low (descriptor-low des)))
412       (if (or (eql lowtag sb!vm:fun-pointer-lowtag)
413               (eql lowtag sb!vm:instance-pointer-lowtag)
414               (eql lowtag sb!vm:list-pointer-lowtag)
415               (eql lowtag sb!vm:other-pointer-lowtag))
416         (dolist (gspace (list *dynamic* *static* *read-only*)
417                         (error "couldn't find a GSPACE for ~S" des))
418           ;; This code relies on the fact that GSPACEs are aligned
419           ;; such that the descriptor-low-bits low bits are zero.
420           (when (and (>= high (ash (gspace-word-address gspace)
421                                    (- sb!vm:word-shift descriptor-low-bits)))
422                      (<= high (ash (+ (gspace-word-address gspace)
423                                       (gspace-free-word-index gspace))
424                                    (- sb!vm:word-shift descriptor-low-bits))))
425             (setf (descriptor-gspace des) gspace)
426             (setf (descriptor-word-offset des)
427                   (+ (ash (- high (ash (gspace-word-address gspace)
428                                        (- sb!vm:word-shift
429                                           descriptor-low-bits)))
430                           (- descriptor-low-bits sb!vm:word-shift))
431                      (ash (logandc2 low sb!vm:lowtag-mask)
432                           (- sb!vm:word-shift))))
433             (return gspace)))
434         (error "don't even know how to look for a GSPACE for ~S" des)))))
435
436 (defun make-random-descriptor (value)
437   (make-descriptor (logand (ash value (- descriptor-low-bits))
438                            (1- (ash 1
439                                     (- sb!vm:n-word-bits
440                                        descriptor-low-bits))))
441                    (logand value (1- (ash 1 descriptor-low-bits)))))
442
443 (defun make-fixnum-descriptor (num)
444   (when (>= (integer-length num)
445             (1+ (- sb!vm:n-word-bits sb!vm:n-lowtag-bits)))
446     (error "~W is too big for a fixnum." num))
447   (make-random-descriptor (ash num (1- sb!vm:n-lowtag-bits))))
448
449 (defun make-other-immediate-descriptor (data type)
450   (make-descriptor (ash data (- sb!vm:n-widetag-bits descriptor-low-bits))
451                    (logior (logand (ash data (- descriptor-low-bits
452                                                 sb!vm:n-widetag-bits))
453                                    (1- (ash 1 descriptor-low-bits)))
454                            type)))
455
456 (defun make-character-descriptor (data)
457   (make-other-immediate-descriptor data sb!vm:character-widetag))
458
459 (defun descriptor-beyond (des offset type)
460   (let* ((low (logior (+ (logandc2 (descriptor-low des) sb!vm:lowtag-mask)
461                          offset)
462                       type))
463          (high (+ (descriptor-high des)
464                   (ash low (- descriptor-low-bits)))))
465     (make-descriptor high (logand low (1- (ash 1 descriptor-low-bits))))))
466 \f
467 ;;;; miscellaneous variables and other noise
468
469 ;;; a numeric value to be returned for undefined foreign symbols, or NIL if
470 ;;; undefined foreign symbols are to be treated as an error.
471 ;;; (In the first pass of GENESIS, needed to create a header file before
472 ;;; the C runtime can be built, various foreign symbols will necessarily
473 ;;; be undefined, but we don't need actual values for them anyway, and
474 ;;; we can just use 0 or some other placeholder. In the second pass of
475 ;;; GENESIS, all foreign symbols should be defined, so any undefined
476 ;;; foreign symbol is a problem.)
477 ;;;
478 ;;; KLUDGE: It would probably be cleaner to rewrite GENESIS so that it
479 ;;; never tries to look up foreign symbols in the first place unless
480 ;;; it's actually creating a core file (as in the second pass) instead
481 ;;; of using this hack to allow it to go through the motions without
482 ;;; causing an error. -- WHN 20000825
483 (defvar *foreign-symbol-placeholder-value*)
484
485 ;;; a handle on the trap object
486 (defvar *unbound-marker*)
487 ;; was:  (make-other-immediate-descriptor 0 sb!vm:unbound-marker-widetag)
488
489 ;;; a handle on the NIL object
490 (defvar *nil-descriptor*)
491
492 ;;; the head of a list of TOPLEVEL-THINGs describing stuff to be done
493 ;;; when the target Lisp starts up
494 ;;;
495 ;;; Each TOPLEVEL-THING can be a function to be executed or a fixup or
496 ;;; loadtime value, represented by (CONS KEYWORD ..). The FILENAME
497 ;;; tells which fasl file each list element came from, for debugging
498 ;;; purposes.
499 (defvar *current-reversed-cold-toplevels*)
500
501 ;;; the name of the object file currently being cold loaded (as a string, not a
502 ;;; pathname), or NIL if we're not currently cold loading any object file
503 (defvar *cold-load-filename* nil)
504 (declaim (type (or string null) *cold-load-filename*))
505 \f
506 ;;;; miscellaneous stuff to read and write the core memory
507
508 ;;; FIXME: should be DEFINE-MODIFY-MACRO
509 (defmacro cold-push (thing list)
510   #!+sb-doc
511   "Push THING onto the given cold-load LIST."
512   `(setq ,list (cold-cons ,thing ,list)))
513
514 (declaim (ftype (function (descriptor sb!vm:word) descriptor) read-wordindexed))
515 (defun read-wordindexed (address index)
516   #!+sb-doc
517   "Return the value which is displaced by INDEX words from ADDRESS."
518   (let* ((gspace (descriptor-intuit-gspace address))
519          (bytes (gspace-bytes gspace))
520          (byte-index (ash (+ index (descriptor-word-offset address))
521                           sb!vm:word-shift))
522          (value (bvref-word bytes byte-index)))
523     (make-random-descriptor value)))
524
525 (declaim (ftype (function (descriptor) descriptor) read-memory))
526 (defun read-memory (address)
527   #!+sb-doc
528   "Return the value at ADDRESS."
529   (read-wordindexed address 0))
530
531 ;;; (Note: In CMU CL, this function expected a SAP-typed ADDRESS
532 ;;; value, instead of the SAP-INT we use here.)
533 (declaim (ftype (function (sb!vm:word descriptor) (values))
534                 note-load-time-value-reference))
535 (defun note-load-time-value-reference (address marker)
536   (cold-push (cold-cons
537               (cold-intern :load-time-value-fixup)
538               (cold-cons (sap-int-to-core address)
539                          (cold-cons
540                           (number-to-core (descriptor-word-offset marker))
541                           *nil-descriptor*)))
542              *current-reversed-cold-toplevels*)
543   (values))
544
545 (declaim (ftype (function (descriptor sb!vm:word descriptor)) write-wordindexed))
546 (defun write-wordindexed (address index value)
547   #!+sb-doc
548   "Write VALUE displaced INDEX words from ADDRESS."
549   ;; KLUDGE: There is an algorithm (used in DESCRIPTOR-INTUIT-GSPACE)
550   ;; for calculating the value of the GSPACE slot from scratch. It
551   ;; doesn't work for all values, only some of them, but mightn't it
552   ;; be reasonable to see whether it works on VALUE before we give up
553   ;; because (DESCRIPTOR-GSPACE VALUE) isn't set? (Or failing that,
554   ;; perhaps write a comment somewhere explaining why it's not a good
555   ;; idea?) -- WHN 19990817
556   (if (and (null (descriptor-gspace value))
557            (not (null (descriptor-word-offset value))))
558     (note-load-time-value-reference (+ (logandc2 (descriptor-bits address)
559                                                  sb!vm:lowtag-mask)
560                                        (ash index sb!vm:word-shift))
561                                     value)
562     (let* ((bytes (gspace-bytes (descriptor-intuit-gspace address)))
563            (byte-index (ash (+ index (descriptor-word-offset address))
564                                sb!vm:word-shift)))
565       (setf (bvref-word bytes byte-index)
566             (descriptor-bits value)))))
567
568 (declaim (ftype (function (descriptor descriptor)) write-memory))
569 (defun write-memory (address value)
570   #!+sb-doc
571   "Write VALUE (a DESCRIPTOR) at ADDRESS (also a DESCRIPTOR)."
572   (write-wordindexed address 0 value))
573 \f
574 ;;;; allocating images of primitive objects in the cold core
575
576 ;;; There are three kinds of blocks of memory in the type system:
577 ;;; * Boxed objects (cons cells, structures, etc): These objects have no
578 ;;;   header as all slots are descriptors.
579 ;;; * Unboxed objects (bignums): There is a single header word that contains
580 ;;;   the length.
581 ;;; * Vector objects: There is a header word with the type, then a word for
582 ;;;   the length, then the data.
583 (defun allocate-boxed-object (gspace length lowtag)
584   #!+sb-doc
585   "Allocate LENGTH words in GSPACE and return a new descriptor of type LOWTAG
586   pointing to them."
587   (allocate-cold-descriptor gspace (ash length sb!vm:word-shift) lowtag))
588 (defun allocate-unboxed-object (gspace element-bits length type)
589   #!+sb-doc
590   "Allocate LENGTH units of ELEMENT-BITS bits plus a header word in GSPACE and
591   return an ``other-pointer'' descriptor to them. Initialize the header word
592   with the resultant length and TYPE."
593   (let* ((bytes (/ (* element-bits length) sb!vm:n-byte-bits))
594          (des (allocate-cold-descriptor gspace
595                                         (+ bytes sb!vm:n-word-bytes)
596                                         sb!vm:other-pointer-lowtag)))
597     (write-memory des
598                   (make-other-immediate-descriptor (ash bytes
599                                                         (- sb!vm:word-shift))
600                                                    type))
601     des))
602 (defun allocate-vector-object (gspace element-bits length type)
603   #!+sb-doc
604   "Allocate LENGTH units of ELEMENT-BITS size plus a header plus a length slot in
605   GSPACE and return an ``other-pointer'' descriptor to them. Initialize the
606   header word with TYPE and the length slot with LENGTH."
607   ;; FIXME: Here and in ALLOCATE-UNBOXED-OBJECT, BYTES is calculated using
608   ;; #'/ instead of #'CEILING, which seems wrong.
609   (let* ((bytes (/ (* element-bits length) sb!vm:n-byte-bits))
610          (des (allocate-cold-descriptor gspace
611                                         (+ bytes (* 2 sb!vm:n-word-bytes))
612                                         sb!vm:other-pointer-lowtag)))
613     (write-memory des (make-other-immediate-descriptor 0 type))
614     (write-wordindexed des
615                        sb!vm:vector-length-slot
616                        (make-fixnum-descriptor length))
617     des))
618 \f
619 ;;;; copying simple objects into the cold core
620
621 (defun base-string-to-core (string &optional (gspace *dynamic*))
622   #!+sb-doc
623   "Copy STRING (which must only contain STANDARD-CHARs) into the cold
624 core and return a descriptor to it."
625   ;; (Remember that the system convention for storage of strings leaves an
626   ;; extra null byte at the end to aid in call-out to C.)
627   (let* ((length (length string))
628          (des (allocate-vector-object gspace
629                                       sb!vm:n-byte-bits
630                                       (1+ length)
631                                       sb!vm:simple-base-string-widetag))
632          (bytes (gspace-bytes gspace))
633          (offset (+ (* sb!vm:vector-data-offset sb!vm:n-word-bytes)
634                     (descriptor-byte-offset des))))
635     (write-wordindexed des
636                        sb!vm:vector-length-slot
637                        (make-fixnum-descriptor length))
638     (dotimes (i length)
639       (setf (bvref bytes (+ offset i))
640             (sb!xc:char-code (aref string i))))
641     (setf (bvref bytes (+ offset length))
642           0) ; null string-termination character for C
643     des))
644
645 (defun bignum-to-core (n)
646   #!+sb-doc
647   "Copy a bignum to the cold core."
648   (let* ((words (ceiling (1+ (integer-length n)) sb!vm:n-word-bits))
649          (handle (allocate-unboxed-object *dynamic*
650                                           sb!vm:n-word-bits
651                                           words
652                                           sb!vm:bignum-widetag)))
653     (declare (fixnum words))
654     (do ((index 1 (1+ index))
655          (remainder n (ash remainder (- sb!vm:n-word-bits))))
656         ((> index words)
657          (unless (zerop (integer-length remainder))
658            ;; FIXME: Shouldn't this be a fatal error?
659            (warn "~W words of ~W were written, but ~W bits were left over."
660                  words n remainder)))
661       (let ((word (ldb (byte sb!vm:n-word-bits 0) remainder)))
662         (write-wordindexed handle index
663                            (make-descriptor (ash word (- descriptor-low-bits))
664                                             (ldb (byte descriptor-low-bits 0)
665                                                  word)))))
666     handle))
667
668 (defun number-pair-to-core (first second type)
669   #!+sb-doc
670   "Makes a number pair of TYPE (ratio or complex) and fills it in."
671   (let ((des (allocate-unboxed-object *dynamic* sb!vm:n-word-bits 2 type)))
672     (write-wordindexed des 1 first)
673     (write-wordindexed des 2 second)
674     des))
675
676 (defun write-double-float-bits (address index x)
677   (let ((hi (double-float-high-bits x))
678         (lo (double-float-low-bits x)))
679     (ecase sb!vm::n-word-bits
680       (32
681        (let ((high-bits (make-random-descriptor hi))
682              (low-bits (make-random-descriptor lo)))
683          (ecase sb!c:*backend-byte-order*
684            (:little-endian
685             (write-wordindexed address index low-bits)
686             (write-wordindexed address (1+ index) high-bits))
687            (:big-endian
688             (write-wordindexed address index high-bits)
689             (write-wordindexed address (1+ index) low-bits)))))
690       (64
691        (let ((bits (make-random-descriptor
692                     (ecase sb!c:*backend-byte-order*
693                       (:little-endian (logior lo (ash hi 32)))
694                       ;; Just guessing.
695                       #+nil (:big-endian (logior (logand hi #xffffffff)
696                                                  (ash lo 32)))))))
697          (write-wordindexed address index bits))))
698     address))
699
700 (defun float-to-core (x)
701   (etypecase x
702     (single-float
703      ;; 64-bit platforms have immediate single-floats.
704      #!+#.(cl:if (cl:= sb!vm:n-word-bits 64) '(and) '(or))
705      (make-random-descriptor (logior (ash (single-float-bits x) 32)
706                                      sb!vm::single-float-widetag))
707      #!-#.(cl:if (cl:= sb!vm:n-word-bits 64) '(and) '(or))
708      (let ((des (allocate-unboxed-object *dynamic*
709                                          sb!vm:n-word-bits
710                                          (1- sb!vm:single-float-size)
711                                          sb!vm:single-float-widetag)))
712        (write-wordindexed des
713                           sb!vm:single-float-value-slot
714                           (make-random-descriptor (single-float-bits x)))
715        des))
716     (double-float
717      (let ((des (allocate-unboxed-object *dynamic*
718                                          sb!vm:n-word-bits
719                                          (1- sb!vm:double-float-size)
720                                          sb!vm:double-float-widetag)))
721        (write-double-float-bits des sb!vm:double-float-value-slot x)))))
722
723 (defun complex-single-float-to-core (num)
724   (declare (type (complex single-float) num))
725   (let ((des (allocate-unboxed-object *dynamic* sb!vm:n-word-bits
726                                       (1- sb!vm:complex-single-float-size)
727                                       sb!vm:complex-single-float-widetag)))
728     (write-wordindexed des sb!vm:complex-single-float-real-slot
729                    (make-random-descriptor (single-float-bits (realpart num))))
730     (write-wordindexed des sb!vm:complex-single-float-imag-slot
731                    (make-random-descriptor (single-float-bits (imagpart num))))
732     des))
733
734 (defun complex-double-float-to-core (num)
735   (declare (type (complex double-float) num))
736   (let ((des (allocate-unboxed-object *dynamic* sb!vm:n-word-bits
737                                       (1- sb!vm:complex-double-float-size)
738                                       sb!vm:complex-double-float-widetag)))
739     (write-double-float-bits des sb!vm:complex-double-float-real-slot
740                              (realpart num))
741     (write-double-float-bits des sb!vm:complex-double-float-imag-slot
742                              (imagpart num))))
743
744 ;;; Copy the given number to the core.
745 (defun number-to-core (number)
746   (typecase number
747     (integer (if (< (integer-length number)
748                     (- (1+ sb!vm:n-word-bits) sb!vm:n-lowtag-bits))
749                  (make-fixnum-descriptor number)
750                  (bignum-to-core number)))
751     (ratio (number-pair-to-core (number-to-core (numerator number))
752                                 (number-to-core (denominator number))
753                                 sb!vm:ratio-widetag))
754     ((complex single-float) (complex-single-float-to-core number))
755     ((complex double-float) (complex-double-float-to-core number))
756     #!+long-float
757     ((complex long-float)
758      (error "~S isn't a cold-loadable number at all!" number))
759     (complex (number-pair-to-core (number-to-core (realpart number))
760                                   (number-to-core (imagpart number))
761                                   sb!vm:complex-widetag))
762     (float (float-to-core number))
763     (t (error "~S isn't a cold-loadable number at all!" number))))
764
765 (declaim (ftype (function (sb!vm:word) descriptor) sap-int-to-core))
766 (defun sap-int-to-core (sap-int)
767   (let ((des (allocate-unboxed-object *dynamic*
768                                       sb!vm:n-word-bits
769                                       (1- sb!vm:sap-size)
770                                       sb!vm:sap-widetag)))
771     (write-wordindexed des
772                        sb!vm:sap-pointer-slot
773                        (make-random-descriptor sap-int))
774     des))
775
776 ;;; Allocate a cons cell in GSPACE and fill it in with CAR and CDR.
777 (defun cold-cons (car cdr &optional (gspace *dynamic*))
778   (let ((dest (allocate-boxed-object gspace 2 sb!vm:list-pointer-lowtag)))
779     (write-memory dest car)
780     (write-wordindexed dest 1 cdr)
781     dest))
782
783 ;;; Make a simple-vector on the target that holds the specified
784 ;;; OBJECTS, and return its descriptor.
785 (defun vector-in-core (&rest objects)
786   (let* ((size (length objects))
787          (result (allocate-vector-object *dynamic* sb!vm:n-word-bits size
788                                          sb!vm:simple-vector-widetag)))
789     (dotimes (index size)
790       (write-wordindexed result (+ index sb!vm:vector-data-offset)
791                          (pop objects)))
792     result))
793 \f
794 ;;;; symbol magic
795
796 ;;; FIXME: This should be a &KEY argument of ALLOCATE-SYMBOL.
797 (defvar *cold-symbol-allocation-gspace* nil)
798
799 ;;; Allocate (and initialize) a symbol.
800 (defun allocate-symbol (name)
801   (declare (simple-string name))
802   (let ((symbol (allocate-unboxed-object (or *cold-symbol-allocation-gspace*
803                                              *dynamic*)
804                                          sb!vm:n-word-bits
805                                          (1- sb!vm:symbol-size)
806                                          sb!vm:symbol-header-widetag)))
807     (write-wordindexed symbol sb!vm:symbol-value-slot *unbound-marker*)
808     (write-wordindexed symbol
809                        sb!vm:symbol-hash-slot
810                        (make-fixnum-descriptor 0))
811     (write-wordindexed symbol sb!vm:symbol-plist-slot *nil-descriptor*)
812     (write-wordindexed symbol sb!vm:symbol-name-slot
813                        (base-string-to-core name *dynamic*))
814     (write-wordindexed symbol sb!vm:symbol-package-slot *nil-descriptor*)
815     symbol))
816
817 ;;; Set the cold symbol value of SYMBOL-OR-SYMBOL-DES, which can be either a
818 ;;; descriptor of a cold symbol or (in an abbreviation for the
819 ;;; most common usage pattern) an ordinary symbol, which will be
820 ;;; automatically cold-interned.
821 (declaim (ftype (function ((or descriptor symbol) descriptor)) cold-set))
822 (defun cold-set (symbol-or-symbol-des value)
823   (let ((symbol-des (etypecase symbol-or-symbol-des
824                       (descriptor symbol-or-symbol-des)
825                       (symbol (cold-intern symbol-or-symbol-des)))))
826     (write-wordindexed symbol-des sb!vm:symbol-value-slot value)))
827 \f
828 ;;;; layouts and type system pre-initialization
829
830 ;;; Since we want to be able to dump structure constants and
831 ;;; predicates with reference layouts, we need to create layouts at
832 ;;; cold-load time. We use the name to intern layouts by, and dump a
833 ;;; list of all cold layouts in *!INITIAL-LAYOUTS* so that type system
834 ;;; initialization can find them. The only thing that's tricky [sic --
835 ;;; WHN 19990816] is initializing layout's layout, which must point to
836 ;;; itself.
837
838 ;;; a map from class names to lists of
839 ;;;    `(,descriptor ,name ,length ,inherits ,depth)
840 ;;; KLUDGE: It would be more understandable and maintainable to use
841 ;;; DEFSTRUCT (:TYPE LIST) here. -- WHN 19990823
842 (defvar *cold-layouts* (make-hash-table :test 'equal))
843
844 ;;; a map from DESCRIPTOR-BITS of cold layouts to the name, for inverting
845 ;;; mapping
846 (defvar *cold-layout-names* (make-hash-table :test 'eql))
847
848 ;;; FIXME: *COLD-LAYOUTS* and *COLD-LAYOUT-NAMES* should be
849 ;;; initialized by binding in GENESIS.
850
851 ;;; the descriptor for layout's layout (needed when making layouts)
852 (defvar *layout-layout*)
853
854 ;;; FIXME: This information should probably be pulled out of the
855 ;;; cross-compiler's tables at genesis time instead of inserted by
856 ;;; hand here as a bare numeric constant.
857 (defconstant target-layout-length 18)
858
859 ;;; Return a list of names created from the cold layout INHERITS data
860 ;;; in X.
861 (defun listify-cold-inherits (x)
862   (let ((len (descriptor-fixnum (read-wordindexed x
863                                                   sb!vm:vector-length-slot))))
864     (collect ((res))
865       (dotimes (index len)
866         (let* ((des (read-wordindexed x (+ sb!vm:vector-data-offset index)))
867                (found (gethash (descriptor-bits des) *cold-layout-names*)))
868           (if found
869             (res found)
870             (error "unknown descriptor at index ~S (bits = ~8,'0X)"
871                    index
872                    (descriptor-bits des)))))
873       (res))))
874
875 (declaim (ftype (function (symbol descriptor descriptor descriptor descriptor)
876                           descriptor)
877                 make-cold-layout))
878 (defun make-cold-layout (name length inherits depthoid nuntagged)
879   (let ((result (allocate-boxed-object *dynamic*
880                                        ;; KLUDGE: Why 1+? -- WHN 19990901
881                                        (1+ target-layout-length)
882                                        sb!vm:instance-pointer-lowtag)))
883     (write-memory result
884                   (make-other-immediate-descriptor
885                    target-layout-length sb!vm:instance-header-widetag))
886
887     ;; KLUDGE: The offsets into LAYOUT below should probably be pulled out
888     ;; of the cross-compiler's tables at genesis time instead of inserted
889     ;; by hand as bare numeric constants. -- WHN ca. 19990901
890
891     ;; Set slot 0 = the layout of the layout.
892     (write-wordindexed result sb!vm:instance-slots-offset *layout-layout*)
893
894     ;; Set the immediately following slots = CLOS hash values.
895     ;;
896     ;; Note: CMU CL didn't set these in genesis, but instead arranged
897     ;; for them to be set at cold init time. That resulted in slightly
898     ;; kludgy-looking code, but there were at least two things to be
899     ;; said for it:
900     ;;   1. It put the hash values under the control of the target Lisp's
901     ;;      RANDOM function, so that CLOS behavior would be nearly
902     ;;      deterministic (instead of depending on the implementation of
903     ;;      RANDOM in the cross-compilation host, and the state of its
904     ;;      RNG when genesis begins).
905     ;;   2. It automatically ensured that all hash values in the target Lisp
906     ;;      were part of the same sequence, so that we didn't have to worry
907     ;;      about the possibility of the first hash value set in genesis
908     ;;      being precisely equal to the some hash value set in cold init time
909     ;;      (because the target Lisp RNG has advanced to precisely the same
910     ;;      state that the host Lisp RNG was in earlier).
911     ;; Point 1 should not be an issue in practice because of the way we do our
912     ;; build procedure in two steps, so that the SBCL that we end up with has
913     ;; been created by another SBCL (whose RNG is under our control).
914     ;; Point 2 is more of an issue. If ANSI had provided a way to feed
915     ;; entropy into an RNG, we would have no problem: we'd just feed
916     ;; some specialized genesis-time-only pattern into the RNG state
917     ;; before using it. However, they didn't, so we have a slight
918     ;; problem. We address it by generating the hash values using a
919     ;; different algorithm than we use in ordinary operation.
920     (dotimes (i sb!kernel:layout-clos-hash-length)
921       (let (;; The expression here is pretty arbitrary, we just want
922             ;; to make sure that it's not something which is (1)
923             ;; evenly distributed and (2) not foreordained to arise in
924             ;; the target Lisp's (RANDOM-LAYOUT-CLOS-HASH) sequence
925             ;; and show up as the CLOS-HASH value of some other
926             ;; LAYOUT.
927             (hash-value
928              (1+ (mod (logxor (logand   (random-layout-clos-hash) 15253)
929                               (logandc2 (random-layout-clos-hash) 15253)
930                               1)
931                       ;; (The MOD here is defensive programming
932                       ;; to make sure we never write an
933                       ;; out-of-range value even if some joker
934                       ;; sets LAYOUT-CLOS-HASH-MAX to other
935                       ;; than 2^n-1 at some time in the
936                       ;; future.)
937                       sb!kernel:layout-clos-hash-max))))
938         (write-wordindexed result
939                            (+ i sb!vm:instance-slots-offset 1)
940                            (make-fixnum-descriptor hash-value))))
941
942     ;; Set other slot values.
943     (let ((base (+ sb!vm:instance-slots-offset
944                    sb!kernel:layout-clos-hash-length
945                    1)))
946       ;; (Offset 0 is CLASS, "the class this is a layout for", which
947       ;; is uninitialized at this point.)
948       (write-wordindexed result (+ base 1) *nil-descriptor*) ; marked invalid
949       (write-wordindexed result (+ base 2) inherits)
950       (write-wordindexed result (+ base 3) depthoid)
951       (write-wordindexed result (+ base 4) length)
952       (write-wordindexed result (+ base 5) *nil-descriptor*) ; info
953       (write-wordindexed result (+ base 6) *nil-descriptor*) ; pure
954       (write-wordindexed result (+ base 7) nuntagged))
955
956     (setf (gethash name *cold-layouts*)
957           (list result
958                 name
959                 (descriptor-fixnum length)
960                 (listify-cold-inherits inherits)
961                 (descriptor-fixnum depthoid)
962                 (descriptor-fixnum nuntagged)))
963     (setf (gethash (descriptor-bits result) *cold-layout-names*) name)
964
965     result))
966
967 (defun initialize-layouts ()
968
969   (clrhash *cold-layouts*)
970
971   ;; We initially create the layout of LAYOUT itself with NIL as the LAYOUT and
972   ;; #() as INHERITS,
973   (setq *layout-layout* *nil-descriptor*)
974   (setq *layout-layout*
975         (make-cold-layout 'layout
976                           (number-to-core target-layout-length)
977                           (vector-in-core)
978                           ;; FIXME: hard-coded LAYOUT-DEPTHOID of LAYOUT..
979                           (number-to-core 3)
980                           ;; no raw slots in LAYOUT:
981                           (number-to-core 0)))
982   (write-wordindexed *layout-layout*
983                      sb!vm:instance-slots-offset
984                      *layout-layout*)
985
986   ;; Then we create the layouts that we'll need to make a correct INHERITS
987   ;; vector for the layout of LAYOUT itself..
988   ;;
989   ;; FIXME: The various LENGTH and DEPTHOID numbers should be taken from
990   ;; the compiler's tables, not set by hand.
991   (let* ((t-layout
992           (make-cold-layout 't
993                             (number-to-core 0)
994                             (vector-in-core)
995                             (number-to-core 0)
996                             (number-to-core 0)))
997          (so-layout
998           (make-cold-layout 'structure-object
999                             (number-to-core 1)
1000                             (vector-in-core t-layout)
1001                             (number-to-core 1)
1002                             (number-to-core 0)))
1003          (bso-layout
1004           (make-cold-layout 'structure!object
1005                             (number-to-core 1)
1006                             (vector-in-core t-layout so-layout)
1007                             (number-to-core 2)
1008                             (number-to-core 0)))
1009          (layout-inherits (vector-in-core t-layout
1010                                           so-layout
1011                                           bso-layout)))
1012
1013     ;; ..and return to backpatch the layout of LAYOUT.
1014     (setf (fourth (gethash 'layout *cold-layouts*))
1015           (listify-cold-inherits layout-inherits))
1016     (write-wordindexed *layout-layout*
1017                        ;; FIXME: hardcoded offset into layout struct
1018                        (+ sb!vm:instance-slots-offset
1019                           layout-clos-hash-length
1020                           1
1021                           2)
1022                        layout-inherits)))
1023 \f
1024 ;;;; interning symbols in the cold image
1025
1026 ;;; In order to avoid having to know about the package format, we
1027 ;;; build a data structure in *COLD-PACKAGE-SYMBOLS* that holds all
1028 ;;; interned symbols along with info about their packages. The data
1029 ;;; structure is a list of sublists, where the sublists have the
1030 ;;; following format:
1031 ;;;   (<make-package-arglist>
1032 ;;;    <internal-symbols>
1033 ;;;    <external-symbols>
1034 ;;;    <imported-internal-symbols>
1035 ;;;    <imported-external-symbols>
1036 ;;;    <shadowing-symbols>
1037 ;;;    <package-documentation>)
1038 ;;;
1039 ;;; KLUDGE: It would be nice to implement the sublists as instances of
1040 ;;; a DEFSTRUCT (:TYPE LIST). (They'd still be lists, but at least we'd be
1041 ;;; using mnemonically-named operators to access them, instead of trying
1042 ;;; to remember what THIRD and FIFTH mean, and hoping that we never
1043 ;;; need to change the list layout..) -- WHN 19990825
1044
1045 ;;; an alist from packages to lists of that package's symbols to be dumped
1046 (defvar *cold-package-symbols*)
1047 (declaim (type list *cold-package-symbols*))
1048
1049 ;;; a map from descriptors to symbols, so that we can back up. The key
1050 ;;; is the address in the target core.
1051 (defvar *cold-symbols*)
1052 (declaim (type hash-table *cold-symbols*))
1053
1054 ;;; sanity check for a symbol we're about to create on the target
1055 ;;;
1056 ;;; Make sure that the symbol has an appropriate package. In
1057 ;;; particular, catch the so-easy-to-make error of typing something
1058 ;;; like SB-KERNEL:%BYTE-BLT in cold sources when what you really
1059 ;;; need is SB!KERNEL:%BYTE-BLT.
1060 (defun package-ok-for-target-symbol-p (package)
1061   (let ((package-name (package-name package)))
1062     (or
1063      ;; Cold interning things in these standard packages is OK. (Cold
1064      ;; interning things in the other standard package, CL-USER, isn't
1065      ;; OK. We just use CL-USER to expose symbols whose homes are in
1066      ;; other packages. Thus, trying to cold intern a symbol whose
1067      ;; home package is CL-USER probably means that a coding error has
1068      ;; been made somewhere.)
1069      (find package-name '("COMMON-LISP" "KEYWORD") :test #'string=)
1070      ;; Cold interning something in one of our target-code packages,
1071      ;; which are ever-so-rigorously-and-elegantly distinguished by
1072      ;; this prefix on their names, is OK too.
1073      (string= package-name "SB!" :end1 3 :end2 3)
1074      ;; This one is OK too, since it ends up being COMMON-LISP on the
1075      ;; target.
1076      (string= package-name "SB-XC")
1077      ;; Anything else looks bad. (maybe COMMON-LISP-USER? maybe an extension
1078      ;; package in the xc host? something we can't think of
1079      ;; a valid reason to cold intern, anyway...)
1080      )))
1081
1082 ;;; like SYMBOL-PACKAGE, but safe for symbols which end up on the target
1083 ;;;
1084 ;;; Most host symbols we dump onto the target are created by SBCL
1085 ;;; itself, so that as long as we avoid gratuitously
1086 ;;; cross-compilation-unfriendly hacks, it just happens that their
1087 ;;; SYMBOL-PACKAGE in the host system corresponds to their
1088 ;;; SYMBOL-PACKAGE in the target system. However, that's not the case
1089 ;;; in the COMMON-LISP package, where we don't get to create the
1090 ;;; symbols but instead have to use the ones that the xc host created.
1091 ;;; In particular, while ANSI specifies which symbols are exported
1092 ;;; from COMMON-LISP, it doesn't specify that their home packages are
1093 ;;; COMMON-LISP, so the xc host can keep them in random packages which
1094 ;;; don't exist on the target (e.g. CLISP keeping some CL-exported
1095 ;;; symbols in the CLOS package).
1096 (defun symbol-package-for-target-symbol (symbol)
1097   ;; We want to catch weird symbols like CLISP's
1098   ;; CL:FIND-METHOD=CLOS::FIND-METHOD, but we don't want to get
1099   ;; sidetracked by ordinary symbols like :CHARACTER which happen to
1100   ;; have the same SYMBOL-NAME as exports from COMMON-LISP.
1101   (multiple-value-bind (cl-symbol cl-status)
1102       (find-symbol (symbol-name symbol) *cl-package*)
1103     (if (and (eq symbol cl-symbol)
1104              (eq cl-status :external))
1105         ;; special case, to work around possible xc host weirdness
1106         ;; in COMMON-LISP package
1107         *cl-package*
1108         ;; ordinary case
1109         (let ((result (symbol-package symbol)))
1110           (aver (package-ok-for-target-symbol-p result))
1111           result))))
1112
1113 ;;; Return a handle on an interned symbol. If necessary allocate the
1114 ;;; symbol and record which package the symbol was referenced in. When
1115 ;;; we allocate the symbol, make sure we record a reference to the
1116 ;;; symbol in the home package so that the package gets set.
1117 (defun cold-intern (symbol
1118                     &optional
1119                     (package (symbol-package-for-target-symbol symbol)))
1120
1121   (aver (package-ok-for-target-symbol-p package))
1122
1123   ;; Anything on the cross-compilation host which refers to the target
1124   ;; machinery through the host SB-XC package should be translated to
1125   ;; something on the target which refers to the same machinery
1126   ;; through the target COMMON-LISP package.
1127   (let ((p (find-package "SB-XC")))
1128     (when (eq package p)
1129       (setf package *cl-package*))
1130     (when (eq (symbol-package symbol) p)
1131       (setf symbol (intern (symbol-name symbol) *cl-package*))))
1132
1133   (let (;; Information about each cold-interned symbol is stored
1134         ;; in COLD-INTERN-INFO.
1135         ;;   (CAR COLD-INTERN-INFO) = descriptor of symbol
1136         ;;   (CDR COLD-INTERN-INFO) = list of packages, other than symbol's
1137         ;;                            own package, referring to symbol
1138         ;; (*COLD-PACKAGE-SYMBOLS* and *COLD-SYMBOLS* store basically the
1139         ;; same information, but with the mapping running the opposite way.)
1140         (cold-intern-info (get symbol 'cold-intern-info)))
1141     (unless cold-intern-info
1142       (cond ((eq (symbol-package-for-target-symbol symbol) package)
1143              (let ((handle (allocate-symbol (symbol-name symbol))))
1144                (setf (gethash (descriptor-bits handle) *cold-symbols*) symbol)
1145                (when (eq package *keyword-package*)
1146                  (cold-set handle handle))
1147                (setq cold-intern-info
1148                      (setf (get symbol 'cold-intern-info) (cons handle nil)))))
1149             (t
1150              (cold-intern symbol)
1151              (setq cold-intern-info (get symbol 'cold-intern-info)))))
1152     (unless (or (null package)
1153                 (member package (cdr cold-intern-info)))
1154       (push package (cdr cold-intern-info))
1155       (let* ((old-cps-entry (assoc package *cold-package-symbols*))
1156              (cps-entry (or old-cps-entry
1157                             (car (push (list package)
1158                                        *cold-package-symbols*)))))
1159         (unless old-cps-entry
1160           (/show "created *COLD-PACKAGE-SYMBOLS* entry for" package symbol))
1161         (push symbol (rest cps-entry))))
1162     (car cold-intern-info)))
1163
1164 ;;; Construct and return a value for use as *NIL-DESCRIPTOR*.
1165 (defun make-nil-descriptor ()
1166   (let* ((des (allocate-unboxed-object
1167                *static*
1168                sb!vm:n-word-bits
1169                sb!vm:symbol-size
1170                0))
1171          (result (make-descriptor (descriptor-high des)
1172                                   (+ (descriptor-low des)
1173                                      (* 2 sb!vm:n-word-bytes)
1174                                      (- sb!vm:list-pointer-lowtag
1175                                         sb!vm:other-pointer-lowtag)))))
1176     (write-wordindexed des
1177                        1
1178                        (make-other-immediate-descriptor
1179                         0
1180                         sb!vm:symbol-header-widetag))
1181     (write-wordindexed des
1182                        (+ 1 sb!vm:symbol-value-slot)
1183                        result)
1184     (write-wordindexed des
1185                        (+ 2 sb!vm:symbol-value-slot)
1186                        result)
1187     (write-wordindexed des
1188                        (+ 1 sb!vm:symbol-plist-slot)
1189                        result)
1190     (write-wordindexed des
1191                        (+ 1 sb!vm:symbol-name-slot)
1192                        ;; This is *DYNAMIC*, and DES is *STATIC*,
1193                        ;; because that's the way CMU CL did it; I'm
1194                        ;; not sure whether there's an underlying
1195                        ;; reason. -- WHN 1990826
1196                        (base-string-to-core "NIL" *dynamic*))
1197     (write-wordindexed des
1198                        (+ 1 sb!vm:symbol-package-slot)
1199                        result)
1200     (setf (get nil 'cold-intern-info)
1201           (cons result nil))
1202     (cold-intern nil)
1203     result))
1204
1205 ;;; Since the initial symbols must be allocated before we can intern
1206 ;;; anything else, we intern those here. We also set the value of T.
1207 (defun initialize-non-nil-symbols ()
1208   #!+sb-doc
1209   "Initialize the cold load symbol-hacking data structures."
1210   (let ((*cold-symbol-allocation-gspace* *static*))
1211     ;; Intern the others.
1212     (dolist (symbol sb!vm:*static-symbols*)
1213       (let* ((des (cold-intern symbol))
1214              (offset-wanted (sb!vm:static-symbol-offset symbol))
1215              (offset-found (- (descriptor-low des)
1216                               (descriptor-low *nil-descriptor*))))
1217         (unless (= offset-wanted offset-found)
1218           ;; FIXME: should be fatal
1219           (warn "Offset from ~S to ~S is ~W, not ~W"
1220                 symbol
1221                 nil
1222                 offset-found
1223                 offset-wanted))))
1224     ;; Establish the value of T.
1225     (let ((t-symbol (cold-intern t)))
1226       (cold-set t-symbol t-symbol))))
1227
1228 ;;; a helper function for FINISH-SYMBOLS: Return a cold alist suitable
1229 ;;; to be stored in *!INITIAL-LAYOUTS*.
1230 (defun cold-list-all-layouts ()
1231   (let ((result *nil-descriptor*))
1232     (maphash (lambda (key stuff)
1233                (cold-push (cold-cons (cold-intern key)
1234                                      (first stuff))
1235                           result))
1236              *cold-layouts*)
1237     result))
1238
1239 ;;; Establish initial values for magic symbols.
1240 ;;;
1241 ;;; Scan over all the symbols referenced in each package in
1242 ;;; *COLD-PACKAGE-SYMBOLS* making that for each one there's an
1243 ;;; appropriate entry in the *!INITIAL-SYMBOLS* data structure to
1244 ;;; intern it.
1245 (defun finish-symbols ()
1246
1247   ;; I think the point of setting these functions into SYMBOL-VALUEs
1248   ;; here, instead of using SYMBOL-FUNCTION, is that in CMU CL
1249   ;; SYMBOL-FUNCTION reduces to FDEFINITION, which is a pretty
1250   ;; hairy operation (involving globaldb.lisp etc.) which we don't
1251   ;; want to invoke early in cold init. -- WHN 2001-12-05
1252   ;;
1253   ;; FIXME: So OK, that's a reasonable reason to do something weird like
1254   ;; this, but this is still a weird thing to do, and we should change
1255   ;; the names to highlight that something weird is going on. Perhaps
1256   ;; *MAYBE-GC-FUN*, *INTERNAL-ERROR-FUN*, *HANDLE-BREAKPOINT-FUN*,
1257   ;; and *HANDLE-FUN-END-BREAKPOINT-FUN*...
1258   (dolist (symbol sb!vm::*c-callable-static-symbols*)
1259     (cold-set symbol (cold-fdefinition-object (cold-intern symbol))))
1260
1261   (cold-set 'sb!vm::*current-catch-block*          (make-fixnum-descriptor 0))
1262   (cold-set 'sb!vm::*current-unwind-protect-block* (make-fixnum-descriptor 0))
1263
1264   (cold-set '*free-interrupt-context-index* (make-fixnum-descriptor 0))
1265
1266   (cold-set '*!initial-layouts* (cold-list-all-layouts))
1267
1268   (/show "dumping packages" (mapcar #'car *cold-package-symbols*))
1269   (let ((initial-symbols *nil-descriptor*))
1270     (dolist (cold-package-symbols-entry *cold-package-symbols*)
1271       (let* ((cold-package (car cold-package-symbols-entry))
1272              (symbols (cdr cold-package-symbols-entry))
1273              (shadows (package-shadowing-symbols cold-package))
1274              (documentation (base-string-to-core (documentation cold-package t)))
1275              (internal *nil-descriptor*)
1276              (external *nil-descriptor*)
1277              (imported-internal *nil-descriptor*)
1278              (imported-external *nil-descriptor*)
1279              (shadowing *nil-descriptor*))
1280         (declare (type package cold-package)) ; i.e. not a target descriptor
1281         (/show "dumping" cold-package symbols)
1282
1283         ;; FIXME: Add assertions here to make sure that inappropriate stuff
1284         ;; isn't being dumped:
1285         ;;   * the CL-USER package
1286         ;;   * the SB-COLD package
1287         ;;   * any internal symbols in the CL package
1288         ;;   * basically any package other than CL, KEYWORD, or the packages
1289         ;;     in package-data-list.lisp-expr
1290         ;; and that the structure of the KEYWORD package (e.g. whether
1291         ;; any symbols are internal to it) matches what we want in the
1292         ;; target SBCL.
1293
1294         ;; FIXME: It seems possible that by looking at the contents of
1295         ;; packages in the target SBCL we could find which symbols in
1296         ;; package-data-lisp.lisp-expr are now obsolete. (If I
1297         ;; understand correctly, only symbols which actually have
1298         ;; definitions or which are otherwise referred to actually end
1299         ;; up in the target packages.)
1300
1301         (dolist (symbol symbols)
1302           (let ((handle (car (get symbol 'cold-intern-info)))
1303                 (imported-p (not (eq (symbol-package-for-target-symbol symbol)
1304                                      cold-package))))
1305             (multiple-value-bind (found where)
1306                 (find-symbol (symbol-name symbol) cold-package)
1307               (unless (and where (eq found symbol))
1308                 (error "The symbol ~S is not available in ~S."
1309                        symbol
1310                        cold-package))
1311               (when (memq symbol shadows)
1312                 (cold-push handle shadowing))
1313               (case where
1314                 (:internal (if imported-p
1315                                (cold-push handle imported-internal)
1316                                (cold-push handle internal)))
1317                 (:external (if imported-p
1318                                (cold-push handle imported-external)
1319                                (cold-push handle external)))))))
1320         (let ((r *nil-descriptor*))
1321           (cold-push documentation r)
1322           (cold-push shadowing r)
1323           (cold-push imported-external r)
1324           (cold-push imported-internal r)
1325           (cold-push external r)
1326           (cold-push internal r)
1327           (cold-push (make-make-package-args cold-package) r)
1328           ;; FIXME: It would be more space-efficient to use vectors
1329           ;; instead of lists here, and space-efficiency here would be
1330           ;; nice, since it would reduce the peak memory usage in
1331           ;; genesis and cold init.
1332           (cold-push r initial-symbols))))
1333     (cold-set '*!initial-symbols* initial-symbols))
1334
1335   (cold-set '*!initial-fdefn-objects* (list-all-fdefn-objects))
1336
1337   (cold-set '*!reversed-cold-toplevels* *current-reversed-cold-toplevels*)
1338
1339   #!+(or x86 x86-64)
1340   (progn
1341     (cold-set 'sb!vm::*fp-constant-0d0* (number-to-core 0d0))
1342     (cold-set 'sb!vm::*fp-constant-1d0* (number-to-core 1d0))
1343     (cold-set 'sb!vm::*fp-constant-0f0* (number-to-core 0f0))
1344     (cold-set 'sb!vm::*fp-constant-1f0* (number-to-core 1f0))))
1345
1346 ;;; Make a cold list that can be used as the arg list to MAKE-PACKAGE in order
1347 ;;; to make a package that is similar to PKG.
1348 (defun make-make-package-args (pkg)
1349   (let* ((use *nil-descriptor*)
1350          (cold-nicknames *nil-descriptor*)
1351          (res *nil-descriptor*))
1352     (dolist (u (package-use-list pkg))
1353       (when (assoc u *cold-package-symbols*)
1354         (cold-push (base-string-to-core (package-name u)) use)))
1355     (let* ((pkg-name (package-name pkg))
1356            ;; Make the package nickname lists for the standard packages
1357            ;; be the minimum specified by ANSI, regardless of what value
1358            ;; the cross-compilation host happens to use.
1359            (warm-nicknames (cond ((string= pkg-name "COMMON-LISP")
1360                                   '("CL"))
1361                                  ((string= pkg-name "COMMON-LISP-USER")
1362                                   '("CL-USER"))
1363                                  ((string= pkg-name "KEYWORD")
1364                                   '())
1365                                  ;; For packages other than the
1366                                  ;; standard packages, the nickname
1367                                  ;; list was specified by our package
1368                                  ;; setup code, not by properties of
1369                                  ;; what cross-compilation host we
1370                                  ;; happened to use, and we can just
1371                                  ;; propagate it into the target.
1372                                  (t
1373                                   (package-nicknames pkg)))))
1374       (dolist (warm-nickname warm-nicknames)
1375         (cold-push (base-string-to-core warm-nickname) cold-nicknames)))
1376
1377     (cold-push (number-to-core (truncate (package-internal-symbol-count pkg)
1378                                          0.8))
1379                res)
1380     (cold-push (cold-intern :internal-symbols) res)
1381     (cold-push (number-to-core (truncate (package-external-symbol-count pkg)
1382                                          0.8))
1383                res)
1384     (cold-push (cold-intern :external-symbols) res)
1385
1386     (cold-push cold-nicknames res)
1387     (cold-push (cold-intern :nicknames) res)
1388
1389     (cold-push use res)
1390     (cold-push (cold-intern :use) res)
1391
1392     (cold-push (base-string-to-core (package-name pkg)) res)
1393     res))
1394 \f
1395 ;;;; functions and fdefinition objects
1396
1397 ;;; a hash table mapping from fdefinition names to descriptors of cold
1398 ;;; objects
1399 ;;;
1400 ;;; Note: Since fdefinition names can be lists like '(SETF FOO), and
1401 ;;; we want to have only one entry per name, this must be an 'EQUAL
1402 ;;; hash table, not the default 'EQL.
1403 (defvar *cold-fdefn-objects*)
1404
1405 (defvar *cold-fdefn-gspace* nil)
1406
1407 ;;; Given a cold representation of a symbol, return a warm
1408 ;;; representation.
1409 (defun warm-symbol (des)
1410   ;; Note that COLD-INTERN is responsible for keeping the
1411   ;; *COLD-SYMBOLS* table up to date, so if DES happens to refer to an
1412   ;; uninterned symbol, the code below will fail. But as long as we
1413   ;; don't need to look up uninterned symbols during bootstrapping,
1414   ;; that's OK..
1415   (multiple-value-bind (symbol found-p)
1416       (gethash (descriptor-bits des) *cold-symbols*)
1417     (declare (type symbol symbol))
1418     (unless found-p
1419       (error "no warm symbol"))
1420     symbol))
1421
1422 ;;; like CL:CAR, CL:CDR, and CL:NULL but for cold values
1423 (defun cold-car (des)
1424   (aver (= (descriptor-lowtag des) sb!vm:list-pointer-lowtag))
1425   (read-wordindexed des sb!vm:cons-car-slot))
1426 (defun cold-cdr (des)
1427   (aver (= (descriptor-lowtag des) sb!vm:list-pointer-lowtag))
1428   (read-wordindexed des sb!vm:cons-cdr-slot))
1429 (defun cold-null (des)
1430   (= (descriptor-bits des)
1431      (descriptor-bits *nil-descriptor*)))
1432
1433 ;;; Given a cold representation of a function name, return a warm
1434 ;;; representation.
1435 (declaim (ftype (function (descriptor) (or symbol list)) warm-fun-name))
1436 (defun warm-fun-name (des)
1437   (let ((result
1438          (ecase (descriptor-lowtag des)
1439            (#.sb!vm:list-pointer-lowtag
1440             (aver (not (cold-null des))) ; function named NIL? please no..
1441             ;; Do cold (DESTRUCTURING-BIND (COLD-CAR COLD-CADR) DES ..).
1442             (let* ((car-des (cold-car des))
1443                    (cdr-des (cold-cdr des))
1444                    (cadr-des (cold-car cdr-des))
1445                    (cddr-des (cold-cdr cdr-des)))
1446               (aver (cold-null cddr-des))
1447               (list (warm-symbol car-des)
1448                     (warm-symbol cadr-des))))
1449            (#.sb!vm:other-pointer-lowtag
1450             (warm-symbol des)))))
1451     (legal-fun-name-or-type-error result)
1452     result))
1453
1454 (defun cold-fdefinition-object (cold-name &optional leave-fn-raw)
1455   (declare (type descriptor cold-name))
1456   (/show0 "/cold-fdefinition-object")
1457   (let ((warm-name (warm-fun-name cold-name)))
1458     (or (gethash warm-name *cold-fdefn-objects*)
1459         (let ((fdefn (allocate-boxed-object (or *cold-fdefn-gspace* *dynamic*)
1460                                             (1- sb!vm:fdefn-size)
1461                                             sb!vm:other-pointer-lowtag)))
1462
1463           (setf (gethash warm-name *cold-fdefn-objects*) fdefn)
1464           (write-memory fdefn (make-other-immediate-descriptor
1465                                (1- sb!vm:fdefn-size) sb!vm:fdefn-widetag))
1466           (write-wordindexed fdefn sb!vm:fdefn-name-slot cold-name)
1467           (unless leave-fn-raw
1468             (write-wordindexed fdefn sb!vm:fdefn-fun-slot
1469                                *nil-descriptor*)
1470             (write-wordindexed fdefn
1471                                sb!vm:fdefn-raw-addr-slot
1472                                (make-random-descriptor
1473                                 (cold-foreign-symbol-address "undefined_tramp"))))
1474           fdefn))))
1475
1476 ;;; Handle the at-cold-init-time, fset-for-static-linkage operation
1477 ;;; requested by FOP-FSET.
1478 (defun static-fset (cold-name defn)
1479   (declare (type descriptor cold-name))
1480   (let ((fdefn (cold-fdefinition-object cold-name t))
1481         (type (logand (descriptor-low (read-memory defn)) sb!vm:widetag-mask)))
1482     (write-wordindexed fdefn sb!vm:fdefn-fun-slot defn)
1483     (write-wordindexed fdefn
1484                        sb!vm:fdefn-raw-addr-slot
1485                        (ecase type
1486                          (#.sb!vm:simple-fun-header-widetag
1487                           (/show0 "static-fset (simple-fun)")
1488                           #!+sparc
1489                           defn
1490                           #!-sparc
1491                           (make-random-descriptor
1492                            (+ (logandc2 (descriptor-bits defn)
1493                                         sb!vm:lowtag-mask)
1494                               (ash sb!vm:simple-fun-code-offset
1495                                    sb!vm:word-shift))))
1496                          (#.sb!vm:closure-header-widetag
1497                           (/show0 "/static-fset (closure)")
1498                           (make-random-descriptor
1499                            (cold-foreign-symbol-address "closure_tramp")))))
1500     fdefn))
1501
1502 (defun initialize-static-fns ()
1503   (let ((*cold-fdefn-gspace* *static*))
1504     (dolist (sym sb!vm:*static-funs*)
1505       (let* ((fdefn (cold-fdefinition-object (cold-intern sym)))
1506              (offset (- (+ (- (descriptor-low fdefn)
1507                               sb!vm:other-pointer-lowtag)
1508                            (* sb!vm:fdefn-raw-addr-slot sb!vm:n-word-bytes))
1509                         (descriptor-low *nil-descriptor*)))
1510              (desired (sb!vm:static-fun-offset sym)))
1511         (unless (= offset desired)
1512           ;; FIXME: should be fatal
1513           (error "Offset from FDEFN ~S to ~S is ~W, not ~W."
1514                  sym nil offset desired))))))
1515
1516 (defun list-all-fdefn-objects ()
1517   (let ((result *nil-descriptor*))
1518     (maphash (lambda (key value)
1519                (declare (ignore key))
1520                (cold-push value result))
1521              *cold-fdefn-objects*)
1522     result))
1523 \f
1524 ;;;; fixups and related stuff
1525
1526 ;;; an EQUAL hash table
1527 (defvar *cold-foreign-symbol-table*)
1528 (declaim (type hash-table *cold-foreign-symbol-table*))
1529
1530 ;; Read the sbcl.nm file to find the addresses for foreign-symbols in
1531 ;; the C runtime.
1532 (defun load-cold-foreign-symbol-table (filename)
1533   (/show "load-cold-foreign-symbol-table" filename)
1534   (with-open-file (file filename)
1535     (loop for line = (read-line file nil nil)
1536           while line do
1537           ;; UNIX symbol tables might have tabs in them, and tabs are
1538           ;; not in Common Lisp STANDARD-CHAR, so there seems to be no
1539           ;; nice portable way to deal with them within Lisp, alas.
1540           ;; Fortunately, it's easy to use UNIX command line tools like
1541           ;; sed to remove the problem, so it's not too painful for us
1542           ;; to push responsibility for converting tabs to spaces out to
1543           ;; the caller.
1544           ;;
1545           ;; Other non-STANDARD-CHARs are problematic for the same reason.
1546           ;; Make sure that there aren't any..
1547           (let ((ch (find-if (lambda (char)
1548                                (not (typep char 'standard-char)))
1549                              line)))
1550             (when ch
1551               (error "non-STANDARD-CHAR ~S found in foreign symbol table:~%~S"
1552                      ch
1553                      line)))
1554           (setf line (string-trim '(#\space) line))
1555           (let ((p1 (position #\space line :from-end nil))
1556                 (p2 (position #\space line :from-end t)))
1557             (if (not (and p1 p2 (< p1 p2)))
1558                 ;; KLUDGE: It's too messy to try to understand all
1559                 ;; possible output from nm, so we just punt the lines we
1560                 ;; don't recognize. We realize that there's some chance
1561                 ;; that might get us in trouble someday, so we warn
1562                 ;; about it.
1563                 (warn "ignoring unrecognized line ~S in ~A" line filename)
1564                 (multiple-value-bind (value name)
1565                     (if (string= "0x" line :end2 2)
1566                         (values (parse-integer line :start 2 :end p1 :radix 16)
1567                                 (subseq line (1+ p2)))
1568                         (values (parse-integer line :end p1 :radix 16)
1569                                 (subseq line (1+ p2))))
1570                   (multiple-value-bind (old-value found)
1571                       (gethash name *cold-foreign-symbol-table*)
1572                     (when (and found
1573                                (not (= old-value value)))
1574                       (warn "redefining ~S from #X~X to #X~X"
1575                             name old-value value)))
1576                   (/show "adding to *cold-foreign-symbol-table*:" name value)
1577                   (setf (gethash name *cold-foreign-symbol-table*) value))))))
1578   (values))     ;; PROGN
1579
1580 (defun cold-foreign-symbol-address (name)
1581   (or (find-foreign-symbol-in-table name *cold-foreign-symbol-table*)
1582       *foreign-symbol-placeholder-value*
1583       (progn
1584         (format *error-output* "~&The foreign symbol table is:~%")
1585         (maphash (lambda (k v)
1586                    (format *error-output* "~&~S = #X~8X~%" k v))
1587                  *cold-foreign-symbol-table*)
1588         (error "The foreign symbol ~S is undefined." name))))
1589
1590 (defvar *cold-assembler-routines*)
1591
1592 (defvar *cold-assembler-fixups*)
1593
1594 (defun record-cold-assembler-routine (name address)
1595   (/xhow "in RECORD-COLD-ASSEMBLER-ROUTINE" name address)
1596   (push (cons name address)
1597         *cold-assembler-routines*))
1598
1599 (defun record-cold-assembler-fixup (routine
1600                                     code-object
1601                                     offset
1602                                     &optional
1603                                     (kind :both))
1604   (push (list routine code-object offset kind)
1605         *cold-assembler-fixups*))
1606
1607 (defun lookup-assembler-reference (symbol)
1608   (let ((value (cdr (assoc symbol *cold-assembler-routines*))))
1609     ;; FIXME: Should this be ERROR instead of WARN?
1610     (unless value
1611       (warn "Assembler routine ~S not defined." symbol))
1612     value))
1613
1614 ;;; The x86 port needs to store code fixups along with code objects if
1615 ;;; they are to be moved, so fixups for code objects in the dynamic
1616 ;;; heap need to be noted.
1617 #!+(or x86 x86-64)
1618 (defvar *load-time-code-fixups*)
1619
1620 #!+(or x86 x86-64)
1621 (defun note-load-time-code-fixup (code-object offset value kind)
1622   ;; If CODE-OBJECT might be moved
1623   (when (= (gspace-identifier (descriptor-intuit-gspace code-object))
1624            dynamic-core-space-id)
1625     ;; FIXME: pushed thing should be a structure, not just a list
1626     (push (list code-object offset value kind) *load-time-code-fixups*))
1627   (values))
1628
1629 #!+(or x86 x86-64)
1630 (defun output-load-time-code-fixups ()
1631   (dolist (fixups *load-time-code-fixups*)
1632     (let ((code-object (first fixups))
1633           (offset (second fixups))
1634           (value (third fixups))
1635           (kind (fourth fixups)))
1636       (cold-push (cold-cons
1637                   (cold-intern :load-time-code-fixup)
1638                   (cold-cons
1639                    code-object
1640                    (cold-cons
1641                     (number-to-core offset)
1642                     (cold-cons
1643                      (number-to-core value)
1644                      (cold-cons
1645                       (cold-intern kind)
1646                       *nil-descriptor*)))))
1647                  *current-reversed-cold-toplevels*))))
1648
1649 ;;; Given a pointer to a code object and an offset relative to the
1650 ;;; tail of the code object's header, return an offset relative to the
1651 ;;; (beginning of the) code object.
1652 ;;;
1653 ;;; FIXME: It might be clearer to reexpress
1654 ;;;    (LET ((X (CALC-OFFSET CODE-OBJECT OFFSET0))) ..)
1655 ;;; as
1656 ;;;    (LET ((X (+ OFFSET0 (CODE-OBJECT-HEADER-N-BYTES CODE-OBJECT)))) ..).
1657 (declaim (ftype (function (descriptor sb!vm:word)) calc-offset))
1658 (defun calc-offset (code-object offset-from-tail-of-header)
1659   (let* ((header (read-memory code-object))
1660          (header-n-words (ash (descriptor-bits header)
1661                               (- sb!vm:n-widetag-bits)))
1662          (header-n-bytes (ash header-n-words sb!vm:word-shift))
1663          (result (+ offset-from-tail-of-header header-n-bytes)))
1664     result))
1665
1666 (declaim (ftype (function (descriptor sb!vm:word sb!vm:word keyword))
1667                 do-cold-fixup))
1668 (defun do-cold-fixup (code-object after-header value kind)
1669   (let* ((offset-within-code-object (calc-offset code-object after-header))
1670          (gspace-bytes (descriptor-bytes code-object))
1671          (gspace-byte-offset (+ (descriptor-byte-offset code-object)
1672                                 offset-within-code-object))
1673          (gspace-byte-address (gspace-byte-address
1674                                (descriptor-gspace code-object))))
1675     (ecase +backend-fasl-file-implementation+
1676       ;; See CMU CL source for other formerly-supported architectures
1677       ;; (and note that you have to rewrite them to use BVREF-X
1678       ;; instead of SAP-REF).
1679       (:alpha
1680          (ecase kind
1681          (:jmp-hint
1682           (assert (zerop (ldb (byte 2 0) value))))
1683          (:bits-63-48
1684           (let* ((value (if (logbitp 15 value) (+ value (ash 1 16)) value))
1685                  (value (if (logbitp 31 value) (+ value (ash 1 32)) value))
1686                  (value (if (logbitp 47 value) (+ value (ash 1 48)) value)))
1687             (setf (bvref-8 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1688                   (ldb (byte 8 48) value)
1689                   (bvref-8 gspace-bytes (1+ gspace-byte-offset))
1690                   (ldb (byte 8 56) value))))
1691          (:bits-47-32
1692           (let* ((value (if (logbitp 15 value) (+ value (ash 1 16)) value))
1693                  (value (if (logbitp 31 value) (+ value (ash 1 32)) value)))
1694             (setf (bvref-8 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1695                   (ldb (byte 8 32) value)
1696                   (bvref-8 gspace-bytes (1+ gspace-byte-offset))
1697                   (ldb (byte 8 40) value))))
1698          (:ldah
1699           (let ((value (if (logbitp 15 value) (+ value (ash 1 16)) value)))
1700             (setf (bvref-8 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1701                   (ldb (byte 8 16) value)
1702                   (bvref-8 gspace-bytes (1+ gspace-byte-offset))
1703                   (ldb (byte 8 24) value))))
1704          (:lda
1705           (setf (bvref-8 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1706                 (ldb (byte 8 0) value)
1707                 (bvref-8 gspace-bytes (1+ gspace-byte-offset))
1708                 (ldb (byte 8 8) value)))))
1709       (:hppa
1710        (ecase kind
1711          (:load
1712           (setf (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1713                 (logior (ash (ldb (byte 11 0) value) 1)
1714                         (logand (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1715                                 #xffffc000))))
1716          (:load-short
1717           (let ((low-bits (ldb (byte 11 0) value)))
1718             (assert (<= 0 low-bits (1- (ash 1 4))))
1719             (setf (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1720                   (logior (ash low-bits 17)
1721                           (logand (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1722                                   #xffe0ffff)))))
1723          (:hi
1724           (setf (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1725                 (logior (ash (ldb (byte 5 13) value) 16)
1726                         (ash (ldb (byte 2 18) value) 14)
1727                         (ash (ldb (byte 2 11) value) 12)
1728                         (ash (ldb (byte 11 20) value) 1)
1729                         (ldb (byte 1 31) value)
1730                         (logand (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1731                                 #xffe00000))))
1732          (:branch
1733           (let ((bits (ldb (byte 9 2) value)))
1734             (assert (zerop (ldb (byte 2 0) value)))
1735             (setf (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1736                   (logior (ash bits 3)
1737                           (logand (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1738                                   #xffe0e002)))))))
1739       (:mips
1740        (ecase kind
1741          (:jump
1742           (assert (zerop (ash value -28)))
1743           (setf (ldb (byte 26 0)
1744                      (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset))
1745                 (ash value -2)))
1746          (:lui
1747           (setf (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1748                 (logior (mask-field (byte 16 16)
1749                                     (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset))
1750                         (+ (ash value -16)
1751                            (if (logbitp 15 value) 1 0)))))
1752          (:addi
1753           (setf (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1754                 (logior (mask-field (byte 16 16)
1755                                     (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset))
1756                         (ldb (byte 16 0) value))))))
1757        ;; FIXME: PowerPC Fixups are not fully implemented. The bit
1758        ;; here starts to set things up to work properly, but there
1759        ;; needs to be corresponding code in ppc-vm.lisp
1760        (:ppc
1761         (ecase kind
1762           (:ba
1763            (setf (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1764                  (dpb (ash value -2) (byte 24 2)
1765                       (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset))))
1766           (:ha
1767            (let* ((un-fixed-up (bvref-16 gspace-bytes
1768                                          (+ gspace-byte-offset 2)))
1769                   (fixed-up (+ un-fixed-up value))
1770                   (h (ldb (byte 16 16) fixed-up))
1771                   (l (ldb (byte 16 0) fixed-up)))
1772              (setf (bvref-16 gspace-bytes (+ gspace-byte-offset 2))
1773                    (if (logbitp 15 l) (ldb (byte 16 0) (1+ h)) h))))
1774           (:l
1775            (let* ((un-fixed-up (bvref-16 gspace-bytes
1776                                          (+ gspace-byte-offset 2)))
1777                   (fixed-up (+ un-fixed-up value)))
1778              (setf (bvref-16 gspace-bytes (+ gspace-byte-offset 2))
1779                    (ldb (byte 16 0) fixed-up))))))
1780       (:sparc
1781        (ecase kind
1782          (:call
1783           (error "can't deal with call fixups yet"))
1784          (:sethi
1785           (setf (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1786                 (dpb (ldb (byte 22 10) value)
1787                      (byte 22 0)
1788                      (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset))))
1789          (:add
1790           (setf (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1791                 (dpb (ldb (byte 10 0) value)
1792                      (byte 10 0)
1793                      (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset))))))
1794       ((:x86 :x86-64)
1795        (let* ((un-fixed-up (bvref-word gspace-bytes
1796                                                gspace-byte-offset))
1797               (code-object-start-addr (logandc2 (descriptor-bits code-object)
1798                                                 sb!vm:lowtag-mask)))
1799          (assert (= code-object-start-addr
1800                   (+ gspace-byte-address
1801                      (descriptor-byte-offset code-object))))
1802          (ecase kind
1803            (:absolute
1804             (let ((fixed-up (+ value un-fixed-up)))
1805               (setf (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1806                     fixed-up)
1807               ;; comment from CMU CL sources:
1808               ;;
1809               ;; Note absolute fixups that point within the object.
1810               ;; KLUDGE: There seems to be an implicit assumption in
1811               ;; the old CMU CL code here, that if it doesn't point
1812               ;; before the object, it must point within the object
1813               ;; (not beyond it). It would be good to add an
1814               ;; explanation of why that's true, or an assertion that
1815               ;; it's really true, or both.
1816               (unless (< fixed-up code-object-start-addr)
1817                 (note-load-time-code-fixup code-object
1818                                            after-header
1819                                            value
1820                                            kind))))
1821            (:relative ; (used for arguments to X86 relative CALL instruction)
1822             (let ((fixed-up (- (+ value un-fixed-up)
1823                                gspace-byte-address
1824                                gspace-byte-offset
1825                                4))) ; "length of CALL argument"
1826               (setf (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1827                     fixed-up)
1828               ;; Note relative fixups that point outside the code
1829               ;; object, which is to say all relative fixups, since
1830               ;; relative addressing within a code object never needs
1831               ;; a fixup.
1832               (note-load-time-code-fixup code-object
1833                                          after-header
1834                                          value
1835                                          kind))))))))
1836   (values))
1837
1838 (defun resolve-assembler-fixups ()
1839   (dolist (fixup *cold-assembler-fixups*)
1840     (let* ((routine (car fixup))
1841            (value (lookup-assembler-reference routine)))
1842       (when value
1843         (do-cold-fixup (second fixup) (third fixup) value (fourth fixup))))))
1844
1845 ;;; *COLD-FOREIGN-SYMBOL-TABLE* becomes *!INITIAL-FOREIGN-SYMBOLS* in
1846 ;;; the core. When the core is loaded, !LOADER-COLD-INIT uses this to
1847 ;;; create *STATIC-FOREIGN-SYMBOLS*, which the code in
1848 ;;; target-load.lisp refers to.
1849 (defun foreign-symbols-to-core ()
1850   (let ((result *nil-descriptor*))
1851     (maphash (lambda (symbol value)
1852                (cold-push (cold-cons (base-string-to-core symbol)
1853                                      (number-to-core value))
1854                           result))
1855              *cold-foreign-symbol-table*)
1856     (cold-set (cold-intern 'sb!kernel:*!initial-foreign-symbols*) result))
1857   (let ((result *nil-descriptor*))
1858     (dolist (rtn *cold-assembler-routines*)
1859       (cold-push (cold-cons (cold-intern (car rtn))
1860                             (number-to-core (cdr rtn)))
1861                  result))
1862     (cold-set (cold-intern '*!initial-assembler-routines*) result)))
1863
1864 \f
1865 ;;;; general machinery for cold-loading FASL files
1866
1867 ;;; FOP functions for cold loading
1868 (defvar *cold-fop-funs*
1869   ;; We start out with a copy of the ordinary *FOP-FUNS*. The ones
1870   ;; which aren't appropriate for cold load will be destructively
1871   ;; modified.
1872   (copy-seq *fop-funs*))
1873
1874 (defvar *normal-fop-funs*)
1875
1876 ;;; Cause a fop to have a special definition for cold load.
1877 ;;;
1878 ;;; This is similar to DEFINE-FOP, but unlike DEFINE-FOP, this version
1879 ;;;   (1) looks up the code for this name (created by a previous
1880 ;;        DEFINE-FOP) instead of creating a code, and
1881 ;;;   (2) stores its definition in the *COLD-FOP-FUNS* vector,
1882 ;;;       instead of storing in the *FOP-FUNS* vector.
1883 (defmacro define-cold-fop ((name &key (pushp t) (stackp t)) &rest forms)
1884   (aver (member pushp '(nil t)))
1885   (aver (member stackp '(nil t)))
1886   (let ((code (get name 'fop-code))
1887         (fname (symbolicate "COLD-" name)))
1888     (unless code
1889       (error "~S is not a defined FOP." name))
1890     `(progn
1891        (defun ,fname ()
1892          ,@(if stackp
1893                `((with-fop-stack ,pushp ,@forms))
1894                forms))
1895        (setf (svref *cold-fop-funs* ,code) #',fname))))
1896
1897 (defmacro clone-cold-fop ((name &key (pushp t) (stackp t))
1898                           (small-name)
1899                           &rest forms)
1900   (aver (member pushp '(nil t)))
1901   (aver (member stackp '(nil t)))
1902   `(progn
1903     (macrolet ((clone-arg () '(read-word-arg)))
1904       (define-cold-fop (,name :pushp ,pushp :stackp ,stackp) ,@forms))
1905     (macrolet ((clone-arg () '(read-byte-arg)))
1906       (define-cold-fop (,small-name :pushp ,pushp :stackp ,stackp) ,@forms))))
1907
1908 ;;; Cause a fop to be undefined in cold load.
1909 (defmacro not-cold-fop (name)
1910   `(define-cold-fop (,name)
1911      (error "The fop ~S is not supported in cold load." ',name)))
1912
1913 ;;; COLD-LOAD loads stuff into the core image being built by calling
1914 ;;; LOAD-AS-FASL with the fop function table rebound to a table of cold
1915 ;;; loading functions.
1916 (defun cold-load (filename)
1917   #!+sb-doc
1918   "Load the file named by FILENAME into the cold load image being built."
1919   (let* ((*normal-fop-funs* *fop-funs*)
1920          (*fop-funs* *cold-fop-funs*)
1921          (*cold-load-filename* (etypecase filename
1922                                  (string filename)
1923                                  (pathname (namestring filename)))))
1924     (with-open-file (s filename :element-type '(unsigned-byte 8))
1925       (load-as-fasl s nil nil))))
1926 \f
1927 ;;;; miscellaneous cold fops
1928
1929 (define-cold-fop (fop-misc-trap) *unbound-marker*)
1930
1931 (define-cold-fop (fop-short-character)
1932   (make-character-descriptor (read-byte-arg)))
1933
1934 (define-cold-fop (fop-empty-list) *nil-descriptor*)
1935 (define-cold-fop (fop-truth) (cold-intern t))
1936
1937 (define-cold-fop (fop-normal-load :stackp nil)
1938   (setq *fop-funs* *normal-fop-funs*))
1939
1940 (define-fop (fop-maybe-cold-load 82 :stackp nil)
1941   (when *cold-load-filename*
1942     (setq *fop-funs* *cold-fop-funs*)))
1943
1944 (define-cold-fop (fop-maybe-cold-load :stackp nil))
1945
1946 (clone-cold-fop (fop-struct)
1947                 (fop-small-struct)
1948   (let* ((size (clone-arg))
1949          (result (allocate-boxed-object *dynamic*
1950                                         (1+ size)
1951                                         sb!vm:instance-pointer-lowtag))
1952          (layout (pop-stack))
1953          (nuntagged
1954           (descriptor-fixnum
1955            (read-wordindexed layout (+ sb!vm:instance-slots-offset 16))))
1956          (ntagged (- size nuntagged)))
1957     (write-memory result (make-other-immediate-descriptor
1958                           size sb!vm:instance-header-widetag))
1959     (write-wordindexed result sb!vm:instance-slots-offset layout)
1960     (do ((index 1 (1+ index)))
1961         ((eql index size))
1962       (declare (fixnum index))
1963       (write-wordindexed result
1964                          (+ index sb!vm:instance-slots-offset)
1965                          (if (>= index ntagged)
1966                              (descriptor-word-sized-integer (pop-stack))
1967                              (pop-stack))))
1968     result))
1969
1970 (define-cold-fop (fop-layout)
1971   (let* ((nuntagged-des (pop-stack))
1972          (length-des (pop-stack))
1973          (depthoid-des (pop-stack))
1974          (cold-inherits (pop-stack))
1975          (name (pop-stack))
1976          (old (gethash name *cold-layouts*)))
1977     (declare (type descriptor length-des depthoid-des cold-inherits))
1978     (declare (type symbol name))
1979     ;; If a layout of this name has been defined already
1980     (if old
1981       ;; Enforce consistency between the previous definition and the
1982       ;; current definition, then return the previous definition.
1983       (destructuring-bind
1984           ;; FIXME: This would be more maintainable if we used
1985           ;; DEFSTRUCT (:TYPE LIST) to define COLD-LAYOUT. -- WHN 19990825
1986           (old-layout-descriptor
1987            old-name
1988            old-length
1989            old-inherits-list
1990            old-depthoid
1991            old-nuntagged)
1992           old
1993         (declare (type descriptor old-layout-descriptor))
1994         (declare (type index old-length old-nuntagged))
1995         (declare (type fixnum old-depthoid))
1996         (declare (type list old-inherits-list))
1997         (aver (eq name old-name))
1998         (let ((length (descriptor-fixnum length-des))
1999               (inherits-list (listify-cold-inherits cold-inherits))
2000               (depthoid (descriptor-fixnum depthoid-des))
2001               (nuntagged (descriptor-fixnum nuntagged-des)))
2002           (unless (= length old-length)
2003             (error "cold loading a reference to class ~S when the compile~%~
2004                     time length was ~S and current length is ~S"
2005                    name
2006                    length
2007                    old-length))
2008           (unless (equal inherits-list old-inherits-list)
2009             (error "cold loading a reference to class ~S when the compile~%~
2010                     time inherits were ~S~%~
2011                     and current inherits are ~S"
2012                    name
2013                    inherits-list
2014                    old-inherits-list))
2015           (unless (= depthoid old-depthoid)
2016             (error "cold loading a reference to class ~S when the compile~%~
2017                     time inheritance depthoid was ~S and current inheritance~%~
2018                     depthoid is ~S"
2019                    name
2020                    depthoid
2021                    old-depthoid))
2022           (unless (= nuntagged old-nuntagged)
2023             (error "cold loading a reference to class ~S when the compile~%~
2024                     time number of untagged slots was ~S and is currently ~S"
2025                    name
2026                    nuntagged
2027                    old-nuntagged)))
2028         old-layout-descriptor)
2029       ;; Make a new definition from scratch.
2030       (make-cold-layout name length-des cold-inherits depthoid-des
2031                         nuntagged-des))))
2032 \f
2033 ;;;; cold fops for loading symbols
2034
2035 ;;; Load a symbol SIZE characters long from *FASL-INPUT-STREAM* and
2036 ;;; intern that symbol in PACKAGE.
2037 (defun cold-load-symbol (size package)
2038   (let ((string (make-string size)))
2039     (read-string-as-bytes *fasl-input-stream* string)
2040     (cold-intern (intern string package))))
2041
2042 (macrolet ((frob (name pname-len package-len)
2043              `(define-cold-fop (,name)
2044                 (let ((index (read-arg ,package-len)))
2045                   (push-fop-table
2046                    (cold-load-symbol (read-arg ,pname-len)
2047                                      (svref *current-fop-table* index)))))))
2048   (frob fop-symbol-in-package-save #.sb!vm:n-word-bytes #.sb!vm:n-word-bytes)
2049   (frob fop-small-symbol-in-package-save 1 #.sb!vm:n-word-bytes)
2050   (frob fop-symbol-in-byte-package-save #.sb!vm:n-word-bytes 1)
2051   (frob fop-small-symbol-in-byte-package-save 1 1))
2052
2053 (clone-cold-fop (fop-lisp-symbol-save)
2054                 (fop-lisp-small-symbol-save)
2055   (push-fop-table (cold-load-symbol (clone-arg) *cl-package*)))
2056
2057 (clone-cold-fop (fop-keyword-symbol-save)
2058                 (fop-keyword-small-symbol-save)
2059   (push-fop-table (cold-load-symbol (clone-arg) *keyword-package*)))
2060
2061 (clone-cold-fop (fop-uninterned-symbol-save)
2062                 (fop-uninterned-small-symbol-save)
2063   (let* ((size (clone-arg))
2064          (name (make-string size)))
2065     (read-string-as-bytes *fasl-input-stream* name)
2066     (let ((symbol-des (allocate-symbol name)))
2067       (push-fop-table symbol-des))))
2068 \f
2069 ;;;; cold fops for loading lists
2070
2071 ;;; Make a list of the top LENGTH things on the fop stack. The last
2072 ;;; cdr of the list is set to LAST.
2073 (defmacro cold-stack-list (length last)
2074   `(do* ((index ,length (1- index))
2075          (result ,last (cold-cons (pop-stack) result)))
2076         ((= index 0) result)
2077      (declare (fixnum index))))
2078
2079 (define-cold-fop (fop-list)
2080   (cold-stack-list (read-byte-arg) *nil-descriptor*))
2081 (define-cold-fop (fop-list*)
2082   (cold-stack-list (read-byte-arg) (pop-stack)))
2083 (define-cold-fop (fop-list-1)
2084   (cold-stack-list 1 *nil-descriptor*))
2085 (define-cold-fop (fop-list-2)
2086   (cold-stack-list 2 *nil-descriptor*))
2087 (define-cold-fop (fop-list-3)
2088   (cold-stack-list 3 *nil-descriptor*))
2089 (define-cold-fop (fop-list-4)
2090   (cold-stack-list 4 *nil-descriptor*))
2091 (define-cold-fop (fop-list-5)
2092   (cold-stack-list 5 *nil-descriptor*))
2093 (define-cold-fop (fop-list-6)
2094   (cold-stack-list 6 *nil-descriptor*))
2095 (define-cold-fop (fop-list-7)
2096   (cold-stack-list 7 *nil-descriptor*))
2097 (define-cold-fop (fop-list-8)
2098   (cold-stack-list 8 *nil-descriptor*))
2099 (define-cold-fop (fop-list*-1)
2100   (cold-stack-list 1 (pop-stack)))
2101 (define-cold-fop (fop-list*-2)
2102   (cold-stack-list 2 (pop-stack)))
2103 (define-cold-fop (fop-list*-3)
2104   (cold-stack-list 3 (pop-stack)))
2105 (define-cold-fop (fop-list*-4)
2106   (cold-stack-list 4 (pop-stack)))
2107 (define-cold-fop (fop-list*-5)
2108   (cold-stack-list 5 (pop-stack)))
2109 (define-cold-fop (fop-list*-6)
2110   (cold-stack-list 6 (pop-stack)))
2111 (define-cold-fop (fop-list*-7)
2112   (cold-stack-list 7 (pop-stack)))
2113 (define-cold-fop (fop-list*-8)
2114   (cold-stack-list 8 (pop-stack)))
2115 \f
2116 ;;;; cold fops for loading vectors
2117
2118 (clone-cold-fop (fop-base-string)
2119                 (fop-small-base-string)
2120   (let* ((len (clone-arg))
2121          (string (make-string len)))
2122     (read-string-as-bytes *fasl-input-stream* string)
2123     (base-string-to-core string)))
2124
2125 #!+sb-unicode
2126 (clone-cold-fop (fop-character-string)
2127                 (fop-small-character-string)
2128   (bug "CHARACTER-STRING dumped by cross-compiler."))
2129
2130 (clone-cold-fop (fop-vector)
2131                 (fop-small-vector)
2132   (let* ((size (clone-arg))
2133          (result (allocate-vector-object *dynamic*
2134                                          sb!vm:n-word-bits
2135                                          size
2136                                          sb!vm:simple-vector-widetag)))
2137     (do ((index (1- size) (1- index)))
2138         ((minusp index))
2139       (declare (fixnum index))
2140       (write-wordindexed result
2141                          (+ index sb!vm:vector-data-offset)
2142                          (pop-stack)))
2143     result))
2144
2145 (define-cold-fop (fop-int-vector)
2146   (let* ((len (read-word-arg))
2147          (sizebits (read-byte-arg))
2148          (type (case sizebits
2149                  (0 sb!vm:simple-array-nil-widetag)
2150                  (1 sb!vm:simple-bit-vector-widetag)
2151                  (2 sb!vm:simple-array-unsigned-byte-2-widetag)
2152                  (4 sb!vm:simple-array-unsigned-byte-4-widetag)
2153                  (7 (prog1 sb!vm:simple-array-unsigned-byte-7-widetag
2154                       (setf sizebits 8)))
2155                  (8 sb!vm:simple-array-unsigned-byte-8-widetag)
2156                  (15 (prog1 sb!vm:simple-array-unsigned-byte-15-widetag
2157                        (setf sizebits 16)))
2158                  (16 sb!vm:simple-array-unsigned-byte-16-widetag)
2159                  (31 (prog1 sb!vm:simple-array-unsigned-byte-31-widetag
2160                        (setf sizebits 32)))
2161                  (32 sb!vm:simple-array-unsigned-byte-32-widetag)
2162                  #!+#.(cl:if (cl:= 64 sb!vm:n-word-bits) '(and) '(or))
2163                  (63 (prog1 sb!vm:simple-array-unsigned-byte-63-widetag
2164                        (setf sizebits 64)))
2165                  #!+#.(cl:if (cl:= 64 sb!vm:n-word-bits) '(and) '(or))
2166                  (64 sb!vm:simple-array-unsigned-byte-64-widetag)
2167                  (t (error "losing element size: ~W" sizebits))))
2168          (result (allocate-vector-object *dynamic* sizebits len type))
2169          (start (+ (descriptor-byte-offset result)
2170                    (ash sb!vm:vector-data-offset sb!vm:word-shift)))
2171          (end (+ start
2172                  (ceiling (* len sizebits)
2173                           sb!vm:n-byte-bits))))
2174     (read-bigvec-as-sequence-or-die (descriptor-bytes result)
2175                                     *fasl-input-stream*
2176                                     :start start
2177                                     :end end)
2178     result))
2179
2180 (define-cold-fop (fop-single-float-vector)
2181   (let* ((len (read-word-arg))
2182          (result (allocate-vector-object
2183                   *dynamic*
2184                   sb!vm:n-word-bits
2185                   len
2186                   sb!vm:simple-array-single-float-widetag))
2187          (start (+ (descriptor-byte-offset result)
2188                    (ash sb!vm:vector-data-offset sb!vm:word-shift)))
2189          (end (+ start (* len 4))))
2190     (read-bigvec-as-sequence-or-die (descriptor-bytes result)
2191                                     *fasl-input-stream*
2192                                     :start start
2193                                     :end end)
2194     result))
2195
2196 (not-cold-fop fop-double-float-vector)
2197 #!+long-float (not-cold-fop fop-long-float-vector)
2198 (not-cold-fop fop-complex-single-float-vector)
2199 (not-cold-fop fop-complex-double-float-vector)
2200 #!+long-float (not-cold-fop fop-complex-long-float-vector)
2201
2202 (define-cold-fop (fop-array)
2203   (let* ((rank (read-word-arg))
2204          (data-vector (pop-stack))
2205          (result (allocate-boxed-object *dynamic*
2206                                         (+ sb!vm:array-dimensions-offset rank)
2207                                         sb!vm:other-pointer-lowtag)))
2208     (write-memory result
2209                   (make-other-immediate-descriptor rank
2210                                                    sb!vm:simple-array-widetag))
2211     (write-wordindexed result sb!vm:array-fill-pointer-slot *nil-descriptor*)
2212     (write-wordindexed result sb!vm:array-data-slot data-vector)
2213     (write-wordindexed result sb!vm:array-displacement-slot *nil-descriptor*)
2214     (write-wordindexed result sb!vm:array-displaced-p-slot *nil-descriptor*)
2215     (let ((total-elements 1))
2216       (dotimes (axis rank)
2217         (let ((dim (pop-stack)))
2218           (unless (or (= (descriptor-lowtag dim) sb!vm:even-fixnum-lowtag)
2219                       (= (descriptor-lowtag dim) sb!vm:odd-fixnum-lowtag))
2220             (error "non-fixnum dimension? (~S)" dim))
2221           (setf total-elements
2222                 (* total-elements
2223                    (logior (ash (descriptor-high dim)
2224                                 (- descriptor-low-bits
2225                                    (1- sb!vm:n-lowtag-bits)))
2226                            (ash (descriptor-low dim)
2227                                 (- 1 sb!vm:n-lowtag-bits)))))
2228           (write-wordindexed result
2229                              (+ sb!vm:array-dimensions-offset axis)
2230                              dim)))
2231       (write-wordindexed result
2232                          sb!vm:array-elements-slot
2233                          (make-fixnum-descriptor total-elements)))
2234     result))
2235
2236 \f
2237 ;;;; cold fops for loading numbers
2238
2239 (defmacro define-cold-number-fop (fop)
2240   `(define-cold-fop (,fop :stackp nil)
2241      ;; Invoke the ordinary warm version of this fop to push the
2242      ;; number.
2243      (,fop)
2244      ;; Replace the warm fop result with the cold image of the warm
2245      ;; fop result.
2246      (with-fop-stack t
2247        (let ((number (pop-stack)))
2248          (number-to-core number)))))
2249
2250 (define-cold-number-fop fop-single-float)
2251 (define-cold-number-fop fop-double-float)
2252 (define-cold-number-fop fop-integer)
2253 (define-cold-number-fop fop-small-integer)
2254 (define-cold-number-fop fop-word-integer)
2255 (define-cold-number-fop fop-byte-integer)
2256 (define-cold-number-fop fop-complex-single-float)
2257 (define-cold-number-fop fop-complex-double-float)
2258
2259 (define-cold-fop (fop-ratio)
2260   (let ((den (pop-stack)))
2261     (number-pair-to-core (pop-stack) den sb!vm:ratio-widetag)))
2262
2263 (define-cold-fop (fop-complex)
2264   (let ((im (pop-stack)))
2265     (number-pair-to-core (pop-stack) im sb!vm:complex-widetag)))
2266 \f
2267 ;;;; cold fops for calling (or not calling)
2268
2269 (not-cold-fop fop-eval)
2270 (not-cold-fop fop-eval-for-effect)
2271
2272 (defvar *load-time-value-counter*)
2273
2274 (define-cold-fop (fop-funcall)
2275   (unless (= (read-byte-arg) 0)
2276     (error "You can't FOP-FUNCALL arbitrary stuff in cold load."))
2277   (let ((counter *load-time-value-counter*))
2278     (cold-push (cold-cons
2279                 (cold-intern :load-time-value)
2280                 (cold-cons
2281                  (pop-stack)
2282                  (cold-cons
2283                   (number-to-core counter)
2284                   *nil-descriptor*)))
2285                *current-reversed-cold-toplevels*)
2286     (setf *load-time-value-counter* (1+ counter))
2287     (make-descriptor 0 0 nil counter)))
2288
2289 (defun finalize-load-time-value-noise ()
2290   (cold-set (cold-intern '*!load-time-values*)
2291             (allocate-vector-object *dynamic*
2292                                     sb!vm:n-word-bits
2293                                     *load-time-value-counter*
2294                                     sb!vm:simple-vector-widetag)))
2295
2296 (define-cold-fop (fop-funcall-for-effect :pushp nil)
2297   (if (= (read-byte-arg) 0)
2298       (cold-push (pop-stack)
2299                  *current-reversed-cold-toplevels*)
2300       (error "You can't FOP-FUNCALL arbitrary stuff in cold load.")))
2301 \f
2302 ;;;; cold fops for fixing up circularities
2303
2304 (define-cold-fop (fop-rplaca :pushp nil)
2305   (let ((obj (svref *current-fop-table* (read-word-arg)))
2306         (idx (read-word-arg)))
2307     (write-memory (cold-nthcdr idx obj) (pop-stack))))
2308
2309 (define-cold-fop (fop-rplacd :pushp nil)
2310   (let ((obj (svref *current-fop-table* (read-word-arg)))
2311         (idx (read-word-arg)))
2312     (write-wordindexed (cold-nthcdr idx obj) 1 (pop-stack))))
2313
2314 (define-cold-fop (fop-svset :pushp nil)
2315   (let ((obj (svref *current-fop-table* (read-word-arg)))
2316         (idx (read-word-arg)))
2317     (write-wordindexed obj
2318                    (+ idx
2319                       (ecase (descriptor-lowtag obj)
2320                         (#.sb!vm:instance-pointer-lowtag 1)
2321                         (#.sb!vm:other-pointer-lowtag 2)))
2322                    (pop-stack))))
2323
2324 (define-cold-fop (fop-structset :pushp nil)
2325   (let ((obj (svref *current-fop-table* (read-word-arg)))
2326         (idx (read-word-arg)))
2327     (write-wordindexed obj (1+ idx) (pop-stack))))
2328
2329 ;;; In the original CMUCL code, this actually explicitly declared PUSHP
2330 ;;; to be T, even though that's what it defaults to in DEFINE-COLD-FOP.
2331 (define-cold-fop (fop-nthcdr)
2332   (cold-nthcdr (read-word-arg) (pop-stack)))
2333
2334 (defun cold-nthcdr (index obj)
2335   (dotimes (i index)
2336     (setq obj (read-wordindexed obj 1)))
2337   obj)
2338 \f
2339 ;;;; cold fops for loading code objects and functions
2340
2341 ;;; the names of things which have had COLD-FSET used on them already
2342 ;;; (used to make sure that we don't try to statically link a name to
2343 ;;; more than one definition)
2344 (defparameter *cold-fset-warm-names*
2345   ;; This can't be an EQL hash table because names can be conses, e.g.
2346   ;; (SETF CAR).
2347   (make-hash-table :test 'equal))
2348
2349 (define-cold-fop (fop-fset :pushp nil)
2350   (let* ((fn (pop-stack))
2351          (cold-name (pop-stack))
2352          (warm-name (warm-fun-name cold-name)))
2353     (if (gethash warm-name *cold-fset-warm-names*)
2354         (error "duplicate COLD-FSET for ~S" warm-name)
2355         (setf (gethash warm-name *cold-fset-warm-names*) t))
2356     (static-fset cold-name fn)))
2357
2358 (define-cold-fop (fop-fdefinition)
2359   (cold-fdefinition-object (pop-stack)))
2360
2361 (define-cold-fop (fop-sanctify-for-execution)
2362   (pop-stack))
2363
2364 ;;; Setting this variable shows what code looks like before any
2365 ;;; fixups (or function headers) are applied.
2366 #!+sb-show (defvar *show-pre-fixup-code-p* nil)
2367
2368 ;;; FIXME: The logic here should be converted into a function
2369 ;;; COLD-CODE-FOP-GUTS (NCONST CODE-SIZE) called by DEFINE-COLD-FOP
2370 ;;; FOP-CODE and DEFINE-COLD-FOP FOP-SMALL-CODE, so that
2371 ;;; variable-capture nastiness like (LET ((NCONST ,NCONST) ..) ..)
2372 ;;; doesn't keep me awake at night.
2373 (defmacro define-cold-code-fop (name nconst code-size)
2374   `(define-cold-fop (,name)
2375      (let* ((nconst ,nconst)
2376             (code-size ,code-size)
2377             (raw-header-n-words (+ sb!vm:code-trace-table-offset-slot nconst))
2378             (header-n-words
2379              ;; Note: we round the number of constants up to ensure
2380              ;; that the code vector will be properly aligned.
2381              (round-up raw-header-n-words 2))
2382             (des (allocate-cold-descriptor *dynamic*
2383                                            (+ (ash header-n-words
2384                                                    sb!vm:word-shift)
2385                                               code-size)
2386                                            sb!vm:other-pointer-lowtag)))
2387        (write-memory des
2388                      (make-other-immediate-descriptor
2389                       header-n-words sb!vm:code-header-widetag))
2390        (write-wordindexed des
2391                           sb!vm:code-code-size-slot
2392                           (make-fixnum-descriptor
2393                            (ash (+ code-size (1- (ash 1 sb!vm:word-shift)))
2394                                 (- sb!vm:word-shift))))
2395        (write-wordindexed des sb!vm:code-entry-points-slot *nil-descriptor*)
2396        (write-wordindexed des sb!vm:code-debug-info-slot (pop-stack))
2397        (when (oddp raw-header-n-words)
2398          (write-wordindexed des
2399                             raw-header-n-words
2400                             (make-random-descriptor 0)))
2401        (do ((index (1- raw-header-n-words) (1- index)))
2402            ((< index sb!vm:code-trace-table-offset-slot))
2403          (write-wordindexed des index (pop-stack)))
2404        (let* ((start (+ (descriptor-byte-offset des)
2405                         (ash header-n-words sb!vm:word-shift)))
2406               (end (+ start code-size)))
2407          (read-bigvec-as-sequence-or-die (descriptor-bytes des)
2408                                          *fasl-input-stream*
2409                                          :start start
2410                                          :end end)
2411          #!+sb-show
2412          (when *show-pre-fixup-code-p*
2413            (format *trace-output*
2414                    "~&/raw code from code-fop ~W ~W:~%"
2415                    nconst
2416                    code-size)
2417            (do ((i start (+ i sb!vm:n-word-bytes)))
2418                ((>= i end))
2419              (format *trace-output*
2420                      "/#X~8,'0x: #X~8,'0x~%"
2421                      (+ i (gspace-byte-address (descriptor-gspace des)))
2422                      (bvref-32 (descriptor-bytes des) i)))))
2423        des)))
2424
2425 (define-cold-code-fop fop-code (read-word-arg) (read-word-arg))
2426
2427 (define-cold-code-fop fop-small-code (read-byte-arg) (read-halfword-arg))
2428
2429 (clone-cold-fop (fop-alter-code :pushp nil)
2430                 (fop-byte-alter-code)
2431   (let ((slot (clone-arg))
2432         (value (pop-stack))
2433         (code (pop-stack)))
2434     (write-wordindexed code slot value)))
2435
2436 (define-cold-fop (fop-fun-entry)
2437   (let* ((type (pop-stack))
2438          (arglist (pop-stack))
2439          (name (pop-stack))
2440          (code-object (pop-stack))
2441          (offset (calc-offset code-object (read-word-arg)))
2442          (fn (descriptor-beyond code-object
2443                                 offset
2444                                 sb!vm:fun-pointer-lowtag))
2445          (next (read-wordindexed code-object sb!vm:code-entry-points-slot)))
2446     (unless (zerop (logand offset sb!vm:lowtag-mask))
2447       (error "unaligned function entry: ~S at #X~X" name offset))
2448     (write-wordindexed code-object sb!vm:code-entry-points-slot fn)
2449     (write-memory fn
2450                   (make-other-immediate-descriptor
2451                    (ash offset (- sb!vm:word-shift))
2452                    sb!vm:simple-fun-header-widetag))
2453     (write-wordindexed fn
2454                        sb!vm:simple-fun-self-slot
2455                        ;; KLUDGE: Wiring decisions like this in at
2456                        ;; this level ("if it's an x86") instead of a
2457                        ;; higher level of abstraction ("if it has such
2458                        ;; and such relocation peculiarities (which
2459                        ;; happen to be confined to the x86)") is bad.
2460                        ;; It would be nice if the code were instead
2461                        ;; conditional on some more descriptive
2462                        ;; feature, :STICKY-CODE or
2463                        ;; :LOAD-GC-INTERACTION or something.
2464                        ;;
2465                        ;; FIXME: The X86 definition of the function
2466                        ;; self slot breaks everything object.tex says
2467                        ;; about it. (As far as I can tell, the X86
2468                        ;; definition makes it a pointer to the actual
2469                        ;; code instead of a pointer back to the object
2470                        ;; itself.) Ask on the mailing list whether
2471                        ;; this is documented somewhere, and if not,
2472                        ;; try to reverse engineer some documentation.
2473                        #!-(or x86 x86-64)
2474                        ;; a pointer back to the function object, as
2475                        ;; described in CMU CL
2476                        ;; src/docs/internals/object.tex
2477                        fn
2478                        #!+(or x86 x86-64)
2479                        ;; KLUDGE: a pointer to the actual code of the
2480                        ;; object, as described nowhere that I can find
2481                        ;; -- WHN 19990907
2482                        (make-random-descriptor
2483                         (+ (descriptor-bits fn)
2484                            (- (ash sb!vm:simple-fun-code-offset
2485                                    sb!vm:word-shift)
2486                               ;; FIXME: We should mask out the type
2487                               ;; bits, not assume we know what they
2488                               ;; are and subtract them out this way.
2489                               sb!vm:fun-pointer-lowtag))))
2490     (write-wordindexed fn sb!vm:simple-fun-next-slot next)
2491     (write-wordindexed fn sb!vm:simple-fun-name-slot name)
2492     (write-wordindexed fn sb!vm:simple-fun-arglist-slot arglist)
2493     (write-wordindexed fn sb!vm:simple-fun-type-slot type)
2494     fn))
2495
2496 (define-cold-fop (fop-foreign-fixup)
2497   (let* ((kind (pop-stack))
2498          (code-object (pop-stack))
2499          (len (read-byte-arg))
2500          (sym (make-string len)))
2501     (read-string-as-bytes *fasl-input-stream* sym)
2502     (let ((offset (read-word-arg))
2503           (value (cold-foreign-symbol-address sym)))
2504       (do-cold-fixup code-object offset value kind))
2505    code-object))
2506
2507 #!+linkage-table
2508 (define-cold-fop (fop-foreign-dataref-fixup)
2509   (let* ((kind (pop-stack))
2510          (code-object (pop-stack))
2511          (len (read-byte-arg))
2512          (sym (make-string len)))
2513     (read-string-as-bytes *fasl-input-stream* sym)
2514     (maphash (lambda (k v)
2515                (format *error-output* "~&~S = #X~8X~%" k v))
2516              *cold-foreign-symbol-table*)
2517     (error "shared foreign symbol in cold load: ~S (~S)" sym kind)))
2518
2519 (define-cold-fop (fop-assembler-code)
2520   (let* ((length (read-word-arg))
2521          (header-n-words
2522           ;; Note: we round the number of constants up to ensure that
2523           ;; the code vector will be properly aligned.
2524           (round-up sb!vm:code-constants-offset 2))
2525          (des (allocate-cold-descriptor *read-only*
2526                                         (+ (ash header-n-words
2527                                                 sb!vm:word-shift)
2528                                            length)
2529                                         sb!vm:other-pointer-lowtag)))
2530     (write-memory des
2531                   (make-other-immediate-descriptor
2532                    header-n-words sb!vm:code-header-widetag))
2533     (write-wordindexed des
2534                        sb!vm:code-code-size-slot
2535                        (make-fixnum-descriptor
2536                         (ash (+ length (1- (ash 1 sb!vm:word-shift)))
2537                              (- sb!vm:word-shift))))
2538     (write-wordindexed des sb!vm:code-entry-points-slot *nil-descriptor*)
2539     (write-wordindexed des sb!vm:code-debug-info-slot *nil-descriptor*)
2540
2541     (let* ((start (+ (descriptor-byte-offset des)
2542                      (ash header-n-words sb!vm:word-shift)))
2543            (end (+ start length)))
2544       (read-bigvec-as-sequence-or-die (descriptor-bytes des)
2545                                       *fasl-input-stream*
2546                                       :start start
2547                                       :end end))
2548     des))
2549
2550 (define-cold-fop (fop-assembler-routine)
2551   (let* ((routine (pop-stack))
2552          (des (pop-stack))
2553          (offset (calc-offset des (read-word-arg))))
2554     (record-cold-assembler-routine
2555      routine
2556      (+ (logandc2 (descriptor-bits des) sb!vm:lowtag-mask) offset))
2557     des))
2558
2559 (define-cold-fop (fop-assembler-fixup)
2560   (let* ((routine (pop-stack))
2561          (kind (pop-stack))
2562          (code-object (pop-stack))
2563          (offset (read-word-arg)))
2564     (record-cold-assembler-fixup routine code-object offset kind)
2565     code-object))
2566
2567 (define-cold-fop (fop-code-object-fixup)
2568   (let* ((kind (pop-stack))
2569          (code-object (pop-stack))
2570          (offset (read-word-arg))
2571          (value (descriptor-bits code-object)))
2572     (do-cold-fixup code-object offset value kind)
2573     code-object))
2574 \f
2575 ;;;; emitting C header file
2576
2577 (defun tailwise-equal (string tail)
2578   (and (>= (length string) (length tail))
2579        (string= string tail :start1 (- (length string) (length tail)))))
2580
2581 (defun write-boilerplate ()
2582   (format t "/*~%")
2583   (dolist (line
2584            '("This is a machine-generated file. Please do not edit it by hand."
2585              "(As of sbcl-0.8.14, it came from WRITE-CONFIG-H in genesis.lisp.)"
2586              nil
2587              "This file contains low-level information about the"
2588              "internals of a particular version and configuration"
2589              "of SBCL. It is used by the C compiler to create a runtime"
2590              "support environment, an executable program in the host"
2591              "operating system's native format, which can then be used to"
2592              "load and run 'core' files, which are basically programs"
2593              "in SBCL's own format."))
2594     (format t " *~@[ ~A~]~%" line))
2595   (format t " */~%"))
2596
2597 (defun write-config-h ()
2598   ;; propagating *SHEBANG-FEATURES* into C-level #define's
2599   (dolist (shebang-feature-name (sort (mapcar #'symbol-name
2600                                               sb-cold:*shebang-features*)
2601                                       #'string<))
2602     (format t
2603             "#define LISP_FEATURE_~A~%"
2604             (substitute #\_ #\- shebang-feature-name)))
2605   (terpri)
2606   ;; and miscellaneous constants
2607   (format t "#define SBCL_CORE_VERSION_INTEGER ~D~%" sbcl-core-version-integer)
2608   (format t
2609           "#define SBCL_VERSION_STRING ~S~%"
2610           (sb!xc:lisp-implementation-version))
2611   (format t "#define CORE_MAGIC 0x~X~%" core-magic)
2612   (format t "#ifndef LANGUAGE_ASSEMBLY~2%")
2613   (format t "#define LISPOBJ(x) ((lispobj)x)~2%")
2614   (format t "#else /* LANGUAGE_ASSEMBLY */~2%")
2615   (format t "#define LISPOBJ(thing) thing~2%")
2616   (format t "#endif /* LANGUAGE_ASSEMBLY */~2%")
2617   (terpri))
2618
2619 (defun write-constants-h ()
2620   ;; writing entire families of named constants
2621   (let ((constants nil))
2622     (dolist (package-name '(;; Even in CMU CL, constants from VM
2623                             ;; were automatically propagated
2624                             ;; into the runtime.
2625                             "SB!VM"
2626                             ;; In SBCL, we also propagate various
2627                             ;; magic numbers related to file format,
2628                             ;; which live here instead of SB!VM.
2629                             "SB!FASL"))
2630       (do-external-symbols (symbol (find-package package-name))
2631         (when (constantp symbol)
2632           (let ((name (symbol-name symbol)))
2633             (labels (;; shared machinery
2634                      (record (string priority)
2635                        (push (list string
2636                                    priority
2637                                    (symbol-value symbol)
2638                                    (documentation symbol 'variable))
2639                              constants))
2640                      ;; machinery for old-style CMU CL Lisp-to-C
2641                      ;; arbitrary renaming, being phased out in favor of
2642                      ;; the newer systematic RECORD-WITH-TRANSLATED-NAME
2643                      ;; renaming
2644                      (record-with-munged-name (prefix string priority)
2645                        (record (concatenate
2646                                 'simple-string
2647                                 prefix
2648                                 (delete #\- (string-capitalize string)))
2649                                priority))
2650                      (maybe-record-with-munged-name (tail prefix priority)
2651                        (when (tailwise-equal name tail)
2652                          (record-with-munged-name prefix
2653                                                   (subseq name 0
2654                                                           (- (length name)
2655                                                              (length tail)))
2656                                                   priority)))
2657                      ;; machinery for new-style SBCL Lisp-to-C naming
2658                      (record-with-translated-name (priority)
2659                        (record (substitute #\_ #\- name)
2660                                priority))
2661                      (maybe-record-with-translated-name (suffixes priority)
2662                        (when (some (lambda (suffix)
2663                                      (tailwise-equal name suffix))
2664                                    suffixes)
2665                          (record-with-translated-name priority))))
2666
2667               (maybe-record-with-translated-name '("-LOWTAG") 0)
2668               (maybe-record-with-translated-name '("-WIDETAG") 1)
2669               (maybe-record-with-munged-name "-FLAG" "flag_" 2)
2670               (maybe-record-with-munged-name "-TRAP" "trap_" 3)
2671               (maybe-record-with-munged-name "-SUBTYPE" "subtype_" 4)
2672               (maybe-record-with-munged-name "-SC-NUMBER" "sc_" 5)
2673               (maybe-record-with-translated-name '("-START" "-END" "-SIZE") 6)
2674               (maybe-record-with-translated-name '("-CORE-ENTRY-TYPE-CODE") 7)
2675               (maybe-record-with-translated-name '("-CORE-SPACE-ID") 8))))))
2676     ;; KLUDGE: these constants are sort of important, but there's no
2677     ;; pleasing way to inform the code above about them.  So we fake
2678     ;; it for now.  nikodemus on #lisp (2004-08-09) suggested simply
2679     ;; exporting every numeric constant from SB!VM; that would work,
2680     ;; but the C runtime would have to be altered to use Lisp-like names
2681     ;; rather than the munged names currently exported.  --njf, 2004-08-09
2682     (dolist (c '(sb!vm:n-word-bits sb!vm:n-word-bytes
2683                  sb!vm:n-lowtag-bits sb!vm:lowtag-mask
2684                  sb!vm:n-widetag-bits sb!vm:widetag-mask
2685                  sb!vm:n-fixnum-tag-bits sb!vm:fixnum-tag-mask))
2686       (push (list (substitute #\_ #\- (symbol-name c))
2687                   -1                    ; invent a new priority
2688                   (symbol-value c)
2689                   nil)
2690             constants))
2691     ;; One more symbol that doesn't fit into the code above.
2692     (flet ((translate (name)
2693              (delete #\+ (substitute #\_ #\- name))))
2694       (let ((c 'sb!impl::+magic-hash-vector-value+))
2695         (push (list (translate (symbol-name c))
2696                     9
2697                     (symbol-value c)
2698                     nil)
2699               constants)))
2700
2701     (setf constants
2702           (sort constants
2703                 (lambda (const1 const2)
2704                   (if (= (second const1) (second const2))
2705                       (< (third const1) (third const2))
2706                       (< (second const1) (second const2))))))
2707     (let ((prev-priority (second (car constants))))
2708       (dolist (const constants)
2709         (destructuring-bind (name priority value doc) const
2710           (unless (= prev-priority priority)
2711             (terpri)
2712             (setf prev-priority priority))
2713           (format t "#define ~A " name)
2714           (format t
2715                   ;; KLUDGE: As of sbcl-0.6.7.14, we're dumping two
2716                   ;; different kinds of values here, (1) small codes
2717                   ;; and (2) machine addresses. The small codes can be
2718                   ;; dumped as bare integer values. The large machine
2719                   ;; addresses might cause problems if they're large
2720                   ;; and represented as (signed) C integers, so we
2721                   ;; want to force them to be unsigned. We do that by
2722                   ;; wrapping them in the LISPOBJ macro. (We could do
2723                   ;; it with a bare "(unsigned)" cast, except that
2724                   ;; this header file is used not only in C files, but
2725                   ;; also in assembly files, which don't understand
2726                   ;; the cast syntax. The LISPOBJ macro goes away in
2727                   ;; assembly files, but that shouldn't matter because
2728                   ;; we don't do arithmetic on address constants in
2729                   ;; assembly files. See? It really is a kludge..) --
2730                   ;; WHN 2000-10-18
2731                   (let (;; cutoff for treatment as a small code
2732                         (cutoff (expt 2 16)))
2733                     (cond ((minusp value)
2734                            (error "stub: negative values unsupported"))
2735                           ((< value cutoff)
2736                            "~D")
2737                           (t
2738                            "LISPOBJ(~DU)")))
2739                   value)
2740           (format t " /* 0x~X */~@[  /* ~A */~]~%" value doc))))
2741     (terpri))
2742
2743   ;; writing information about internal errors
2744   (let ((internal-errors sb!c:*backend-internal-errors*))
2745     (dotimes (i (length internal-errors))
2746       (let ((current-error (aref internal-errors i)))
2747         ;; FIXME: this UNLESS should go away (see also FIXME in
2748         ;; interr.lisp) -- APD, 2002-03-05
2749         (unless (eq nil (car current-error))
2750           (format t "#define ~A ~D~%"
2751                   (substitute #\_ #\- (symbol-name (car current-error)))
2752                   i)))))
2753   (terpri)
2754
2755   ;; FIXME: The SPARC has a PSEUDO-ATOMIC-TRAP that differs between
2756   ;; platforms. If we export this from the SB!VM package, it gets
2757   ;; written out as #define trap_PseudoAtomic, which is confusing as
2758   ;; the runtime treats trap_ as the prefix for illegal instruction
2759   ;; type things. We therefore don't export it, but instead do
2760   #!+sparc
2761   (when (boundp 'sb!vm::pseudo-atomic-trap)
2762     (format t
2763             "#define PSEUDO_ATOMIC_TRAP ~D /* 0x~:*~X */~%"
2764             sb!vm::pseudo-atomic-trap)
2765     (terpri))
2766   ;; possibly this is another candidate for a rename (to
2767   ;; pseudo-atomic-trap-number or pseudo-atomic-magic-constant
2768   ;; [possibly applicable to other platforms])
2769
2770   (dolist (symbol '(sb!vm::float-traps-byte
2771                     sb!vm::float-exceptions-byte
2772                     sb!vm::float-sticky-bits
2773                     sb!vm::float-rounding-mode))
2774     (format t "#define ~A_POSITION ~A /* ~:*0x~X */~%"
2775             (substitute #\_ #\- (symbol-name symbol))
2776             (sb!xc:byte-position (symbol-value symbol)))
2777     (format t "#define ~A_MASK 0x~X /* ~:*~A */~%"
2778             (substitute #\_ #\- (symbol-name symbol))
2779             (sb!xc:mask-field (symbol-value symbol) -1))))
2780
2781
2782
2783 (defun write-primitive-object (obj)
2784   ;; writing primitive object layouts
2785     (format t "#ifndef LANGUAGE_ASSEMBLY~2%")
2786       (format t
2787               "struct ~A {~%"
2788               (substitute #\_ #\-
2789               (string-downcase (string (sb!vm:primitive-object-name obj)))))
2790       (when (sb!vm:primitive-object-widetag obj)
2791         (format t "    lispobj header;~%"))
2792       (dolist (slot (sb!vm:primitive-object-slots obj))
2793         (format t "    ~A ~A~@[[1]~];~%"
2794         (getf (sb!vm:slot-options slot) :c-type "lispobj")
2795         (substitute #\_ #\-
2796                     (string-downcase (string (sb!vm:slot-name slot))))
2797         (sb!vm:slot-rest-p slot)))
2798   (format t "};~2%")
2799     (format t "#else /* LANGUAGE_ASSEMBLY */~2%")
2800       (let ((name (sb!vm:primitive-object-name obj))
2801       (lowtag (eval (sb!vm:primitive-object-lowtag obj))))
2802         (when lowtag
2803         (dolist (slot (sb!vm:primitive-object-slots obj))
2804           (format t "#define ~A_~A_OFFSET ~D~%"
2805                   (substitute #\_ #\- (string name))
2806                   (substitute #\_ #\- (string (sb!vm:slot-name slot)))
2807                   (- (* (sb!vm:slot-offset slot) sb!vm:n-word-bytes) lowtag)))
2808       (terpri)))
2809     (format t "#endif /* LANGUAGE_ASSEMBLY */~2%"))
2810
2811 (defun write-structure-object (dd)
2812   (flet ((cstring (designator)
2813            (substitute
2814             #\_ #\%
2815             (substitute #\_ #\- (string-downcase (string designator))))))
2816     (format t "#ifndef LANGUAGE_ASSEMBLY~2%")
2817     (format t "struct ~A {~%" (cstring (dd-name dd)))
2818     (format t "    lispobj header;~%")
2819     (format t "    lispobj layout;~%")
2820     (dolist (slot (dd-slots dd))
2821       (when (eq t (dsd-raw-type slot))
2822         (format t "    lispobj ~A;~%" (cstring (dsd-name slot)))))
2823     (unless (oddp (+ (dd-length dd) (dd-raw-length dd)))
2824       (format t "    long raw_slot_padding;~%"))
2825     (dotimes (n (dd-raw-length dd))
2826       (format t "    long raw~D;~%" (- (dd-raw-length dd) n 1)))
2827     (format t "};~2%")
2828     (format t "#endif /* LANGUAGE_ASSEMBLY */~2%")))
2829
2830 (defun write-static-symbols ()
2831   (dolist (symbol (cons nil sb!vm:*static-symbols*))
2832     ;; FIXME: It would be nice to use longer names than NIL and
2833     ;; (particularly) T in #define statements.
2834     (format t "#define ~A LISPOBJ(0x~X)~%"
2835             (substitute #\_ #\-
2836                         (remove-if (lambda (char)
2837                                      (member char '(#\% #\* #\. #\!)))
2838                                    (symbol-name symbol)))
2839             (if *static*                ; if we ran GENESIS
2840               ;; We actually ran GENESIS, use the real value.
2841               (descriptor-bits (cold-intern symbol))
2842               ;; We didn't run GENESIS, so guess at the address.
2843               (+ sb!vm:static-space-start
2844                  sb!vm:n-word-bytes
2845                  sb!vm:other-pointer-lowtag
2846                    (if symbol (sb!vm:static-symbol-offset symbol) 0))))))
2847
2848 \f
2849 ;;;; writing map file
2850
2851 ;;; Write a map file describing the cold load. Some of this
2852 ;;; information is subject to change due to relocating GC, but even so
2853 ;;; it can be very handy when attempting to troubleshoot the early
2854 ;;; stages of cold load.
2855 (defun write-map ()
2856   (let ((*print-pretty* nil)
2857         (*print-case* :upcase))
2858     (format t "assembler routines defined in core image:~2%")
2859     (dolist (routine (sort (copy-list *cold-assembler-routines*) #'<
2860                            :key #'cdr))
2861       (format t "#X~8,'0X: ~S~%" (cdr routine) (car routine)))
2862     (let ((funs nil)
2863           (undefs nil))
2864       (maphash (lambda (name fdefn)
2865                  (let ((fun (read-wordindexed fdefn
2866                                               sb!vm:fdefn-fun-slot)))
2867                    (if (= (descriptor-bits fun)
2868                           (descriptor-bits *nil-descriptor*))
2869                        (push name undefs)
2870                        (let ((addr (read-wordindexed
2871                                     fdefn sb!vm:fdefn-raw-addr-slot)))
2872                          (push (cons name (descriptor-bits addr))
2873                                funs)))))
2874                *cold-fdefn-objects*)
2875       (format t "~%~|~%initially defined functions:~2%")
2876       (setf funs (sort funs #'< :key #'cdr))
2877       (dolist (info funs)
2878         (format t "0x~8,'0X: ~S   #X~8,'0X~%" (cdr info) (car info)
2879                 (- (cdr info) #x17)))
2880       (format t
2881 "~%~|
2882 (a note about initially undefined function references: These functions
2883 are referred to by code which is installed by GENESIS, but they are not
2884 installed by GENESIS. This is not necessarily a problem; functions can
2885 be defined later, by cold init toplevel forms, or in files compiled and
2886 loaded at warm init, or elsewhere. As long as they are defined before
2887 they are called, everything should be OK. Things are also OK if the
2888 cross-compiler knew their inline definition and used that everywhere
2889 that they were called before the out-of-line definition is installed,
2890 as is fairly common for structure accessors.)
2891 initially undefined function references:~2%")
2892
2893       (setf undefs (sort undefs #'string< :key #'fun-name-block-name))
2894       (dolist (name undefs)
2895         (format t "~S~%" name)))
2896
2897     (format t "~%~|~%layout names:~2%")
2898     (collect ((stuff))
2899       (maphash (lambda (name gorp)
2900                  (declare (ignore name))
2901                  (stuff (cons (descriptor-bits (car gorp))
2902                               (cdr gorp))))
2903                *cold-layouts*)
2904       (dolist (x (sort (stuff) #'< :key #'car))
2905         (apply #'format t "~8,'0X: ~S[~D]~%~10T~S~%" x))))
2906
2907   (values))
2908 \f
2909 ;;;; writing core file
2910
2911 (defvar *core-file*)
2912 (defvar *data-page*)
2913
2914 ;;; magic numbers to identify entries in a core file
2915 ;;;
2916 ;;; (In case you were wondering: No, AFAIK there's no special magic about
2917 ;;; these which requires them to be in the 38xx range. They're just
2918 ;;; arbitrary words, tested not for being in a particular range but just
2919 ;;; for equality. However, if you ever need to look at a .core file and
2920 ;;; figure out what's going on, it's slightly convenient that they're
2921 ;;; all in an easily recognizable range, and displacing the range away from
2922 ;;; zero seems likely to reduce the chance that random garbage will be
2923 ;;; misinterpreted as a .core file.)
2924 (defconstant version-core-entry-type-code 3860)
2925 (defconstant build-id-core-entry-type-code 3899)
2926 (defconstant new-directory-core-entry-type-code 3861)
2927 (defconstant initial-fun-core-entry-type-code 3863)
2928 (defconstant page-table-core-entry-type-code 3880)
2929 (defconstant end-core-entry-type-code 3840)
2930
2931 (declaim (ftype (function (sb!vm:word) sb!vm:word) write-word))
2932 (defun write-word (num)
2933   (ecase sb!c:*backend-byte-order*
2934     (:little-endian
2935      (dotimes (i sb!vm:n-word-bytes)
2936        (write-byte (ldb (byte 8 (* i 8)) num) *core-file*)))
2937     (:big-endian
2938      (dotimes (i sb!vm:n-word-bytes)
2939        (write-byte (ldb (byte 8 (* (- (1- sb!vm:n-word-bytes) i) 8)) num)
2940                    *core-file*))))
2941   num)
2942
2943 (defun advance-to-page ()
2944   (force-output *core-file*)
2945   (file-position *core-file*
2946                  (round-up (file-position *core-file*)
2947                            sb!c:*backend-page-size*)))
2948
2949 (defun output-gspace (gspace)
2950   (force-output *core-file*)
2951   (let* ((posn (file-position *core-file*))
2952          (bytes (* (gspace-free-word-index gspace) sb!vm:n-word-bytes))
2953          (pages (ceiling bytes sb!c:*backend-page-size*))
2954          (total-bytes (* pages sb!c:*backend-page-size*)))
2955
2956     (file-position *core-file*
2957                    (* sb!c:*backend-page-size* (1+ *data-page*)))
2958     (format t
2959             "writing ~S byte~:P [~S page~:P] from ~S~%"
2960             total-bytes
2961             pages
2962             gspace)
2963     (force-output)
2964
2965     ;; Note: It is assumed that the GSPACE allocation routines always
2966     ;; allocate whole pages (of size *target-page-size*) and that any
2967     ;; empty gspace between the free pointer and the end of page will
2968     ;; be zero-filled. This will always be true under Mach on machines
2969     ;; where the page size is equal. (RT is 4K, PMAX is 4K, Sun 3 is
2970     ;; 8K).
2971     (write-bigvec-as-sequence (gspace-bytes gspace)
2972                               *core-file*
2973                               :end total-bytes)
2974     (force-output *core-file*)
2975     (file-position *core-file* posn)
2976
2977     ;; Write part of a (new) directory entry which looks like this:
2978     ;;   GSPACE IDENTIFIER
2979     ;;   WORD COUNT
2980     ;;   DATA PAGE
2981     ;;   ADDRESS
2982     ;;   PAGE COUNT
2983     (write-word (gspace-identifier gspace))
2984     (write-word (gspace-free-word-index gspace))
2985     (write-word *data-page*)
2986     (multiple-value-bind (floor rem)
2987         (floor (gspace-byte-address gspace) sb!c:*backend-page-size*)
2988       (aver (zerop rem))
2989       (write-word floor))
2990     (write-word pages)
2991
2992     (incf *data-page* pages)))
2993
2994 ;;; Create a core file created from the cold loaded image. (This is
2995 ;;; the "initial core file" because core files could be created later
2996 ;;; by executing SAVE-LISP in a running system, perhaps after we've
2997 ;;; added some functionality to the system.)
2998 (declaim (ftype (function (string)) write-initial-core-file))
2999 (defun write-initial-core-file (filename)
3000
3001   (let ((filenamestring (namestring filename))
3002         (*data-page* 0))
3003
3004     (format t
3005             "[building initial core file in ~S: ~%"
3006             filenamestring)
3007     (force-output)
3008
3009     (with-open-file (*core-file* filenamestring
3010                                  :direction :output
3011                                  :element-type '(unsigned-byte 8)
3012                                  :if-exists :rename-and-delete)
3013
3014       ;; Write the magic number.
3015       (write-word core-magic)
3016
3017       ;; Write the Version entry.
3018       (write-word version-core-entry-type-code)
3019       (write-word 3)
3020       (write-word sbcl-core-version-integer)
3021
3022       ;; Write the build ID.
3023       (write-word build-id-core-entry-type-code)
3024       (let ((build-id (with-open-file (s "output/build-id.tmp"
3025                                          :direction :input)
3026                         (read s))))
3027         (declare (type simple-string build-id))
3028         (/show build-id (length build-id))
3029         ;; Write length of build ID record: BUILD-ID-CORE-ENTRY-TYPE-CODE
3030         ;; word, this length word, and one word for each char of BUILD-ID.
3031         (write-word (+ 2 (length build-id)))
3032         (dovector (char build-id)
3033           ;; (We write each character as a word in order to avoid
3034           ;; having to think about word alignment issues in the
3035           ;; sbcl-0.7.8 version of coreparse.c.)
3036           (write-word (sb!xc:char-code char))))
3037
3038       ;; Write the New Directory entry header.
3039       (write-word new-directory-core-entry-type-code)
3040       (write-word 17) ; length = (5 words/space) * 3 spaces + 2 for header.
3041
3042       (output-gspace *read-only*)
3043       (output-gspace *static*)
3044       (output-gspace *dynamic*)
3045
3046       ;; Write the initial function.
3047       (write-word initial-fun-core-entry-type-code)
3048       (write-word 3)
3049       (let* ((cold-name (cold-intern '!cold-init))
3050              (cold-fdefn (cold-fdefinition-object cold-name))
3051              (initial-fun (read-wordindexed cold-fdefn
3052                                             sb!vm:fdefn-fun-slot)))
3053         (format t
3054                 "~&/(DESCRIPTOR-BITS INITIAL-FUN)=#X~X~%"
3055                 (descriptor-bits initial-fun))
3056         (write-word (descriptor-bits initial-fun)))
3057
3058       ;; Write the End entry.
3059       (write-word end-core-entry-type-code)
3060       (write-word 2)))
3061
3062   (format t "done]~%")
3063   (force-output)
3064   (/show "leaving WRITE-INITIAL-CORE-FILE")
3065   (values))
3066 \f
3067 ;;;; the actual GENESIS function
3068
3069 ;;; Read the FASL files in OBJECT-FILE-NAMES and produce a Lisp core,
3070 ;;; and/or information about a Lisp core, therefrom.
3071 ;;;
3072 ;;; input file arguments:
3073 ;;;   SYMBOL-TABLE-FILE-NAME names a UNIX-style .nm file *with* *any*
3074 ;;;     *tab* *characters* *converted* *to* *spaces*. (We push
3075 ;;;     responsibility for removing tabs out to the caller it's
3076 ;;;     trivial to remove them using UNIX command line tools like
3077 ;;;     sed, whereas it's a headache to do it portably in Lisp because
3078 ;;;     #\TAB is not a STANDARD-CHAR.) If this file is not supplied,
3079 ;;;     a core file cannot be built (but a C header file can be).
3080 ;;;
3081 ;;; output files arguments (any of which may be NIL to suppress output):
3082 ;;;   CORE-FILE-NAME gets a Lisp core.
3083 ;;;   C-HEADER-FILE-NAME gets a C header file, traditionally called
3084 ;;;     internals.h, which is used by the C compiler when constructing
3085 ;;;     the executable which will load the core.
3086 ;;;   MAP-FILE-NAME gets (?) a map file. (dunno about this -- WHN 19990815)
3087 ;;;
3088 ;;; FIXME: GENESIS doesn't belong in SB!VM. Perhaps in %KERNEL for now,
3089 ;;; perhaps eventually in SB-LD or SB-BOOT.
3090 (defun sb!vm:genesis (&key
3091                       object-file-names
3092                       symbol-table-file-name
3093                       core-file-name
3094                       map-file-name
3095                       c-header-dir-name)
3096
3097   (format t
3098           "~&beginning GENESIS, ~A~%"
3099           (if core-file-name
3100             ;; Note: This output summarizing what we're doing is
3101             ;; somewhat telegraphic in style, not meant to imply that
3102             ;; we're not e.g. also creating a header file when we
3103             ;; create a core.
3104             (format nil "creating core ~S" core-file-name)
3105             (format nil "creating headers in ~S" c-header-dir-name)))
3106
3107   (let ((*cold-foreign-symbol-table* (make-hash-table :test 'equal)))
3108
3109     (when core-file-name
3110       (if symbol-table-file-name
3111           (load-cold-foreign-symbol-table symbol-table-file-name)
3112           (error "can't output a core file without symbol table file input")))
3113
3114     ;; Now that we've successfully read our only input file (by
3115     ;; loading the symbol table, if any), it's a good time to ensure
3116     ;; that there'll be someplace for our output files to go when
3117     ;; we're done.
3118     (flet ((frob (filename)
3119              (when filename
3120                (ensure-directories-exist filename :verbose t))))
3121       (frob core-file-name)
3122       (frob map-file-name))
3123
3124     ;; (This shouldn't matter in normal use, since GENESIS normally
3125     ;; only runs once in any given Lisp image, but it could reduce
3126     ;; confusion if we ever experiment with running, tweaking, and
3127     ;; rerunning genesis interactively.)
3128     (do-all-symbols (sym)
3129       (remprop sym 'cold-intern-info))
3130
3131     (let* ((*foreign-symbol-placeholder-value* (if core-file-name nil 0))
3132            (*load-time-value-counter* 0)
3133            (*cold-fdefn-objects* (make-hash-table :test 'equal))
3134            (*cold-symbols* (make-hash-table :test 'equal))
3135            (*cold-package-symbols* nil)
3136            (*read-only* (make-gspace :read-only
3137                                      read-only-core-space-id
3138                                      sb!vm:read-only-space-start))
3139            (*static*    (make-gspace :static
3140                                      static-core-space-id
3141                                      sb!vm:static-space-start))
3142            (*dynamic*   (make-gspace :dynamic
3143                                      dynamic-core-space-id
3144                                      #!+gencgc sb!vm:dynamic-space-start
3145                                      #!-gencgc sb!vm:dynamic-0-space-start))
3146            (*nil-descriptor* (make-nil-descriptor))
3147            (*current-reversed-cold-toplevels* *nil-descriptor*)
3148            (*unbound-marker* (make-other-immediate-descriptor
3149                               0
3150                               sb!vm:unbound-marker-widetag))
3151            *cold-assembler-fixups*
3152            *cold-assembler-routines*
3153            #!+(or x86 x86-64) *load-time-code-fixups*)
3154
3155       ;; Prepare for cold load.
3156       (initialize-non-nil-symbols)
3157       (initialize-layouts)
3158       (initialize-static-fns)
3159
3160       ;; Initialize the *COLD-SYMBOLS* system with the information
3161       ;; from package-data-list.lisp-expr and
3162       ;; common-lisp-exports.lisp-expr.
3163       ;;
3164       ;; Why do things this way? Historically, the *COLD-SYMBOLS*
3165       ;; machinery was designed and implemented in CMU CL long before
3166       ;; I (WHN) ever heard of CMU CL. It dumped symbols and packages
3167       ;; iff they were used in the cold image. When I added the
3168       ;; package-data-list.lisp-expr mechanism, the idea was to
3169       ;; centralize all information about packages and exports. Thus,
3170       ;; it was the natural place for information even about packages
3171       ;; (such as SB!PCL and SB!WALKER) which aren't used much until
3172       ;; after cold load. This didn't quite match the CMU CL approach
3173       ;; of filling *COLD-SYMBOLS* with symbols which appear in the
3174       ;; cold image and then dumping only those symbols. By explicitly
3175       ;; putting all the symbols from package-data-list.lisp-expr and
3176       ;; from common-lisp-exports.lisp-expr into *COLD-SYMBOLS* here,
3177       ;; we feed our centralized symbol information into the old CMU
3178       ;; CL code without having to change the old CMU CL code too
3179       ;; much. (And the old CMU CL code is still useful for making
3180       ;; sure that the appropriate keywords and internal symbols end
3181       ;; up interned in the target Lisp, which is good, e.g. in order
3182       ;; to make &KEY arguments work right and in order to make
3183       ;; BACKTRACEs into target Lisp system code be legible.)
3184       (dolist (exported-name
3185                (sb-cold:read-from-file "common-lisp-exports.lisp-expr"))
3186         (cold-intern (intern exported-name *cl-package*)))
3187       (dolist (pd (sb-cold:read-from-file "package-data-list.lisp-expr"))
3188         (declare (type sb-cold:package-data pd))
3189         (let ((package (find-package (sb-cold:package-data-name pd))))
3190           (labels (;; Call FN on every node of the TREE.
3191                    (mapc-on-tree (fn tree)
3192                                  (declare (type function fn))
3193                                  (typecase tree
3194                                    (cons (mapc-on-tree fn (car tree))
3195                                          (mapc-on-tree fn (cdr tree)))
3196                                    (t (funcall fn tree)
3197                                       (values))))
3198                    ;; Make sure that information about the association
3199                    ;; between PACKAGE and the symbol named NAME gets
3200                    ;; recorded in the cold-intern system or (as a
3201                    ;; convenience when dealing with the tree structure
3202                    ;; allowed in the PACKAGE-DATA-EXPORTS slot) do
3203                    ;; nothing if NAME is NIL.
3204                    (chill (name)
3205                      (when name
3206                        (cold-intern (intern name package) package))))
3207             (mapc-on-tree #'chill (sb-cold:package-data-export pd))
3208             (mapc #'chill (sb-cold:package-data-reexport pd))
3209             (dolist (sublist (sb-cold:package-data-import-from pd))
3210               (destructuring-bind (package-name &rest symbol-names) sublist
3211                 (declare (ignore package-name))
3212                 (mapc #'chill symbol-names))))))
3213
3214       ;; Cold load.
3215       (dolist (file-name object-file-names)
3216         (write-line (namestring file-name))
3217         (cold-load file-name))
3218
3219       ;; Tidy up loose ends left by cold loading. ("Postpare from cold load?")
3220       (resolve-assembler-fixups)
3221       #!+(or x86 x86-64) (output-load-time-code-fixups)
3222       (foreign-symbols-to-core)
3223       (finish-symbols)
3224       (/show "back from FINISH-SYMBOLS")
3225       (finalize-load-time-value-noise)
3226
3227       ;; Tell the target Lisp how much stuff we've allocated.
3228       (cold-set 'sb!vm:*read-only-space-free-pointer*
3229                 (allocate-cold-descriptor *read-only*
3230                                           0
3231                                           sb!vm:even-fixnum-lowtag))
3232       (cold-set 'sb!vm:*static-space-free-pointer*
3233                 (allocate-cold-descriptor *static*
3234                                           0
3235                                           sb!vm:even-fixnum-lowtag))
3236       (cold-set 'sb!vm:*initial-dynamic-space-free-pointer*
3237                 (allocate-cold-descriptor *dynamic*
3238                                           0
3239                                           sb!vm:even-fixnum-lowtag))
3240       (/show "done setting free pointers")
3241
3242       ;; Write results to files.
3243       ;;
3244       ;; FIXME: I dislike this approach of redefining
3245       ;; *STANDARD-OUTPUT* instead of putting the new stream in a
3246       ;; lexical variable, and it's annoying to have WRITE-MAP (to
3247       ;; *STANDARD-OUTPUT*) not be parallel to WRITE-INITIAL-CORE-FILE
3248       ;; (to a stream explicitly passed as an argument).
3249       (macrolet ((out-to (name &body body)
3250                    `(let ((fn (format nil "~A/~A.h" c-header-dir-name ,name)))
3251                      (ensure-directories-exist fn)
3252                      (with-open-file (*standard-output* fn
3253                                       :if-exists :supersede :direction :output)
3254                        (write-boilerplate)
3255                        (let ((n (substitute #\_ #\- (string-upcase ,name))))
3256                          (format
3257                           t
3258                           "#ifndef SBCL_GENESIS_~A~%#define SBCL_GENESIS_~A 1~%"
3259                           n n))
3260                        ,@body
3261                        (format t
3262                         "#endif /* SBCL_GENESIS_~A */~%"
3263                         (string-upcase ,name))))))
3264       (when map-file-name
3265         (with-open-file (*standard-output* map-file-name
3266                                            :direction :output
3267                                            :if-exists :supersede)
3268           (write-map)))
3269         (out-to "config" (write-config-h))
3270         (out-to "constants" (write-constants-h))
3271         (let ((structs (sort (copy-list sb!vm:*primitive-objects*) #'string<
3272                              :key (lambda (obj)
3273                                     (symbol-name
3274                                      (sb!vm:primitive-object-name obj))))))
3275           (dolist (obj structs)
3276             (out-to
3277              (string-downcase (string (sb!vm:primitive-object-name obj)))
3278              (write-primitive-object obj)))
3279           (out-to "primitive-objects"
3280                   (dolist (obj structs)
3281                     (format t "~&#include \"~A.h\"~%"
3282                             (string-downcase
3283                              (string (sb!vm:primitive-object-name obj)))))))
3284         (dolist (class '(hash-table
3285                          layout
3286                          sb!c::compiled-debug-info
3287                          sb!c::compiled-debug-fun
3288                          sb!xc:package))
3289           (out-to
3290            (string-downcase (string class))
3291            (write-structure-object
3292             (sb!kernel:layout-info (sb!kernel:find-layout class)))))
3293         (out-to "static-symbols" (write-static-symbols))
3294
3295       (when core-file-name
3296           (write-initial-core-file core-file-name))))))