0.9.1.38:
[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 (defconstant sbcl-core-version-integer 3)
64
65 (defun round-up (number size)
66   #!+sb-doc
67   "Round NUMBER up to be an integral multiple of SIZE."
68   (* size (ceiling number size)))
69 \f
70 ;;;; implementing the concept of "vector" in (almost) portable
71 ;;;; Common Lisp
72 ;;;;
73 ;;;; "If you only need to do such simple things, it doesn't really
74 ;;;; matter which language you use." -- _ANSI Common Lisp_, p. 1, Paul
75 ;;;; Graham (evidently not considering the abstraction "vector" to be
76 ;;;; such a simple thing:-)
77
78 (eval-when (:compile-toplevel :load-toplevel :execute)
79   (defconstant +smallvec-length+
80     (expt 2 16)))
81
82 ;;; an element of a BIGVEC -- a vector small enough that we have
83 ;;; a good chance of it being portable to other Common Lisps
84 (deftype smallvec ()
85   `(simple-array (unsigned-byte 8) (,+smallvec-length+)))
86
87 (defun make-smallvec ()
88   (make-array +smallvec-length+ :element-type '(unsigned-byte 8)))
89
90 ;;; a big vector, implemented as a vector of SMALLVECs
91 ;;;
92 ;;; KLUDGE: This implementation seems portable enough for our
93 ;;; purposes, since realistically every modern implementation is
94 ;;; likely to support vectors of at least 2^16 elements. But if you're
95 ;;; masochistic enough to read this far into the contortions imposed
96 ;;; on us by ANSI and the Lisp community, for daring to use the
97 ;;; abstraction of a large linearly addressable memory space, which is
98 ;;; after all only directly supported by the underlying hardware of at
99 ;;; least 99% of the general-purpose computers in use today, then you
100 ;;; may be titillated to hear that in fact this code isn't really
101 ;;; portable, because as of sbcl-0.7.4 we need somewhat more than
102 ;;; 16Mbytes to represent a core, and ANSI only guarantees that
103 ;;; ARRAY-DIMENSION-LIMIT is not less than 1024. -- WHN 2002-06-13
104 (defstruct bigvec
105   (outer-vector (vector (make-smallvec)) :type (vector smallvec)))
106
107 ;;; analogous to SVREF, but into a BIGVEC
108 (defun bvref (bigvec index)
109   (multiple-value-bind (outer-index inner-index)
110       (floor index +smallvec-length+)
111     (aref (the smallvec
112             (svref (bigvec-outer-vector bigvec) outer-index))
113           inner-index)))
114 (defun (setf bvref) (new-value bigvec index)
115   (multiple-value-bind (outer-index inner-index)
116       (floor index +smallvec-length+)
117     (setf (aref (the smallvec
118                   (svref (bigvec-outer-vector bigvec) outer-index))
119                 inner-index)
120           new-value)))
121
122 ;;; analogous to LENGTH, but for a BIGVEC
123 ;;;
124 ;;; the length of BIGVEC, measured in the number of BVREFable bytes it
125 ;;; can hold
126 (defun bvlength (bigvec)
127   (* (length (bigvec-outer-vector bigvec))
128      +smallvec-length+))
129
130 ;;; analogous to WRITE-SEQUENCE, but for a BIGVEC
131 (defun write-bigvec-as-sequence (bigvec stream &key (start 0) end)
132   (loop for i of-type index from start below (or end (bvlength bigvec)) do
133         (write-byte (bvref bigvec i)
134                     stream)))
135
136 ;;; analogous to READ-SEQUENCE-OR-DIE, but for a BIGVEC
137 (defun read-bigvec-as-sequence-or-die (bigvec stream &key (start 0) end)
138   (loop for i of-type index from start below (or end (bvlength bigvec)) do
139         (setf (bvref bigvec i)
140               (read-byte stream))))
141
142 ;;; Grow BIGVEC (exponentially, so that large increases in size have
143 ;;; asymptotic logarithmic cost per byte).
144 (defun expand-bigvec (bigvec)
145   (let* ((old-outer-vector (bigvec-outer-vector bigvec))
146          (length-old-outer-vector (length old-outer-vector))
147          (new-outer-vector (make-array (* 2 length-old-outer-vector))))
148     (dotimes (i length-old-outer-vector)
149       (setf (svref new-outer-vector i)
150             (svref old-outer-vector i)))
151     (loop for i from length-old-outer-vector below (length new-outer-vector) do
152           (setf (svref new-outer-vector i)
153                 (make-smallvec)))
154     (setf (bigvec-outer-vector bigvec)
155           new-outer-vector))
156   bigvec)
157 \f
158 ;;;; looking up bytes and multi-byte values in a BIGVEC (considering
159 ;;;; it as an image of machine memory on the cross-compilation target)
160
161 ;;; BVREF-32 and friends. These are like SAP-REF-n, except that
162 ;;; instead of a SAP we use a BIGVEC.
163 (macrolet ((make-bvref-n
164             (n)
165             (let* ((name (intern (format nil "BVREF-~A" n)))
166                    (number-octets (/ n 8))
167                    (ash-list-le
168                     (loop for i from 0 to (1- number-octets)
169                           collect `(ash (bvref bigvec (+ byte-index ,i))
170                                         ,(* i 8))))
171                    (ash-list-be
172                     (loop for i from 0 to (1- number-octets)
173                           collect `(ash (bvref bigvec
174                                                (+ byte-index
175                                                   ,(- number-octets 1 i)))
176                                         ,(* i 8))))
177                    (setf-list-le
178                     (loop for i from 0 to (1- number-octets)
179                           append
180                           `((bvref bigvec (+ byte-index ,i))
181                             (ldb (byte 8 ,(* i 8)) new-value))))
182                    (setf-list-be
183                     (loop for i from 0 to (1- number-octets)
184                           append
185                           `((bvref bigvec (+ byte-index ,i))
186                             (ldb (byte 8 ,(- n 8 (* i 8))) new-value)))))
187               `(progn
188                  (defun ,name (bigvec byte-index)
189                    (logior ,@(ecase sb!c:*backend-byte-order*
190                                (:little-endian ash-list-le)
191                                (:big-endian ash-list-be))))
192                  (defun (setf ,name) (new-value bigvec byte-index)
193                    (setf ,@(ecase sb!c:*backend-byte-order*
194                              (:little-endian setf-list-le)
195                              (:big-endian setf-list-be))))))))
196   (make-bvref-n 8)
197   (make-bvref-n 16)
198   (make-bvref-n 32)
199   (make-bvref-n 64))
200
201 ;; lispobj-sized word, whatever that may be
202 ;; hopefully nobody ever wants a 128-bit SBCL...
203 #!+#.(cl:if (cl:= 64 sb!vm:n-word-bits) '(and) '(or))
204 (progn
205 (defun bvref-word (bytes index)
206   (bvref-64 bytes index))
207 (defun (setf bvref-word) (new-val bytes index)
208   (setf (bvref-64 bytes index) new-val)))
209
210 #!+#.(cl:if (cl:= 32 sb!vm:n-word-bits) '(and) '(or))
211 (progn
212 (defun bvref-word (bytes index)
213   (bvref-32 bytes index))
214 (defun (setf bvref-word) (new-val bytes index)
215   (setf (bvref-32 bytes index) new-val)))
216
217 \f
218 ;;;; representation of spaces in the core
219
220 ;;; If there is more than one dynamic space in memory (i.e., if a
221 ;;; copying GC is in use), then only the active dynamic space gets
222 ;;; dumped to core.
223 (defvar *dynamic*)
224 (defconstant dynamic-core-space-id 1)
225
226 (defvar *static*)
227 (defconstant static-core-space-id 2)
228
229 (defvar *read-only*)
230 (defconstant read-only-core-space-id 3)
231
232 (defconstant descriptor-low-bits 16
233   "the number of bits in the low half of the descriptor")
234 (defconstant target-space-alignment (ash 1 descriptor-low-bits)
235   "the alignment requirement for spaces in the target.
236   Must be at least (ASH 1 DESCRIPTOR-LOW-BITS)")
237
238 ;;; a GENESIS-time representation of a memory space (e.g. read-only
239 ;;; space, dynamic space, or static space)
240 (defstruct (gspace (:constructor %make-gspace)
241                    (:copier nil))
242   ;; name and identifier for this GSPACE
243   (name (missing-arg) :type symbol :read-only t)
244   (identifier (missing-arg) :type fixnum :read-only t)
245   ;; the word address where the data will be loaded
246   (word-address (missing-arg) :type unsigned-byte :read-only t)
247   ;; the data themselves. (Note that in CMU CL this was a pair of
248   ;; fields SAP and WORDS-ALLOCATED, but that wasn't very portable.)
249   ;; (And then in SBCL this was a VECTOR, but turned out to be
250   ;; unportable too, since ANSI doesn't think that arrays longer than
251   ;; 1024 (!) should needed by portable CL code...)
252   (bytes (make-bigvec) :read-only t)
253   ;; the index of the next unwritten word (i.e. chunk of
254   ;; SB!VM:N-WORD-BYTES bytes) in BYTES, or equivalently the number of
255   ;; words actually written in BYTES. In order to convert to an actual
256   ;; index into BYTES, thus must be multiplied by SB!VM:N-WORD-BYTES.
257   (free-word-index 0))
258
259 (defun gspace-byte-address (gspace)
260   (ash (gspace-word-address gspace) sb!vm:word-shift))
261
262 (def!method print-object ((gspace gspace) stream)
263   (print-unreadable-object (gspace stream :type t)
264     (format stream "~S" (gspace-name gspace))))
265
266 (defun make-gspace (name identifier byte-address)
267   (unless (zerop (rem byte-address target-space-alignment))
268     (error "The byte address #X~X is not aligned on a #X~X-byte boundary."
269            byte-address
270            target-space-alignment))
271   (%make-gspace :name name
272                 :identifier identifier
273                 :word-address (ash byte-address (- sb!vm:word-shift))))
274 \f
275 ;;;; representation of descriptors
276
277 (defstruct (descriptor
278             (:constructor make-descriptor
279                           (high low &optional gspace word-offset))
280             (:copier nil))
281   ;; the GSPACE that this descriptor is allocated in, or NIL if not set yet.
282   (gspace nil :type (or gspace null))
283   ;; the offset in words from the start of GSPACE, or NIL if not set yet
284   (word-offset nil :type (or sb!vm:word null))
285   ;; the high and low halves of the descriptor
286   ;;
287   ;; KLUDGE: Judging from the comments in genesis.lisp of the CMU CL
288   ;; old-rt compiler, this split dates back from a very early version
289   ;; of genesis where 32-bit integers were represented as conses of
290   ;; two 16-bit integers. In any system with nice (UNSIGNED-BYTE 32)
291   ;; structure slots, like CMU CL >= 17 or any version of SBCL, there
292   ;; seems to be no reason to persist in this. -- WHN 19990917
293   high
294   low)
295 (def!method print-object ((des descriptor) stream)
296   (let ((lowtag (descriptor-lowtag des)))
297     (print-unreadable-object (des stream :type t)
298       (cond ((or (= lowtag sb!vm:even-fixnum-lowtag)
299                  (= lowtag sb!vm:odd-fixnum-lowtag))
300              (let ((unsigned (logior (ash (descriptor-high des)
301                                           (1+ (- descriptor-low-bits
302                                                  sb!vm:n-lowtag-bits)))
303                                      (ash (descriptor-low des)
304                                           (- 1 sb!vm:n-lowtag-bits)))))
305                (format stream
306                        "for fixnum: ~W"
307                        (if (> unsigned #x1FFFFFFF)
308                            (- unsigned #x40000000)
309                            unsigned))))
310             ((or (= lowtag sb!vm:other-immediate-0-lowtag)
311                  (= lowtag sb!vm:other-immediate-1-lowtag)
312                  #!+#.(cl:if (cl:= 64 sb!vm:n-word-bits) '(and) '(or))
313                  (= lowtag sb!vm:other-immediate-2-lowtag)
314                  #!+#.(cl:if (cl:= 64 sb!vm:n-word-bits) '(and) '(or))
315                  (= lowtag sb!vm:other-immediate-3-lowtag))
316              (format stream
317                      "for other immediate: #X~X, type #b~8,'0B"
318                      (ash (descriptor-bits des) (- sb!vm:n-widetag-bits))
319                      (logand (descriptor-low des) sb!vm:widetag-mask)))
320             (t
321              (format stream
322                      "for pointer: #X~X, lowtag #b~3,'0B, ~A"
323                      (logior (ash (descriptor-high des) descriptor-low-bits)
324                              (logandc2 (descriptor-low des) sb!vm:lowtag-mask))
325                      lowtag
326                      (let ((gspace (descriptor-gspace des)))
327                        (if gspace
328                            (gspace-name gspace)
329                            "unknown"))))))))
330
331 ;;; Return a descriptor for a block of LENGTH bytes out of GSPACE. The
332 ;;; free word index is boosted as necessary, and if additional memory
333 ;;; is needed, we grow the GSPACE. The descriptor returned is a
334 ;;; pointer of type LOWTAG.
335 (defun allocate-cold-descriptor (gspace length lowtag)
336   (let* ((bytes (round-up length (ash 1 sb!vm:n-lowtag-bits)))
337          (old-free-word-index (gspace-free-word-index gspace))
338          (new-free-word-index (+ old-free-word-index
339                                  (ash bytes (- sb!vm:word-shift)))))
340     ;; Grow GSPACE as necessary until it's big enough to handle
341     ;; NEW-FREE-WORD-INDEX.
342     (do ()
343         ((>= (bvlength (gspace-bytes gspace))
344              (* new-free-word-index sb!vm:n-word-bytes)))
345       (expand-bigvec (gspace-bytes gspace)))
346     ;; Now that GSPACE is big enough, we can meaningfully grab a chunk of it.
347     (setf (gspace-free-word-index gspace) new-free-word-index)
348     (let ((ptr (+ (gspace-word-address gspace) old-free-word-index)))
349       (make-descriptor (ash ptr (- sb!vm:word-shift descriptor-low-bits))
350                        (logior (ash (logand ptr
351                                             (1- (ash 1
352                                                      (- descriptor-low-bits
353                                                         sb!vm:word-shift))))
354                                     sb!vm:word-shift)
355                                lowtag)
356                        gspace
357                        old-free-word-index))))
358
359 (defun descriptor-lowtag (des)
360   #!+sb-doc
361   "the lowtag bits for DES"
362   (logand (descriptor-low des) sb!vm:lowtag-mask))
363
364 (defun descriptor-bits (des)
365   (logior (ash (descriptor-high des) descriptor-low-bits)
366           (descriptor-low des)))
367
368 (defun descriptor-fixnum (des)
369   (let ((bits (descriptor-bits des)))
370     (if (logbitp (1- sb!vm:n-word-bits) bits)
371         ;; KLUDGE: The (- SB!VM:N-WORD-BITS 2) term here looks right to
372         ;; me, and it works, but in CMU CL it was (1- SB!VM:N-WORD-BITS),
373         ;; and although that doesn't make sense for me, or work for me,
374         ;; it's hard to see how it could have been wrong, since CMU CL
375         ;; genesis worked. It would be nice to understand how this came
376         ;; to be.. -- WHN 19990901
377         (logior (ash bits (- 1 sb!vm:n-lowtag-bits))
378                 (ash -1 (1+ sb!vm:n-positive-fixnum-bits)))
379         (ash bits (- 1 sb!vm:n-lowtag-bits)))))
380
381 (defun descriptor-word-sized-integer (des)
382   ;; Extract an (unsigned-byte 32), from either its fixnum or bignum
383   ;; representation.
384   (let ((lowtag (descriptor-lowtag des)))
385     (if (or (= lowtag sb!vm:even-fixnum-lowtag)
386             (= lowtag sb!vm:odd-fixnum-lowtag))
387         (make-random-descriptor (descriptor-fixnum des))
388         (read-wordindexed des 1))))
389
390 ;;; common idioms
391 (defun descriptor-bytes (des)
392   (gspace-bytes (descriptor-intuit-gspace des)))
393 (defun descriptor-byte-offset (des)
394   (ash (descriptor-word-offset des) sb!vm:word-shift))
395
396 ;;; If DESCRIPTOR-GSPACE is already set, just return that. Otherwise,
397 ;;; figure out a GSPACE which corresponds to DES, set it into
398 ;;; (DESCRIPTOR-GSPACE DES), set a consistent value into
399 ;;; (DESCRIPTOR-WORD-OFFSET DES), and return the GSPACE.
400 (declaim (ftype (function (descriptor) gspace) descriptor-intuit-gspace))
401 (defun descriptor-intuit-gspace (des)
402   (if (descriptor-gspace des)
403     (descriptor-gspace des)
404     ;; KLUDGE: It's not completely clear to me what's going on here;
405     ;; this is a literal translation from of some rather mysterious
406     ;; code from CMU CL's DESCRIPTOR-SAP function. Some explanation
407     ;; would be nice. -- WHN 19990817
408     (let ((lowtag (descriptor-lowtag des))
409           (high (descriptor-high des))
410           (low (descriptor-low des)))
411       (if (or (eql lowtag sb!vm:fun-pointer-lowtag)
412               (eql lowtag sb!vm:instance-pointer-lowtag)
413               (eql lowtag sb!vm:list-pointer-lowtag)
414               (eql lowtag sb!vm:other-pointer-lowtag))
415         (dolist (gspace (list *dynamic* *static* *read-only*)
416                         (error "couldn't find a GSPACE for ~S" des))
417           ;; This code relies on the fact that GSPACEs are aligned
418           ;; such that the descriptor-low-bits low bits are zero.
419           (when (and (>= high (ash (gspace-word-address gspace)
420                                    (- sb!vm:word-shift descriptor-low-bits)))
421                      (<= high (ash (+ (gspace-word-address gspace)
422                                       (gspace-free-word-index gspace))
423                                    (- sb!vm:word-shift descriptor-low-bits))))
424             (setf (descriptor-gspace des) gspace)
425             (setf (descriptor-word-offset des)
426                   (+ (ash (- high (ash (gspace-word-address gspace)
427                                        (- sb!vm:word-shift
428                                           descriptor-low-bits)))
429                           (- descriptor-low-bits sb!vm:word-shift))
430                      (ash (logandc2 low sb!vm:lowtag-mask)
431                           (- sb!vm:word-shift))))
432             (return gspace)))
433         (error "don't even know how to look for a GSPACE for ~S" des)))))
434
435 (defun make-random-descriptor (value)
436   (make-descriptor (logand (ash value (- descriptor-low-bits))
437                            (1- (ash 1
438                                     (- sb!vm:n-word-bits
439                                        descriptor-low-bits))))
440                    (logand value (1- (ash 1 descriptor-low-bits)))))
441
442 (defun make-fixnum-descriptor (num)
443   (when (>= (integer-length num)
444             (1+ (- sb!vm:n-word-bits sb!vm:n-lowtag-bits)))
445     (error "~W is too big for a fixnum." num))
446   (make-random-descriptor (ash num (1- sb!vm:n-lowtag-bits))))
447
448 (defun make-other-immediate-descriptor (data type)
449   (make-descriptor (ash data (- sb!vm:n-widetag-bits descriptor-low-bits))
450                    (logior (logand (ash data (- descriptor-low-bits
451                                                 sb!vm:n-widetag-bits))
452                                    (1- (ash 1 descriptor-low-bits)))
453                            type)))
454
455 (defun make-character-descriptor (data)
456   (make-other-immediate-descriptor data sb!vm:character-widetag))
457
458 (defun descriptor-beyond (des offset type)
459   (let* ((low (logior (+ (logandc2 (descriptor-low des) sb!vm:lowtag-mask)
460                          offset)
461                       type))
462          (high (+ (descriptor-high des)
463                   (ash low (- descriptor-low-bits)))))
464     (make-descriptor high (logand low (1- (ash 1 descriptor-low-bits))))))
465 \f
466 ;;;; miscellaneous variables and other noise
467
468 ;;; a numeric value to be returned for undefined foreign symbols, or NIL if
469 ;;; undefined foreign symbols are to be treated as an error.
470 ;;; (In the first pass of GENESIS, needed to create a header file before
471 ;;; the C runtime can be built, various foreign symbols will necessarily
472 ;;; be undefined, but we don't need actual values for them anyway, and
473 ;;; we can just use 0 or some other placeholder. In the second pass of
474 ;;; GENESIS, all foreign symbols should be defined, so any undefined
475 ;;; foreign symbol is a problem.)
476 ;;;
477 ;;; KLUDGE: It would probably be cleaner to rewrite GENESIS so that it
478 ;;; never tries to look up foreign symbols in the first place unless
479 ;;; it's actually creating a core file (as in the second pass) instead
480 ;;; of using this hack to allow it to go through the motions without
481 ;;; causing an error. -- WHN 20000825
482 (defvar *foreign-symbol-placeholder-value*)
483
484 ;;; a handle on the trap object
485 (defvar *unbound-marker*)
486 ;; was:  (make-other-immediate-descriptor 0 sb!vm:unbound-marker-widetag)
487
488 ;;; a handle on the NIL object
489 (defvar *nil-descriptor*)
490
491 ;;; the head of a list of TOPLEVEL-THINGs describing stuff to be done
492 ;;; when the target Lisp starts up
493 ;;;
494 ;;; Each TOPLEVEL-THING can be a function to be executed or a fixup or
495 ;;; loadtime value, represented by (CONS KEYWORD ..). The FILENAME
496 ;;; tells which fasl file each list element came from, for debugging
497 ;;; purposes.
498 (defvar *current-reversed-cold-toplevels*)
499
500 ;;; the name of the object file currently being cold loaded (as a string, not a
501 ;;; pathname), or NIL if we're not currently cold loading any object file
502 (defvar *cold-load-filename* nil)
503 (declaim (type (or string null) *cold-load-filename*))
504 \f
505 ;;;; miscellaneous stuff to read and write the core memory
506
507 ;;; FIXME: should be DEFINE-MODIFY-MACRO
508 (defmacro cold-push (thing list)
509   #!+sb-doc
510   "Push THING onto the given cold-load LIST."
511   `(setq ,list (cold-cons ,thing ,list)))
512
513 (declaim (ftype (function (descriptor sb!vm:word) descriptor) read-wordindexed))
514 (defun read-wordindexed (address index)
515   #!+sb-doc
516   "Return the value which is displaced by INDEX words from ADDRESS."
517   (let* ((gspace (descriptor-intuit-gspace address))
518          (bytes (gspace-bytes gspace))
519          (byte-index (ash (+ index (descriptor-word-offset address))
520                           sb!vm:word-shift))
521          (value (bvref-word bytes byte-index)))
522     (make-random-descriptor value)))
523
524 (declaim (ftype (function (descriptor) descriptor) read-memory))
525 (defun read-memory (address)
526   #!+sb-doc
527   "Return the value at ADDRESS."
528   (read-wordindexed address 0))
529
530 ;;; (Note: In CMU CL, this function expected a SAP-typed ADDRESS
531 ;;; value, instead of the SAP-INT we use here.)
532 (declaim (ftype (function (sb!vm:word descriptor) (values))
533                 note-load-time-value-reference))
534 (defun note-load-time-value-reference (address marker)
535   (cold-push (cold-cons
536               (cold-intern :load-time-value-fixup)
537               (cold-cons (sap-int-to-core address)
538                          (cold-cons
539                           (number-to-core (descriptor-word-offset marker))
540                           *nil-descriptor*)))
541              *current-reversed-cold-toplevels*)
542   (values))
543
544 (declaim (ftype (function (descriptor sb!vm:word descriptor)) write-wordindexed))
545 (defun write-wordindexed (address index value)
546   #!+sb-doc
547   "Write VALUE displaced INDEX words from ADDRESS."
548   ;; KLUDGE: There is an algorithm (used in DESCRIPTOR-INTUIT-GSPACE)
549   ;; for calculating the value of the GSPACE slot from scratch. It
550   ;; doesn't work for all values, only some of them, but mightn't it
551   ;; be reasonable to see whether it works on VALUE before we give up
552   ;; because (DESCRIPTOR-GSPACE VALUE) isn't set? (Or failing that,
553   ;; perhaps write a comment somewhere explaining why it's not a good
554   ;; idea?) -- WHN 19990817
555   (if (and (null (descriptor-gspace value))
556            (not (null (descriptor-word-offset value))))
557     (note-load-time-value-reference (+ (logandc2 (descriptor-bits address)
558                                                  sb!vm:lowtag-mask)
559                                        (ash index sb!vm:word-shift))
560                                     value)
561     (let* ((bytes (gspace-bytes (descriptor-intuit-gspace address)))
562            (byte-index (ash (+ index (descriptor-word-offset address))
563                                sb!vm:word-shift)))
564       (setf (bvref-word bytes byte-index)
565             (descriptor-bits value)))))
566
567 (declaim (ftype (function (descriptor descriptor)) write-memory))
568 (defun write-memory (address value)
569   #!+sb-doc
570   "Write VALUE (a DESCRIPTOR) at ADDRESS (also a DESCRIPTOR)."
571   (write-wordindexed address 0 value))
572 \f
573 ;;;; allocating images of primitive objects in the cold core
574
575 ;;; There are three kinds of blocks of memory in the type system:
576 ;;; * Boxed objects (cons cells, structures, etc): These objects have no
577 ;;;   header as all slots are descriptors.
578 ;;; * Unboxed objects (bignums): There is a single header word that contains
579 ;;;   the length.
580 ;;; * Vector objects: There is a header word with the type, then a word for
581 ;;;   the length, then the data.
582 (defun allocate-boxed-object (gspace length lowtag)
583   #!+sb-doc
584   "Allocate LENGTH words in GSPACE and return a new descriptor of type LOWTAG
585   pointing to them."
586   (allocate-cold-descriptor gspace (ash length sb!vm:word-shift) lowtag))
587 (defun allocate-unboxed-object (gspace element-bits length type)
588   #!+sb-doc
589   "Allocate LENGTH units of ELEMENT-BITS bits plus a header word in GSPACE and
590   return an ``other-pointer'' descriptor to them. Initialize the header word
591   with the resultant length and TYPE."
592   (let* ((bytes (/ (* element-bits length) sb!vm:n-byte-bits))
593          (des (allocate-cold-descriptor gspace
594                                         (+ bytes sb!vm:n-word-bytes)
595                                         sb!vm:other-pointer-lowtag)))
596     (write-memory des
597                   (make-other-immediate-descriptor (ash bytes
598                                                         (- sb!vm:word-shift))
599                                                    type))
600     des))
601 (defun allocate-vector-object (gspace element-bits length type)
602   #!+sb-doc
603   "Allocate LENGTH units of ELEMENT-BITS size plus a header plus a length slot in
604   GSPACE and return an ``other-pointer'' descriptor to them. Initialize the
605   header word with TYPE and the length slot with LENGTH."
606   ;; FIXME: Here and in ALLOCATE-UNBOXED-OBJECT, BYTES is calculated using
607   ;; #'/ instead of #'CEILING, which seems wrong.
608   (let* ((bytes (/ (* element-bits length) sb!vm:n-byte-bits))
609          (des (allocate-cold-descriptor gspace
610                                         (+ bytes (* 2 sb!vm:n-word-bytes))
611                                         sb!vm:other-pointer-lowtag)))
612     (write-memory des (make-other-immediate-descriptor 0 type))
613     (write-wordindexed des
614                        sb!vm:vector-length-slot
615                        (make-fixnum-descriptor length))
616     des))
617 \f
618 ;;;; copying simple objects into the cold core
619
620 (defun base-string-to-core (string &optional (gspace *dynamic*))
621   #!+sb-doc
622   "Copy STRING (which must only contain STANDARD-CHARs) into the cold
623 core and return a descriptor to it."
624   ;; (Remember that the system convention for storage of strings leaves an
625   ;; extra null byte at the end to aid in call-out to C.)
626   (let* ((length (length string))
627          (des (allocate-vector-object gspace
628                                       sb!vm:n-byte-bits
629                                       (1+ length)
630                                       sb!vm:simple-base-string-widetag))
631          (bytes (gspace-bytes gspace))
632          (offset (+ (* sb!vm:vector-data-offset sb!vm:n-word-bytes)
633                     (descriptor-byte-offset des))))
634     (write-wordindexed des
635                        sb!vm:vector-length-slot
636                        (make-fixnum-descriptor length))
637     (dotimes (i length)
638       (setf (bvref bytes (+ offset i))
639             (sb!xc:char-code (aref string i))))
640     (setf (bvref bytes (+ offset length))
641           0) ; null string-termination character for C
642     des))
643
644 (defun bignum-to-core (n)
645   #!+sb-doc
646   "Copy a bignum to the cold core."
647   (let* ((words (ceiling (1+ (integer-length n)) sb!vm:n-word-bits))
648          (handle (allocate-unboxed-object *dynamic*
649                                           sb!vm:n-word-bits
650                                           words
651                                           sb!vm:bignum-widetag)))
652     (declare (fixnum words))
653     (do ((index 1 (1+ index))
654          (remainder n (ash remainder (- sb!vm:n-word-bits))))
655         ((> index words)
656          (unless (zerop (integer-length remainder))
657            ;; FIXME: Shouldn't this be a fatal error?
658            (warn "~W words of ~W were written, but ~W bits were left over."
659                  words n remainder)))
660       (let ((word (ldb (byte sb!vm:n-word-bits 0) remainder)))
661         (write-wordindexed handle index
662                            (make-descriptor (ash word (- descriptor-low-bits))
663                                             (ldb (byte descriptor-low-bits 0)
664                                                  word)))))
665     handle))
666
667 (defun number-pair-to-core (first second type)
668   #!+sb-doc
669   "Makes a number pair of TYPE (ratio or complex) and fills it in."
670   (let ((des (allocate-unboxed-object *dynamic* sb!vm:n-word-bits 2 type)))
671     (write-wordindexed des 1 first)
672     (write-wordindexed des 2 second)
673     des))
674
675 (defun write-double-float-bits (address index x)
676   (let ((hi (double-float-high-bits x))
677         (lo (double-float-low-bits x)))
678     (ecase sb!vm::n-word-bits
679       (32
680        (let ((high-bits (make-random-descriptor hi))
681              (low-bits (make-random-descriptor lo)))
682          (ecase sb!c:*backend-byte-order*
683            (:little-endian
684             (write-wordindexed address index low-bits)
685             (write-wordindexed address (1+ index) high-bits))
686            (:big-endian
687             (write-wordindexed address index high-bits)
688             (write-wordindexed address (1+ index) low-bits)))))
689       (64
690        (let ((bits (make-random-descriptor
691                     (ecase sb!c:*backend-byte-order*
692                       (:little-endian (logior lo (ash hi 32)))
693                       ;; Just guessing.
694                       #+nil (:big-endian (logior (logand hi #xffffffff)
695                                                  (ash lo 32)))))))
696          (write-wordindexed address index bits))))
697     address))
698
699 (defun float-to-core (x)
700   (etypecase x
701     (single-float
702      ;; 64-bit platforms have immediate single-floats.
703      #!+#.(cl:if (cl:= sb!vm:n-word-bits 64) '(and) '(or))
704      (make-random-descriptor (logior (ash (single-float-bits x) 32)
705                                      sb!vm::single-float-widetag))
706      #!-#.(cl:if (cl:= sb!vm:n-word-bits 64) '(and) '(or))
707      (let ((des (allocate-unboxed-object *dynamic*
708                                          sb!vm:n-word-bits
709                                          (1- sb!vm:single-float-size)
710                                          sb!vm:single-float-widetag)))
711        (write-wordindexed des
712                           sb!vm:single-float-value-slot
713                           (make-random-descriptor (single-float-bits x)))
714        des))
715     (double-float
716      (let ((des (allocate-unboxed-object *dynamic*
717                                          sb!vm:n-word-bits
718                                          (1- sb!vm:double-float-size)
719                                          sb!vm:double-float-widetag)))
720        (write-double-float-bits des sb!vm:double-float-value-slot x)))))
721
722 (defun complex-single-float-to-core (num)
723   (declare (type (complex single-float) num))
724   (let ((des (allocate-unboxed-object *dynamic* sb!vm:n-word-bits
725                                       (1- sb!vm:complex-single-float-size)
726                                       sb!vm:complex-single-float-widetag)))
727     (write-wordindexed des sb!vm:complex-single-float-real-slot
728                    (make-random-descriptor (single-float-bits (realpart num))))
729     (write-wordindexed des sb!vm:complex-single-float-imag-slot
730                    (make-random-descriptor (single-float-bits (imagpart num))))
731     des))
732
733 (defun complex-double-float-to-core (num)
734   (declare (type (complex double-float) num))
735   (let ((des (allocate-unboxed-object *dynamic* sb!vm:n-word-bits
736                                       (1- sb!vm:complex-double-float-size)
737                                       sb!vm:complex-double-float-widetag)))
738     (write-double-float-bits des sb!vm:complex-double-float-real-slot
739                              (realpart num))
740     (write-double-float-bits des sb!vm:complex-double-float-imag-slot
741                              (imagpart num))))
742
743 ;;; Copy the given number to the core.
744 (defun number-to-core (number)
745   (typecase number
746     (integer (if (< (integer-length number) 
747                     (- (1+ sb!vm:n-word-bits) sb!vm:n-lowtag-bits))
748                  (make-fixnum-descriptor number)
749                  (bignum-to-core number)))
750     (ratio (number-pair-to-core (number-to-core (numerator number))
751                                 (number-to-core (denominator number))
752                                 sb!vm:ratio-widetag))
753     ((complex single-float) (complex-single-float-to-core number))
754     ((complex double-float) (complex-double-float-to-core number))
755     #!+long-float
756     ((complex long-float)
757      (error "~S isn't a cold-loadable number at all!" number))
758     (complex (number-pair-to-core (number-to-core (realpart number))
759                                   (number-to-core (imagpart number))
760                                   sb!vm:complex-widetag))
761     (float (float-to-core number))
762     (t (error "~S isn't a cold-loadable number at all!" number))))
763
764 (declaim (ftype (function (sb!vm:word) descriptor) sap-int-to-core))
765 (defun sap-int-to-core (sap-int)
766   (let ((des (allocate-unboxed-object *dynamic*
767                                       sb!vm:n-word-bits
768                                       (1- sb!vm:sap-size)
769                                       sb!vm:sap-widetag)))
770     (write-wordindexed des
771                        sb!vm:sap-pointer-slot
772                        (make-random-descriptor sap-int))
773     des))
774
775 ;;; Allocate a cons cell in GSPACE and fill it in with CAR and CDR.
776 (defun cold-cons (car cdr &optional (gspace *dynamic*))
777   (let ((dest (allocate-boxed-object gspace 2 sb!vm:list-pointer-lowtag)))
778     (write-memory dest car)
779     (write-wordindexed dest 1 cdr)
780     dest))
781
782 ;;; Make a simple-vector on the target that holds the specified
783 ;;; OBJECTS, and return its descriptor.
784 (defun vector-in-core (&rest objects)
785   (let* ((size (length objects))
786          (result (allocate-vector-object *dynamic* sb!vm:n-word-bits size
787                                          sb!vm:simple-vector-widetag)))
788     (dotimes (index size)
789       (write-wordindexed result (+ index sb!vm:vector-data-offset)
790                          (pop objects)))
791     result))
792 \f
793 ;;;; symbol magic
794
795 ;;; FIXME: This should be a &KEY argument of ALLOCATE-SYMBOL.
796 (defvar *cold-symbol-allocation-gspace* nil)
797
798 ;;; Allocate (and initialize) a symbol.
799 (defun allocate-symbol (name)
800   (declare (simple-string name))
801   (let ((symbol (allocate-unboxed-object (or *cold-symbol-allocation-gspace*
802                                              *dynamic*)
803                                          sb!vm:n-word-bits
804                                          (1- sb!vm:symbol-size)
805                                          sb!vm:symbol-header-widetag)))
806     (write-wordindexed symbol sb!vm:symbol-value-slot *unbound-marker*)
807     (write-wordindexed symbol
808                        sb!vm:symbol-hash-slot
809                        (make-fixnum-descriptor 0))
810     (write-wordindexed symbol sb!vm:symbol-plist-slot *nil-descriptor*)
811     (write-wordindexed symbol sb!vm:symbol-name-slot
812                        (base-string-to-core name *dynamic*))
813     (write-wordindexed symbol sb!vm:symbol-package-slot *nil-descriptor*)
814     symbol))
815
816 ;;; Set the cold symbol value of SYMBOL-OR-SYMBOL-DES, which can be either a
817 ;;; descriptor of a cold symbol or (in an abbreviation for the
818 ;;; most common usage pattern) an ordinary symbol, which will be
819 ;;; automatically cold-interned.
820 (declaim (ftype (function ((or descriptor symbol) descriptor)) cold-set))
821 (defun cold-set (symbol-or-symbol-des value)
822   (let ((symbol-des (etypecase symbol-or-symbol-des
823                       (descriptor symbol-or-symbol-des)
824                       (symbol (cold-intern symbol-or-symbol-des)))))
825     (write-wordindexed symbol-des sb!vm:symbol-value-slot value)))
826 \f
827 ;;;; layouts and type system pre-initialization
828
829 ;;; Since we want to be able to dump structure constants and
830 ;;; predicates with reference layouts, we need to create layouts at
831 ;;; cold-load time. We use the name to intern layouts by, and dump a
832 ;;; list of all cold layouts in *!INITIAL-LAYOUTS* so that type system
833 ;;; initialization can find them. The only thing that's tricky [sic --
834 ;;; WHN 19990816] is initializing layout's layout, which must point to
835 ;;; itself.
836
837 ;;; a map from class names to lists of
838 ;;;    `(,descriptor ,name ,length ,inherits ,depth)
839 ;;; KLUDGE: It would be more understandable and maintainable to use
840 ;;; DEFSTRUCT (:TYPE LIST) here. -- WHN 19990823
841 (defvar *cold-layouts* (make-hash-table :test 'equal))
842
843 ;;; a map from DESCRIPTOR-BITS of cold layouts to the name, for inverting
844 ;;; mapping
845 (defvar *cold-layout-names* (make-hash-table :test 'eql))
846
847 ;;; FIXME: *COLD-LAYOUTS* and *COLD-LAYOUT-NAMES* should be
848 ;;; initialized by binding in GENESIS.
849
850 ;;; the descriptor for layout's layout (needed when making layouts)
851 (defvar *layout-layout*)
852
853 ;;; FIXME: This information should probably be pulled out of the
854 ;;; cross-compiler's tables at genesis time instead of inserted by
855 ;;; hand here as a bare numeric constant.
856 (defconstant target-layout-length 17)
857
858 ;;; Return a list of names created from the cold layout INHERITS data
859 ;;; in X.
860 (defun listify-cold-inherits (x)
861   (let ((len (descriptor-fixnum (read-wordindexed x
862                                                   sb!vm:vector-length-slot))))
863     (collect ((res))
864       (dotimes (index len)
865         (let* ((des (read-wordindexed x (+ sb!vm:vector-data-offset index)))
866                (found (gethash (descriptor-bits des) *cold-layout-names*)))
867           (if found
868             (res found)
869             (error "unknown descriptor at index ~S (bits = ~8,'0X)"
870                    index
871                    (descriptor-bits des)))))
872       (res))))
873
874 (declaim (ftype (function (symbol descriptor descriptor descriptor descriptor)
875                           descriptor)
876                 make-cold-layout))
877 (defun make-cold-layout (name length inherits depthoid nuntagged)
878   (let ((result (allocate-boxed-object *dynamic*
879                                        ;; KLUDGE: Why 1+? -- WHN 19990901
880                                        (1+ target-layout-length)
881                                        sb!vm:instance-pointer-lowtag)))
882     (write-memory result
883                   (make-other-immediate-descriptor
884                    target-layout-length sb!vm:instance-header-widetag))
885
886     ;; KLUDGE: The offsets into LAYOUT below should probably be pulled out
887     ;; of the cross-compiler's tables at genesis time instead of inserted
888     ;; by hand as bare numeric constants. -- WHN ca. 19990901
889
890     ;; Set slot 0 = the layout of the layout.
891     (write-wordindexed result sb!vm:instance-slots-offset *layout-layout*)
892
893     ;; Set the immediately following slots = CLOS hash values.
894     ;;
895     ;; Note: CMU CL didn't set these in genesis, but instead arranged
896     ;; for them to be set at cold init time. That resulted in slightly
897     ;; kludgy-looking code, but there were at least two things to be
898     ;; said for it:
899     ;;   1. It put the hash values under the control of the target Lisp's
900     ;;      RANDOM function, so that CLOS behavior would be nearly
901     ;;      deterministic (instead of depending on the implementation of
902     ;;      RANDOM in the cross-compilation host, and the state of its
903     ;;      RNG when genesis begins).
904     ;;   2. It automatically ensured that all hash values in the target Lisp
905     ;;      were part of the same sequence, so that we didn't have to worry
906     ;;      about the possibility of the first hash value set in genesis
907     ;;      being precisely equal to the some hash value set in cold init time
908     ;;      (because the target Lisp RNG has advanced to precisely the same
909     ;;      state that the host Lisp RNG was in earlier).
910     ;; Point 1 should not be an issue in practice because of the way we do our
911     ;; build procedure in two steps, so that the SBCL that we end up with has
912     ;; been created by another SBCL (whose RNG is under our control).
913     ;; Point 2 is more of an issue. If ANSI had provided a way to feed
914     ;; entropy into an RNG, we would have no problem: we'd just feed
915     ;; some specialized genesis-time-only pattern into the RNG state
916     ;; before using it. However, they didn't, so we have a slight
917     ;; problem. We address it by generating the hash values using a
918     ;; different algorithm than we use in ordinary operation.
919     (dotimes (i sb!kernel:layout-clos-hash-length)
920       (let (;; The expression here is pretty arbitrary, we just want
921             ;; to make sure that it's not something which is (1)
922             ;; evenly distributed and (2) not foreordained to arise in
923             ;; the target Lisp's (RANDOM-LAYOUT-CLOS-HASH) sequence
924             ;; and show up as the CLOS-HASH value of some other
925             ;; LAYOUT.
926             ;;
927             ;; FIXME: This expression here can generate a zero value,
928             ;; and the CMU CL code goes out of its way to generate
929             ;; strictly positive values (even though the field is
930             ;; declared as an INDEX). Check that it's really OK to
931             ;; have zero values in the CLOS-HASH slots.
932             (hash-value (mod (logxor (logand   (random-layout-clos-hash) 15253)
933                                      (logandc2 (random-layout-clos-hash) 15253)
934                                      1)
935                              ;; (The MOD here is defensive programming
936                              ;; to make sure we never write an
937                              ;; out-of-range value even if some joker
938                              ;; sets LAYOUT-CLOS-HASH-MAX to other
939                              ;; than 2^n-1 at some time in the
940                              ;; future.)
941                              (1+ sb!kernel:layout-clos-hash-max))))
942         (write-wordindexed result
943                            (+ i sb!vm:instance-slots-offset 1)
944                            (make-fixnum-descriptor hash-value))))
945
946     ;; Set other slot values.
947     (let ((base (+ sb!vm:instance-slots-offset
948                    sb!kernel:layout-clos-hash-length
949                    1)))
950       ;; (Offset 0 is CLASS, "the class this is a layout for", which
951       ;; is uninitialized at this point.)
952       (write-wordindexed result (+ base 1) *nil-descriptor*) ; marked invalid
953       (write-wordindexed result (+ base 2) inherits)
954       (write-wordindexed result (+ base 3) depthoid)
955       (write-wordindexed result (+ base 4) length)
956       (write-wordindexed result (+ base 5) *nil-descriptor*) ; info
957       (write-wordindexed result (+ base 6) *nil-descriptor*) ; pure
958       (write-wordindexed result (+ base 7) nuntagged))
959
960     (setf (gethash name *cold-layouts*)
961           (list result
962                 name
963                 (descriptor-fixnum length)
964                 (listify-cold-inherits inherits)
965                 (descriptor-fixnum depthoid)
966                 (descriptor-fixnum nuntagged)))
967     (setf (gethash (descriptor-bits result) *cold-layout-names*) name)
968
969     result))
970
971 (defun initialize-layouts ()
972
973   (clrhash *cold-layouts*)
974
975   ;; We initially create the layout of LAYOUT itself with NIL as the LAYOUT and
976   ;; #() as INHERITS,
977   (setq *layout-layout* *nil-descriptor*)
978   (setq *layout-layout*
979         (make-cold-layout 'layout
980                           (number-to-core target-layout-length)
981                           (vector-in-core)
982                           ;; FIXME: hard-coded LAYOUT-DEPTHOID of LAYOUT..
983                           (number-to-core 4)
984                           ;; no raw slots in LAYOUT:
985                           (number-to-core 0)))
986   (write-wordindexed *layout-layout*
987                      sb!vm:instance-slots-offset
988                      *layout-layout*)
989
990   ;; Then we create the layouts that we'll need to make a correct INHERITS
991   ;; vector for the layout of LAYOUT itself..
992   ;;
993   ;; FIXME: The various LENGTH and DEPTHOID numbers should be taken from
994   ;; the compiler's tables, not set by hand.
995   (let* ((t-layout
996           (make-cold-layout 't
997                             (number-to-core 0)
998                             (vector-in-core)
999                             (number-to-core 0)
1000                             (number-to-core 0)))
1001          (i-layout
1002           (make-cold-layout 'instance
1003                             (number-to-core 0)
1004                             (vector-in-core t-layout)
1005                             (number-to-core 1)
1006                             (number-to-core 0)))
1007          (so-layout
1008           (make-cold-layout 'structure-object
1009                             (number-to-core 1)
1010                             (vector-in-core t-layout i-layout)
1011                             (number-to-core 2)
1012                             (number-to-core 0)))
1013          (bso-layout
1014           (make-cold-layout 'structure!object
1015                             (number-to-core 1)
1016                             (vector-in-core t-layout i-layout so-layout)
1017                             (number-to-core 3)
1018                             (number-to-core 0)))
1019          (layout-inherits (vector-in-core t-layout
1020                                           i-layout
1021                                           so-layout
1022                                           bso-layout)))
1023
1024     ;; ..and return to backpatch the layout of LAYOUT.
1025     (setf (fourth (gethash 'layout *cold-layouts*))
1026           (listify-cold-inherits layout-inherits))
1027     (write-wordindexed *layout-layout*
1028                        ;; FIXME: hardcoded offset into layout struct
1029                        (+ sb!vm:instance-slots-offset
1030                           layout-clos-hash-length
1031                           1
1032                           2)
1033                        layout-inherits)))
1034 \f
1035 ;;;; interning symbols in the cold image
1036
1037 ;;; In order to avoid having to know about the package format, we
1038 ;;; build a data structure in *COLD-PACKAGE-SYMBOLS* that holds all
1039 ;;; interned symbols along with info about their packages. The data
1040 ;;; structure is a list of sublists, where the sublists have the
1041 ;;; following format:
1042 ;;;   (<make-package-arglist>
1043 ;;;    <internal-symbols>
1044 ;;;    <external-symbols>
1045 ;;;    <imported-internal-symbols>
1046 ;;;    <imported-external-symbols>
1047 ;;;    <shadowing-symbols>
1048 ;;;    <package-documentation>)
1049 ;;;
1050 ;;; KLUDGE: It would be nice to implement the sublists as instances of
1051 ;;; a DEFSTRUCT (:TYPE LIST). (They'd still be lists, but at least we'd be
1052 ;;; using mnemonically-named operators to access them, instead of trying
1053 ;;; to remember what THIRD and FIFTH mean, and hoping that we never
1054 ;;; need to change the list layout..) -- WHN 19990825
1055
1056 ;;; an alist from packages to lists of that package's symbols to be dumped
1057 (defvar *cold-package-symbols*)
1058 (declaim (type list *cold-package-symbols*))
1059
1060 ;;; a map from descriptors to symbols, so that we can back up. The key
1061 ;;; is the address in the target core.
1062 (defvar *cold-symbols*)
1063 (declaim (type hash-table *cold-symbols*))
1064
1065 ;;; sanity check for a symbol we're about to create on the target
1066 ;;;
1067 ;;; Make sure that the symbol has an appropriate package. In
1068 ;;; particular, catch the so-easy-to-make error of typing something
1069 ;;; like SB-KERNEL:%BYTE-BLT in cold sources when what you really
1070 ;;; need is SB!KERNEL:%BYTE-BLT.
1071 (defun package-ok-for-target-symbol-p (package)
1072   (let ((package-name (package-name package)))
1073     (or
1074      ;; Cold interning things in these standard packages is OK. (Cold
1075      ;; interning things in the other standard package, CL-USER, isn't
1076      ;; OK. We just use CL-USER to expose symbols whose homes are in
1077      ;; other packages. Thus, trying to cold intern a symbol whose
1078      ;; home package is CL-USER probably means that a coding error has
1079      ;; been made somewhere.)
1080      (find package-name '("COMMON-LISP" "KEYWORD") :test #'string=)
1081      ;; Cold interning something in one of our target-code packages,
1082      ;; which are ever-so-rigorously-and-elegantly distinguished by
1083      ;; this prefix on their names, is OK too.
1084      (string= package-name "SB!" :end1 3 :end2 3)
1085      ;; This one is OK too, since it ends up being COMMON-LISP on the
1086      ;; target.
1087      (string= package-name "SB-XC")
1088      ;; Anything else looks bad. (maybe COMMON-LISP-USER? maybe an extension
1089      ;; package in the xc host? something we can't think of
1090      ;; a valid reason to cold intern, anyway...)
1091      )))
1092   
1093 ;;; like SYMBOL-PACKAGE, but safe for symbols which end up on the target
1094 ;;;
1095 ;;; Most host symbols we dump onto the target are created by SBCL
1096 ;;; itself, so that as long as we avoid gratuitously
1097 ;;; cross-compilation-unfriendly hacks, it just happens that their
1098 ;;; SYMBOL-PACKAGE in the host system corresponds to their
1099 ;;; SYMBOL-PACKAGE in the target system. However, that's not the case
1100 ;;; in the COMMON-LISP package, where we don't get to create the
1101 ;;; symbols but instead have to use the ones that the xc host created.
1102 ;;; In particular, while ANSI specifies which symbols are exported
1103 ;;; from COMMON-LISP, it doesn't specify that their home packages are
1104 ;;; COMMON-LISP, so the xc host can keep them in random packages which
1105 ;;; don't exist on the target (e.g. CLISP keeping some CL-exported
1106 ;;; symbols in the CLOS package).
1107 (defun symbol-package-for-target-symbol (symbol)
1108   ;; We want to catch weird symbols like CLISP's
1109   ;; CL:FIND-METHOD=CLOS::FIND-METHOD, but we don't want to get
1110   ;; sidetracked by ordinary symbols like :CHARACTER which happen to
1111   ;; have the same SYMBOL-NAME as exports from COMMON-LISP.
1112   (multiple-value-bind (cl-symbol cl-status)
1113       (find-symbol (symbol-name symbol) *cl-package*)
1114     (if (and (eq symbol cl-symbol)
1115              (eq cl-status :external))
1116         ;; special case, to work around possible xc host weirdness
1117         ;; in COMMON-LISP package
1118         *cl-package*
1119         ;; ordinary case
1120         (let ((result (symbol-package symbol)))
1121           (aver (package-ok-for-target-symbol-p result))
1122           result))))
1123
1124 ;;; Return a handle on an interned symbol. If necessary allocate the
1125 ;;; symbol and record which package the symbol was referenced in. When
1126 ;;; we allocate the symbol, make sure we record a reference to the
1127 ;;; symbol in the home package so that the package gets set.
1128 (defun cold-intern (symbol
1129                     &optional
1130                     (package (symbol-package-for-target-symbol symbol)))
1131
1132   (aver (package-ok-for-target-symbol-p package))
1133
1134   ;; Anything on the cross-compilation host which refers to the target
1135   ;; machinery through the host SB-XC package should be translated to
1136   ;; something on the target which refers to the same machinery
1137   ;; through the target COMMON-LISP package.
1138   (let ((p (find-package "SB-XC")))
1139     (when (eq package p)
1140       (setf package *cl-package*))
1141     (when (eq (symbol-package symbol) p)
1142       (setf symbol (intern (symbol-name symbol) *cl-package*))))
1143
1144   (let (;; Information about each cold-interned symbol is stored
1145         ;; in COLD-INTERN-INFO.
1146         ;;   (CAR COLD-INTERN-INFO) = descriptor of symbol
1147         ;;   (CDR COLD-INTERN-INFO) = list of packages, other than symbol's
1148         ;;                            own package, referring to symbol
1149         ;; (*COLD-PACKAGE-SYMBOLS* and *COLD-SYMBOLS* store basically the
1150         ;; same information, but with the mapping running the opposite way.)
1151         (cold-intern-info (get symbol 'cold-intern-info)))
1152     (unless cold-intern-info
1153       (cond ((eq (symbol-package-for-target-symbol symbol) package)
1154              (let ((handle (allocate-symbol (symbol-name symbol))))
1155                (setf (gethash (descriptor-bits handle) *cold-symbols*) symbol)
1156                (when (eq package *keyword-package*)
1157                  (cold-set handle handle))
1158                (setq cold-intern-info
1159                      (setf (get symbol 'cold-intern-info) (cons handle nil)))))
1160             (t
1161              (cold-intern symbol)
1162              (setq cold-intern-info (get symbol 'cold-intern-info)))))
1163     (unless (or (null package)
1164                 (member package (cdr cold-intern-info)))
1165       (push package (cdr cold-intern-info))
1166       (let* ((old-cps-entry (assoc package *cold-package-symbols*))
1167              (cps-entry (or old-cps-entry
1168                             (car (push (list package)
1169                                        *cold-package-symbols*)))))
1170         (unless old-cps-entry
1171           (/show "created *COLD-PACKAGE-SYMBOLS* entry for" package symbol))
1172         (push symbol (rest cps-entry))))
1173     (car cold-intern-info)))
1174
1175 ;;; Construct and return a value for use as *NIL-DESCRIPTOR*.
1176 (defun make-nil-descriptor ()
1177   (let* ((des (allocate-unboxed-object
1178                *static*
1179                sb!vm:n-word-bits
1180                sb!vm:symbol-size
1181                0))
1182          (result (make-descriptor (descriptor-high des)
1183                                   (+ (descriptor-low des)
1184                                      (* 2 sb!vm:n-word-bytes)
1185                                      (- sb!vm:list-pointer-lowtag
1186                                         sb!vm:other-pointer-lowtag)))))
1187     (write-wordindexed des
1188                        1
1189                        (make-other-immediate-descriptor
1190                         0
1191                         sb!vm:symbol-header-widetag))
1192     (write-wordindexed des
1193                        (+ 1 sb!vm:symbol-value-slot)
1194                        result)
1195     (write-wordindexed des
1196                        (+ 2 sb!vm:symbol-value-slot)
1197                        result)
1198     (write-wordindexed des
1199                        (+ 1 sb!vm:symbol-plist-slot)
1200                        result)
1201     (write-wordindexed des
1202                        (+ 1 sb!vm:symbol-name-slot)
1203                        ;; This is *DYNAMIC*, and DES is *STATIC*,
1204                        ;; because that's the way CMU CL did it; I'm
1205                        ;; not sure whether there's an underlying
1206                        ;; reason. -- WHN 1990826
1207                        (base-string-to-core "NIL" *dynamic*))
1208     (write-wordindexed des
1209                        (+ 1 sb!vm:symbol-package-slot)
1210                        result)
1211     (setf (get nil 'cold-intern-info)
1212           (cons result nil))
1213     (cold-intern nil)
1214     result))
1215
1216 ;;; Since the initial symbols must be allocated before we can intern
1217 ;;; anything else, we intern those here. We also set the value of T.
1218 (defun initialize-non-nil-symbols ()
1219   #!+sb-doc
1220   "Initialize the cold load symbol-hacking data structures."
1221   (let ((*cold-symbol-allocation-gspace* *static*))
1222     ;; Intern the others.
1223     (dolist (symbol sb!vm:*static-symbols*)
1224       (let* ((des (cold-intern symbol))
1225              (offset-wanted (sb!vm:static-symbol-offset symbol))
1226              (offset-found (- (descriptor-low des)
1227                               (descriptor-low *nil-descriptor*))))
1228         (unless (= offset-wanted offset-found)
1229           ;; FIXME: should be fatal
1230           (warn "Offset from ~S to ~S is ~W, not ~W"
1231                 symbol
1232                 nil
1233                 offset-found
1234                 offset-wanted))))
1235     ;; Establish the value of T.
1236     (let ((t-symbol (cold-intern t)))
1237       (cold-set t-symbol t-symbol))))
1238
1239 ;;; a helper function for FINISH-SYMBOLS: Return a cold alist suitable
1240 ;;; to be stored in *!INITIAL-LAYOUTS*.
1241 (defun cold-list-all-layouts ()
1242   (let ((result *nil-descriptor*))
1243     (maphash (lambda (key stuff)
1244                (cold-push (cold-cons (cold-intern key)
1245                                      (first stuff))
1246                           result))
1247              *cold-layouts*)
1248     result))
1249
1250 ;;; Establish initial values for magic symbols.
1251 ;;;
1252 ;;; Scan over all the symbols referenced in each package in
1253 ;;; *COLD-PACKAGE-SYMBOLS* making that for each one there's an
1254 ;;; appropriate entry in the *!INITIAL-SYMBOLS* data structure to
1255 ;;; intern it.
1256 (defun finish-symbols ()
1257
1258   ;; I think the point of setting these functions into SYMBOL-VALUEs
1259   ;; here, instead of using SYMBOL-FUNCTION, is that in CMU CL
1260   ;; SYMBOL-FUNCTION reduces to FDEFINITION, which is a pretty
1261   ;; hairy operation (involving globaldb.lisp etc.) which we don't
1262   ;; want to invoke early in cold init. -- WHN 2001-12-05
1263   ;;
1264   ;; FIXME: So OK, that's a reasonable reason to do something weird like
1265   ;; this, but this is still a weird thing to do, and we should change
1266   ;; the names to highlight that something weird is going on. Perhaps
1267   ;; *MAYBE-GC-FUN*, *INTERNAL-ERROR-FUN*, *HANDLE-BREAKPOINT-FUN*,
1268   ;; and *HANDLE-FUN-END-BREAKPOINT-FUN*...
1269   (macrolet ((frob (symbol)
1270                `(cold-set ',symbol
1271                           (cold-fdefinition-object (cold-intern ',symbol)))))
1272     (frob sub-gc)
1273     (frob internal-error)
1274     (frob sb!kernel::control-stack-exhausted-error)
1275     (frob sb!kernel::undefined-alien-variable-error)
1276     (frob sb!kernel::undefined-alien-function-error)
1277     (frob sb!kernel::memory-fault-error)
1278     (frob sb!di::handle-breakpoint)
1279     (frob sb!di::handle-fun-end-breakpoint)
1280     (frob sb!thread::handle-thread-exit))
1281
1282   (cold-set 'sb!vm::*current-catch-block*          (make-fixnum-descriptor 0))
1283   (cold-set 'sb!vm::*current-unwind-protect-block* (make-fixnum-descriptor 0))
1284
1285   (cold-set '*free-interrupt-context-index* (make-fixnum-descriptor 0))
1286
1287   (cold-set '*!initial-layouts* (cold-list-all-layouts))
1288
1289   (/show "dumping packages" (mapcar #'car *cold-package-symbols*))
1290   (let ((initial-symbols *nil-descriptor*))
1291     (dolist (cold-package-symbols-entry *cold-package-symbols*)
1292       (let* ((cold-package (car cold-package-symbols-entry))
1293              (symbols (cdr cold-package-symbols-entry))
1294              (shadows (package-shadowing-symbols cold-package))
1295              (documentation (base-string-to-core (documentation cold-package t)))
1296              (internal *nil-descriptor*)
1297              (external *nil-descriptor*)
1298              (imported-internal *nil-descriptor*)
1299              (imported-external *nil-descriptor*)
1300              (shadowing *nil-descriptor*))
1301         (declare (type package cold-package)) ; i.e. not a target descriptor
1302         (/show "dumping" cold-package symbols)
1303
1304         ;; FIXME: Add assertions here to make sure that inappropriate stuff
1305         ;; isn't being dumped:
1306         ;;   * the CL-USER package
1307         ;;   * the SB-COLD package
1308         ;;   * any internal symbols in the CL package
1309         ;;   * basically any package other than CL, KEYWORD, or the packages
1310         ;;     in package-data-list.lisp-expr
1311         ;; and that the structure of the KEYWORD package (e.g. whether
1312         ;; any symbols are internal to it) matches what we want in the
1313         ;; target SBCL.
1314
1315         ;; FIXME: It seems possible that by looking at the contents of
1316         ;; packages in the target SBCL we could find which symbols in
1317         ;; package-data-lisp.lisp-expr are now obsolete. (If I
1318         ;; understand correctly, only symbols which actually have
1319         ;; definitions or which are otherwise referred to actually end
1320         ;; up in the target packages.)
1321
1322         (dolist (symbol symbols)
1323           (let ((handle (car (get symbol 'cold-intern-info)))
1324                 (imported-p (not (eq (symbol-package-for-target-symbol symbol)
1325                                      cold-package))))
1326             (multiple-value-bind (found where)
1327                 (find-symbol (symbol-name symbol) cold-package)
1328               (unless (and where (eq found symbol))
1329                 (error "The symbol ~S is not available in ~S."
1330                        symbol
1331                        cold-package))
1332               (when (memq symbol shadows)
1333                 (cold-push handle shadowing))
1334               (case where
1335                 (:internal (if imported-p
1336                                (cold-push handle imported-internal)
1337                                (cold-push handle internal)))
1338                 (:external (if imported-p
1339                                (cold-push handle imported-external)
1340                                (cold-push handle external)))))))
1341         (let ((r *nil-descriptor*))
1342           (cold-push documentation r)
1343           (cold-push shadowing r)
1344           (cold-push imported-external r)
1345           (cold-push imported-internal r)
1346           (cold-push external r)
1347           (cold-push internal r)
1348           (cold-push (make-make-package-args cold-package) r)
1349           ;; FIXME: It would be more space-efficient to use vectors
1350           ;; instead of lists here, and space-efficiency here would be
1351           ;; nice, since it would reduce the peak memory usage in
1352           ;; genesis and cold init.
1353           (cold-push r initial-symbols))))
1354     (cold-set '*!initial-symbols* initial-symbols))
1355
1356   (cold-set '*!initial-fdefn-objects* (list-all-fdefn-objects))
1357
1358   (cold-set '*!reversed-cold-toplevels* *current-reversed-cold-toplevels*)
1359
1360   #!+(or x86 x86-64)
1361   (progn
1362     (cold-set 'sb!vm::*fp-constant-0d0* (number-to-core 0d0))
1363     (cold-set 'sb!vm::*fp-constant-1d0* (number-to-core 1d0))
1364     (cold-set 'sb!vm::*fp-constant-0f0* (number-to-core 0f0))
1365     (cold-set 'sb!vm::*fp-constant-1f0* (number-to-core 1f0))))
1366
1367 ;;; Make a cold list that can be used as the arg list to MAKE-PACKAGE in order
1368 ;;; to make a package that is similar to PKG.
1369 (defun make-make-package-args (pkg)
1370   (let* ((use *nil-descriptor*)
1371          (cold-nicknames *nil-descriptor*)
1372          (res *nil-descriptor*))
1373     (dolist (u (package-use-list pkg))
1374       (when (assoc u *cold-package-symbols*)
1375         (cold-push (base-string-to-core (package-name u)) use)))
1376     (let* ((pkg-name (package-name pkg))
1377            ;; Make the package nickname lists for the standard packages
1378            ;; be the minimum specified by ANSI, regardless of what value
1379            ;; the cross-compilation host happens to use.
1380            (warm-nicknames (cond ((string= pkg-name "COMMON-LISP")
1381                                   '("CL"))
1382                                  ((string= pkg-name "COMMON-LISP-USER")
1383                                   '("CL-USER"))
1384                                  ((string= pkg-name "KEYWORD")
1385                                   '())
1386                                  ;; For packages other than the
1387                                  ;; standard packages, the nickname
1388                                  ;; list was specified by our package
1389                                  ;; setup code, not by properties of
1390                                  ;; what cross-compilation host we
1391                                  ;; happened to use, and we can just
1392                                  ;; propagate it into the target.
1393                                  (t
1394                                   (package-nicknames pkg)))))
1395       (dolist (warm-nickname warm-nicknames)
1396         (cold-push (base-string-to-core warm-nickname) cold-nicknames)))
1397
1398     (cold-push (number-to-core (truncate (package-internal-symbol-count pkg)
1399                                          0.8))
1400                res)
1401     (cold-push (cold-intern :internal-symbols) res)
1402     (cold-push (number-to-core (truncate (package-external-symbol-count pkg)
1403                                          0.8))
1404                res)
1405     (cold-push (cold-intern :external-symbols) res)
1406
1407     (cold-push cold-nicknames res)
1408     (cold-push (cold-intern :nicknames) res)
1409
1410     (cold-push use res)
1411     (cold-push (cold-intern :use) res)
1412
1413     (cold-push (base-string-to-core (package-name pkg)) res)
1414     res))
1415 \f
1416 ;;;; functions and fdefinition objects
1417
1418 ;;; a hash table mapping from fdefinition names to descriptors of cold
1419 ;;; objects
1420 ;;;
1421 ;;; Note: Since fdefinition names can be lists like '(SETF FOO), and
1422 ;;; we want to have only one entry per name, this must be an 'EQUAL
1423 ;;; hash table, not the default 'EQL.
1424 (defvar *cold-fdefn-objects*)
1425
1426 (defvar *cold-fdefn-gspace* nil)
1427
1428 ;;; Given a cold representation of a symbol, return a warm
1429 ;;; representation. 
1430 (defun warm-symbol (des)
1431   ;; Note that COLD-INTERN is responsible for keeping the
1432   ;; *COLD-SYMBOLS* table up to date, so if DES happens to refer to an
1433   ;; uninterned symbol, the code below will fail. But as long as we
1434   ;; don't need to look up uninterned symbols during bootstrapping,
1435   ;; that's OK..
1436   (multiple-value-bind (symbol found-p)
1437       (gethash (descriptor-bits des) *cold-symbols*)
1438     (declare (type symbol symbol))
1439     (unless found-p
1440       (error "no warm symbol"))
1441     symbol))
1442   
1443 ;;; like CL:CAR, CL:CDR, and CL:NULL but for cold values
1444 (defun cold-car (des)
1445   (aver (= (descriptor-lowtag des) sb!vm:list-pointer-lowtag))
1446   (read-wordindexed des sb!vm:cons-car-slot))
1447 (defun cold-cdr (des)
1448   (aver (= (descriptor-lowtag des) sb!vm:list-pointer-lowtag))
1449   (read-wordindexed des sb!vm:cons-cdr-slot))
1450 (defun cold-null (des)
1451   (= (descriptor-bits des)
1452      (descriptor-bits *nil-descriptor*)))
1453   
1454 ;;; Given a cold representation of a function name, return a warm
1455 ;;; representation.
1456 (declaim (ftype (function (descriptor) (or symbol list)) warm-fun-name))
1457 (defun warm-fun-name (des)
1458   (let ((result
1459          (ecase (descriptor-lowtag des)
1460            (#.sb!vm:list-pointer-lowtag
1461             (aver (not (cold-null des))) ; function named NIL? please no..
1462             ;; Do cold (DESTRUCTURING-BIND (COLD-CAR COLD-CADR) DES ..).
1463             (let* ((car-des (cold-car des))
1464                    (cdr-des (cold-cdr des))
1465                    (cadr-des (cold-car cdr-des))
1466                    (cddr-des (cold-cdr cdr-des)))
1467               (aver (cold-null cddr-des))
1468               (list (warm-symbol car-des)
1469                     (warm-symbol cadr-des))))
1470            (#.sb!vm:other-pointer-lowtag
1471             (warm-symbol des)))))
1472     (legal-fun-name-or-type-error result)
1473     result))
1474
1475 (defun cold-fdefinition-object (cold-name &optional leave-fn-raw)
1476   (declare (type descriptor cold-name))
1477   (/show0 "/cold-fdefinition-object")
1478   (let ((warm-name (warm-fun-name cold-name)))
1479     (or (gethash warm-name *cold-fdefn-objects*)
1480         (let ((fdefn (allocate-boxed-object (or *cold-fdefn-gspace* *dynamic*)
1481                                             (1- sb!vm:fdefn-size)
1482                                             sb!vm:other-pointer-lowtag)))
1483
1484           (setf (gethash warm-name *cold-fdefn-objects*) fdefn)
1485           (write-memory fdefn (make-other-immediate-descriptor
1486                                (1- sb!vm:fdefn-size) sb!vm:fdefn-widetag))
1487           (write-wordindexed fdefn sb!vm:fdefn-name-slot cold-name)
1488           (unless leave-fn-raw
1489             (write-wordindexed fdefn sb!vm:fdefn-fun-slot
1490                                *nil-descriptor*)
1491             (write-wordindexed fdefn
1492                                sb!vm:fdefn-raw-addr-slot
1493                                (make-random-descriptor
1494                                 (cold-foreign-symbol-address-as-integer
1495                                  "undefined_tramp"))))
1496           fdefn))))
1497
1498 ;;; Handle the at-cold-init-time, fset-for-static-linkage operation
1499 ;;; requested by FOP-FSET.
1500 (defun static-fset (cold-name defn)
1501   (declare (type descriptor cold-name))
1502   (let ((fdefn (cold-fdefinition-object cold-name t))
1503         (type (logand (descriptor-low (read-memory defn)) sb!vm:widetag-mask)))
1504     (write-wordindexed fdefn sb!vm:fdefn-fun-slot defn)
1505     (write-wordindexed fdefn
1506                        sb!vm:fdefn-raw-addr-slot
1507                        (ecase type
1508                          (#.sb!vm:simple-fun-header-widetag
1509                           (/show0 "static-fset (simple-fun)")
1510                           #!+sparc
1511                           defn
1512                           #!-sparc
1513                           (make-random-descriptor
1514                            (+ (logandc2 (descriptor-bits defn)
1515                                         sb!vm:lowtag-mask)
1516                               (ash sb!vm:simple-fun-code-offset
1517                                    sb!vm:word-shift))))
1518                          (#.sb!vm:closure-header-widetag
1519                           (/show0 "/static-fset (closure)")
1520                           (make-random-descriptor
1521                            (cold-foreign-symbol-address-as-integer
1522                             "closure_tramp")))))
1523     fdefn))
1524
1525 (defun initialize-static-fns ()
1526   (let ((*cold-fdefn-gspace* *static*))
1527     (dolist (sym sb!vm:*static-funs*)
1528       (let* ((fdefn (cold-fdefinition-object (cold-intern sym)))
1529              (offset (- (+ (- (descriptor-low fdefn)
1530                               sb!vm:other-pointer-lowtag)
1531                            (* sb!vm:fdefn-raw-addr-slot sb!vm:n-word-bytes))
1532                         (descriptor-low *nil-descriptor*)))
1533              (desired (sb!vm:static-fun-offset sym)))
1534         (unless (= offset desired)
1535           ;; FIXME: should be fatal
1536           (error "Offset from FDEFN ~S to ~S is ~W, not ~W."
1537                  sym nil offset desired))))))
1538
1539 (defun list-all-fdefn-objects ()
1540   (let ((result *nil-descriptor*))
1541     (maphash (lambda (key value)
1542                (declare (ignore key))
1543                (cold-push value result))
1544              *cold-fdefn-objects*)
1545     result))
1546 \f
1547 ;;;; fixups and related stuff
1548
1549 ;;; an EQUAL hash table
1550 (defvar *cold-foreign-symbol-table*)
1551 (declaim (type hash-table *cold-foreign-symbol-table*))
1552
1553 ;; Read the sbcl.nm file to find the addresses for foreign-symbols in
1554 ;; the C runtime.
1555 (defun load-cold-foreign-symbol-table (filename)
1556   (/show "load-cold-foreign-symbol-table" filename)
1557   (with-open-file (file filename)
1558     (loop for line = (read-line file nil nil)
1559           while line do   
1560           ;; UNIX symbol tables might have tabs in them, and tabs are
1561           ;; not in Common Lisp STANDARD-CHAR, so there seems to be no
1562           ;; nice portable way to deal with them within Lisp, alas.
1563           ;; Fortunately, it's easy to use UNIX command line tools like
1564           ;; sed to remove the problem, so it's not too painful for us
1565           ;; to push responsibility for converting tabs to spaces out to
1566           ;; the caller.
1567           ;;
1568           ;; Other non-STANDARD-CHARs are problematic for the same reason.
1569           ;; Make sure that there aren't any..
1570           (let ((ch (find-if (lambda (char)
1571                                (not (typep char 'standard-char)))
1572                              line)))
1573             (when ch
1574               (error "non-STANDARD-CHAR ~S found in foreign symbol table:~%~S"
1575                      ch
1576                      line)))
1577           (setf line (string-trim '(#\space) line))
1578           (let ((p1 (position #\space line :from-end nil))
1579                 (p2 (position #\space line :from-end t)))
1580             (if (not (and p1 p2 (< p1 p2)))
1581                 ;; KLUDGE: It's too messy to try to understand all
1582                 ;; possible output from nm, so we just punt the lines we
1583                 ;; don't recognize. We realize that there's some chance
1584                 ;; that might get us in trouble someday, so we warn
1585                 ;; about it.
1586                 (warn "ignoring unrecognized line ~S in ~A" line filename)
1587                 (multiple-value-bind (value name)
1588                     (if (string= "0x" line :end2 2)
1589                         (values (parse-integer line :start 2 :end p1 :radix 16)
1590                                 (subseq line (1+ p2)))
1591                         (values (parse-integer line :end p1 :radix 16)
1592                                 (subseq line (1+ p2))))
1593                   (multiple-value-bind (old-value found)
1594                       (gethash name *cold-foreign-symbol-table*)
1595                     (when (and found
1596                                (not (= old-value value)))
1597                       (warn "redefining ~S from #X~X to #X~X"
1598                             name old-value value)))
1599                   (/show "adding to *cold-foreign-symbol-table*:" name value)
1600                   (setf (gethash name *cold-foreign-symbol-table*) value))))))
1601   (values))     ;; PROGN
1602
1603 (defun cold-foreign-symbol-address-as-integer (name)
1604   (or (find-foreign-symbol-in-table name *cold-foreign-symbol-table*)
1605       *foreign-symbol-placeholder-value*
1606       (progn
1607         (format *error-output* "~&The foreign symbol table is:~%")
1608         (maphash (lambda (k v)
1609                    (format *error-output* "~&~S = #X~8X~%" k v))
1610                  *cold-foreign-symbol-table*)
1611         (error "The foreign symbol ~S is undefined." name))))
1612
1613 (defvar *cold-assembler-routines*)
1614
1615 (defvar *cold-assembler-fixups*)
1616
1617 (defun record-cold-assembler-routine (name address)
1618   (/xhow "in RECORD-COLD-ASSEMBLER-ROUTINE" name address)
1619   (push (cons name address)
1620         *cold-assembler-routines*))
1621
1622 (defun record-cold-assembler-fixup (routine
1623                                     code-object
1624                                     offset
1625                                     &optional
1626                                     (kind :both))
1627   (push (list routine code-object offset kind)
1628         *cold-assembler-fixups*))
1629
1630 (defun lookup-assembler-reference (symbol)
1631   (let ((value (cdr (assoc symbol *cold-assembler-routines*))))
1632     ;; FIXME: Should this be ERROR instead of WARN?
1633     (unless value
1634       (warn "Assembler routine ~S not defined." symbol))
1635     value))
1636
1637 ;;; The x86 port needs to store code fixups along with code objects if
1638 ;;; they are to be moved, so fixups for code objects in the dynamic
1639 ;;; heap need to be noted.
1640 #!+(or x86 x86-64)
1641 (defvar *load-time-code-fixups*)
1642
1643 #!+(or x86 x86-64)
1644 (defun note-load-time-code-fixup (code-object offset value kind)
1645   ;; If CODE-OBJECT might be moved
1646   (when (= (gspace-identifier (descriptor-intuit-gspace code-object))
1647            dynamic-core-space-id)
1648     ;; FIXME: pushed thing should be a structure, not just a list
1649     (push (list code-object offset value kind) *load-time-code-fixups*))
1650   (values))
1651
1652 #!+(or x86 x86-64)
1653 (defun output-load-time-code-fixups ()
1654   (dolist (fixups *load-time-code-fixups*)
1655     (let ((code-object (first fixups))
1656           (offset (second fixups))
1657           (value (third fixups))
1658           (kind (fourth fixups)))
1659       (cold-push (cold-cons
1660                   (cold-intern :load-time-code-fixup)
1661                   (cold-cons
1662                    code-object
1663                    (cold-cons
1664                     (number-to-core offset)
1665                     (cold-cons
1666                      (number-to-core value)
1667                      (cold-cons
1668                       (cold-intern kind)
1669                       *nil-descriptor*)))))
1670                  *current-reversed-cold-toplevels*))))
1671
1672 ;;; Given a pointer to a code object and an offset relative to the
1673 ;;; tail of the code object's header, return an offset relative to the
1674 ;;; (beginning of the) code object.
1675 ;;;
1676 ;;; FIXME: It might be clearer to reexpress
1677 ;;;    (LET ((X (CALC-OFFSET CODE-OBJECT OFFSET0))) ..)
1678 ;;; as
1679 ;;;    (LET ((X (+ OFFSET0 (CODE-OBJECT-HEADER-N-BYTES CODE-OBJECT)))) ..).
1680 (declaim (ftype (function (descriptor sb!vm:word)) calc-offset))
1681 (defun calc-offset (code-object offset-from-tail-of-header)
1682   (let* ((header (read-memory code-object))
1683          (header-n-words (ash (descriptor-bits header)
1684                               (- sb!vm:n-widetag-bits)))
1685          (header-n-bytes (ash header-n-words sb!vm:word-shift))
1686          (result (+ offset-from-tail-of-header header-n-bytes)))
1687     result))
1688
1689 (declaim (ftype (function (descriptor sb!vm:word sb!vm:word keyword))
1690                 do-cold-fixup))
1691 (defun do-cold-fixup (code-object after-header value kind)
1692   (let* ((offset-within-code-object (calc-offset code-object after-header))
1693          (gspace-bytes (descriptor-bytes code-object))
1694          (gspace-byte-offset (+ (descriptor-byte-offset code-object)
1695                                 offset-within-code-object))
1696          (gspace-byte-address (gspace-byte-address
1697                                (descriptor-gspace code-object))))
1698     (ecase +backend-fasl-file-implementation+
1699       ;; See CMU CL source for other formerly-supported architectures
1700       ;; (and note that you have to rewrite them to use BVREF-X
1701       ;; instead of SAP-REF).
1702       (:alpha
1703          (ecase kind
1704          (:jmp-hint
1705           (assert (zerop (ldb (byte 2 0) value))))
1706          (:bits-63-48
1707           (let* ((value (if (logbitp 15 value) (+ value (ash 1 16)) value))
1708                  (value (if (logbitp 31 value) (+ value (ash 1 32)) value))
1709                  (value (if (logbitp 47 value) (+ value (ash 1 48)) value)))
1710             (setf (bvref-8 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1711                   (ldb (byte 8 48) value)
1712                   (bvref-8 gspace-bytes (1+ gspace-byte-offset))
1713                   (ldb (byte 8 56) value))))
1714          (:bits-47-32
1715           (let* ((value (if (logbitp 15 value) (+ value (ash 1 16)) value))
1716                  (value (if (logbitp 31 value) (+ value (ash 1 32)) value)))
1717             (setf (bvref-8 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1718                   (ldb (byte 8 32) value)
1719                   (bvref-8 gspace-bytes (1+ gspace-byte-offset))
1720                   (ldb (byte 8 40) value))))
1721          (:ldah
1722           (let ((value (if (logbitp 15 value) (+ value (ash 1 16)) value)))
1723             (setf (bvref-8 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1724                   (ldb (byte 8 16) value)
1725                   (bvref-8 gspace-bytes (1+ gspace-byte-offset))
1726                   (ldb (byte 8 24) value))))
1727          (:lda
1728           (setf (bvref-8 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1729                 (ldb (byte 8 0) value)
1730                 (bvref-8 gspace-bytes (1+ gspace-byte-offset))
1731                 (ldb (byte 8 8) value)))))
1732       (:hppa
1733        (ecase kind
1734          (:load
1735           (setf (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1736                 (logior (ash (ldb (byte 11 0) value) 1)
1737                         (logand (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset) 
1738                                 #xffffc000))))
1739          (:load-short
1740           (let ((low-bits (ldb (byte 11 0) value)))
1741             (assert (<= 0 low-bits (1- (ash 1 4))))
1742             (setf (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1743                   (logior (ash low-bits 17)
1744                           (logand (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1745                                   #xffe0ffff)))))
1746          (:hi
1747           (setf (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1748                 (logior (ash (ldb (byte 5 13) value) 16)
1749                         (ash (ldb (byte 2 18) value) 14)
1750                         (ash (ldb (byte 2 11) value) 12)
1751                         (ash (ldb (byte 11 20) value) 1)
1752                         (ldb (byte 1 31) value)
1753                         (logand (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1754                                 #xffe00000))))
1755          (:branch
1756           (let ((bits (ldb (byte 9 2) value)))
1757             (assert (zerop (ldb (byte 2 0) value)))
1758             (setf (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1759                   (logior (ash bits 3)
1760                           (logand (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1761                                   #xffe0e002)))))))
1762       (:mips
1763        (ecase kind
1764          (:jump
1765           (assert (zerop (ash value -28)))
1766           (setf (ldb (byte 26 0) 
1767                      (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset))
1768                 (ash value -2)))
1769          (:lui
1770           (setf (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1771                 (logior (mask-field (byte 16 16)
1772                                     (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset))
1773                         (+ (ash value -16)
1774                            (if (logbitp 15 value) 1 0)))))
1775          (:addi
1776           (setf (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1777                 (logior (mask-field (byte 16 16)
1778                                     (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset))
1779                         (ldb (byte 16 0) value))))))
1780        (:ppc
1781        (ecase kind
1782          (:ba
1783           (setf (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1784                 (dpb (ash value -2) (byte 24 2) 
1785                      (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset))))
1786          (:ha
1787           (let* ((h (ldb (byte 16 16) value))
1788                  (l (ldb (byte 16 0) value)))
1789             (setf (bvref-16 gspace-bytes (+ gspace-byte-offset 2))
1790                   (if (logbitp 15 l) (ldb (byte 16 0) (1+ h)) h))))
1791          (:l
1792           (setf (bvref-16 gspace-bytes (+ gspace-byte-offset 2))
1793                 (ldb (byte 16 0) value)))))     
1794       (:sparc
1795        (ecase kind
1796          (:call
1797           (error "can't deal with call fixups yet"))
1798          (:sethi
1799           (setf (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1800                 (dpb (ldb (byte 22 10) value)
1801                      (byte 22 0)
1802                      (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset))))
1803          (:add
1804           (setf (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1805                 (dpb (ldb (byte 10 0) value)
1806                      (byte 10 0)
1807                      (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset))))))
1808       ((:x86 :x86-64)
1809        (let* ((un-fixed-up (bvref-word gspace-bytes
1810                                                gspace-byte-offset))
1811               (code-object-start-addr (logandc2 (descriptor-bits code-object)
1812                                                 sb!vm:lowtag-mask)))
1813          (assert (= code-object-start-addr
1814                   (+ gspace-byte-address
1815                      (descriptor-byte-offset code-object))))
1816          (ecase kind
1817            (:absolute
1818             (let ((fixed-up (+ value un-fixed-up)))
1819               (setf (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1820                     fixed-up)
1821               ;; comment from CMU CL sources:
1822               ;;
1823               ;; Note absolute fixups that point within the object.
1824               ;; KLUDGE: There seems to be an implicit assumption in
1825               ;; the old CMU CL code here, that if it doesn't point
1826               ;; before the object, it must point within the object
1827               ;; (not beyond it). It would be good to add an
1828               ;; explanation of why that's true, or an assertion that
1829               ;; it's really true, or both.
1830               (unless (< fixed-up code-object-start-addr)
1831                 (note-load-time-code-fixup code-object
1832                                            after-header
1833                                            value
1834                                            kind))))
1835            (:relative ; (used for arguments to X86 relative CALL instruction)
1836             (let ((fixed-up (- (+ value un-fixed-up)
1837                                gspace-byte-address
1838                                gspace-byte-offset
1839                                4))) ; "length of CALL argument"
1840               (setf (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1841                     fixed-up)
1842               ;; Note relative fixups that point outside the code
1843               ;; object, which is to say all relative fixups, since
1844               ;; relative addressing within a code object never needs
1845               ;; a fixup.
1846               (note-load-time-code-fixup code-object
1847                                          after-header
1848                                          value
1849                                          kind))))))))
1850   (values))
1851
1852 (defun resolve-assembler-fixups ()
1853   (dolist (fixup *cold-assembler-fixups*)
1854     (let* ((routine (car fixup))
1855            (value (lookup-assembler-reference routine)))
1856       (when value
1857         (do-cold-fixup (second fixup) (third fixup) value (fourth fixup))))))
1858
1859 ;;; *COLD-FOREIGN-SYMBOL-TABLE* becomes *!INITIAL-FOREIGN-SYMBOLS* in
1860 ;;; the core. When the core is loaded, !LOADER-COLD-INIT uses this to
1861 ;;; create *STATIC-FOREIGN-SYMBOLS*, which the code in
1862 ;;; target-load.lisp refers to.
1863 (defun foreign-symbols-to-core ()
1864   (let ((result *nil-descriptor*))
1865     (maphash (lambda (symbol value)
1866                (cold-push (cold-cons (base-string-to-core symbol)
1867                                      (number-to-core value))
1868                           result))
1869              *cold-foreign-symbol-table*)
1870     (cold-set (cold-intern 'sb!kernel:*!initial-foreign-symbols*) result))
1871   (let ((result *nil-descriptor*))
1872     (dolist (rtn *cold-assembler-routines*)
1873       (cold-push (cold-cons (cold-intern (car rtn))
1874                             (number-to-core (cdr rtn)))
1875                  result))
1876     (cold-set (cold-intern '*!initial-assembler-routines*) result)))
1877
1878 \f
1879 ;;;; general machinery for cold-loading FASL files
1880
1881 ;;; FOP functions for cold loading
1882 (defvar *cold-fop-funs*
1883   ;; We start out with a copy of the ordinary *FOP-FUNS*. The ones
1884   ;; which aren't appropriate for cold load will be destructively
1885   ;; modified.
1886   (copy-seq *fop-funs*))
1887
1888 (defvar *normal-fop-funs*)
1889
1890 ;;; Cause a fop to have a special definition for cold load.
1891 ;;; 
1892 ;;; This is similar to DEFINE-FOP, but unlike DEFINE-FOP, this version
1893 ;;;   (1) looks up the code for this name (created by a previous
1894 ;;        DEFINE-FOP) instead of creating a code, and
1895 ;;;   (2) stores its definition in the *COLD-FOP-FUNS* vector,
1896 ;;;       instead of storing in the *FOP-FUNS* vector.
1897 (defmacro define-cold-fop ((name &key (pushp t) (stackp t)) &rest forms)
1898   (aver (member pushp '(nil t)))
1899   (aver (member stackp '(nil t)))
1900   (let ((code (get name 'fop-code))
1901         (fname (symbolicate "COLD-" name)))
1902     (unless code
1903       (error "~S is not a defined FOP." name))
1904     `(progn
1905        (defun ,fname ()
1906          ,@(if stackp
1907                `((with-fop-stack ,pushp ,@forms))
1908                forms))
1909        (setf (svref *cold-fop-funs* ,code) #',fname))))
1910
1911 (defmacro clone-cold-fop ((name &key (pushp t) (stackp t))
1912                           (small-name)
1913                           &rest forms)
1914   (aver (member pushp '(nil t)))
1915   (aver (member stackp '(nil t)))
1916   `(progn
1917     (macrolet ((clone-arg () '(read-word-arg)))
1918       (define-cold-fop (,name :pushp ,pushp :stackp ,stackp) ,@forms))
1919     (macrolet ((clone-arg () '(read-byte-arg)))
1920       (define-cold-fop (,small-name :pushp ,pushp :stackp ,stackp) ,@forms))))
1921
1922 ;;; Cause a fop to be undefined in cold load.
1923 (defmacro not-cold-fop (name)
1924   `(define-cold-fop (,name)
1925      (error "The fop ~S is not supported in cold load." ',name)))
1926
1927 ;;; COLD-LOAD loads stuff into the core image being built by calling
1928 ;;; LOAD-AS-FASL with the fop function table rebound to a table of cold
1929 ;;; loading functions.
1930 (defun cold-load (filename)
1931   #!+sb-doc
1932   "Load the file named by FILENAME into the cold load image being built."
1933   (let* ((*normal-fop-funs* *fop-funs*)
1934          (*fop-funs* *cold-fop-funs*)
1935          (*cold-load-filename* (etypecase filename
1936                                  (string filename)
1937                                  (pathname (namestring filename)))))
1938     (with-open-file (s filename :element-type '(unsigned-byte 8))
1939       (load-as-fasl s nil nil))))
1940 \f
1941 ;;;; miscellaneous cold fops
1942
1943 (define-cold-fop (fop-misc-trap) *unbound-marker*)
1944
1945 (define-cold-fop (fop-short-character)
1946   (make-character-descriptor (read-byte-arg)))
1947
1948 (define-cold-fop (fop-empty-list) *nil-descriptor*)
1949 (define-cold-fop (fop-truth) (cold-intern t))
1950
1951 (define-cold-fop (fop-normal-load :stackp nil)
1952   (setq *fop-funs* *normal-fop-funs*))
1953
1954 (define-fop (fop-maybe-cold-load 82 :stackp nil)
1955   (when *cold-load-filename*
1956     (setq *fop-funs* *cold-fop-funs*)))
1957
1958 (define-cold-fop (fop-maybe-cold-load :stackp nil))
1959
1960 (clone-cold-fop (fop-struct)
1961                 (fop-small-struct)
1962   (let* ((size (clone-arg))
1963          (result (allocate-boxed-object *dynamic*
1964                                         (1+ size)
1965                                         sb!vm:instance-pointer-lowtag))
1966          (layout (pop-stack))
1967          (nuntagged
1968           (descriptor-fixnum
1969            (read-wordindexed layout (+ sb!vm:instance-slots-offset 16))))
1970          (ntagged (- size nuntagged)))
1971     (write-memory result (make-other-immediate-descriptor
1972                           size sb!vm:instance-header-widetag))
1973     (write-wordindexed result sb!vm:instance-slots-offset layout)
1974     (do ((index 1 (1+ index)))
1975         ((eql index size))
1976       (declare (fixnum index))
1977       (write-wordindexed result
1978                          (+ index sb!vm:instance-slots-offset)
1979                          (if (>= index ntagged)
1980                              (descriptor-word-sized-integer (pop-stack))
1981                              (pop-stack))))
1982     result))
1983
1984 (define-cold-fop (fop-layout)
1985   (let* ((nuntagged-des (pop-stack))
1986          (length-des (pop-stack))
1987          (depthoid-des (pop-stack))
1988          (cold-inherits (pop-stack))
1989          (name (pop-stack))
1990          (old (gethash name *cold-layouts*)))
1991     (declare (type descriptor length-des depthoid-des cold-inherits))
1992     (declare (type symbol name))
1993     ;; If a layout of this name has been defined already
1994     (if old
1995       ;; Enforce consistency between the previous definition and the
1996       ;; current definition, then return the previous definition.
1997       (destructuring-bind
1998           ;; FIXME: This would be more maintainable if we used
1999           ;; DEFSTRUCT (:TYPE LIST) to define COLD-LAYOUT. -- WHN 19990825
2000           (old-layout-descriptor
2001            old-name
2002            old-length
2003            old-inherits-list
2004            old-depthoid
2005            old-nuntagged)
2006           old
2007         (declare (type descriptor old-layout-descriptor))
2008         (declare (type index old-length old-nuntagged))
2009         (declare (type fixnum old-depthoid))
2010         (declare (type list old-inherits-list))
2011         (aver (eq name old-name))
2012         (let ((length (descriptor-fixnum length-des))
2013               (inherits-list (listify-cold-inherits cold-inherits))
2014               (depthoid (descriptor-fixnum depthoid-des))
2015               (nuntagged (descriptor-fixnum nuntagged-des)))
2016           (unless (= length old-length)
2017             (error "cold loading a reference to class ~S when the compile~%~
2018                     time length was ~S and current length is ~S"
2019                    name
2020                    length
2021                    old-length))
2022           (unless (equal inherits-list old-inherits-list)
2023             (error "cold loading a reference to class ~S when the compile~%~
2024                     time inherits were ~S~%~
2025                     and current inherits are ~S"
2026                    name
2027                    inherits-list
2028                    old-inherits-list))
2029           (unless (= depthoid old-depthoid)
2030             (error "cold loading a reference to class ~S when the compile~%~
2031                     time inheritance depthoid was ~S and current inheritance~%~
2032                     depthoid is ~S"
2033                    name
2034                    depthoid
2035                    old-depthoid))
2036           (unless (= nuntagged old-nuntagged)
2037             (error "cold loading a reference to class ~S when the compile~%~
2038                     time number of untagged slots was ~S and is currently ~S"
2039                    name
2040                    nuntagged
2041                    old-nuntagged)))
2042         old-layout-descriptor)
2043       ;; Make a new definition from scratch.
2044       (make-cold-layout name length-des cold-inherits depthoid-des
2045                         nuntagged-des))))
2046 \f
2047 ;;;; cold fops for loading symbols
2048
2049 ;;; Load a symbol SIZE characters long from *FASL-INPUT-STREAM* and
2050 ;;; intern that symbol in PACKAGE.
2051 (defun cold-load-symbol (size package)
2052   (let ((string (make-string size)))
2053     (read-string-as-bytes *fasl-input-stream* string)
2054     (cold-intern (intern string package))))
2055
2056 (macrolet ((frob (name pname-len package-len)
2057              `(define-cold-fop (,name)
2058                 (let ((index (read-arg ,package-len)))
2059                   (push-fop-table
2060                    (cold-load-symbol (read-arg ,pname-len)
2061                                      (svref *current-fop-table* index)))))))
2062   (frob fop-symbol-in-package-save #.sb!vm:n-word-bytes #.sb!vm:n-word-bytes)
2063   (frob fop-small-symbol-in-package-save 1 #.sb!vm:n-word-bytes)
2064   (frob fop-symbol-in-byte-package-save #.sb!vm:n-word-bytes 1)
2065   (frob fop-small-symbol-in-byte-package-save 1 1))
2066
2067 (clone-cold-fop (fop-lisp-symbol-save)
2068                 (fop-lisp-small-symbol-save)
2069   (push-fop-table (cold-load-symbol (clone-arg) *cl-package*)))
2070
2071 (clone-cold-fop (fop-keyword-symbol-save)
2072                 (fop-keyword-small-symbol-save)
2073   (push-fop-table (cold-load-symbol (clone-arg) *keyword-package*)))
2074
2075 (clone-cold-fop (fop-uninterned-symbol-save)
2076                 (fop-uninterned-small-symbol-save)
2077   (let* ((size (clone-arg))
2078          (name (make-string size)))
2079     (read-string-as-bytes *fasl-input-stream* name)
2080     (let ((symbol-des (allocate-symbol name)))
2081       (push-fop-table symbol-des))))
2082 \f
2083 ;;;; cold fops for loading lists
2084
2085 ;;; Make a list of the top LENGTH things on the fop stack. The last
2086 ;;; cdr of the list is set to LAST.
2087 (defmacro cold-stack-list (length last)
2088   `(do* ((index ,length (1- index))
2089          (result ,last (cold-cons (pop-stack) result)))
2090         ((= index 0) result)
2091      (declare (fixnum index))))
2092
2093 (define-cold-fop (fop-list)
2094   (cold-stack-list (read-byte-arg) *nil-descriptor*))
2095 (define-cold-fop (fop-list*)
2096   (cold-stack-list (read-byte-arg) (pop-stack)))
2097 (define-cold-fop (fop-list-1)
2098   (cold-stack-list 1 *nil-descriptor*))
2099 (define-cold-fop (fop-list-2)
2100   (cold-stack-list 2 *nil-descriptor*))
2101 (define-cold-fop (fop-list-3)
2102   (cold-stack-list 3 *nil-descriptor*))
2103 (define-cold-fop (fop-list-4)
2104   (cold-stack-list 4 *nil-descriptor*))
2105 (define-cold-fop (fop-list-5)
2106   (cold-stack-list 5 *nil-descriptor*))
2107 (define-cold-fop (fop-list-6)
2108   (cold-stack-list 6 *nil-descriptor*))
2109 (define-cold-fop (fop-list-7)
2110   (cold-stack-list 7 *nil-descriptor*))
2111 (define-cold-fop (fop-list-8)
2112   (cold-stack-list 8 *nil-descriptor*))
2113 (define-cold-fop (fop-list*-1)
2114   (cold-stack-list 1 (pop-stack)))
2115 (define-cold-fop (fop-list*-2)
2116   (cold-stack-list 2 (pop-stack)))
2117 (define-cold-fop (fop-list*-3)
2118   (cold-stack-list 3 (pop-stack)))
2119 (define-cold-fop (fop-list*-4)
2120   (cold-stack-list 4 (pop-stack)))
2121 (define-cold-fop (fop-list*-5)
2122   (cold-stack-list 5 (pop-stack)))
2123 (define-cold-fop (fop-list*-6)
2124   (cold-stack-list 6 (pop-stack)))
2125 (define-cold-fop (fop-list*-7)
2126   (cold-stack-list 7 (pop-stack)))
2127 (define-cold-fop (fop-list*-8)
2128   (cold-stack-list 8 (pop-stack)))
2129 \f
2130 ;;;; cold fops for loading vectors
2131
2132 (clone-cold-fop (fop-base-string)
2133                 (fop-small-base-string)
2134   (let* ((len (clone-arg))
2135          (string (make-string len)))
2136     (read-string-as-bytes *fasl-input-stream* string)
2137     (base-string-to-core string)))
2138
2139 #!+sb-unicode
2140 (clone-cold-fop (fop-character-string)
2141                 (fop-small-character-string)
2142   (bug "CHARACTER-STRING dumped by cross-compiler."))
2143
2144 (clone-cold-fop (fop-vector)
2145                 (fop-small-vector)
2146   (let* ((size (clone-arg))
2147          (result (allocate-vector-object *dynamic*
2148                                          sb!vm:n-word-bits
2149                                          size
2150                                          sb!vm:simple-vector-widetag)))
2151     (do ((index (1- size) (1- index)))
2152         ((minusp index))
2153       (declare (fixnum index))
2154       (write-wordindexed result
2155                          (+ index sb!vm:vector-data-offset)
2156                          (pop-stack)))
2157     result))
2158
2159 (define-cold-fop (fop-int-vector)
2160   (let* ((len (read-word-arg))
2161          (sizebits (read-byte-arg))
2162          (type (case sizebits
2163                  (0 sb!vm:simple-array-nil-widetag)
2164                  (1 sb!vm:simple-bit-vector-widetag)
2165                  (2 sb!vm:simple-array-unsigned-byte-2-widetag)
2166                  (4 sb!vm:simple-array-unsigned-byte-4-widetag)
2167                  (7 (prog1 sb!vm:simple-array-unsigned-byte-7-widetag
2168                       (setf sizebits 8)))
2169                  (8 sb!vm:simple-array-unsigned-byte-8-widetag)
2170                  (15 (prog1 sb!vm:simple-array-unsigned-byte-15-widetag
2171                        (setf sizebits 16)))
2172                  (16 sb!vm:simple-array-unsigned-byte-16-widetag)
2173                  (31 (prog1 sb!vm:simple-array-unsigned-byte-31-widetag
2174                        (setf sizebits 32)))
2175                  (32 sb!vm:simple-array-unsigned-byte-32-widetag)
2176                  #!+#.(cl:if (cl:= 64 sb!vm:n-word-bits) '(and) '(or))
2177                  (63 (prog1 sb!vm:simple-array-unsigned-byte-63-widetag
2178                        (setf sizebits 64)))
2179                  #!+#.(cl:if (cl:= 64 sb!vm:n-word-bits) '(and) '(or))
2180                  (64 sb!vm:simple-array-unsigned-byte-64-widetag)
2181                  (t (error "losing element size: ~W" sizebits))))
2182          (result (allocate-vector-object *dynamic* sizebits len type))
2183          (start (+ (descriptor-byte-offset result)
2184                    (ash sb!vm:vector-data-offset sb!vm:word-shift)))
2185          (end (+ start
2186                  (ceiling (* len sizebits)
2187                           sb!vm:n-byte-bits))))
2188     (read-bigvec-as-sequence-or-die (descriptor-bytes result)
2189                                     *fasl-input-stream*
2190                                     :start start
2191                                     :end end)
2192     result))
2193
2194 (define-cold-fop (fop-single-float-vector)
2195   (let* ((len (read-word-arg))
2196          (result (allocate-vector-object
2197                   *dynamic*
2198                   sb!vm:n-word-bits
2199                   len
2200                   sb!vm:simple-array-single-float-widetag))
2201          (start (+ (descriptor-byte-offset result)
2202                    (ash sb!vm:vector-data-offset sb!vm:word-shift)))
2203          (end (+ start (* len 4))))
2204     (read-bigvec-as-sequence-or-die (descriptor-bytes result)
2205                                     *fasl-input-stream*
2206                                     :start start
2207                                     :end end)
2208     result))
2209
2210 (not-cold-fop fop-double-float-vector)
2211 #!+long-float (not-cold-fop fop-long-float-vector)
2212 (not-cold-fop fop-complex-single-float-vector)
2213 (not-cold-fop fop-complex-double-float-vector)
2214 #!+long-float (not-cold-fop fop-complex-long-float-vector)
2215
2216 (define-cold-fop (fop-array)
2217   (let* ((rank (read-word-arg))
2218          (data-vector (pop-stack))
2219          (result (allocate-boxed-object *dynamic*
2220                                         (+ sb!vm:array-dimensions-offset rank)
2221                                         sb!vm:other-pointer-lowtag)))
2222     (write-memory result
2223                   (make-other-immediate-descriptor rank
2224                                                    sb!vm:simple-array-widetag))
2225     (write-wordindexed result sb!vm:array-fill-pointer-slot *nil-descriptor*)
2226     (write-wordindexed result sb!vm:array-data-slot data-vector)
2227     (write-wordindexed result sb!vm:array-displacement-slot *nil-descriptor*)
2228     (write-wordindexed result sb!vm:array-displaced-p-slot *nil-descriptor*)
2229     (let ((total-elements 1))
2230       (dotimes (axis rank)
2231         (let ((dim (pop-stack)))
2232           (unless (or (= (descriptor-lowtag dim) sb!vm:even-fixnum-lowtag)
2233                       (= (descriptor-lowtag dim) sb!vm:odd-fixnum-lowtag))
2234             (error "non-fixnum dimension? (~S)" dim))
2235           (setf total-elements
2236                 (* total-elements
2237                    (logior (ash (descriptor-high dim)
2238                                 (- descriptor-low-bits
2239                                    (1- sb!vm:n-lowtag-bits)))
2240                            (ash (descriptor-low dim)
2241                                 (- 1 sb!vm:n-lowtag-bits)))))
2242           (write-wordindexed result
2243                              (+ sb!vm:array-dimensions-offset axis)
2244                              dim)))
2245       (write-wordindexed result
2246                          sb!vm:array-elements-slot
2247                          (make-fixnum-descriptor total-elements)))
2248     result))
2249
2250 \f
2251 ;;;; cold fops for loading numbers
2252
2253 (defmacro define-cold-number-fop (fop)
2254   `(define-cold-fop (,fop :stackp nil)
2255      ;; Invoke the ordinary warm version of this fop to push the
2256      ;; number.
2257      (,fop)
2258      ;; Replace the warm fop result with the cold image of the warm
2259      ;; fop result.
2260      (with-fop-stack t
2261        (let ((number (pop-stack)))
2262          (number-to-core number)))))
2263
2264 (define-cold-number-fop fop-single-float)
2265 (define-cold-number-fop fop-double-float)
2266 (define-cold-number-fop fop-integer)
2267 (define-cold-number-fop fop-small-integer)
2268 (define-cold-number-fop fop-word-integer)
2269 (define-cold-number-fop fop-byte-integer)
2270 (define-cold-number-fop fop-complex-single-float)
2271 (define-cold-number-fop fop-complex-double-float)
2272
2273 (define-cold-fop (fop-ratio)
2274   (let ((den (pop-stack)))
2275     (number-pair-to-core (pop-stack) den sb!vm:ratio-widetag)))
2276
2277 (define-cold-fop (fop-complex)
2278   (let ((im (pop-stack)))
2279     (number-pair-to-core (pop-stack) im sb!vm:complex-widetag)))
2280 \f
2281 ;;;; cold fops for calling (or not calling)
2282
2283 (not-cold-fop fop-eval)
2284 (not-cold-fop fop-eval-for-effect)
2285
2286 (defvar *load-time-value-counter*)
2287
2288 (define-cold-fop (fop-funcall)
2289   (unless (= (read-byte-arg) 0)
2290     (error "You can't FOP-FUNCALL arbitrary stuff in cold load."))
2291   (let ((counter *load-time-value-counter*))
2292     (cold-push (cold-cons
2293                 (cold-intern :load-time-value)
2294                 (cold-cons
2295                  (pop-stack)
2296                  (cold-cons
2297                   (number-to-core counter)
2298                   *nil-descriptor*)))
2299                *current-reversed-cold-toplevels*)
2300     (setf *load-time-value-counter* (1+ counter))
2301     (make-descriptor 0 0 nil counter)))
2302
2303 (defun finalize-load-time-value-noise ()
2304   (cold-set (cold-intern '*!load-time-values*)
2305             (allocate-vector-object *dynamic*
2306                                     sb!vm:n-word-bits
2307                                     *load-time-value-counter*
2308                                     sb!vm:simple-vector-widetag)))
2309
2310 (define-cold-fop (fop-funcall-for-effect :pushp nil)
2311   (if (= (read-byte-arg) 0)
2312       (cold-push (pop-stack)
2313                  *current-reversed-cold-toplevels*)
2314       (error "You can't FOP-FUNCALL arbitrary stuff in cold load.")))
2315 \f
2316 ;;;; cold fops for fixing up circularities
2317
2318 (define-cold-fop (fop-rplaca :pushp nil)
2319   (let ((obj (svref *current-fop-table* (read-word-arg)))
2320         (idx (read-word-arg)))
2321     (write-memory (cold-nthcdr idx obj) (pop-stack))))
2322
2323 (define-cold-fop (fop-rplacd :pushp nil)
2324   (let ((obj (svref *current-fop-table* (read-word-arg)))
2325         (idx (read-word-arg)))
2326     (write-wordindexed (cold-nthcdr idx obj) 1 (pop-stack))))
2327
2328 (define-cold-fop (fop-svset :pushp nil)
2329   (let ((obj (svref *current-fop-table* (read-word-arg)))
2330         (idx (read-word-arg)))
2331     (write-wordindexed obj
2332                    (+ idx
2333                       (ecase (descriptor-lowtag obj)
2334                         (#.sb!vm:instance-pointer-lowtag 1)
2335                         (#.sb!vm:other-pointer-lowtag 2)))
2336                    (pop-stack))))
2337
2338 (define-cold-fop (fop-structset :pushp nil)
2339   (let ((obj (svref *current-fop-table* (read-word-arg)))
2340         (idx (read-word-arg)))
2341     (write-wordindexed obj (1+ idx) (pop-stack))))
2342
2343 ;;; In the original CMUCL code, this actually explicitly declared PUSHP
2344 ;;; to be T, even though that's what it defaults to in DEFINE-COLD-FOP.
2345 (define-cold-fop (fop-nthcdr)
2346   (cold-nthcdr (read-word-arg) (pop-stack)))
2347
2348 (defun cold-nthcdr (index obj)
2349   (dotimes (i index)
2350     (setq obj (read-wordindexed obj 1)))
2351   obj)
2352 \f
2353 ;;;; cold fops for loading code objects and functions
2354
2355 ;;; the names of things which have had COLD-FSET used on them already
2356 ;;; (used to make sure that we don't try to statically link a name to
2357 ;;; more than one definition)
2358 (defparameter *cold-fset-warm-names*
2359   ;; This can't be an EQL hash table because names can be conses, e.g.
2360   ;; (SETF CAR).
2361   (make-hash-table :test 'equal))
2362
2363 (define-cold-fop (fop-fset :pushp nil)
2364   (let* ((fn (pop-stack))
2365          (cold-name (pop-stack))
2366          (warm-name (warm-fun-name cold-name)))
2367     (if (gethash warm-name *cold-fset-warm-names*)
2368         (error "duplicate COLD-FSET for ~S" warm-name)
2369         (setf (gethash warm-name *cold-fset-warm-names*) t))
2370     (static-fset cold-name fn)))
2371
2372 (define-cold-fop (fop-fdefinition)
2373   (cold-fdefinition-object (pop-stack)))
2374
2375 (define-cold-fop (fop-sanctify-for-execution)
2376   (pop-stack))
2377
2378 ;;; Setting this variable shows what code looks like before any
2379 ;;; fixups (or function headers) are applied.
2380 #!+sb-show (defvar *show-pre-fixup-code-p* nil)
2381
2382 ;;; FIXME: The logic here should be converted into a function
2383 ;;; COLD-CODE-FOP-GUTS (NCONST CODE-SIZE) called by DEFINE-COLD-FOP
2384 ;;; FOP-CODE and DEFINE-COLD-FOP FOP-SMALL-CODE, so that
2385 ;;; variable-capture nastiness like (LET ((NCONST ,NCONST) ..) ..)
2386 ;;; doesn't keep me awake at night.
2387 (defmacro define-cold-code-fop (name nconst code-size)
2388   `(define-cold-fop (,name)
2389      (let* ((nconst ,nconst)
2390             (code-size ,code-size)
2391             (raw-header-n-words (+ sb!vm:code-trace-table-offset-slot nconst))
2392             (header-n-words
2393              ;; Note: we round the number of constants up to ensure
2394              ;; that the code vector will be properly aligned.
2395              (round-up raw-header-n-words 2))
2396             (des (allocate-cold-descriptor *dynamic*
2397                                            (+ (ash header-n-words
2398                                                    sb!vm:word-shift)
2399                                               code-size)
2400                                            sb!vm:other-pointer-lowtag)))
2401        (write-memory des
2402                      (make-other-immediate-descriptor
2403                       header-n-words sb!vm:code-header-widetag))
2404        (write-wordindexed des
2405                           sb!vm:code-code-size-slot
2406                           (make-fixnum-descriptor
2407                            (ash (+ code-size (1- (ash 1 sb!vm:word-shift)))
2408                                 (- sb!vm:word-shift))))
2409        (write-wordindexed des sb!vm:code-entry-points-slot *nil-descriptor*)
2410        (write-wordindexed des sb!vm:code-debug-info-slot (pop-stack))
2411        (when (oddp raw-header-n-words)
2412          (write-wordindexed des
2413                             raw-header-n-words
2414                             (make-random-descriptor 0)))
2415        (do ((index (1- raw-header-n-words) (1- index)))
2416            ((< index sb!vm:code-trace-table-offset-slot))
2417          (write-wordindexed des index (pop-stack)))
2418        (let* ((start (+ (descriptor-byte-offset des)
2419                         (ash header-n-words sb!vm:word-shift)))
2420               (end (+ start code-size)))
2421          (read-bigvec-as-sequence-or-die (descriptor-bytes des)
2422                                          *fasl-input-stream*
2423                                          :start start
2424                                          :end end)
2425          #!+sb-show
2426          (when *show-pre-fixup-code-p*
2427            (format *trace-output*
2428                    "~&/raw code from code-fop ~W ~W:~%"
2429                    nconst
2430                    code-size)
2431            (do ((i start (+ i sb!vm:n-word-bytes)))
2432                ((>= i end))
2433              (format *trace-output*
2434                      "/#X~8,'0x: #X~8,'0x~%"
2435                      (+ i (gspace-byte-address (descriptor-gspace des)))
2436                      (bvref-32 (descriptor-bytes des) i)))))
2437        des)))
2438
2439 (define-cold-code-fop fop-code (read-word-arg) (read-word-arg))
2440
2441 (define-cold-code-fop fop-small-code (read-byte-arg) (read-halfword-arg))
2442
2443 (clone-cold-fop (fop-alter-code :pushp nil)
2444                 (fop-byte-alter-code)
2445   (let ((slot (clone-arg))
2446         (value (pop-stack))
2447         (code (pop-stack)))
2448     (write-wordindexed code slot value)))
2449
2450 (define-cold-fop (fop-fun-entry)
2451   (let* ((type (pop-stack))
2452          (arglist (pop-stack))
2453          (name (pop-stack))
2454          (code-object (pop-stack))
2455          (offset (calc-offset code-object (read-word-arg)))
2456          (fn (descriptor-beyond code-object
2457                                 offset
2458                                 sb!vm:fun-pointer-lowtag))
2459          (next (read-wordindexed code-object sb!vm:code-entry-points-slot)))
2460     (unless (zerop (logand offset sb!vm:lowtag-mask))
2461       (error "unaligned function entry: ~S at #X~X" name offset))
2462     (write-wordindexed code-object sb!vm:code-entry-points-slot fn)
2463     (write-memory fn
2464                   (make-other-immediate-descriptor
2465                    (ash offset (- sb!vm:word-shift))
2466                    sb!vm:simple-fun-header-widetag))
2467     (write-wordindexed fn
2468                        sb!vm:simple-fun-self-slot
2469                        ;; KLUDGE: Wiring decisions like this in at
2470                        ;; this level ("if it's an x86") instead of a
2471                        ;; higher level of abstraction ("if it has such
2472                        ;; and such relocation peculiarities (which
2473                        ;; happen to be confined to the x86)") is bad.
2474                        ;; It would be nice if the code were instead
2475                        ;; conditional on some more descriptive
2476                        ;; feature, :STICKY-CODE or
2477                        ;; :LOAD-GC-INTERACTION or something.
2478                        ;;
2479                        ;; FIXME: The X86 definition of the function
2480                        ;; self slot breaks everything object.tex says
2481                        ;; about it. (As far as I can tell, the X86
2482                        ;; definition makes it a pointer to the actual
2483                        ;; code instead of a pointer back to the object
2484                        ;; itself.) Ask on the mailing list whether
2485                        ;; this is documented somewhere, and if not,
2486                        ;; try to reverse engineer some documentation.
2487                        #!-(or x86 x86-64)
2488                        ;; a pointer back to the function object, as
2489                        ;; described in CMU CL
2490                        ;; src/docs/internals/object.tex
2491                        fn
2492                        #!+(or x86 x86-64)
2493                        ;; KLUDGE: a pointer to the actual code of the
2494                        ;; object, as described nowhere that I can find
2495                        ;; -- WHN 19990907
2496                        (make-random-descriptor
2497                         (+ (descriptor-bits fn)
2498                            (- (ash sb!vm:simple-fun-code-offset
2499                                    sb!vm:word-shift)
2500                               ;; FIXME: We should mask out the type
2501                               ;; bits, not assume we know what they
2502                               ;; are and subtract them out this way.
2503                               sb!vm:fun-pointer-lowtag))))
2504     (write-wordindexed fn sb!vm:simple-fun-next-slot next)
2505     (write-wordindexed fn sb!vm:simple-fun-name-slot name)
2506     (write-wordindexed fn sb!vm:simple-fun-arglist-slot arglist)
2507     (write-wordindexed fn sb!vm:simple-fun-type-slot type)
2508     fn))
2509
2510 (define-cold-fop (fop-foreign-fixup)
2511   (let* ((kind (pop-stack))
2512          (code-object (pop-stack))
2513          (len (read-byte-arg))
2514          (sym (make-string len)))
2515     (read-string-as-bytes *fasl-input-stream* sym)
2516     (let ((offset (read-word-arg))
2517           (value (cold-foreign-symbol-address-as-integer sym)))
2518       (do-cold-fixup code-object offset value kind))
2519    code-object))
2520
2521 #!+linkage-table
2522 (define-cold-fop (fop-foreign-dataref-fixup)
2523   (let* ((kind (pop-stack))
2524          (code-object (pop-stack))
2525          (len (read-byte-arg))
2526          (sym (make-string len)))
2527     (read-string-as-bytes *fasl-input-stream* sym)
2528     (maphash (lambda (k v)
2529                (format *error-output* "~&~S = #X~8X~%" k v))
2530              *cold-foreign-symbol-table*)
2531     (error "shared foreign symbol in cold load: ~S (~S)" sym kind)))
2532
2533 (define-cold-fop (fop-assembler-code)
2534   (let* ((length (read-word-arg))
2535          (header-n-words
2536           ;; Note: we round the number of constants up to ensure that
2537           ;; the code vector will be properly aligned.
2538           (round-up sb!vm:code-constants-offset 2))
2539          (des (allocate-cold-descriptor *read-only*
2540                                         (+ (ash header-n-words
2541                                                 sb!vm:word-shift)
2542                                            length)
2543                                         sb!vm:other-pointer-lowtag)))
2544     (write-memory des
2545                   (make-other-immediate-descriptor
2546                    header-n-words sb!vm:code-header-widetag))
2547     (write-wordindexed des
2548                        sb!vm:code-code-size-slot
2549                        (make-fixnum-descriptor
2550                         (ash (+ length (1- (ash 1 sb!vm:word-shift)))
2551                              (- sb!vm:word-shift))))
2552     (write-wordindexed des sb!vm:code-entry-points-slot *nil-descriptor*)
2553     (write-wordindexed des sb!vm:code-debug-info-slot *nil-descriptor*)
2554
2555     (let* ((start (+ (descriptor-byte-offset des)
2556                      (ash header-n-words sb!vm:word-shift)))
2557            (end (+ start length)))
2558       (read-bigvec-as-sequence-or-die (descriptor-bytes des)
2559                                       *fasl-input-stream*
2560                                       :start start
2561                                       :end end))
2562     des))
2563
2564 (define-cold-fop (fop-assembler-routine)
2565   (let* ((routine (pop-stack))
2566          (des (pop-stack))
2567          (offset (calc-offset des (read-word-arg))))
2568     (record-cold-assembler-routine
2569      routine
2570      (+ (logandc2 (descriptor-bits des) sb!vm:lowtag-mask) offset))
2571     des))
2572
2573 (define-cold-fop (fop-assembler-fixup)
2574   (let* ((routine (pop-stack))
2575          (kind (pop-stack))
2576          (code-object (pop-stack))
2577          (offset (read-word-arg)))
2578     (record-cold-assembler-fixup routine code-object offset kind)
2579     code-object))
2580
2581 (define-cold-fop (fop-code-object-fixup)
2582   (let* ((kind (pop-stack))
2583          (code-object (pop-stack))
2584          (offset (read-word-arg))
2585          (value (descriptor-bits code-object)))
2586     (do-cold-fixup code-object offset value kind)
2587     code-object))
2588 \f
2589 ;;;; emitting C header file
2590
2591 (defun tailwise-equal (string tail)
2592   (and (>= (length string) (length tail))
2593        (string= string tail :start1 (- (length string) (length tail)))))
2594
2595 (defun write-boilerplate ()
2596   (format t "/*~%")
2597   (dolist (line
2598            '("This is a machine-generated file. Please do not edit it by hand."
2599              "(As of sbcl-0.8.14, it came from WRITE-CONFIG-H in genesis.lisp.)"
2600              ""
2601              "This file contains low-level information about the"
2602              "internals of a particular version and configuration"
2603              "of SBCL. It is used by the C compiler to create a runtime"
2604              "support environment, an executable program in the host"
2605              "operating system's native format, which can then be used to"
2606              "load and run 'core' files, which are basically programs"
2607              "in SBCL's own format."))
2608     (format t " * ~A~%" line))
2609   (format t " */~%"))
2610
2611 (defun write-config-h ()
2612   ;; propagating *SHEBANG-FEATURES* into C-level #define's
2613   (dolist (shebang-feature-name (sort (mapcar #'symbol-name
2614                                               sb-cold:*shebang-features*)
2615                                       #'string<))
2616     (format t
2617             "#define LISP_FEATURE_~A~%"
2618             (substitute #\_ #\- shebang-feature-name)))
2619   (terpri)
2620   ;; and miscellaneous constants
2621   (format t "#define SBCL_CORE_VERSION_INTEGER ~D~%" sbcl-core-version-integer)
2622   (format t
2623           "#define SBCL_VERSION_STRING ~S~%"
2624           (sb!xc:lisp-implementation-version))
2625   (format t "#define CORE_MAGIC 0x~X~%" core-magic)
2626   (format t "#ifndef LANGUAGE_ASSEMBLY~2%")
2627   (format t "#define LISPOBJ(x) ((lispobj)x)~2%")
2628   (format t "#else /* LANGUAGE_ASSEMBLY */~2%")
2629   (format t "#define LISPOBJ(thing) thing~2%")
2630   (format t "#endif /* LANGUAGE_ASSEMBLY */~2%")
2631   (terpri))
2632
2633 (defun write-constants-h ()
2634   ;; writing entire families of named constants 
2635   (let ((constants nil))
2636     (dolist (package-name '(;; Even in CMU CL, constants from VM
2637                             ;; were automatically propagated
2638                             ;; into the runtime.
2639                             "SB!VM"
2640                             ;; In SBCL, we also propagate various
2641                             ;; magic numbers related to file format,
2642                             ;; which live here instead of SB!VM.
2643                             "SB!FASL"))
2644       (do-external-symbols (symbol (find-package package-name))
2645         (when (constantp symbol)
2646           (let ((name (symbol-name symbol)))
2647             (labels (;; shared machinery
2648                      (record (string priority)
2649                        (push (list string
2650                                    priority
2651                                    (symbol-value symbol)
2652                                    (documentation symbol 'variable))
2653                              constants))
2654                      ;; machinery for old-style CMU CL Lisp-to-C
2655                      ;; arbitrary renaming, being phased out in favor of
2656                      ;; the newer systematic RECORD-WITH-TRANSLATED-NAME
2657                      ;; renaming
2658                      (record-with-munged-name (prefix string priority)
2659                        (record (concatenate
2660                                 'simple-string
2661                                 prefix
2662                                 (delete #\- (string-capitalize string)))
2663                                priority))
2664                      (maybe-record-with-munged-name (tail prefix priority)
2665                        (when (tailwise-equal name tail)
2666                          (record-with-munged-name prefix
2667                                                   (subseq name 0
2668                                                           (- (length name)
2669                                                              (length tail)))
2670                                                   priority)))
2671                      ;; machinery for new-style SBCL Lisp-to-C naming
2672                      (record-with-translated-name (priority)
2673                        (record (substitute #\_ #\- name)
2674                                priority))
2675                      (maybe-record-with-translated-name (suffixes priority)
2676                        (when (some (lambda (suffix)
2677                                      (tailwise-equal name suffix))
2678                                    suffixes)
2679                          (record-with-translated-name priority))))
2680   
2681               (maybe-record-with-translated-name '("-LOWTAG") 0)
2682               (maybe-record-with-translated-name '("-WIDETAG") 1)
2683               (maybe-record-with-munged-name "-FLAG" "flag_" 2)
2684               (maybe-record-with-munged-name "-TRAP" "trap_" 3)
2685               (maybe-record-with-munged-name "-SUBTYPE" "subtype_" 4)
2686               (maybe-record-with-munged-name "-SC-NUMBER" "sc_" 5)
2687               (maybe-record-with-translated-name '("-START" "-END" "-SIZE") 6)
2688               (maybe-record-with-translated-name '("-CORE-ENTRY-TYPE-CODE") 7)
2689               (maybe-record-with-translated-name '("-CORE-SPACE-ID") 8))))))
2690     ;; KLUDGE: these constants are sort of important, but there's no
2691     ;; pleasing way to inform the code above about them.  So we fake
2692     ;; it for now.  nikodemus on #lisp (2004-08-09) suggested simply
2693     ;; exporting every numeric constant from SB!VM; that would work,
2694     ;; but the C runtime would have to be altered to use Lisp-like names
2695     ;; rather than the munged names currently exported.  --njf, 2004-08-09
2696     (dolist (c '(sb!vm:n-word-bits sb!vm:n-word-bytes
2697                  sb!vm:n-lowtag-bits sb!vm:lowtag-mask
2698                  sb!vm:n-widetag-bits sb!vm:widetag-mask
2699                  sb!vm:n-fixnum-tag-bits sb!vm:fixnum-tag-mask))
2700       (push (list (substitute #\_ #\- (symbol-name c))
2701                   -1                    ; invent a new priority
2702                   (symbol-value c)
2703                   nil)
2704             constants))
2705
2706     (setf constants
2707           (sort constants
2708                 (lambda (const1 const2)
2709                   (if (= (second const1) (second const2))
2710                       (< (third const1) (third const2))
2711                       (< (second const1) (second const2))))))
2712     (let ((prev-priority (second (car constants))))
2713       (dolist (const constants)
2714         (destructuring-bind (name priority value doc) const
2715           (unless (= prev-priority priority)
2716             (terpri)
2717             (setf prev-priority priority))
2718           (format t "#define ~A " name)
2719           (format t 
2720                   ;; KLUDGE: As of sbcl-0.6.7.14, we're dumping two
2721                   ;; different kinds of values here, (1) small codes
2722                   ;; and (2) machine addresses. The small codes can be
2723                   ;; dumped as bare integer values. The large machine
2724                   ;; addresses might cause problems if they're large
2725                   ;; and represented as (signed) C integers, so we
2726                   ;; want to force them to be unsigned. We do that by
2727                   ;; wrapping them in the LISPOBJ macro. (We could do
2728                   ;; it with a bare "(unsigned)" cast, except that
2729                   ;; this header file is used not only in C files, but
2730                   ;; also in assembly files, which don't understand
2731                   ;; the cast syntax. The LISPOBJ macro goes away in
2732                   ;; assembly files, but that shouldn't matter because
2733                   ;; we don't do arithmetic on address constants in
2734                   ;; assembly files. See? It really is a kludge..) --
2735                   ;; WHN 2000-10-18
2736                   (let (;; cutoff for treatment as a small code
2737                         (cutoff (expt 2 16)))
2738                     (cond ((minusp value)
2739                            (error "stub: negative values unsupported"))
2740                           ((< value cutoff)
2741                            "~D")
2742                           (t
2743                            "LISPOBJ(~D)")))
2744                   value)
2745           (format t " /* 0x~X */~@[  /* ~A */~]~%" value doc))))
2746     (terpri))
2747
2748   ;; writing information about internal errors
2749   (let ((internal-errors sb!c:*backend-internal-errors*))
2750     (dotimes (i (length internal-errors))
2751       (let ((current-error (aref internal-errors i)))
2752         ;; FIXME: this UNLESS should go away (see also FIXME in
2753         ;; interr.lisp) -- APD, 2002-03-05
2754         (unless (eq nil (car current-error))
2755           (format t "#define ~A ~D~%"
2756                   (substitute #\_ #\- (symbol-name (car current-error)))
2757                   i)))))
2758   (terpri)
2759
2760   ;; FIXME: The SPARC has a PSEUDO-ATOMIC-TRAP that differs between
2761   ;; platforms. If we export this from the SB!VM package, it gets
2762   ;; written out as #define trap_PseudoAtomic, which is confusing as
2763   ;; the runtime treats trap_ as the prefix for illegal instruction
2764   ;; type things. We therefore don't export it, but instead do
2765   #!+sparc
2766   (when (boundp 'sb!vm::pseudo-atomic-trap)
2767     (format t
2768             "#define PSEUDO_ATOMIC_TRAP ~D /* 0x~:*~X */~%"
2769             sb!vm::pseudo-atomic-trap)
2770     (terpri))
2771   ;; possibly this is another candidate for a rename (to
2772   ;; pseudo-atomic-trap-number or pseudo-atomic-magic-constant
2773   ;; [possibly applicable to other platforms])
2774
2775   (dolist (symbol '(sb!vm::float-traps-byte
2776                     sb!vm::float-exceptions-byte
2777                     sb!vm::float-sticky-bits
2778                     sb!vm::float-rounding-mode))
2779     (format t "#define ~A_POSITION ~A /* ~:*0x~X */~%"
2780             (substitute #\_ #\- (symbol-name symbol))
2781             (sb!xc:byte-position (symbol-value symbol)))
2782     (format t "#define ~A_MASK 0x~X /* ~:*~A */~%"
2783             (substitute #\_ #\- (symbol-name symbol))
2784             (sb!xc:mask-field (symbol-value symbol) -1))))
2785
2786
2787
2788 (defun write-primitive-object (obj)  
2789   ;; writing primitive object layouts
2790     (format t "#ifndef LANGUAGE_ASSEMBLY~2%")
2791       (format t
2792               "struct ~A {~%"
2793               (substitute #\_ #\-
2794               (string-downcase (string (sb!vm:primitive-object-name obj)))))
2795       (when (sb!vm:primitive-object-widetag obj)
2796         (format t "    lispobj header;~%"))
2797       (dolist (slot (sb!vm:primitive-object-slots obj))
2798         (format t "    ~A ~A~@[[1]~];~%"
2799         (getf (sb!vm:slot-options slot) :c-type "lispobj")
2800         (substitute #\_ #\-
2801                     (string-downcase (string (sb!vm:slot-name slot))))
2802         (sb!vm:slot-rest-p slot)))
2803   (format t "};~2%")
2804     (format t "#else /* LANGUAGE_ASSEMBLY */~2%")
2805       (let ((name (sb!vm:primitive-object-name obj))
2806       (lowtag (eval (sb!vm:primitive-object-lowtag obj))))
2807         (when lowtag
2808         (dolist (slot (sb!vm:primitive-object-slots obj))
2809           (format t "#define ~A_~A_OFFSET ~D~%"
2810                   (substitute #\_ #\- (string name))
2811                   (substitute #\_ #\- (string (sb!vm:slot-name slot)))
2812                   (- (* (sb!vm:slot-offset slot) sb!vm:n-word-bytes) lowtag)))
2813       (terpri)))
2814     (format t "#endif /* LANGUAGE_ASSEMBLY */~2%"))
2815
2816 (defun write-structure-object (dd)
2817   (flet ((cstring (designator)
2818            (substitute #\_ #\- (string-downcase (string designator)))))
2819     (format t "#ifndef LANGUAGE_ASSEMBLY~2%")
2820     (format t "struct ~A {~%" (cstring (dd-name dd)))
2821     (format t "    lispobj header;~%")
2822     (format t "    lispobj layout;~%")
2823     (dolist (slot (dd-slots dd))
2824       (when (eq t (dsd-raw-type slot))
2825         (format t "    lispobj ~A;~%" (cstring (dsd-name slot)))))
2826     (unless (oddp (+ (dd-length dd) (dd-raw-length dd)))
2827       (format t "    long raw_slot_padding;~%"))
2828     (dotimes (n (dd-raw-length dd))
2829       (format t "    long raw~D;~%" (- (dd-raw-length dd) n 1)))
2830     (format t "};~2%")
2831     (format t "#endif /* LANGUAGE_ASSEMBLY */~2%")))
2832
2833 (defun write-static-symbols ()
2834   (dolist (symbol (cons nil sb!vm:*static-symbols*))
2835     ;; FIXME: It would be nice to use longer names than NIL and
2836     ;; (particularly) T in #define statements.
2837     (format t "#define ~A LISPOBJ(0x~X)~%"
2838             (substitute #\_ #\-
2839                         (remove-if (lambda (char)
2840                                      (member char '(#\% #\* #\. #\!)))
2841                                    (symbol-name symbol)))
2842             (if *static*                ; if we ran GENESIS
2843               ;; We actually ran GENESIS, use the real value.
2844               (descriptor-bits (cold-intern symbol))
2845               ;; We didn't run GENESIS, so guess at the address.
2846               (+ sb!vm:static-space-start
2847                  sb!vm:n-word-bytes
2848                  sb!vm:other-pointer-lowtag
2849                    (if symbol (sb!vm:static-symbol-offset symbol) 0))))))
2850
2851 \f
2852 ;;;; writing map file
2853
2854 ;;; Write a map file describing the cold load. Some of this
2855 ;;; information is subject to change due to relocating GC, but even so
2856 ;;; it can be very handy when attempting to troubleshoot the early
2857 ;;; stages of cold load.
2858 (defun write-map ()
2859   (let ((*print-pretty* nil)
2860         (*print-case* :upcase))
2861     (format t "assembler routines defined in core image:~2%")
2862     (dolist (routine (sort (copy-list *cold-assembler-routines*) #'<
2863                            :key #'cdr))
2864       (format t "#X~8,'0X: ~S~%" (cdr routine) (car routine)))
2865     (let ((funs nil)
2866           (undefs nil))
2867       (maphash (lambda (name fdefn)
2868                  (let ((fun (read-wordindexed fdefn
2869                                               sb!vm:fdefn-fun-slot)))
2870                    (if (= (descriptor-bits fun)
2871                           (descriptor-bits *nil-descriptor*))
2872                        (push name undefs)
2873                        (let ((addr (read-wordindexed
2874                                     fdefn sb!vm:fdefn-raw-addr-slot)))
2875                          (push (cons name (descriptor-bits addr))
2876                                funs)))))
2877                *cold-fdefn-objects*)
2878       (format t "~%~|~%initially defined functions:~2%")
2879       (setf funs (sort funs #'< :key #'cdr))
2880       (dolist (info funs)
2881         (format t "0x~8,'0X: ~S   #X~8,'0X~%" (cdr info) (car info)
2882                 (- (cdr info) #x17)))
2883       (format t
2884 "~%~|
2885 (a note about initially undefined function references: These functions
2886 are referred to by code which is installed by GENESIS, but they are not
2887 installed by GENESIS. This is not necessarily a problem; functions can
2888 be defined later, by cold init toplevel forms, or in files compiled and
2889 loaded at warm init, or elsewhere. As long as they are defined before
2890 they are called, everything should be OK. Things are also OK if the
2891 cross-compiler knew their inline definition and used that everywhere
2892 that they were called before the out-of-line definition is installed,
2893 as is fairly common for structure accessors.)
2894 initially undefined function references:~2%")
2895
2896       (setf undefs (sort undefs #'string< :key #'fun-name-block-name))
2897       (dolist (name undefs)
2898         (format t "~S~%" name)))
2899
2900     (format t "~%~|~%layout names:~2%")
2901     (collect ((stuff))
2902       (maphash (lambda (name gorp)
2903                  (declare (ignore name))
2904                  (stuff (cons (descriptor-bits (car gorp))
2905                               (cdr gorp))))
2906                *cold-layouts*)
2907       (dolist (x (sort (stuff) #'< :key #'car))
2908         (apply #'format t "~8,'0X: ~S[~D]~%~10T~S~%" x))))
2909
2910   (values))
2911 \f
2912 ;;;; writing core file
2913
2914 (defvar *core-file*)
2915 (defvar *data-page*)
2916
2917 ;;; magic numbers to identify entries in a core file
2918 ;;;
2919 ;;; (In case you were wondering: No, AFAIK there's no special magic about
2920 ;;; these which requires them to be in the 38xx range. They're just
2921 ;;; arbitrary words, tested not for being in a particular range but just
2922 ;;; for equality. However, if you ever need to look at a .core file and
2923 ;;; figure out what's going on, it's slightly convenient that they're
2924 ;;; all in an easily recognizable range, and displacing the range away from
2925 ;;; zero seems likely to reduce the chance that random garbage will be
2926 ;;; misinterpreted as a .core file.)
2927 (defconstant version-core-entry-type-code 3860)
2928 (defconstant build-id-core-entry-type-code 3899)
2929 (defconstant new-directory-core-entry-type-code 3861)
2930 (defconstant initial-fun-core-entry-type-code 3863)
2931 (defconstant end-core-entry-type-code 3840)
2932
2933 (declaim (ftype (function (sb!vm:word) sb!vm:word) write-word))
2934 (defun write-word (num)
2935   (ecase sb!c:*backend-byte-order*
2936     (:little-endian
2937      (dotimes (i sb!vm:n-word-bytes)
2938        (write-byte (ldb (byte 8 (* i 8)) num) *core-file*)))
2939     (:big-endian
2940      (dotimes (i sb!vm:n-word-bytes)
2941        (write-byte (ldb (byte 8 (* (- (1- sb!vm:n-word-bytes) i) 8)) num) 
2942                    *core-file*))))
2943   num)
2944
2945 (defun advance-to-page ()
2946   (force-output *core-file*)
2947   (file-position *core-file*
2948                  (round-up (file-position *core-file*)
2949                            sb!c:*backend-page-size*)))
2950
2951 (defun output-gspace (gspace)
2952   (force-output *core-file*)
2953   (let* ((posn (file-position *core-file*))
2954          (bytes (* (gspace-free-word-index gspace) sb!vm:n-word-bytes))
2955          (pages (ceiling bytes sb!c:*backend-page-size*))
2956          (total-bytes (* pages sb!c:*backend-page-size*)))
2957
2958     (file-position *core-file*
2959                    (* sb!c:*backend-page-size* (1+ *data-page*)))
2960     (format t
2961             "writing ~S byte~:P [~S page~:P] from ~S~%"
2962             total-bytes
2963             pages
2964             gspace)
2965     (force-output)
2966
2967     ;; Note: It is assumed that the GSPACE allocation routines always
2968     ;; allocate whole pages (of size *target-page-size*) and that any
2969     ;; empty gspace between the free pointer and the end of page will
2970     ;; be zero-filled. This will always be true under Mach on machines
2971     ;; where the page size is equal. (RT is 4K, PMAX is 4K, Sun 3 is
2972     ;; 8K).
2973     (write-bigvec-as-sequence (gspace-bytes gspace)
2974                               *core-file*
2975                               :end total-bytes)
2976     (force-output *core-file*)
2977     (file-position *core-file* posn)
2978
2979     ;; Write part of a (new) directory entry which looks like this:
2980     ;;   GSPACE IDENTIFIER
2981     ;;   WORD COUNT
2982     ;;   DATA PAGE
2983     ;;   ADDRESS
2984     ;;   PAGE COUNT
2985     (write-word (gspace-identifier gspace))
2986     (write-word (gspace-free-word-index gspace))
2987     (write-word *data-page*)
2988     (multiple-value-bind (floor rem)
2989         (floor (gspace-byte-address gspace) sb!c:*backend-page-size*)
2990       (aver (zerop rem))
2991       (write-word floor))
2992     (write-word pages)
2993
2994     (incf *data-page* pages)))
2995
2996 ;;; Create a core file created from the cold loaded image. (This is
2997 ;;; the "initial core file" because core files could be created later
2998 ;;; by executing SAVE-LISP in a running system, perhaps after we've
2999 ;;; added some functionality to the system.)
3000 (declaim (ftype (function (string)) write-initial-core-file))
3001 (defun write-initial-core-file (filename)
3002
3003   (let ((filenamestring (namestring filename))
3004         (*data-page* 0))
3005
3006     (format t
3007             "[building initial core file in ~S: ~%"
3008             filenamestring)
3009     (force-output)
3010
3011     (with-open-file (*core-file* filenamestring
3012                                  :direction :output
3013                                  :element-type '(unsigned-byte 8)
3014                                  :if-exists :rename-and-delete)
3015
3016       ;; Write the magic number.
3017       (write-word core-magic)
3018
3019       ;; Write the Version entry.
3020       (write-word version-core-entry-type-code)
3021       (write-word 3)
3022       (write-word sbcl-core-version-integer)
3023
3024       ;; Write the build ID.
3025       (write-word build-id-core-entry-type-code)
3026       (let ((build-id (with-open-file (s "output/build-id.tmp"
3027                                          :direction :input)
3028                         (read s))))
3029         (declare (type simple-string build-id))
3030         (/show build-id (length build-id))
3031         ;; Write length of build ID record: BUILD-ID-CORE-ENTRY-TYPE-CODE
3032         ;; word, this length word, and one word for each char of BUILD-ID.
3033         (write-word (+ 2 (length build-id)))
3034         (dovector (char build-id)
3035           ;; (We write each character as a word in order to avoid
3036           ;; having to think about word alignment issues in the
3037           ;; sbcl-0.7.8 version of coreparse.c.)
3038           (write-word (sb!xc:char-code char))))
3039
3040       ;; Write the New Directory entry header.
3041       (write-word new-directory-core-entry-type-code)
3042       (write-word 17) ; length = (5 words/space) * 3 spaces + 2 for header.
3043
3044       (output-gspace *read-only*)
3045       (output-gspace *static*)
3046       (output-gspace *dynamic*)
3047
3048       ;; Write the initial function.
3049       (write-word initial-fun-core-entry-type-code)
3050       (write-word 3)
3051       (let* ((cold-name (cold-intern '!cold-init))
3052              (cold-fdefn (cold-fdefinition-object cold-name))
3053              (initial-fun (read-wordindexed cold-fdefn
3054                                             sb!vm:fdefn-fun-slot)))
3055         (format t
3056                 "~&/(DESCRIPTOR-BITS INITIAL-FUN)=#X~X~%"
3057                 (descriptor-bits initial-fun))
3058         (write-word (descriptor-bits initial-fun)))
3059
3060       ;; Write the End entry.
3061       (write-word end-core-entry-type-code)
3062       (write-word 2)))
3063
3064   (format t "done]~%")
3065   (force-output)
3066   (/show "leaving WRITE-INITIAL-CORE-FILE")
3067   (values))
3068 \f
3069 ;;;; the actual GENESIS function
3070
3071 ;;; Read the FASL files in OBJECT-FILE-NAMES and produce a Lisp core,
3072 ;;; and/or information about a Lisp core, therefrom.
3073 ;;;
3074 ;;; input file arguments:
3075 ;;;   SYMBOL-TABLE-FILE-NAME names a UNIX-style .nm file *with* *any*
3076 ;;;     *tab* *characters* *converted* *to* *spaces*. (We push
3077 ;;;     responsibility for removing tabs out to the caller it's
3078 ;;;     trivial to remove them using UNIX command line tools like
3079 ;;;     sed, whereas it's a headache to do it portably in Lisp because
3080 ;;;     #\TAB is not a STANDARD-CHAR.) If this file is not supplied,
3081 ;;;     a core file cannot be built (but a C header file can be).
3082 ;;;
3083 ;;; output files arguments (any of which may be NIL to suppress output):
3084 ;;;   CORE-FILE-NAME gets a Lisp core.
3085 ;;;   C-HEADER-FILE-NAME gets a C header file, traditionally called
3086 ;;;     internals.h, which is used by the C compiler when constructing
3087 ;;;     the executable which will load the core.
3088 ;;;   MAP-FILE-NAME gets (?) a map file. (dunno about this -- WHN 19990815)
3089 ;;;
3090 ;;; FIXME: GENESIS doesn't belong in SB!VM. Perhaps in %KERNEL for now,
3091 ;;; perhaps eventually in SB-LD or SB-BOOT.
3092 (defun sb!vm:genesis (&key
3093                       object-file-names
3094                       symbol-table-file-name
3095                       core-file-name
3096                       map-file-name
3097                       c-header-dir-name)
3098
3099   (format t
3100           "~&beginning GENESIS, ~A~%"
3101           (if core-file-name
3102             ;; Note: This output summarizing what we're doing is
3103             ;; somewhat telegraphic in style, not meant to imply that
3104             ;; we're not e.g. also creating a header file when we
3105             ;; create a core.
3106             (format nil "creating core ~S" core-file-name)
3107             (format nil "creating headers in ~S" c-header-dir-name)))
3108   
3109   (let ((*cold-foreign-symbol-table* (make-hash-table :test 'equal)))
3110
3111     (when core-file-name
3112       (if symbol-table-file-name
3113           (load-cold-foreign-symbol-table symbol-table-file-name)
3114           (error "can't output a core file without symbol table file input")))
3115
3116     ;; Now that we've successfully read our only input file (by
3117     ;; loading the symbol table, if any), it's a good time to ensure
3118     ;; that there'll be someplace for our output files to go when
3119     ;; we're done.
3120     (flet ((frob (filename)
3121              (when filename
3122                (ensure-directories-exist filename :verbose t))))
3123       (frob core-file-name)
3124       (frob map-file-name))
3125
3126     ;; (This shouldn't matter in normal use, since GENESIS normally
3127     ;; only runs once in any given Lisp image, but it could reduce
3128     ;; confusion if we ever experiment with running, tweaking, and
3129     ;; rerunning genesis interactively.)
3130     (do-all-symbols (sym)
3131       (remprop sym 'cold-intern-info))
3132
3133     (let* ((*foreign-symbol-placeholder-value* (if core-file-name nil 0))
3134            (*load-time-value-counter* 0)
3135            (*cold-fdefn-objects* (make-hash-table :test 'equal))
3136            (*cold-symbols* (make-hash-table :test 'equal))
3137            (*cold-package-symbols* nil)
3138            (*read-only* (make-gspace :read-only
3139                                      read-only-core-space-id
3140                                      sb!vm:read-only-space-start))
3141            (*static*    (make-gspace :static
3142                                      static-core-space-id
3143                                      sb!vm:static-space-start))
3144            (*dynamic*   (make-gspace :dynamic
3145                                      dynamic-core-space-id
3146                                      #!+gencgc sb!vm:dynamic-space-start
3147                                      #!-gencgc sb!vm:dynamic-0-space-start))
3148            (*nil-descriptor* (make-nil-descriptor))
3149            (*current-reversed-cold-toplevels* *nil-descriptor*)
3150            (*unbound-marker* (make-other-immediate-descriptor
3151                               0
3152                               sb!vm:unbound-marker-widetag))
3153            *cold-assembler-fixups*
3154            *cold-assembler-routines*
3155            #!+(or x86 x86-64) *load-time-code-fixups*)
3156
3157       ;; Prepare for cold load.
3158       (initialize-non-nil-symbols)
3159       (initialize-layouts)
3160       (initialize-static-fns)
3161
3162       ;; Initialize the *COLD-SYMBOLS* system with the information
3163       ;; from package-data-list.lisp-expr and
3164       ;; common-lisp-exports.lisp-expr.
3165       ;;
3166       ;; Why do things this way? Historically, the *COLD-SYMBOLS*
3167       ;; machinery was designed and implemented in CMU CL long before
3168       ;; I (WHN) ever heard of CMU CL. It dumped symbols and packages
3169       ;; iff they were used in the cold image. When I added the
3170       ;; package-data-list.lisp-expr mechanism, the idea was to
3171       ;; centralize all information about packages and exports. Thus,
3172       ;; it was the natural place for information even about packages
3173       ;; (such as SB!PCL and SB!WALKER) which aren't used much until
3174       ;; after cold load. This didn't quite match the CMU CL approach
3175       ;; of filling *COLD-SYMBOLS* with symbols which appear in the
3176       ;; cold image and then dumping only those symbols. By explicitly
3177       ;; putting all the symbols from package-data-list.lisp-expr and
3178       ;; from common-lisp-exports.lisp-expr into *COLD-SYMBOLS* here,
3179       ;; we feed our centralized symbol information into the old CMU
3180       ;; CL code without having to change the old CMU CL code too
3181       ;; much. (And the old CMU CL code is still useful for making
3182       ;; sure that the appropriate keywords and internal symbols end
3183       ;; up interned in the target Lisp, which is good, e.g. in order
3184       ;; to make &KEY arguments work right and in order to make
3185       ;; BACKTRACEs into target Lisp system code be legible.)
3186       (dolist (exported-name
3187                (sb-cold:read-from-file "common-lisp-exports.lisp-expr"))
3188         (cold-intern (intern exported-name *cl-package*)))
3189       (dolist (pd (sb-cold:read-from-file "package-data-list.lisp-expr"))
3190         (declare (type sb-cold:package-data pd))
3191         (let ((package (find-package (sb-cold:package-data-name pd))))
3192           (labels (;; Call FN on every node of the TREE.
3193                    (mapc-on-tree (fn tree)
3194                                  (declare (type function fn))
3195                                  (typecase tree
3196                                    (cons (mapc-on-tree fn (car tree))
3197                                          (mapc-on-tree fn (cdr tree)))
3198                                    (t (funcall fn tree)
3199                                       (values))))
3200                    ;; Make sure that information about the association
3201                    ;; between PACKAGE and the symbol named NAME gets
3202                    ;; recorded in the cold-intern system or (as a
3203                    ;; convenience when dealing with the tree structure
3204                    ;; allowed in the PACKAGE-DATA-EXPORTS slot) do
3205                    ;; nothing if NAME is NIL.
3206                    (chill (name)
3207                      (when name
3208                        (cold-intern (intern name package) package))))
3209             (mapc-on-tree #'chill (sb-cold:package-data-export pd))
3210             (mapc #'chill (sb-cold:package-data-reexport pd))
3211             (dolist (sublist (sb-cold:package-data-import-from pd))
3212               (destructuring-bind (package-name &rest symbol-names) sublist
3213                 (declare (ignore package-name))
3214                 (mapc #'chill symbol-names))))))
3215
3216       ;; Cold load.
3217       (dolist (file-name object-file-names)
3218         (write-line (namestring file-name))
3219         (cold-load file-name))
3220
3221       ;; Tidy up loose ends left by cold loading. ("Postpare from cold load?")
3222       (resolve-assembler-fixups)
3223       #!+(or x86 x86-64) (output-load-time-code-fixups)
3224       (foreign-symbols-to-core)
3225       (finish-symbols)
3226       (/show "back from FINISH-SYMBOLS")
3227       (finalize-load-time-value-noise)
3228
3229       ;; Tell the target Lisp how much stuff we've allocated.
3230       (cold-set 'sb!vm:*read-only-space-free-pointer*
3231                 (allocate-cold-descriptor *read-only*
3232                                           0
3233                                           sb!vm:even-fixnum-lowtag))
3234       (cold-set 'sb!vm:*static-space-free-pointer*
3235                 (allocate-cold-descriptor *static*
3236                                           0
3237                                           sb!vm:even-fixnum-lowtag))
3238       (cold-set 'sb!vm:*initial-dynamic-space-free-pointer*
3239                 (allocate-cold-descriptor *dynamic*
3240                                           0
3241                                           sb!vm:even-fixnum-lowtag))
3242       (/show "done setting free pointers")
3243
3244       ;; Write results to files.
3245       ;;
3246       ;; FIXME: I dislike this approach of redefining
3247       ;; *STANDARD-OUTPUT* instead of putting the new stream in a
3248       ;; lexical variable, and it's annoying to have WRITE-MAP (to
3249       ;; *STANDARD-OUTPUT*) not be parallel to WRITE-INITIAL-CORE-FILE
3250       ;; (to a stream explicitly passed as an argument).
3251       (macrolet ((out-to (name &body body)
3252                    `(let ((fn (format nil "~A/~A.h" c-header-dir-name ,name)))
3253                      (ensure-directories-exist fn)
3254                      (with-open-file (*standard-output* fn  
3255                                       :if-exists :supersede :direction :output)
3256                        (write-boilerplate)
3257                        (let ((n (substitute #\_ #\- (string-upcase ,name))))
3258                          (format 
3259                           t
3260                           "#ifndef SBCL_GENESIS_~A~%#define SBCL_GENESIS_~A 1~%"
3261                           n n))
3262                        ,@body
3263                        (format t
3264                         "#endif /* SBCL_GENESIS_~A */~%"
3265                         (string-upcase ,name))))))
3266       (when map-file-name
3267         (with-open-file (*standard-output* map-file-name
3268                                            :direction :output
3269                                            :if-exists :supersede)
3270           (write-map)))
3271         (out-to "config" (write-config-h))
3272         (out-to "constants" (write-constants-h))
3273         (let ((structs (sort (copy-list sb!vm:*primitive-objects*) #'string<
3274                              :key (lambda (obj)
3275                                     (symbol-name
3276                                      (sb!vm:primitive-object-name obj))))))
3277           (dolist (obj structs)
3278             (out-to
3279              (string-downcase (string (sb!vm:primitive-object-name obj)))
3280              (write-primitive-object obj)))
3281           (out-to "primitive-objects"
3282                   (dolist (obj structs)
3283                     (format t "~&#include \"~A.h\"~%"
3284                             (string-downcase 
3285                              (string (sb!vm:primitive-object-name obj)))))))
3286         (dolist (class '(hash-table layout))
3287           (out-to
3288            (string-downcase (string class))
3289            (write-structure-object
3290             (sb!kernel:layout-info (sb!kernel:find-layout class)))))
3291         (out-to "static-symbols" (write-static-symbols))
3292         
3293       (when core-file-name
3294           (write-initial-core-file core-file-name))))))