ed5537413a3c7593580d8769fb9c27a790c6a4f7
[sbcl.git] / src / compiler / generic / genesis.lisp
1 ;;;; "cold" core image builder: This is how we create a target Lisp
2 ;;;; system from scratch, by converting from fasl files to an image
3 ;;;; file in the cross-compilation host, without the help of the
4 ;;;; target Lisp system.
5 ;;;;
6 ;;;; As explained by Rob MacLachlan on the CMU CL mailing list Wed, 06
7 ;;;; Jan 1999 11:05:02 -0500, this cold load generator more or less
8 ;;;; fakes up static function linking. I.e. it makes sure that all the
9 ;;;; DEFUN-defined functions in the fasl files it reads are bound to the
10 ;;;; corresponding symbols before execution starts. It doesn't do
11 ;;;; anything to initialize variable values; instead it just arranges
12 ;;;; for !COLD-INIT to be called at cold load time. !COLD-INIT is
13 ;;;; responsible for explicitly initializing anything which has to be
14 ;;;; initialized early before it transfers control to the ordinary
15 ;;;; top level forms.
16 ;;;;
17 ;;;; (In CMU CL, and in SBCL as of 0.6.9 anyway, functions not defined
18 ;;;; by DEFUN aren't set up specially by GENESIS. In particular,
19 ;;;; structure slot accessors are not set up. Slot accessors are
20 ;;;; available at cold init time because they're usually compiled
21 ;;;; inline. They're not available as out-of-line functions until the
22 ;;;; toplevel forms installing them have run.)
23
24 ;;;; This software is part of the SBCL system. See the README file for
25 ;;;; more information.
26 ;;;;
27 ;;;; This software is derived from the CMU CL system, which was
28 ;;;; written at Carnegie Mellon University and released into the
29 ;;;; public domain. The software is in the public domain and is
30 ;;;; provided with absolutely no warranty. See the COPYING and CREDITS
31 ;;;; files for more information.
32
33 (in-package "SB!FASL")
34
35 ;;; a magic number used to identify our core files
36 (defconstant core-magic
37   (logior (ash (sb!xc:char-code #\S) 24)
38           (ash (sb!xc:char-code #\B) 16)
39           (ash (sb!xc:char-code #\C) 8)
40           (sb!xc:char-code #\L)))
41
42 ;;; the current version of SBCL core files
43 ;;;
44 ;;; FIXME: This is left over from CMU CL, and not well thought out.
45 ;;; It's good to make sure that the runtime doesn't try to run core
46 ;;; files from the wrong version, but a single number is not the ideal
47 ;;; way to do this in high level data like this (as opposed to e.g. in
48 ;;; IP packets), and in fact the CMU CL version number never ended up
49 ;;; being incremented past 0. A better approach might be to use a
50 ;;; string which is set from CVS data. (Though now as of sbcl-0.7.8 or
51 ;;; so, we have another problem that the core incompatibility
52 ;;; detection mechanisms are on such a hair trigger -- with even
53 ;;; different builds from the same sources being considered
54 ;;; incompatible -- that any coarser-grained versioning mechanisms
55 ;;; like this are largely irrelevant as long as the hair-triggering
56 ;;; persists.)
57 ;;;
58 ;;; 0: inherited from CMU CL
59 ;;; 1: rearranged static symbols for sbcl-0.6.8
60 ;;; 2: eliminated non-ANSI %DEFCONSTANT/%%DEFCONSTANT support,
61 ;;;    deleted a slot from DEBUG-SOURCE structure
62 ;;; 3: added build ID to cores to discourage sbcl/.core mismatch
63 ;;; 4: added gc page table data
64 (defconstant sbcl-core-version-integer 4)
65
66 (defun round-up (number size)
67   #!+sb-doc
68   "Round NUMBER up to be an integral multiple of SIZE."
69   (* size (ceiling number size)))
70 \f
71 ;;;; implementing the concept of "vector" in (almost) portable
72 ;;;; Common Lisp
73 ;;;;
74 ;;;; "If you only need to do such simple things, it doesn't really
75 ;;;; matter which language you use." -- _ANSI Common Lisp_, p. 1, Paul
76 ;;;; Graham (evidently not considering the abstraction "vector" to be
77 ;;;; such a simple thing:-)
78
79 (eval-when (:compile-toplevel :load-toplevel :execute)
80   (defconstant +smallvec-length+
81     (expt 2 16)))
82
83 ;;; an element of a BIGVEC -- a vector small enough that we have
84 ;;; a good chance of it being portable to other Common Lisps
85 (deftype smallvec ()
86   `(simple-array (unsigned-byte 8) (,+smallvec-length+)))
87
88 (defun make-smallvec ()
89   (make-array +smallvec-length+ :element-type '(unsigned-byte 8)
90               :initial-element 0))
91
92 ;;; a big vector, implemented as a vector of SMALLVECs
93 ;;;
94 ;;; KLUDGE: This implementation seems portable enough for our
95 ;;; purposes, since realistically every modern implementation is
96 ;;; likely to support vectors of at least 2^16 elements. But if you're
97 ;;; masochistic enough to read this far into the contortions imposed
98 ;;; on us by ANSI and the Lisp community, for daring to use the
99 ;;; abstraction of a large linearly addressable memory space, which is
100 ;;; after all only directly supported by the underlying hardware of at
101 ;;; least 99% of the general-purpose computers in use today, then you
102 ;;; may be titillated to hear that in fact this code isn't really
103 ;;; portable, because as of sbcl-0.7.4 we need somewhat more than
104 ;;; 16Mbytes to represent a core, and ANSI only guarantees that
105 ;;; ARRAY-DIMENSION-LIMIT is not less than 1024. -- WHN 2002-06-13
106 (defstruct bigvec
107   (outer-vector (vector (make-smallvec)) :type (vector smallvec)))
108
109 ;;; analogous to SVREF, but into a BIGVEC
110 (defun bvref (bigvec index)
111   (multiple-value-bind (outer-index inner-index)
112       (floor index +smallvec-length+)
113     (aref (the smallvec
114             (svref (bigvec-outer-vector bigvec) outer-index))
115           inner-index)))
116 (defun (setf bvref) (new-value bigvec index)
117   (multiple-value-bind (outer-index inner-index)
118       (floor index +smallvec-length+)
119     (setf (aref (the smallvec
120                   (svref (bigvec-outer-vector bigvec) outer-index))
121                 inner-index)
122           new-value)))
123
124 ;;; analogous to LENGTH, but for a BIGVEC
125 ;;;
126 ;;; the length of BIGVEC, measured in the number of BVREFable bytes it
127 ;;; can hold
128 (defun bvlength (bigvec)
129   (* (length (bigvec-outer-vector bigvec))
130      +smallvec-length+))
131
132 ;;; analogous to WRITE-SEQUENCE, but for a BIGVEC
133 (defun write-bigvec-as-sequence (bigvec stream &key (start 0) end)
134   (loop for i of-type index from start below (or end (bvlength bigvec)) do
135         (write-byte (bvref bigvec i)
136                     stream)))
137
138 ;;; analogous to READ-SEQUENCE-OR-DIE, but for a BIGVEC
139 (defun read-bigvec-as-sequence-or-die (bigvec stream &key (start 0) end)
140   (loop for i of-type index from start below (or end (bvlength bigvec)) do
141         (setf (bvref bigvec i)
142               (read-byte stream))))
143
144 ;;; Grow BIGVEC (exponentially, so that large increases in size have
145 ;;; asymptotic logarithmic cost per byte).
146 (defun expand-bigvec (bigvec)
147   (let* ((old-outer-vector (bigvec-outer-vector bigvec))
148          (length-old-outer-vector (length old-outer-vector))
149          (new-outer-vector (make-array (* 2 length-old-outer-vector))))
150     (dotimes (i length-old-outer-vector)
151       (setf (svref new-outer-vector i)
152             (svref old-outer-vector i)))
153     (loop for i from length-old-outer-vector below (length new-outer-vector) do
154           (setf (svref new-outer-vector i)
155                 (make-smallvec)))
156     (setf (bigvec-outer-vector bigvec)
157           new-outer-vector))
158   bigvec)
159 \f
160 ;;;; looking up bytes and multi-byte values in a BIGVEC (considering
161 ;;;; it as an image of machine memory on the cross-compilation target)
162
163 ;;; BVREF-32 and friends. These are like SAP-REF-n, except that
164 ;;; instead of a SAP we use a BIGVEC.
165 (macrolet ((make-bvref-n
166             (n)
167             (let* ((name (intern (format nil "BVREF-~A" n)))
168                    (number-octets (/ n 8))
169                    (ash-list-le
170                     (loop for i from 0 to (1- number-octets)
171                           collect `(ash (bvref bigvec (+ byte-index ,i))
172                                         ,(* i 8))))
173                    (ash-list-be
174                     (loop for i from 0 to (1- number-octets)
175                           collect `(ash (bvref bigvec
176                                                (+ byte-index
177                                                   ,(- number-octets 1 i)))
178                                         ,(* i 8))))
179                    (setf-list-le
180                     (loop for i from 0 to (1- number-octets)
181                           append
182                           `((bvref bigvec (+ byte-index ,i))
183                             (ldb (byte 8 ,(* i 8)) new-value))))
184                    (setf-list-be
185                     (loop for i from 0 to (1- number-octets)
186                           append
187                           `((bvref bigvec (+ byte-index ,i))
188                             (ldb (byte 8 ,(- n 8 (* i 8))) new-value)))))
189               `(progn
190                  (defun ,name (bigvec byte-index)
191                    (logior ,@(ecase sb!c:*backend-byte-order*
192                                (:little-endian ash-list-le)
193                                (:big-endian ash-list-be))))
194                  (defun (setf ,name) (new-value bigvec byte-index)
195                    (setf ,@(ecase sb!c:*backend-byte-order*
196                              (:little-endian setf-list-le)
197                              (:big-endian setf-list-be))))))))
198   (make-bvref-n 8)
199   (make-bvref-n 16)
200   (make-bvref-n 32)
201   (make-bvref-n 64))
202
203 ;; lispobj-sized word, whatever that may be
204 ;; hopefully nobody ever wants a 128-bit SBCL...
205 #!+#.(cl:if (cl:= 64 sb!vm:n-word-bits) '(and) '(or))
206 (progn
207 (defun bvref-word (bytes index)
208   (bvref-64 bytes index))
209 (defun (setf bvref-word) (new-val bytes index)
210   (setf (bvref-64 bytes index) new-val)))
211
212 #!+#.(cl:if (cl:= 32 sb!vm:n-word-bits) '(and) '(or))
213 (progn
214 (defun bvref-word (bytes index)
215   (bvref-32 bytes index))
216 (defun (setf bvref-word) (new-val bytes index)
217   (setf (bvref-32 bytes index) new-val)))
218
219 \f
220 ;;;; representation of spaces in the core
221
222 ;;; If there is more than one dynamic space in memory (i.e., if a
223 ;;; copying GC is in use), then only the active dynamic space gets
224 ;;; dumped to core.
225 (defvar *dynamic*)
226 (defconstant dynamic-core-space-id 1)
227
228 (defvar *static*)
229 (defconstant static-core-space-id 2)
230
231 (defvar *read-only*)
232 (defconstant read-only-core-space-id 3)
233
234 (defconstant max-core-space-id 3)
235 (defconstant deflated-core-space-id-flag 4)
236
237 (defconstant descriptor-low-bits 16
238   "the number of bits in the low half of the descriptor")
239 (defconstant target-space-alignment (ash 1 descriptor-low-bits)
240   "the alignment requirement for spaces in the target.
241   Must be at least (ASH 1 DESCRIPTOR-LOW-BITS)")
242
243 ;;; a GENESIS-time representation of a memory space (e.g. read-only
244 ;;; space, dynamic space, or static space)
245 (defstruct (gspace (:constructor %make-gspace)
246                    (:copier nil))
247   ;; name and identifier for this GSPACE
248   (name (missing-arg) :type symbol :read-only t)
249   (identifier (missing-arg) :type fixnum :read-only t)
250   ;; the word address where the data will be loaded
251   (word-address (missing-arg) :type unsigned-byte :read-only t)
252   ;; the data themselves. (Note that in CMU CL this was a pair of
253   ;; fields SAP and WORDS-ALLOCATED, but that wasn't very portable.)
254   ;; (And then in SBCL this was a VECTOR, but turned out to be
255   ;; unportable too, since ANSI doesn't think that arrays longer than
256   ;; 1024 (!) should needed by portable CL code...)
257   (bytes (make-bigvec) :read-only t)
258   ;; the index of the next unwritten word (i.e. chunk of
259   ;; SB!VM:N-WORD-BYTES bytes) in BYTES, or equivalently the number of
260   ;; words actually written in BYTES. In order to convert to an actual
261   ;; index into BYTES, thus must be multiplied by SB!VM:N-WORD-BYTES.
262   (free-word-index 0))
263
264 (defun gspace-byte-address (gspace)
265   (ash (gspace-word-address gspace) sb!vm:word-shift))
266
267 (def!method print-object ((gspace gspace) stream)
268   (print-unreadable-object (gspace stream :type t)
269     (format stream "~S" (gspace-name gspace))))
270
271 (defun make-gspace (name identifier byte-address)
272   (unless (zerop (rem byte-address target-space-alignment))
273     (error "The byte address #X~X is not aligned on a #X~X-byte boundary."
274            byte-address
275            target-space-alignment))
276   (%make-gspace :name name
277                 :identifier identifier
278                 :word-address (ash byte-address (- sb!vm:word-shift))))
279 \f
280 ;;;; representation of descriptors
281
282 (defun is-fixnum-lowtag (lowtag)
283   (zerop (logand lowtag sb!vm:fixnum-tag-mask)))
284
285 (defun is-other-immediate-lowtag (lowtag)
286   ;; The other-immediate lowtags are similar to the fixnum lowtags, in
287   ;; that they have an "effective length" that is shorter than is used
288   ;; for the pointer lowtags.  Unlike the fixnum lowtags, however, the
289   ;; other-immediate lowtags are always effectively two bits wide.
290   (= (logand lowtag 3) sb!vm:other-immediate-0-lowtag))
291
292 (defstruct (descriptor
293             (:constructor make-descriptor
294                           (high low &optional gspace word-offset))
295             (:copier nil))
296   ;; the GSPACE that this descriptor is allocated in, or NIL if not set yet.
297   (gspace nil :type (or gspace (eql :load-time-value) null))
298   ;; the offset in words from the start of GSPACE, or NIL if not set yet
299   (word-offset nil :type (or sb!vm:word null))
300   ;; the high and low halves of the descriptor
301   ;;
302   ;; KLUDGE: Judging from the comments in genesis.lisp of the CMU CL
303   ;; old-rt compiler, this split dates back from a very early version
304   ;; of genesis where 32-bit integers were represented as conses of
305   ;; two 16-bit integers. In any system with nice (UNSIGNED-BYTE 32)
306   ;; structure slots, like CMU CL >= 17 or any version of SBCL, there
307   ;; seems to be no reason to persist in this. -- WHN 19990917
308   high
309   low)
310 (def!method print-object ((des descriptor) stream)
311   (let ((lowtag (descriptor-lowtag des)))
312     (print-unreadable-object (des stream :type t)
313       (cond ((is-fixnum-lowtag lowtag)
314              (let ((unsigned (logior (ash (descriptor-high des)
315                                           (1+ (- descriptor-low-bits
316                                                  sb!vm:n-lowtag-bits)))
317                                      (ash (descriptor-low des)
318                                           (- 1 sb!vm:n-lowtag-bits)))))
319                (format stream
320                        "for fixnum: ~W"
321                        (if (> unsigned #x1FFFFFFF)
322                            (- unsigned #x40000000)
323                            unsigned))))
324             ((is-other-immediate-lowtag lowtag)
325              (format stream
326                      "for other immediate: #X~X, type #b~8,'0B"
327                      (ash (descriptor-bits des) (- sb!vm:n-widetag-bits))
328                      (logand (descriptor-low des) sb!vm:widetag-mask)))
329             (t
330              (format stream
331                      "for pointer: #X~X, lowtag #b~3,'0B, ~A"
332                      (logior (ash (descriptor-high des) descriptor-low-bits)
333                              (logandc2 (descriptor-low des) sb!vm:lowtag-mask))
334                      lowtag
335                      (let ((gspace (descriptor-gspace des)))
336                        (if gspace
337                            (gspace-name gspace)
338                            "unknown"))))))))
339
340 ;;; Return a descriptor for a block of LENGTH bytes out of GSPACE. The
341 ;;; free word index is boosted as necessary, and if additional memory
342 ;;; is needed, we grow the GSPACE. The descriptor returned is a
343 ;;; pointer of type LOWTAG.
344 (defun allocate-cold-descriptor (gspace length lowtag)
345   (let* ((bytes (round-up length (ash 1 sb!vm:n-lowtag-bits)))
346          (old-free-word-index (gspace-free-word-index gspace))
347          (new-free-word-index (+ old-free-word-index
348                                  (ash bytes (- sb!vm:word-shift)))))
349     ;; Grow GSPACE as necessary until it's big enough to handle
350     ;; NEW-FREE-WORD-INDEX.
351     (do ()
352         ((>= (bvlength (gspace-bytes gspace))
353              (* new-free-word-index sb!vm:n-word-bytes)))
354       (expand-bigvec (gspace-bytes gspace)))
355     ;; Now that GSPACE is big enough, we can meaningfully grab a chunk of it.
356     (setf (gspace-free-word-index gspace) new-free-word-index)
357     (let ((ptr (+ (gspace-word-address gspace) old-free-word-index)))
358       (make-descriptor (ash ptr (- sb!vm:word-shift descriptor-low-bits))
359                        (logior (ash (logand ptr
360                                             (1- (ash 1
361                                                      (- descriptor-low-bits
362                                                         sb!vm:word-shift))))
363                                     sb!vm:word-shift)
364                                lowtag)
365                        gspace
366                        old-free-word-index))))
367
368 (defun descriptor-lowtag (des)
369   #!+sb-doc
370   "the lowtag bits for DES"
371   (logand (descriptor-low des) sb!vm:lowtag-mask))
372
373 (defun descriptor-bits (des)
374   (logior (ash (descriptor-high des) descriptor-low-bits)
375           (descriptor-low des)))
376
377 (defun descriptor-fixnum (des)
378   (let ((bits (descriptor-bits des)))
379     (if (logbitp (1- sb!vm:n-word-bits) bits)
380         ;; KLUDGE: The (- SB!VM:N-WORD-BITS 2) term here looks right to
381         ;; me, and it works, but in CMU CL it was (1- SB!VM:N-WORD-BITS),
382         ;; and although that doesn't make sense for me, or work for me,
383         ;; it's hard to see how it could have been wrong, since CMU CL
384         ;; genesis worked. It would be nice to understand how this came
385         ;; to be.. -- WHN 19990901
386         (logior (ash bits (- sb!vm:n-fixnum-tag-bits))
387                 (ash -1 (1+ sb!vm:n-positive-fixnum-bits)))
388         (ash bits (- sb!vm:n-fixnum-tag-bits)))))
389
390 (defun descriptor-word-sized-integer (des)
391   ;; Extract an (unsigned-byte 32), from either its fixnum or bignum
392   ;; representation.
393   (let ((lowtag (descriptor-lowtag des)))
394     (if (is-fixnum-lowtag lowtag)
395         (make-random-descriptor (descriptor-fixnum des))
396         (read-wordindexed des 1))))
397
398 ;;; common idioms
399 (defun descriptor-bytes (des)
400   (gspace-bytes (descriptor-intuit-gspace des)))
401 (defun descriptor-byte-offset (des)
402   (ash (descriptor-word-offset des) sb!vm:word-shift))
403
404 ;;; If DESCRIPTOR-GSPACE is already set, just return that. Otherwise,
405 ;;; figure out a GSPACE which corresponds to DES, set it into
406 ;;; (DESCRIPTOR-GSPACE DES), set a consistent value into
407 ;;; (DESCRIPTOR-WORD-OFFSET DES), and return the GSPACE.
408 (declaim (ftype (function (descriptor) gspace) descriptor-intuit-gspace))
409 (defun descriptor-intuit-gspace (des)
410   (or (descriptor-gspace des)
411
412       ;; gspace wasn't set, now we have to search for it.
413       (let ((lowtag (descriptor-lowtag des))
414             (high (descriptor-high des))
415             (low (descriptor-low des)))
416
417         ;; Non-pointer objects don't have a gspace.
418         (unless (or (eql lowtag sb!vm:fun-pointer-lowtag)
419                     (eql lowtag sb!vm:instance-pointer-lowtag)
420                     (eql lowtag sb!vm:list-pointer-lowtag)
421                     (eql lowtag sb!vm:other-pointer-lowtag))
422           (error "don't even know how to look for a GSPACE for ~S" des))
423
424         (dolist (gspace (list *dynamic* *static* *read-only*)
425                  (error "couldn't find a GSPACE for ~S" des))
426           ;; Bounds-check the descriptor against the allocated area
427           ;; within each gspace.
428           ;;
429           ;; Most of the faffing around in here involving ash and
430           ;; various computed shift counts is due to the high/low
431           ;; split representation of the descriptor bits and an
432           ;; apparent disinclination to create intermediate values
433           ;; larger than a target fixnum.
434           ;;
435           ;; This code relies on the fact that GSPACEs are aligned
436           ;; such that the descriptor-low-bits low bits are zero.
437           (when (and (>= high (ash (gspace-word-address gspace)
438                                    (- sb!vm:word-shift descriptor-low-bits)))
439                      (<= high (ash (+ (gspace-word-address gspace)
440                                       (gspace-free-word-index gspace))
441                                    (- sb!vm:word-shift descriptor-low-bits))))
442             ;; Update the descriptor with the correct gspace and the
443             ;; offset within the gspace and return the gspace.
444             (setf (descriptor-gspace des) gspace)
445             (setf (descriptor-word-offset des)
446                   (+ (ash (- high (ash (gspace-word-address gspace)
447                                        (- sb!vm:word-shift
448                                           descriptor-low-bits)))
449                           (- descriptor-low-bits sb!vm:word-shift))
450                      (ash (logandc2 low sb!vm:lowtag-mask)
451                           (- sb!vm:word-shift))))
452             (return gspace))))))
453
454 (defun make-random-descriptor (value)
455   (make-descriptor (logand (ash value (- descriptor-low-bits))
456                            (1- (ash 1
457                                     (- sb!vm:n-word-bits
458                                        descriptor-low-bits))))
459                    (logand value (1- (ash 1 descriptor-low-bits)))))
460
461 (defun make-fixnum-descriptor (num)
462   (when (>= (integer-length num)
463             (- sb!vm:n-word-bits sb!vm:n-fixnum-tag-bits))
464     (error "~W is too big for a fixnum." num))
465   (make-random-descriptor (ash num sb!vm:n-fixnum-tag-bits)))
466
467 (defun make-other-immediate-descriptor (data type)
468   (make-descriptor (ash data (- sb!vm:n-widetag-bits descriptor-low-bits))
469                    (logior (logand (ash data (- descriptor-low-bits
470                                                 sb!vm:n-widetag-bits))
471                                    (1- (ash 1 descriptor-low-bits)))
472                            type)))
473
474 (defun make-character-descriptor (data)
475   (make-other-immediate-descriptor data sb!vm:character-widetag))
476
477 (defun descriptor-beyond (des offset type)
478   (let* ((low (logior (+ (logandc2 (descriptor-low des) sb!vm:lowtag-mask)
479                          offset)
480                       type))
481          (high (+ (descriptor-high des)
482                   (ash low (- descriptor-low-bits)))))
483     (make-descriptor high (logand low (1- (ash 1 descriptor-low-bits))))))
484 \f
485 ;;;; miscellaneous variables and other noise
486
487 ;;; a numeric value to be returned for undefined foreign symbols, or NIL if
488 ;;; undefined foreign symbols are to be treated as an error.
489 ;;; (In the first pass of GENESIS, needed to create a header file before
490 ;;; the C runtime can be built, various foreign symbols will necessarily
491 ;;; be undefined, but we don't need actual values for them anyway, and
492 ;;; we can just use 0 or some other placeholder. In the second pass of
493 ;;; GENESIS, all foreign symbols should be defined, so any undefined
494 ;;; foreign symbol is a problem.)
495 ;;;
496 ;;; KLUDGE: It would probably be cleaner to rewrite GENESIS so that it
497 ;;; never tries to look up foreign symbols in the first place unless
498 ;;; it's actually creating a core file (as in the second pass) instead
499 ;;; of using this hack to allow it to go through the motions without
500 ;;; causing an error. -- WHN 20000825
501 (defvar *foreign-symbol-placeholder-value*)
502
503 ;;; a handle on the trap object
504 (defvar *unbound-marker*)
505 ;; was:  (make-other-immediate-descriptor 0 sb!vm:unbound-marker-widetag)
506
507 ;;; a handle on the NIL object
508 (defvar *nil-descriptor*)
509
510 ;;; the head of a list of TOPLEVEL-THINGs describing stuff to be done
511 ;;; when the target Lisp starts up
512 ;;;
513 ;;; Each TOPLEVEL-THING can be a function to be executed or a fixup or
514 ;;; loadtime value, represented by (CONS KEYWORD ..). The FILENAME
515 ;;; tells which fasl file each list element came from, for debugging
516 ;;; purposes.
517 (defvar *current-reversed-cold-toplevels*)
518
519 ;;; the head of a list of DEBUG-SOURCEs which need to be patched when
520 ;;; the cold core starts up
521 (defvar *current-debug-sources*)
522
523 ;;; the name of the object file currently being cold loaded (as a string, not a
524 ;;; pathname), or NIL if we're not currently cold loading any object file
525 (defvar *cold-load-filename* nil)
526 (declaim (type (or string null) *cold-load-filename*))
527 \f
528 ;;;; miscellaneous stuff to read and write the core memory
529
530 ;;; FIXME: should be DEFINE-MODIFY-MACRO
531 (defmacro cold-push (thing list)
532   #!+sb-doc
533   "Push THING onto the given cold-load LIST."
534   `(setq ,list (cold-cons ,thing ,list)))
535
536 (declaim (ftype (function (descriptor sb!vm:word) descriptor) read-wordindexed))
537 (defun read-wordindexed (address index)
538   #!+sb-doc
539   "Return the value which is displaced by INDEX words from ADDRESS."
540   (let* ((gspace (descriptor-intuit-gspace address))
541          (bytes (gspace-bytes gspace))
542          (byte-index (ash (+ index (descriptor-word-offset address))
543                           sb!vm:word-shift))
544          (value (bvref-word bytes byte-index)))
545     (make-random-descriptor value)))
546
547 (declaim (ftype (function (descriptor) descriptor) read-memory))
548 (defun read-memory (address)
549   #!+sb-doc
550   "Return the value at ADDRESS."
551   (read-wordindexed address 0))
552
553 ;;; (Note: In CMU CL, this function expected a SAP-typed ADDRESS
554 ;;; value, instead of the object-and-offset we use here.)
555 (declaim (ftype (function (descriptor sb!vm:word descriptor) (values))
556                 note-load-time-value-reference))
557 (defun note-load-time-value-reference (address offset marker)
558   (cold-push (cold-cons
559               (cold-intern :load-time-value-fixup)
560               (cold-cons address
561                          (cold-cons (number-to-core offset)
562                                     (cold-cons
563                                      (number-to-core (descriptor-word-offset marker))
564                                      *nil-descriptor*))))
565              *current-reversed-cold-toplevels*)
566   (values))
567
568 (declaim (ftype (function (descriptor sb!vm:word (or descriptor symbol))) write-wordindexed))
569 (defun write-wordindexed (address index value)
570   #!+sb-doc
571   "Write VALUE displaced INDEX words from ADDRESS."
572   ;; If we're passed a symbol as a value then it needs to be interned.
573   (when (symbolp value) (setf value (cold-intern value)))
574   (if (eql (descriptor-gspace value) :load-time-value)
575     (note-load-time-value-reference address
576                                     (- (ash index sb!vm:word-shift)
577                                        (logand (descriptor-bits address)
578                                                sb!vm:lowtag-mask))
579                                     value)
580     (let* ((bytes (gspace-bytes (descriptor-intuit-gspace address)))
581            (byte-index (ash (+ index (descriptor-word-offset address))
582                                sb!vm:word-shift)))
583       (setf (bvref-word bytes byte-index)
584             (descriptor-bits value)))))
585
586 (declaim (ftype (function (descriptor (or descriptor symbol))) write-memory))
587 (defun write-memory (address value)
588   #!+sb-doc
589   "Write VALUE (a DESCRIPTOR) at ADDRESS (also a DESCRIPTOR)."
590   (write-wordindexed address 0 value))
591 \f
592 ;;;; allocating images of primitive objects in the cold core
593
594 ;;; There are three kinds of blocks of memory in the type system:
595 ;;; * Boxed objects (cons cells, structures, etc): These objects have no
596 ;;;   header as all slots are descriptors.
597 ;;; * Unboxed objects (bignums): There is a single header word that contains
598 ;;;   the length.
599 ;;; * Vector objects: There is a header word with the type, then a word for
600 ;;;   the length, then the data.
601 (defun allocate-boxed-object (gspace length lowtag)
602   #!+sb-doc
603   "Allocate LENGTH words in GSPACE and return a new descriptor of type LOWTAG
604   pointing to them."
605   (allocate-cold-descriptor gspace (ash length sb!vm:word-shift) lowtag))
606 (defun allocate-unboxed-object (gspace element-bits length type)
607   #!+sb-doc
608   "Allocate LENGTH units of ELEMENT-BITS bits plus a header word in GSPACE and
609   return an ``other-pointer'' descriptor to them. Initialize the header word
610   with the resultant length and TYPE."
611   (let* ((bytes (/ (* element-bits length) sb!vm:n-byte-bits))
612          (des (allocate-cold-descriptor gspace
613                                         (+ bytes sb!vm:n-word-bytes)
614                                         sb!vm:other-pointer-lowtag)))
615     (write-memory des
616                   (make-other-immediate-descriptor (ash bytes
617                                                         (- sb!vm:word-shift))
618                                                    type))
619     des))
620 (defun allocate-vector-object (gspace element-bits length type)
621   #!+sb-doc
622   "Allocate LENGTH units of ELEMENT-BITS size plus a header plus a length slot in
623   GSPACE and return an ``other-pointer'' descriptor to them. Initialize the
624   header word with TYPE and the length slot with LENGTH."
625   ;; FIXME: Here and in ALLOCATE-UNBOXED-OBJECT, BYTES is calculated using
626   ;; #'/ instead of #'CEILING, which seems wrong.
627   (let* ((bytes (/ (* element-bits length) sb!vm:n-byte-bits))
628          (des (allocate-cold-descriptor gspace
629                                         (+ bytes (* 2 sb!vm:n-word-bytes))
630                                         sb!vm:other-pointer-lowtag)))
631     (write-memory des (make-other-immediate-descriptor 0 type))
632     (write-wordindexed des
633                        sb!vm:vector-length-slot
634                        (make-fixnum-descriptor length))
635     des))
636 \f
637 ;;;; copying simple objects into the cold core
638
639 (defun base-string-to-core (string &optional (gspace *dynamic*))
640   #!+sb-doc
641   "Copy STRING (which must only contain STANDARD-CHARs) into the cold
642 core and return a descriptor to it."
643   ;; (Remember that the system convention for storage of strings leaves an
644   ;; extra null byte at the end to aid in call-out to C.)
645   (let* ((length (length string))
646          (des (allocate-vector-object gspace
647                                       sb!vm:n-byte-bits
648                                       (1+ length)
649                                       sb!vm:simple-base-string-widetag))
650          (bytes (gspace-bytes gspace))
651          (offset (+ (* sb!vm:vector-data-offset sb!vm:n-word-bytes)
652                     (descriptor-byte-offset des))))
653     (write-wordindexed des
654                        sb!vm:vector-length-slot
655                        (make-fixnum-descriptor length))
656     (dotimes (i length)
657       (setf (bvref bytes (+ offset i))
658             (sb!xc:char-code (aref string i))))
659     (setf (bvref bytes (+ offset length))
660           0) ; null string-termination character for C
661     des))
662
663 (defun bignum-to-core (n)
664   #!+sb-doc
665   "Copy a bignum to the cold core."
666   (let* ((words (ceiling (1+ (integer-length n)) sb!vm:n-word-bits))
667          (handle (allocate-unboxed-object *dynamic*
668                                           sb!vm:n-word-bits
669                                           words
670                                           sb!vm:bignum-widetag)))
671     (declare (fixnum words))
672     (do ((index 1 (1+ index))
673          (remainder n (ash remainder (- sb!vm:n-word-bits))))
674         ((> index words)
675          (unless (zerop (integer-length remainder))
676            ;; FIXME: Shouldn't this be a fatal error?
677            (warn "~W words of ~W were written, but ~W bits were left over."
678                  words n remainder)))
679       (let ((word (ldb (byte sb!vm:n-word-bits 0) remainder)))
680         (write-wordindexed handle index
681                            (make-descriptor (ash word (- descriptor-low-bits))
682                                             (ldb (byte descriptor-low-bits 0)
683                                                  word)))))
684     handle))
685
686 (defun number-pair-to-core (first second type)
687   #!+sb-doc
688   "Makes a number pair of TYPE (ratio or complex) and fills it in."
689   (let ((des (allocate-unboxed-object *dynamic* sb!vm:n-word-bits 2 type)))
690     (write-wordindexed des 1 first)
691     (write-wordindexed des 2 second)
692     des))
693
694 (defun write-double-float-bits (address index x)
695   (let ((hi (double-float-high-bits x))
696         (lo (double-float-low-bits x)))
697     (ecase sb!vm::n-word-bits
698       (32
699        (let ((high-bits (make-random-descriptor hi))
700              (low-bits (make-random-descriptor lo)))
701          (ecase sb!c:*backend-byte-order*
702            (:little-endian
703             (write-wordindexed address index low-bits)
704             (write-wordindexed address (1+ index) high-bits))
705            (:big-endian
706             (write-wordindexed address index high-bits)
707             (write-wordindexed address (1+ index) low-bits)))))
708       (64
709        (let ((bits (make-random-descriptor
710                     (ecase sb!c:*backend-byte-order*
711                       (:little-endian (logior lo (ash hi 32)))
712                       ;; Just guessing.
713                       #+nil (:big-endian (logior (logand hi #xffffffff)
714                                                  (ash lo 32)))))))
715          (write-wordindexed address index bits))))
716     address))
717
718 (defun float-to-core (x)
719   (etypecase x
720     (single-float
721      ;; 64-bit platforms have immediate single-floats.
722      #!+#.(cl:if (cl:= sb!vm:n-word-bits 64) '(and) '(or))
723      (make-random-descriptor (logior (ash (single-float-bits x) 32)
724                                      sb!vm::single-float-widetag))
725      #!-#.(cl:if (cl:= sb!vm:n-word-bits 64) '(and) '(or))
726      (let ((des (allocate-unboxed-object *dynamic*
727                                          sb!vm:n-word-bits
728                                          (1- sb!vm:single-float-size)
729                                          sb!vm:single-float-widetag)))
730        (write-wordindexed des
731                           sb!vm:single-float-value-slot
732                           (make-random-descriptor (single-float-bits x)))
733        des))
734     (double-float
735      (let ((des (allocate-unboxed-object *dynamic*
736                                          sb!vm:n-word-bits
737                                          (1- sb!vm:double-float-size)
738                                          sb!vm:double-float-widetag)))
739        (write-double-float-bits des sb!vm:double-float-value-slot x)))))
740
741 (defun complex-single-float-to-core (num)
742   (declare (type (complex single-float) num))
743   (let ((des (allocate-unboxed-object *dynamic* sb!vm:n-word-bits
744                                       (1- sb!vm:complex-single-float-size)
745                                       sb!vm:complex-single-float-widetag)))
746     #!-x86-64
747     (progn
748       (write-wordindexed des sb!vm:complex-single-float-real-slot
749                          (make-random-descriptor (single-float-bits (realpart num))))
750       (write-wordindexed des sb!vm:complex-single-float-imag-slot
751                          (make-random-descriptor (single-float-bits (imagpart num)))))
752     #!+x86-64
753     (write-wordindexed des sb!vm:complex-single-float-data-slot
754                        (make-random-descriptor
755                         (logior (ldb (byte 32 0) (single-float-bits (realpart num)))
756                                 (ash (single-float-bits (imagpart num)) 32))))
757     des))
758
759 (defun complex-double-float-to-core (num)
760   (declare (type (complex double-float) num))
761   (let ((des (allocate-unboxed-object *dynamic* sb!vm:n-word-bits
762                                       (1- sb!vm:complex-double-float-size)
763                                       sb!vm:complex-double-float-widetag)))
764     (write-double-float-bits des sb!vm:complex-double-float-real-slot
765                              (realpart num))
766     (write-double-float-bits des sb!vm:complex-double-float-imag-slot
767                              (imagpart num))))
768
769 ;;; Copy the given number to the core.
770 (defun number-to-core (number)
771   (typecase number
772     (integer (if (< (integer-length number)
773                     (- sb!vm:n-word-bits sb!vm:n-fixnum-tag-bits))
774                  (make-fixnum-descriptor number)
775                  (bignum-to-core number)))
776     (ratio (number-pair-to-core (number-to-core (numerator number))
777                                 (number-to-core (denominator number))
778                                 sb!vm:ratio-widetag))
779     ((complex single-float) (complex-single-float-to-core number))
780     ((complex double-float) (complex-double-float-to-core number))
781     #!+long-float
782     ((complex long-float)
783      (error "~S isn't a cold-loadable number at all!" number))
784     (complex (number-pair-to-core (number-to-core (realpart number))
785                                   (number-to-core (imagpart number))
786                                   sb!vm:complex-widetag))
787     (float (float-to-core number))
788     (t (error "~S isn't a cold-loadable number at all!" number))))
789
790 (declaim (ftype (function (sb!vm:word) descriptor) sap-int-to-core))
791 (defun sap-int-to-core (sap-int)
792   (let ((des (allocate-unboxed-object *dynamic*
793                                       sb!vm:n-word-bits
794                                       (1- sb!vm:sap-size)
795                                       sb!vm:sap-widetag)))
796     (write-wordindexed des
797                        sb!vm:sap-pointer-slot
798                        (make-random-descriptor sap-int))
799     des))
800
801 ;;; Allocate a cons cell in GSPACE and fill it in with CAR and CDR.
802 (defun cold-cons (car cdr &optional (gspace *dynamic*))
803   (let ((dest (allocate-boxed-object gspace 2 sb!vm:list-pointer-lowtag)))
804     (write-memory dest car)
805     (write-wordindexed dest 1 cdr)
806     dest))
807
808 ;;; Make a simple-vector on the target that holds the specified
809 ;;; OBJECTS, and return its descriptor.
810 (defun vector-in-core (&rest objects)
811   (let* ((size (length objects))
812          (result (allocate-vector-object *dynamic* sb!vm:n-word-bits size
813                                          sb!vm:simple-vector-widetag)))
814     (dotimes (index size)
815       (write-wordindexed result (+ index sb!vm:vector-data-offset)
816                          (pop objects)))
817     result))
818 \f
819 ;;;; symbol magic
820
821 ;;; Allocate (and initialize) a symbol.
822 (defun allocate-symbol (name &key (gspace *dynamic*))
823   (declare (simple-string name))
824   (let ((symbol (allocate-unboxed-object gspace
825                                          sb!vm:n-word-bits
826                                          (1- sb!vm:symbol-size)
827                                          sb!vm:symbol-header-widetag)))
828     (write-wordindexed symbol sb!vm:symbol-value-slot *unbound-marker*)
829     (write-wordindexed symbol
830                        sb!vm:symbol-hash-slot
831                        (make-fixnum-descriptor 0))
832     (write-wordindexed symbol sb!vm:symbol-plist-slot *nil-descriptor*)
833     (write-wordindexed symbol sb!vm:symbol-name-slot
834                        (base-string-to-core name *dynamic*))
835     (write-wordindexed symbol sb!vm:symbol-package-slot *nil-descriptor*)
836     symbol))
837
838 ;;; Set the cold symbol value of SYMBOL-OR-SYMBOL-DES, which can be either a
839 ;;; descriptor of a cold symbol or (in an abbreviation for the
840 ;;; most common usage pattern) an ordinary symbol, which will be
841 ;;; automatically cold-interned.
842 (declaim (ftype (function ((or descriptor symbol) descriptor)) cold-set))
843 (defun cold-set (symbol-or-symbol-des value)
844   (let ((symbol-des (etypecase symbol-or-symbol-des
845                       (descriptor symbol-or-symbol-des)
846                       (symbol (cold-intern symbol-or-symbol-des)))))
847     (write-wordindexed symbol-des sb!vm:symbol-value-slot value)))
848 \f
849 ;;;; layouts and type system pre-initialization
850
851 ;;; Since we want to be able to dump structure constants and
852 ;;; predicates with reference layouts, we need to create layouts at
853 ;;; cold-load time. We use the name to intern layouts by, and dump a
854 ;;; list of all cold layouts in *!INITIAL-LAYOUTS* so that type system
855 ;;; initialization can find them. The only thing that's tricky [sic --
856 ;;; WHN 19990816] is initializing layout's layout, which must point to
857 ;;; itself.
858
859 ;;; a map from class names to lists of
860 ;;;    `(,descriptor ,name ,length ,inherits ,depth)
861 ;;; KLUDGE: It would be more understandable and maintainable to use
862 ;;; DEFSTRUCT (:TYPE LIST) here. -- WHN 19990823
863 (defvar *cold-layouts* (make-hash-table :test 'equal))
864
865 ;;; a map from DESCRIPTOR-BITS of cold layouts to the name, for inverting
866 ;;; mapping
867 (defvar *cold-layout-names* (make-hash-table :test 'eql))
868
869 ;;; FIXME: *COLD-LAYOUTS* and *COLD-LAYOUT-NAMES* should be
870 ;;; initialized by binding in GENESIS.
871
872 ;;; the descriptor for layout's layout (needed when making layouts)
873 (defvar *layout-layout*)
874
875 (defconstant target-layout-length
876   (layout-length (find-layout 'layout)))
877
878 (defun target-layout-index (slot-name)
879   ;; KLUDGE: this is a little bit sleazy, but the tricky thing is that
880   ;; structure slots don't have a terribly firm idea of their names.
881   ;; At least here if we change LAYOUT's package of definition, we
882   ;; only have to change one thing...
883   (let* ((name (find-symbol (symbol-name slot-name) "SB!KERNEL"))
884          (layout (find-layout 'layout))
885          (dd (layout-info layout))
886          (slots (dd-slots dd))
887          (dsd (find name slots :key #'dsd-name)))
888     (aver dsd)
889     (dsd-index dsd)))
890
891 (defun cold-set-layout-slot (cold-layout slot-name value)
892   (write-wordindexed
893    cold-layout
894    (+ sb!vm:instance-slots-offset (target-layout-index slot-name))
895    value))
896
897 ;;; Return a list of names created from the cold layout INHERITS data
898 ;;; in X.
899 (defun listify-cold-inherits (x)
900   (let ((len (descriptor-fixnum (read-wordindexed x
901                                                   sb!vm:vector-length-slot))))
902     (collect ((res))
903       (dotimes (index len)
904         (let* ((des (read-wordindexed x (+ sb!vm:vector-data-offset index)))
905                (found (gethash (descriptor-bits des) *cold-layout-names*)))
906           (if found
907             (res found)
908             (error "unknown descriptor at index ~S (bits = ~8,'0X)"
909                    index
910                    (descriptor-bits des)))))
911       (res))))
912
913 (declaim (ftype (function (symbol descriptor descriptor descriptor descriptor)
914                           descriptor)
915                 make-cold-layout))
916 (defun make-cold-layout (name length inherits depthoid nuntagged)
917   (let ((result (allocate-boxed-object *dynamic*
918                                        ;; KLUDGE: Why 1+? -- WHN 19990901
919                                        ;; header word? -- CSR 20051204
920                                        (1+ target-layout-length)
921                                        sb!vm:instance-pointer-lowtag)))
922     (write-memory result
923                   (make-other-immediate-descriptor
924                    target-layout-length sb!vm:instance-header-widetag))
925
926     ;; KLUDGE: The offsets into LAYOUT below should probably be pulled out
927     ;; of the cross-compiler's tables at genesis time instead of inserted
928     ;; by hand as bare numeric constants. -- WHN ca. 19990901
929
930     ;; Set slot 0 = the layout of the layout.
931     (write-wordindexed result sb!vm:instance-slots-offset *layout-layout*)
932
933     ;; Don't set the CLOS hash value: done in cold-init instead.
934     ;;
935     ;; Set other slot values.
936     ;;
937     ;; leave CLASSOID uninitialized for now
938     (cold-set-layout-slot result 'invalid *nil-descriptor*)
939     (cold-set-layout-slot result 'inherits inherits)
940     (cold-set-layout-slot result 'depthoid depthoid)
941     (cold-set-layout-slot result 'length length)
942     (cold-set-layout-slot result 'info *nil-descriptor*)
943     (cold-set-layout-slot result 'pure *nil-descriptor*)
944     (cold-set-layout-slot result 'n-untagged-slots nuntagged)
945     (cold-set-layout-slot result 'source-location *nil-descriptor*)
946     (cold-set-layout-slot result 'for-std-class-p *nil-descriptor*)
947
948     (setf (gethash name *cold-layouts*)
949           (list result
950                 name
951                 (descriptor-fixnum length)
952                 (listify-cold-inherits inherits)
953                 (descriptor-fixnum depthoid)
954                 (descriptor-fixnum nuntagged)))
955     (setf (gethash (descriptor-bits result) *cold-layout-names*) name)
956
957     result))
958
959 (defun initialize-layouts ()
960
961   (clrhash *cold-layouts*)
962
963   ;; We initially create the layout of LAYOUT itself with NIL as the LAYOUT and
964   ;; #() as INHERITS,
965   (setq *layout-layout* *nil-descriptor*)
966   (let ((xlayout-layout (find-layout 'layout)))
967     (aver (= 0 (layout-n-untagged-slots xlayout-layout)))
968     (setq *layout-layout*
969           (make-cold-layout 'layout
970                             (number-to-core target-layout-length)
971                             (vector-in-core)
972                             (number-to-core (layout-depthoid xlayout-layout))
973                             (number-to-core 0)))
974   (write-wordindexed
975    *layout-layout* sb!vm:instance-slots-offset *layout-layout*)
976
977   ;; Then we create the layouts that we'll need to make a correct INHERITS
978   ;; vector for the layout of LAYOUT itself..
979   ;;
980   ;; FIXME: The various LENGTH and DEPTHOID numbers should be taken from
981   ;; the compiler's tables, not set by hand.
982   (let* ((t-layout
983           (make-cold-layout 't
984                             (number-to-core 0)
985                             (vector-in-core)
986                             (number-to-core 0)
987                             (number-to-core 0)))
988          (so-layout
989           (make-cold-layout 'structure-object
990                             (number-to-core 1)
991                             (vector-in-core t-layout)
992                             (number-to-core 1)
993                             (number-to-core 0)))
994          (bso-layout
995           (make-cold-layout 'structure!object
996                             (number-to-core 1)
997                             (vector-in-core t-layout so-layout)
998                             (number-to-core 2)
999                             (number-to-core 0)))
1000          (layout-inherits (vector-in-core t-layout
1001                                           so-layout
1002                                           bso-layout)))
1003
1004     ;; ..and return to backpatch the layout of LAYOUT.
1005     (setf (fourth (gethash 'layout *cold-layouts*))
1006           (listify-cold-inherits layout-inherits))
1007     (cold-set-layout-slot *layout-layout* 'inherits layout-inherits))))
1008 \f
1009 ;;;; interning symbols in the cold image
1010
1011 ;;; In order to avoid having to know about the package format, we
1012 ;;; build a data structure in *COLD-PACKAGE-SYMBOLS* that holds all
1013 ;;; interned symbols along with info about their packages. The data
1014 ;;; structure is a list of sublists, where the sublists have the
1015 ;;; following format:
1016 ;;;   (<make-package-arglist>
1017 ;;;    <internal-symbols>
1018 ;;;    <external-symbols>
1019 ;;;    <imported-internal-symbols>
1020 ;;;    <imported-external-symbols>
1021 ;;;    <shadowing-symbols>
1022 ;;;    <package-documentation>)
1023 ;;;
1024 ;;; KLUDGE: It would be nice to implement the sublists as instances of
1025 ;;; a DEFSTRUCT (:TYPE LIST). (They'd still be lists, but at least we'd be
1026 ;;; using mnemonically-named operators to access them, instead of trying
1027 ;;; to remember what THIRD and FIFTH mean, and hoping that we never
1028 ;;; need to change the list layout..) -- WHN 19990825
1029
1030 ;;; an alist from packages to lists of that package's symbols to be dumped
1031 (defvar *cold-package-symbols*)
1032 (declaim (type list *cold-package-symbols*))
1033
1034 ;;; a map from descriptors to symbols, so that we can back up. The key
1035 ;;; is the address in the target core.
1036 (defvar *cold-symbols*)
1037 (declaim (type hash-table *cold-symbols*))
1038
1039 ;;; sanity check for a symbol we're about to create on the target
1040 ;;;
1041 ;;; Make sure that the symbol has an appropriate package. In
1042 ;;; particular, catch the so-easy-to-make error of typing something
1043 ;;; like SB-KERNEL:%BYTE-BLT in cold sources when what you really
1044 ;;; need is SB!KERNEL:%BYTE-BLT.
1045 (defun package-ok-for-target-symbol-p (package)
1046   (let ((package-name (package-name package)))
1047     (or
1048      ;; Cold interning things in these standard packages is OK. (Cold
1049      ;; interning things in the other standard package, CL-USER, isn't
1050      ;; OK. We just use CL-USER to expose symbols whose homes are in
1051      ;; other packages. Thus, trying to cold intern a symbol whose
1052      ;; home package is CL-USER probably means that a coding error has
1053      ;; been made somewhere.)
1054      (find package-name '("COMMON-LISP" "KEYWORD") :test #'string=)
1055      ;; Cold interning something in one of our target-code packages,
1056      ;; which are ever-so-rigorously-and-elegantly distinguished by
1057      ;; this prefix on their names, is OK too.
1058      (string= package-name "SB!" :end1 3 :end2 3)
1059      ;; This one is OK too, since it ends up being COMMON-LISP on the
1060      ;; target.
1061      (string= package-name "SB-XC")
1062      ;; Anything else looks bad. (maybe COMMON-LISP-USER? maybe an extension
1063      ;; package in the xc host? something we can't think of
1064      ;; a valid reason to cold intern, anyway...)
1065      )))
1066
1067 ;;; like SYMBOL-PACKAGE, but safe for symbols which end up on the target
1068 ;;;
1069 ;;; Most host symbols we dump onto the target are created by SBCL
1070 ;;; itself, so that as long as we avoid gratuitously
1071 ;;; cross-compilation-unfriendly hacks, it just happens that their
1072 ;;; SYMBOL-PACKAGE in the host system corresponds to their
1073 ;;; SYMBOL-PACKAGE in the target system. However, that's not the case
1074 ;;; in the COMMON-LISP package, where we don't get to create the
1075 ;;; symbols but instead have to use the ones that the xc host created.
1076 ;;; In particular, while ANSI specifies which symbols are exported
1077 ;;; from COMMON-LISP, it doesn't specify that their home packages are
1078 ;;; COMMON-LISP, so the xc host can keep them in random packages which
1079 ;;; don't exist on the target (e.g. CLISP keeping some CL-exported
1080 ;;; symbols in the CLOS package).
1081 (defun symbol-package-for-target-symbol (symbol)
1082   ;; We want to catch weird symbols like CLISP's
1083   ;; CL:FIND-METHOD=CLOS::FIND-METHOD, but we don't want to get
1084   ;; sidetracked by ordinary symbols like :CHARACTER which happen to
1085   ;; have the same SYMBOL-NAME as exports from COMMON-LISP.
1086   (multiple-value-bind (cl-symbol cl-status)
1087       (find-symbol (symbol-name symbol) *cl-package*)
1088     (if (and (eq symbol cl-symbol)
1089              (eq cl-status :external))
1090         ;; special case, to work around possible xc host weirdness
1091         ;; in COMMON-LISP package
1092         *cl-package*
1093         ;; ordinary case
1094         (let ((result (symbol-package symbol)))
1095           (unless (package-ok-for-target-symbol-p result)
1096             (bug "~A in bad package for target: ~A" symbol result))
1097           result))))
1098
1099 ;;; Return a handle on an interned symbol. If necessary allocate the
1100 ;;; symbol and record which package the symbol was referenced in. When
1101 ;;; we allocate the symbol, make sure we record a reference to the
1102 ;;; symbol in the home package so that the package gets set.
1103 (defun cold-intern (symbol
1104                     &key
1105                     (package (symbol-package-for-target-symbol symbol))
1106                     (gspace *dynamic*))
1107
1108   (aver (package-ok-for-target-symbol-p package))
1109
1110   ;; Anything on the cross-compilation host which refers to the target
1111   ;; machinery through the host SB-XC package should be translated to
1112   ;; something on the target which refers to the same machinery
1113   ;; through the target COMMON-LISP package.
1114   (let ((p (find-package "SB-XC")))
1115     (when (eq package p)
1116       (setf package *cl-package*))
1117     (when (eq (symbol-package symbol) p)
1118       (setf symbol (intern (symbol-name symbol) *cl-package*))))
1119
1120   (let (;; Information about each cold-interned symbol is stored
1121         ;; in COLD-INTERN-INFO.
1122         ;;   (CAR COLD-INTERN-INFO) = descriptor of symbol
1123         ;;   (CDR COLD-INTERN-INFO) = list of packages, other than symbol's
1124         ;;                            own package, referring to symbol
1125         ;; (*COLD-PACKAGE-SYMBOLS* and *COLD-SYMBOLS* store basically the
1126         ;; same information, but with the mapping running the opposite way.)
1127         (cold-intern-info (get symbol 'cold-intern-info)))
1128     (unless cold-intern-info
1129       (cond ((eq (symbol-package-for-target-symbol symbol) package)
1130              (let ((handle (allocate-symbol (symbol-name symbol) :gspace gspace)))
1131                (setf (gethash (descriptor-bits handle) *cold-symbols*) symbol)
1132                (when (eq package *keyword-package*)
1133                  (cold-set handle handle))
1134                (setq cold-intern-info
1135                      (setf (get symbol 'cold-intern-info) (cons handle nil)))))
1136             (t
1137              (cold-intern symbol)
1138              (setq cold-intern-info (get symbol 'cold-intern-info)))))
1139     (unless (or (null package)
1140                 (member package (cdr cold-intern-info)))
1141       (push package (cdr cold-intern-info))
1142       (let* ((old-cps-entry (assoc package *cold-package-symbols*))
1143              (cps-entry (or old-cps-entry
1144                             (car (push (list package)
1145                                        *cold-package-symbols*)))))
1146         (unless old-cps-entry
1147           (/show "created *COLD-PACKAGE-SYMBOLS* entry for" package symbol))
1148         (push symbol (rest cps-entry))))
1149     (car cold-intern-info)))
1150
1151 ;;; Construct and return a value for use as *NIL-DESCRIPTOR*.
1152 (defun make-nil-descriptor ()
1153   (let* ((des (allocate-unboxed-object
1154                *static*
1155                sb!vm:n-word-bits
1156                sb!vm:symbol-size
1157                0))
1158          (result (make-descriptor (descriptor-high des)
1159                                   (+ (descriptor-low des)
1160                                      (* 2 sb!vm:n-word-bytes)
1161                                      (- sb!vm:list-pointer-lowtag
1162                                         sb!vm:other-pointer-lowtag)))))
1163     (write-wordindexed des
1164                        1
1165                        (make-other-immediate-descriptor
1166                         0
1167                         sb!vm:symbol-header-widetag))
1168     (write-wordindexed des
1169                        (+ 1 sb!vm:symbol-value-slot)
1170                        result)
1171     (write-wordindexed des
1172                        (+ 2 sb!vm:symbol-value-slot)
1173                        result)
1174     (write-wordindexed des
1175                        (+ 1 sb!vm:symbol-plist-slot)
1176                        result)
1177     (write-wordindexed des
1178                        (+ 1 sb!vm:symbol-name-slot)
1179                        ;; This is *DYNAMIC*, and DES is *STATIC*,
1180                        ;; because that's the way CMU CL did it; I'm
1181                        ;; not sure whether there's an underlying
1182                        ;; reason. -- WHN 1990826
1183                        (base-string-to-core "NIL" *dynamic*))
1184     (write-wordindexed des
1185                        (+ 1 sb!vm:symbol-package-slot)
1186                        result)
1187     (setf (get nil 'cold-intern-info)
1188           (cons result nil))
1189     (cold-intern nil)
1190     result))
1191
1192 ;;; Since the initial symbols must be allocated before we can intern
1193 ;;; anything else, we intern those here. We also set the value of T.
1194 (defun initialize-non-nil-symbols ()
1195   #!+sb-doc
1196   "Initialize the cold load symbol-hacking data structures."
1197   ;; Intern the others.
1198   (dolist (symbol sb!vm:*static-symbols*)
1199     (let* ((des (cold-intern symbol :gspace *static*))
1200            (offset-wanted (sb!vm:static-symbol-offset symbol))
1201            (offset-found (- (descriptor-low des)
1202                             (descriptor-low *nil-descriptor*))))
1203       (unless (= offset-wanted offset-found)
1204         ;; FIXME: should be fatal
1205         (warn "Offset from ~S to ~S is ~W, not ~W"
1206               symbol
1207               nil
1208               offset-found
1209               offset-wanted))))
1210   ;; Establish the value of T.
1211   (let ((t-symbol (cold-intern t :gspace *static*)))
1212     (cold-set t-symbol t-symbol))
1213   ;; Establish the value of *PSEUDO-ATOMIC-BITS* so that the
1214   ;; allocation sequences that expect it to be zero upon entrance
1215   ;; actually find it to be so.
1216   #!+(or x86-64 x86)
1217   (let ((p-a-a-symbol (cold-intern 'sb!kernel:*pseudo-atomic-bits*
1218                                    :gspace *static*)))
1219     (cold-set p-a-a-symbol (make-fixnum-descriptor 0))))
1220
1221 ;;; a helper function for FINISH-SYMBOLS: Return a cold alist suitable
1222 ;;; to be stored in *!INITIAL-LAYOUTS*.
1223 (defun cold-list-all-layouts ()
1224   (let ((layouts nil)
1225         (result *nil-descriptor*))
1226     (maphash (lambda (key stuff)
1227                (push (cons key (first stuff)) layouts))
1228              *cold-layouts*)
1229     (flet ((sorter (x y)
1230              (let ((xpn (package-name (symbol-package-for-target-symbol x)))
1231                    (ypn (package-name (symbol-package-for-target-symbol y))))
1232                (cond
1233                  ((string= x y) (string< xpn ypn))
1234                  (t (string< x y))))))
1235       (setq layouts (sort layouts #'sorter :key #'car)))
1236     (dolist (layout layouts result)
1237       (cold-push (cold-cons (cold-intern (car layout)) (cdr layout))
1238                  result))))
1239
1240 ;;; Establish initial values for magic symbols.
1241 ;;;
1242 ;;; Scan over all the symbols referenced in each package in
1243 ;;; *COLD-PACKAGE-SYMBOLS* making that for each one there's an
1244 ;;; appropriate entry in the *!INITIAL-SYMBOLS* data structure to
1245 ;;; intern it.
1246 (defun finish-symbols ()
1247
1248   ;; I think the point of setting these functions into SYMBOL-VALUEs
1249   ;; here, instead of using SYMBOL-FUNCTION, is that in CMU CL
1250   ;; SYMBOL-FUNCTION reduces to FDEFINITION, which is a pretty
1251   ;; hairy operation (involving globaldb.lisp etc.) which we don't
1252   ;; want to invoke early in cold init. -- WHN 2001-12-05
1253   ;;
1254   ;; FIXME: So OK, that's a reasonable reason to do something weird like
1255   ;; this, but this is still a weird thing to do, and we should change
1256   ;; the names to highlight that something weird is going on. Perhaps
1257   ;; *MAYBE-GC-FUN*, *INTERNAL-ERROR-FUN*, *HANDLE-BREAKPOINT-FUN*,
1258   ;; and *HANDLE-FUN-END-BREAKPOINT-FUN*...
1259   (dolist (symbol sb!vm::*c-callable-static-symbols*)
1260     (cold-set symbol (cold-fdefinition-object (cold-intern symbol))))
1261
1262   (cold-set 'sb!vm::*current-catch-block*          (make-fixnum-descriptor 0))
1263   (cold-set 'sb!vm::*current-unwind-protect-block* (make-fixnum-descriptor 0))
1264
1265   (cold-set '*free-interrupt-context-index* (make-fixnum-descriptor 0))
1266
1267   (cold-set '*!initial-layouts* (cold-list-all-layouts))
1268
1269   (/show "dumping packages" (mapcar #'car *cold-package-symbols*))
1270   (let ((initial-symbols *nil-descriptor*))
1271     (dolist (cold-package-symbols-entry *cold-package-symbols*)
1272       (let* ((cold-package (car cold-package-symbols-entry))
1273              (symbols (cdr cold-package-symbols-entry))
1274              (shadows (package-shadowing-symbols cold-package))
1275              (documentation (base-string-to-core
1276                              ;; KLUDGE: NIL punned as 0-length string.
1277                              (unless
1278                                  ;; don't propagate the arbitrary
1279                                  ;; docstring from host packages into
1280                                  ;; the core
1281                                  (or (eql cold-package *cl-package*)
1282                                      (eql cold-package *keyword-package*))
1283                                (documentation cold-package t))))
1284              (internal-count 0)
1285              (external-count 0)
1286              (internal *nil-descriptor*)
1287              (external *nil-descriptor*)
1288              (imported-internal *nil-descriptor*)
1289              (imported-external *nil-descriptor*)
1290              (shadowing *nil-descriptor*))
1291         (declare (type package cold-package)) ; i.e. not a target descriptor
1292         (/show "dumping" cold-package symbols)
1293
1294         ;; FIXME: Add assertions here to make sure that inappropriate stuff
1295         ;; isn't being dumped:
1296         ;;   * the CL-USER package
1297         ;;   * the SB-COLD package
1298         ;;   * any internal symbols in the CL package
1299         ;;   * basically any package other than CL, KEYWORD, or the packages
1300         ;;     in package-data-list.lisp-expr
1301         ;; and that the structure of the KEYWORD package (e.g. whether
1302         ;; any symbols are internal to it) matches what we want in the
1303         ;; target SBCL.
1304
1305         ;; FIXME: It seems possible that by looking at the contents of
1306         ;; packages in the target SBCL we could find which symbols in
1307         ;; package-data-lisp.lisp-expr are now obsolete. (If I
1308         ;; understand correctly, only symbols which actually have
1309         ;; definitions or which are otherwise referred to actually end
1310         ;; up in the target packages.)
1311
1312         (dolist (symbol symbols)
1313           (let ((handle (car (get symbol 'cold-intern-info)))
1314                 (imported-p (not (eq (symbol-package-for-target-symbol symbol)
1315                                      cold-package))))
1316             (multiple-value-bind (found where)
1317                 (find-symbol (symbol-name symbol) cold-package)
1318               (unless (and where (eq found symbol))
1319                 (error "The symbol ~S is not available in ~S."
1320                        symbol
1321                        cold-package))
1322               (when (memq symbol shadows)
1323                 (cold-push handle shadowing))
1324               (case where
1325                 (:internal (if imported-p
1326                                (cold-push handle imported-internal)
1327                                (progn
1328                                  (cold-push handle internal)
1329                                  (incf internal-count))))
1330                 (:external (if imported-p
1331                                (cold-push handle imported-external)
1332                                (progn
1333                                  (cold-push handle external)
1334                                  (incf external-count))))))))
1335         (let ((r *nil-descriptor*))
1336           (cold-push documentation r)
1337           (cold-push shadowing r)
1338           (cold-push imported-external r)
1339           (cold-push imported-internal r)
1340           (cold-push external r)
1341           (cold-push internal r)
1342           (cold-push (make-make-package-args cold-package
1343                                              internal-count
1344                                              external-count)
1345                      r)
1346           ;; FIXME: It would be more space-efficient to use vectors
1347           ;; instead of lists here, and space-efficiency here would be
1348           ;; nice, since it would reduce the peak memory usage in
1349           ;; genesis and cold init.
1350           (cold-push r initial-symbols))))
1351     (cold-set '*!initial-symbols* initial-symbols))
1352
1353   (cold-set '*!initial-fdefn-objects* (list-all-fdefn-objects))
1354
1355   (cold-set '*!reversed-cold-toplevels* *current-reversed-cold-toplevels*)
1356   (cold-set '*!initial-debug-sources* *current-debug-sources*)
1357
1358   #!+(or x86 x86-64)
1359   (progn
1360     (cold-set 'sb!vm::*fp-constant-0d0* (number-to-core 0d0))
1361     (cold-set 'sb!vm::*fp-constant-1d0* (number-to-core 1d0))
1362     (cold-set 'sb!vm::*fp-constant-0f0* (number-to-core 0f0))
1363     (cold-set 'sb!vm::*fp-constant-1f0* (number-to-core 1f0))))
1364
1365 ;;; Make a cold list that can be used as the arg list to MAKE-PACKAGE in
1366 ;;; order to make a package that is similar to PKG.
1367 (defun make-make-package-args (pkg internal-count external-count)
1368   (let* ((use *nil-descriptor*)
1369          (cold-nicknames *nil-descriptor*)
1370          (res *nil-descriptor*))
1371     (dolist (u (package-use-list pkg))
1372       (when (assoc u *cold-package-symbols*)
1373         (cold-push (base-string-to-core (package-name u)) use)))
1374     (let* ((pkg-name (package-name pkg))
1375            ;; Make the package nickname lists for the standard packages
1376            ;; be the minimum specified by ANSI, regardless of what value
1377            ;; the cross-compilation host happens to use.
1378            (warm-nicknames (cond ((string= pkg-name "COMMON-LISP")
1379                                   '("CL"))
1380                                  ((string= pkg-name "COMMON-LISP-USER")
1381                                   '("CL-USER"))
1382                                  ((string= pkg-name "KEYWORD")
1383                                   '())
1384                                  ;; For packages other than the
1385                                  ;; standard packages, the nickname
1386                                  ;; list was specified by our package
1387                                  ;; setup code, not by properties of
1388                                  ;; what cross-compilation host we
1389                                  ;; happened to use, and we can just
1390                                  ;; propagate it into the target.
1391                                  (t
1392                                   (package-nicknames pkg)))))
1393       (dolist (warm-nickname warm-nicknames)
1394         (cold-push (base-string-to-core warm-nickname) cold-nicknames)))
1395
1396     ;; INTERNAL-COUNT and EXTERNAL-COUNT are the number of symbols that
1397     ;; the package contains in the core. We arrange for the package
1398     ;; symbol tables to be created somewhat larger so that they don't
1399     ;; need to be rehashed so easily when additional symbols are
1400     ;; interned during the warm build.
1401     (cold-push (number-to-core (truncate internal-count 0.8)) res)
1402     (cold-push (cold-intern :internal-symbols) res)
1403     (cold-push (number-to-core (truncate external-count 0.8)) res)
1404     (cold-push (cold-intern :external-symbols) res)
1405
1406     (cold-push cold-nicknames res)
1407     (cold-push (cold-intern :nicknames) res)
1408
1409     (cold-push use res)
1410     (cold-push (cold-intern :use) res)
1411
1412     (cold-push (base-string-to-core (package-name pkg)) res)
1413     res))
1414 \f
1415 ;;;; functions and fdefinition objects
1416
1417 ;;; a hash table mapping from fdefinition names to descriptors of cold
1418 ;;; objects
1419 ;;;
1420 ;;; Note: Since fdefinition names can be lists like '(SETF FOO), and
1421 ;;; we want to have only one entry per name, this must be an 'EQUAL
1422 ;;; hash table, not the default 'EQL.
1423 (defvar *cold-fdefn-objects*)
1424
1425 (defvar *cold-fdefn-gspace* nil)
1426
1427 ;;; Given a cold representation of a symbol, return a warm
1428 ;;; representation.
1429 (defun warm-symbol (des)
1430   ;; Note that COLD-INTERN is responsible for keeping the
1431   ;; *COLD-SYMBOLS* table up to date, so if DES happens to refer to an
1432   ;; uninterned symbol, the code below will fail. But as long as we
1433   ;; don't need to look up uninterned symbols during bootstrapping,
1434   ;; that's OK..
1435   (multiple-value-bind (symbol found-p)
1436       (gethash (descriptor-bits des) *cold-symbols*)
1437     (declare (type symbol symbol))
1438     (unless found-p
1439       (error "no warm symbol"))
1440     symbol))
1441
1442 ;;; like CL:CAR, CL:CDR, and CL:NULL but for cold values
1443 (defun cold-car (des)
1444   (aver (= (descriptor-lowtag des) sb!vm:list-pointer-lowtag))
1445   (read-wordindexed des sb!vm:cons-car-slot))
1446 (defun cold-cdr (des)
1447   (aver (= (descriptor-lowtag des) sb!vm:list-pointer-lowtag))
1448   (read-wordindexed des sb!vm:cons-cdr-slot))
1449 (defun cold-null (des)
1450   (= (descriptor-bits des)
1451      (descriptor-bits *nil-descriptor*)))
1452
1453 ;;; Given a cold representation of a function name, return a warm
1454 ;;; representation.
1455 (declaim (ftype (function ((or descriptor symbol)) (or symbol list)) warm-fun-name))
1456 (defun warm-fun-name (des)
1457   (let ((result
1458          (if (symbolp des)
1459              ;; This parallels the logic at the start of COLD-INTERN
1460              ;; which re-homes symbols in SB-XC to COMMON-LISP.
1461              (if (eq (symbol-package des) (find-package "SB-XC"))
1462                  (intern (symbol-name des) *cl-package*)
1463                  des)
1464              (ecase (descriptor-lowtag des)
1465                     (#.sb!vm:list-pointer-lowtag
1466                      (aver (not (cold-null des))) ; function named NIL? please no..
1467                      ;; Do cold (DESTRUCTURING-BIND (COLD-CAR COLD-CADR) DES ..).
1468                      (let* ((car-des (cold-car des))
1469                             (cdr-des (cold-cdr des))
1470                             (cadr-des (cold-car cdr-des))
1471                             (cddr-des (cold-cdr cdr-des)))
1472                        (aver (cold-null cddr-des))
1473                        (list (warm-symbol car-des)
1474                              (warm-symbol cadr-des))))
1475                     (#.sb!vm:other-pointer-lowtag
1476                      (warm-symbol des))))))
1477     (legal-fun-name-or-type-error result)
1478     result))
1479
1480 (defun cold-fdefinition-object (cold-name &optional leave-fn-raw)
1481   (declare (type (or descriptor symbol) cold-name))
1482   (/show0 "/cold-fdefinition-object")
1483   (let ((warm-name (warm-fun-name cold-name)))
1484     (or (gethash warm-name *cold-fdefn-objects*)
1485         (let ((fdefn (allocate-boxed-object (or *cold-fdefn-gspace* *dynamic*)
1486                                             (1- sb!vm:fdefn-size)
1487                                             sb!vm:other-pointer-lowtag)))
1488
1489           (setf (gethash warm-name *cold-fdefn-objects*) fdefn)
1490           (write-memory fdefn (make-other-immediate-descriptor
1491                                (1- sb!vm:fdefn-size) sb!vm:fdefn-widetag))
1492           (write-wordindexed fdefn sb!vm:fdefn-name-slot cold-name)
1493           (unless leave-fn-raw
1494             (write-wordindexed fdefn sb!vm:fdefn-fun-slot
1495                                *nil-descriptor*)
1496             (write-wordindexed fdefn
1497                                sb!vm:fdefn-raw-addr-slot
1498                                (make-random-descriptor
1499                                 (cold-foreign-symbol-address "undefined_tramp"))))
1500           fdefn))))
1501
1502 ;;; Handle the at-cold-init-time, fset-for-static-linkage operation
1503 ;;; requested by FOP-FSET.
1504 (defun static-fset (cold-name defn)
1505   (declare (type (or descriptor symbol) cold-name))
1506   (let ((fdefn (cold-fdefinition-object cold-name t))
1507         (type (logand (descriptor-low (read-memory defn)) sb!vm:widetag-mask)))
1508     (write-wordindexed fdefn sb!vm:fdefn-fun-slot defn)
1509     (write-wordindexed fdefn
1510                        sb!vm:fdefn-raw-addr-slot
1511                        (ecase type
1512                          (#.sb!vm:simple-fun-header-widetag
1513                           (/show0 "static-fset (simple-fun)")
1514                           #!+sparc
1515                           defn
1516                           #!-sparc
1517                           (make-random-descriptor
1518                            (+ (logandc2 (descriptor-bits defn)
1519                                         sb!vm:lowtag-mask)
1520                               (ash sb!vm:simple-fun-code-offset
1521                                    sb!vm:word-shift))))
1522                          (#.sb!vm:closure-header-widetag
1523                           (/show0 "/static-fset (closure)")
1524                           (make-random-descriptor
1525                            (cold-foreign-symbol-address "closure_tramp")))))
1526     fdefn))
1527
1528 (defun initialize-static-fns ()
1529   (let ((*cold-fdefn-gspace* *static*))
1530     (dolist (sym sb!vm:*static-funs*)
1531       (let* ((fdefn (cold-fdefinition-object (cold-intern sym)))
1532              (offset (- (+ (- (descriptor-low fdefn)
1533                               sb!vm:other-pointer-lowtag)
1534                            (* sb!vm:fdefn-raw-addr-slot sb!vm:n-word-bytes))
1535                         (descriptor-low *nil-descriptor*)))
1536              (desired (sb!vm:static-fun-offset sym)))
1537         (unless (= offset desired)
1538           ;; FIXME: should be fatal
1539           (error "Offset from FDEFN ~S to ~S is ~W, not ~W."
1540                  sym nil offset desired))))))
1541
1542 (defun list-all-fdefn-objects ()
1543   (let ((fdefns nil)
1544         (result *nil-descriptor*))
1545     (maphash (lambda (key value)
1546                (push (cons key value) fdefns))
1547              *cold-fdefn-objects*)
1548     (flet ((sorter (x y)
1549              (let* ((xbn (fun-name-block-name x))
1550                     (ybn (fun-name-block-name y))
1551                     (xbnpn (package-name (symbol-package-for-target-symbol xbn)))
1552                     (ybnpn (package-name (symbol-package-for-target-symbol ybn))))
1553                (cond
1554                  ((eql xbn ybn) (consp x))
1555                  ((string= xbn ybn) (string< xbnpn ybnpn))
1556                  (t (string< xbn ybn))))))
1557       (setq fdefns (sort fdefns #'sorter :key #'car)))
1558     (dolist (fdefn fdefns result)
1559       (cold-push (cdr fdefn) result))))
1560 \f
1561 ;;;; fixups and related stuff
1562
1563 ;;; an EQUAL hash table
1564 (defvar *cold-foreign-symbol-table*)
1565 (declaim (type hash-table *cold-foreign-symbol-table*))
1566
1567 ;; Read the sbcl.nm file to find the addresses for foreign-symbols in
1568 ;; the C runtime.
1569 (defun load-cold-foreign-symbol-table (filename)
1570   (/show "load-cold-foreign-symbol-table" filename)
1571   (with-open-file (file filename)
1572     (loop for line = (read-line file nil nil)
1573           while line do
1574           ;; UNIX symbol tables might have tabs in them, and tabs are
1575           ;; not in Common Lisp STANDARD-CHAR, so there seems to be no
1576           ;; nice portable way to deal with them within Lisp, alas.
1577           ;; Fortunately, it's easy to use UNIX command line tools like
1578           ;; sed to remove the problem, so it's not too painful for us
1579           ;; to push responsibility for converting tabs to spaces out to
1580           ;; the caller.
1581           ;;
1582           ;; Other non-STANDARD-CHARs are problematic for the same reason.
1583           ;; Make sure that there aren't any..
1584           (let ((ch (find-if (lambda (char)
1585                                (not (typep char 'standard-char)))
1586                              line)))
1587             (when ch
1588               (error "non-STANDARD-CHAR ~S found in foreign symbol table:~%~S"
1589                      ch
1590                      line)))
1591           (setf line (string-trim '(#\space) line))
1592           (let ((p1 (position #\space line :from-end nil))
1593                 (p2 (position #\space line :from-end t)))
1594             (if (not (and p1 p2 (< p1 p2)))
1595                 ;; KLUDGE: It's too messy to try to understand all
1596                 ;; possible output from nm, so we just punt the lines we
1597                 ;; don't recognize. We realize that there's some chance
1598                 ;; that might get us in trouble someday, so we warn
1599                 ;; about it.
1600                 (warn "ignoring unrecognized line ~S in ~A" line filename)
1601                 (multiple-value-bind (value name)
1602                     (if (string= "0x" line :end2 2)
1603                         (values (parse-integer line :start 2 :end p1 :radix 16)
1604                                 (subseq line (1+ p2)))
1605                         (values (parse-integer line :end p1 :radix 16)
1606                                 (subseq line (1+ p2))))
1607                   ;; KLUDGE CLH 2010-05-31: on darwin, nm gives us
1608                   ;; _function but dlsym expects us to look up
1609                   ;; function, without the leading _ . Therefore, we
1610                   ;; strip it off here.
1611                   #!+darwin
1612                   (when (equal (char name 0) #\_)
1613                     (setf name (subseq name 1)))
1614                   (multiple-value-bind (old-value found)
1615                       (gethash name *cold-foreign-symbol-table*)
1616                     (when (and found
1617                                (not (= old-value value)))
1618                       (warn "redefining ~S from #X~X to #X~X"
1619                             name old-value value)))
1620                   (/show "adding to *cold-foreign-symbol-table*:" name value)
1621                   (setf (gethash name *cold-foreign-symbol-table*) value)
1622                   #!+win32
1623                   (let ((at-position (position #\@ name)))
1624                     (when at-position
1625                       (let ((name (subseq name 0 at-position)))
1626                         (multiple-value-bind (old-value found)
1627                             (gethash name *cold-foreign-symbol-table*)
1628                           (when (and found
1629                                      (not (= old-value value)))
1630                             (warn "redefining ~S from #X~X to #X~X"
1631                                   name old-value value)))
1632                         (setf (gethash name *cold-foreign-symbol-table*)
1633                               value)))))))))
1634   (values))     ;; PROGN
1635
1636 (defun cold-foreign-symbol-address (name)
1637   (or (find-foreign-symbol-in-table name *cold-foreign-symbol-table*)
1638       *foreign-symbol-placeholder-value*
1639       (progn
1640         (format *error-output* "~&The foreign symbol table is:~%")
1641         (maphash (lambda (k v)
1642                    (format *error-output* "~&~S = #X~8X~%" k v))
1643                  *cold-foreign-symbol-table*)
1644         (error "The foreign symbol ~S is undefined." name))))
1645
1646 (defvar *cold-assembler-routines*)
1647
1648 (defvar *cold-assembler-fixups*)
1649
1650 (defun record-cold-assembler-routine (name address)
1651   (/xhow "in RECORD-COLD-ASSEMBLER-ROUTINE" name address)
1652   (push (cons name address)
1653         *cold-assembler-routines*))
1654
1655 (defun record-cold-assembler-fixup (routine
1656                                     code-object
1657                                     offset
1658                                     &optional
1659                                     (kind :both))
1660   (push (list routine code-object offset kind)
1661         *cold-assembler-fixups*))
1662
1663 (defun lookup-assembler-reference (symbol)
1664   (let ((value (cdr (assoc symbol *cold-assembler-routines*))))
1665     ;; FIXME: Should this be ERROR instead of WARN?
1666     (unless value
1667       (warn "Assembler routine ~S not defined." symbol))
1668     value))
1669
1670 ;;; The x86 port needs to store code fixups along with code objects if
1671 ;;; they are to be moved, so fixups for code objects in the dynamic
1672 ;;; heap need to be noted.
1673 #!+x86
1674 (defvar *load-time-code-fixups*)
1675
1676 #!+x86
1677 (defun note-load-time-code-fixup (code-object offset)
1678   ;; If CODE-OBJECT might be moved
1679   (when (= (gspace-identifier (descriptor-intuit-gspace code-object))
1680            dynamic-core-space-id)
1681     (push offset (gethash (descriptor-bits code-object)
1682                           *load-time-code-fixups*
1683                           nil)))
1684   (values))
1685
1686 #!+x86
1687 (defun output-load-time-code-fixups ()
1688   (let ((fixup-infos nil))
1689     (maphash
1690      (lambda (code-object-address fixup-offsets)
1691        (push (cons code-object-address fixup-offsets) fixup-infos))
1692      *load-time-code-fixups*)
1693     (setq fixup-infos (sort fixup-infos #'< :key #'car))
1694     (dolist (fixup-info fixup-infos)
1695       (let ((code-object-address (car fixup-info))
1696             (fixup-offsets (cdr fixup-info)))
1697         (let ((fixup-vector
1698                (allocate-vector-object
1699                 *dynamic* sb!vm:n-word-bits (length fixup-offsets)
1700                 sb!vm:simple-array-unsigned-byte-32-widetag)))
1701           (do ((index sb!vm:vector-data-offset (1+ index))
1702                (fixups fixup-offsets (cdr fixups)))
1703               ((null fixups))
1704             (write-wordindexed fixup-vector index
1705                                (make-random-descriptor (car fixups))))
1706           ;; KLUDGE: The fixup vector is stored as the first constant,
1707           ;; not as a separately-named slot.
1708           (write-wordindexed (make-random-descriptor code-object-address)
1709                              sb!vm:code-constants-offset
1710                              fixup-vector))))))
1711
1712 ;;; Given a pointer to a code object and an offset relative to the
1713 ;;; tail of the code object's header, return an offset relative to the
1714 ;;; (beginning of the) code object.
1715 ;;;
1716 ;;; FIXME: It might be clearer to reexpress
1717 ;;;    (LET ((X (CALC-OFFSET CODE-OBJECT OFFSET0))) ..)
1718 ;;; as
1719 ;;;    (LET ((X (+ OFFSET0 (CODE-OBJECT-HEADER-N-BYTES CODE-OBJECT)))) ..).
1720 (declaim (ftype (function (descriptor sb!vm:word)) calc-offset))
1721 (defun calc-offset (code-object offset-from-tail-of-header)
1722   (let* ((header (read-memory code-object))
1723          (header-n-words (ash (descriptor-bits header)
1724                               (- sb!vm:n-widetag-bits)))
1725          (header-n-bytes (ash header-n-words sb!vm:word-shift))
1726          (result (+ offset-from-tail-of-header header-n-bytes)))
1727     result))
1728
1729 (declaim (ftype (function (descriptor sb!vm:word sb!vm:word keyword))
1730                 do-cold-fixup))
1731 (defun do-cold-fixup (code-object after-header value kind)
1732   (let* ((offset-within-code-object (calc-offset code-object after-header))
1733          (gspace-bytes (descriptor-bytes code-object))
1734          (gspace-byte-offset (+ (descriptor-byte-offset code-object)
1735                                 offset-within-code-object))
1736          (gspace-byte-address (gspace-byte-address
1737                                (descriptor-gspace code-object))))
1738     (ecase +backend-fasl-file-implementation+
1739       ;; See CMU CL source for other formerly-supported architectures
1740       ;; (and note that you have to rewrite them to use BVREF-X
1741       ;; instead of SAP-REF).
1742       (:alpha
1743          (ecase kind
1744          (:jmp-hint
1745           (assert (zerop (ldb (byte 2 0) value))))
1746          (:bits-63-48
1747           (let* ((value (if (logbitp 15 value) (+ value (ash 1 16)) value))
1748                  (value (if (logbitp 31 value) (+ value (ash 1 32)) value))
1749                  (value (if (logbitp 47 value) (+ value (ash 1 48)) value)))
1750             (setf (bvref-8 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1751                   (ldb (byte 8 48) value)
1752                   (bvref-8 gspace-bytes (1+ gspace-byte-offset))
1753                   (ldb (byte 8 56) value))))
1754          (:bits-47-32
1755           (let* ((value (if (logbitp 15 value) (+ value (ash 1 16)) value))
1756                  (value (if (logbitp 31 value) (+ value (ash 1 32)) value)))
1757             (setf (bvref-8 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1758                   (ldb (byte 8 32) value)
1759                   (bvref-8 gspace-bytes (1+ gspace-byte-offset))
1760                   (ldb (byte 8 40) value))))
1761          (:ldah
1762           (let ((value (if (logbitp 15 value) (+ value (ash 1 16)) value)))
1763             (setf (bvref-8 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1764                   (ldb (byte 8 16) value)
1765                   (bvref-8 gspace-bytes (1+ gspace-byte-offset))
1766                   (ldb (byte 8 24) value))))
1767          (:lda
1768           (setf (bvref-8 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1769                 (ldb (byte 8 0) value)
1770                 (bvref-8 gspace-bytes (1+ gspace-byte-offset))
1771                 (ldb (byte 8 8) value)))))
1772       (:hppa
1773        (ecase kind
1774          (:load
1775           (setf (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1776                 (logior (mask-field (byte 18 14)
1777                                     (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset))
1778                         (if (< value 0)
1779                           (1+ (ash (ldb (byte 13 0) value) 1))
1780                           (ash (ldb (byte 13 0) value) 1)))))
1781          (:load11u
1782           (setf (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1783                 (logior (mask-field (byte 18 14)
1784                                     (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset))
1785                         (if (< value 0)
1786                           (1+ (ash (ldb (byte 10 0) value) 1))
1787                           (ash (ldb (byte 11 0) value) 1)))))
1788          (:load-short
1789           (let ((low-bits (ldb (byte 11 0) value)))
1790             (assert (<= 0 low-bits (1- (ash 1 4)))))
1791           (setf (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1792                 (logior (ash (dpb (ldb (byte 4 0) value)
1793                                   (byte 4 1)
1794                                   (ldb (byte 1 4) value)) 17)
1795                         (logand (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1796                                 #xffe0ffff))))
1797          (:hi
1798           (setf (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1799                 (logior (mask-field (byte 11 21)
1800                                     (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset))
1801                         (ash (ldb (byte 5 13) value) 16)
1802                         (ash (ldb (byte 2 18) value) 14)
1803                         (ash (ldb (byte 2 11) value) 12)
1804                         (ash (ldb (byte 11 20) value) 1)
1805                         (ldb (byte 1 31) value))))
1806          (:branch
1807           (let ((bits (ldb (byte 9 2) value)))
1808             (assert (zerop (ldb (byte 2 0) value)))
1809             (setf (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1810                   (logior (ash bits 3)
1811                           (mask-field (byte 1 1) (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset))
1812                           (mask-field (byte 3 13) (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset))
1813                           (mask-field (byte 11 21) (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset))))))))
1814       (:mips
1815        (ecase kind
1816          (:jump
1817           (assert (zerop (ash value -28)))
1818           (setf (ldb (byte 26 0)
1819                      (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset))
1820                 (ash value -2)))
1821          (:lui
1822           (setf (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1823                 (logior (mask-field (byte 16 16)
1824                                     (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset))
1825                         (ash (1+ (ldb (byte 17 15) value)) -1))))
1826          (:addi
1827           (setf (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1828                 (logior (mask-field (byte 16 16)
1829                                     (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset))
1830                         (ldb (byte 16 0) value))))))
1831        ;; FIXME: PowerPC Fixups are not fully implemented. The bit
1832        ;; here starts to set things up to work properly, but there
1833        ;; needs to be corresponding code in ppc-vm.lisp
1834        (:ppc
1835         (ecase kind
1836           (:ba
1837            (setf (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1838                  (dpb (ash value -2) (byte 24 2)
1839                       (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset))))
1840           (:ha
1841            (let* ((un-fixed-up (bvref-16 gspace-bytes
1842                                          (+ gspace-byte-offset 2)))
1843                   (fixed-up (+ un-fixed-up value))
1844                   (h (ldb (byte 16 16) fixed-up))
1845                   (l (ldb (byte 16 0) fixed-up)))
1846              (setf (bvref-16 gspace-bytes (+ gspace-byte-offset 2))
1847                    (if (logbitp 15 l) (ldb (byte 16 0) (1+ h)) h))))
1848           (:l
1849            (let* ((un-fixed-up (bvref-16 gspace-bytes
1850                                          (+ gspace-byte-offset 2)))
1851                   (fixed-up (+ un-fixed-up value)))
1852              (setf (bvref-16 gspace-bytes (+ gspace-byte-offset 2))
1853                    (ldb (byte 16 0) fixed-up))))))
1854       (:sparc
1855        (ecase kind
1856          (:call
1857           (error "can't deal with call fixups yet"))
1858          (:sethi
1859           (setf (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1860                 (dpb (ldb (byte 22 10) value)
1861                      (byte 22 0)
1862                      (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset))))
1863          (:add
1864           (setf (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1865                 (dpb (ldb (byte 10 0) value)
1866                      (byte 10 0)
1867                      (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset))))))
1868       ((:x86 :x86-64)
1869        ;; XXX: Note that un-fixed-up is read via bvref-word, which is
1870        ;; 64 bits wide on x86-64, but the fixed-up value is written
1871        ;; via bvref-32.  This would make more sense if we supported
1872        ;; :absolute64 fixups, but apparently the cross-compiler
1873        ;; doesn't dump them.
1874        (let* ((un-fixed-up (bvref-word gspace-bytes
1875                                                gspace-byte-offset))
1876               (code-object-start-addr (logandc2 (descriptor-bits code-object)
1877                                                 sb!vm:lowtag-mask)))
1878          (assert (= code-object-start-addr
1879                   (+ gspace-byte-address
1880                      (descriptor-byte-offset code-object))))
1881          (ecase kind
1882            (:absolute
1883             (let ((fixed-up (+ value un-fixed-up)))
1884               (setf (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1885                     fixed-up)
1886               ;; comment from CMU CL sources:
1887               ;;
1888               ;; Note absolute fixups that point within the object.
1889               ;; KLUDGE: There seems to be an implicit assumption in
1890               ;; the old CMU CL code here, that if it doesn't point
1891               ;; before the object, it must point within the object
1892               ;; (not beyond it). It would be good to add an
1893               ;; explanation of why that's true, or an assertion that
1894               ;; it's really true, or both.
1895               ;;
1896               ;; One possible explanation is that all absolute fixups
1897               ;; point either within the code object, within the
1898               ;; runtime, within read-only or static-space, or within
1899               ;; the linkage-table space.  In all x86 configurations,
1900               ;; these areas are prior to the start of dynamic space,
1901               ;; where all the code-objects are loaded.
1902               #!+x86
1903               (unless (< fixed-up code-object-start-addr)
1904                 (note-load-time-code-fixup code-object
1905                                            after-header))))
1906            (:relative ; (used for arguments to X86 relative CALL instruction)
1907             (let ((fixed-up (- (+ value un-fixed-up)
1908                                gspace-byte-address
1909                                gspace-byte-offset
1910                                4))) ; "length of CALL argument"
1911               (setf (bvref-32 gspace-bytes gspace-byte-offset)
1912                     fixed-up)
1913               ;; Note relative fixups that point outside the code
1914               ;; object, which is to say all relative fixups, since
1915               ;; relative addressing within a code object never needs
1916               ;; a fixup.
1917               #!+x86
1918               (note-load-time-code-fixup code-object
1919                                          after-header))))))))
1920   (values))
1921
1922 (defun resolve-assembler-fixups ()
1923   (dolist (fixup *cold-assembler-fixups*)
1924     (let* ((routine (car fixup))
1925            (value (lookup-assembler-reference routine)))
1926       (when value
1927         (do-cold-fixup (second fixup) (third fixup) value (fourth fixup))))))
1928
1929 ;;; *COLD-FOREIGN-SYMBOL-TABLE* becomes *!INITIAL-FOREIGN-SYMBOLS* in
1930 ;;; the core. When the core is loaded, !LOADER-COLD-INIT uses this to
1931 ;;; create *STATIC-FOREIGN-SYMBOLS*, which the code in
1932 ;;; target-load.lisp refers to.
1933 (defun foreign-symbols-to-core ()
1934   (let ((symbols nil)
1935         (result *nil-descriptor*))
1936     (maphash (lambda (symbol value)
1937                (push (cons symbol value) symbols))
1938              *cold-foreign-symbol-table*)
1939     (setq symbols (sort symbols #'string< :key #'car))
1940     (dolist (symbol symbols)
1941       (cold-push (cold-cons (base-string-to-core (car symbol))
1942                             (number-to-core (cdr symbol)))
1943                  result))
1944     (cold-set (cold-intern 'sb!kernel:*!initial-foreign-symbols*) result))
1945   (let ((result *nil-descriptor*))
1946     (dolist (rtn (sort (copy-list *cold-assembler-routines*) #'string< :key #'car))
1947       (cold-push (cold-cons (cold-intern (car rtn))
1948                             (number-to-core (cdr rtn)))
1949                  result))
1950     (cold-set (cold-intern '*!initial-assembler-routines*) result)))
1951
1952 \f
1953 ;;;; general machinery for cold-loading FASL files
1954
1955 ;;; FOP functions for cold loading
1956 (defvar *cold-fop-funs*
1957   ;; We start out with a copy of the ordinary *FOP-FUNS*. The ones
1958   ;; which aren't appropriate for cold load will be destructively
1959   ;; modified.
1960   (copy-seq *fop-funs*))
1961
1962 ;;; Cause a fop to have a special definition for cold load.
1963 ;;;
1964 ;;; This is similar to DEFINE-FOP, but unlike DEFINE-FOP, this version
1965 ;;;   (1) looks up the code for this name (created by a previous
1966 ;;        DEFINE-FOP) instead of creating a code, and
1967 ;;;   (2) stores its definition in the *COLD-FOP-FUNS* vector,
1968 ;;;       instead of storing in the *FOP-FUNS* vector.
1969 (defmacro define-cold-fop ((name &key (pushp t) (stackp t)) &rest forms)
1970   (aver (member pushp '(nil t)))
1971   (aver (member stackp '(nil t)))
1972   (let ((code (get name 'fop-code))
1973         (fname (symbolicate "COLD-" name)))
1974     (unless code
1975       (error "~S is not a defined FOP." name))
1976     `(progn
1977        (defun ,fname ()
1978          ,@(if stackp
1979                `((with-fop-stack ,pushp ,@forms))
1980                forms))
1981        (setf (svref *cold-fop-funs* ,code) #',fname))))
1982
1983 (defmacro clone-cold-fop ((name &key (pushp t) (stackp t))
1984                           (small-name)
1985                           &rest forms)
1986   (aver (member pushp '(nil t)))
1987   (aver (member stackp '(nil t)))
1988   `(progn
1989     (macrolet ((clone-arg () '(read-word-arg)))
1990       (define-cold-fop (,name :pushp ,pushp :stackp ,stackp) ,@forms))
1991     (macrolet ((clone-arg () '(read-byte-arg)))
1992       (define-cold-fop (,small-name :pushp ,pushp :stackp ,stackp) ,@forms))))
1993
1994 ;;; Cause a fop to be undefined in cold load.
1995 (defmacro not-cold-fop (name)
1996   `(define-cold-fop (,name)
1997      (error "The fop ~S is not supported in cold load." ',name)))
1998
1999 ;;; COLD-LOAD loads stuff into the core image being built by calling
2000 ;;; LOAD-AS-FASL with the fop function table rebound to a table of cold
2001 ;;; loading functions.
2002 (defun cold-load (filename)
2003   #!+sb-doc
2004   "Load the file named by FILENAME into the cold load image being built."
2005   (let* ((*fop-funs* *cold-fop-funs*)
2006          (*cold-load-filename* (etypecase filename
2007                                  (string filename)
2008                                  (pathname (namestring filename)))))
2009     (with-open-file (s filename :element-type '(unsigned-byte 8))
2010       (load-as-fasl s nil nil))))
2011 \f
2012 ;;;; miscellaneous cold fops
2013
2014 (define-cold-fop (fop-misc-trap) *unbound-marker*)
2015
2016 (define-cold-fop (fop-short-character)
2017   (make-character-descriptor (read-byte-arg)))
2018
2019 (define-cold-fop (fop-empty-list) nil)
2020 (define-cold-fop (fop-truth) t)
2021
2022 (clone-cold-fop (fop-struct)
2023                 (fop-small-struct)
2024   (let* ((size (clone-arg))
2025          (result (allocate-boxed-object *dynamic*
2026                                         (1+ size)
2027                                         sb!vm:instance-pointer-lowtag))
2028          (layout (pop-stack))
2029          (nuntagged
2030           (descriptor-fixnum
2031            (read-wordindexed
2032             layout
2033             (+ sb!vm:instance-slots-offset
2034                (target-layout-index 'n-untagged-slots)))))
2035          (ntagged (- size nuntagged)))
2036     (write-memory result (make-other-immediate-descriptor
2037                           size sb!vm:instance-header-widetag))
2038     (write-wordindexed result sb!vm:instance-slots-offset layout)
2039     (do ((index 1 (1+ index)))
2040         ((eql index size))
2041       (declare (fixnum index))
2042       (write-wordindexed result
2043                          (+ index sb!vm:instance-slots-offset)
2044                          (if (>= index ntagged)
2045                              (descriptor-word-sized-integer (pop-stack))
2046                              (pop-stack))))
2047     result))
2048
2049 (define-cold-fop (fop-layout)
2050   (let* ((nuntagged-des (pop-stack))
2051          (length-des (pop-stack))
2052          (depthoid-des (pop-stack))
2053          (cold-inherits (pop-stack))
2054          (name (pop-stack))
2055          (old (gethash name *cold-layouts*)))
2056     (declare (type descriptor length-des depthoid-des cold-inherits))
2057     (declare (type symbol name))
2058     ;; If a layout of this name has been defined already
2059     (if old
2060       ;; Enforce consistency between the previous definition and the
2061       ;; current definition, then return the previous definition.
2062       (destructuring-bind
2063           ;; FIXME: This would be more maintainable if we used
2064           ;; DEFSTRUCT (:TYPE LIST) to define COLD-LAYOUT. -- WHN 19990825
2065           (old-layout-descriptor
2066            old-name
2067            old-length
2068            old-inherits-list
2069            old-depthoid
2070            old-nuntagged)
2071           old
2072         (declare (type descriptor old-layout-descriptor))
2073         (declare (type index old-length old-nuntagged))
2074         (declare (type fixnum old-depthoid))
2075         (declare (type list old-inherits-list))
2076         (aver (eq name old-name))
2077         (let ((length (descriptor-fixnum length-des))
2078               (inherits-list (listify-cold-inherits cold-inherits))
2079               (depthoid (descriptor-fixnum depthoid-des))
2080               (nuntagged (descriptor-fixnum nuntagged-des)))
2081           (unless (= length old-length)
2082             (error "cold loading a reference to class ~S when the compile~%~
2083                     time length was ~S and current length is ~S"
2084                    name
2085                    length
2086                    old-length))
2087           (unless (equal inherits-list old-inherits-list)
2088             (error "cold loading a reference to class ~S when the compile~%~
2089                     time inherits were ~S~%~
2090                     and current inherits are ~S"
2091                    name
2092                    inherits-list
2093                    old-inherits-list))
2094           (unless (= depthoid old-depthoid)
2095             (error "cold loading a reference to class ~S when the compile~%~
2096                     time inheritance depthoid was ~S and current inheritance~%~
2097                     depthoid is ~S"
2098                    name
2099                    depthoid
2100                    old-depthoid))
2101           (unless (= nuntagged old-nuntagged)
2102             (error "cold loading a reference to class ~S when the compile~%~
2103                     time number of untagged slots was ~S and is currently ~S"
2104                    name
2105                    nuntagged
2106                    old-nuntagged)))
2107         old-layout-descriptor)
2108       ;; Make a new definition from scratch.
2109       (make-cold-layout name length-des cold-inherits depthoid-des
2110                         nuntagged-des))))
2111 \f
2112 ;;;; cold fops for loading symbols
2113
2114 ;;; Load a symbol SIZE characters long from *FASL-INPUT-STREAM* and
2115 ;;; intern that symbol in PACKAGE.
2116 (defun cold-load-symbol (size package)
2117   (let ((string (make-string size)))
2118     (read-string-as-bytes *fasl-input-stream* string)
2119     (intern string package)))
2120
2121 (macrolet ((frob (name pname-len package-len)
2122              `(define-cold-fop (,name)
2123                 (let ((index (read-arg ,package-len)))
2124                   (push-fop-table
2125                    (cold-load-symbol (read-arg ,pname-len)
2126                                      (ref-fop-table index)))))))
2127   (frob fop-symbol-in-package-save #.sb!vm:n-word-bytes #.sb!vm:n-word-bytes)
2128   (frob fop-small-symbol-in-package-save 1 #.sb!vm:n-word-bytes)
2129   (frob fop-symbol-in-byte-package-save #.sb!vm:n-word-bytes 1)
2130   (frob fop-small-symbol-in-byte-package-save 1 1))
2131
2132 (clone-cold-fop (fop-lisp-symbol-save)
2133                 (fop-lisp-small-symbol-save)
2134   (push-fop-table (cold-load-symbol (clone-arg) *cl-package*)))
2135
2136 (clone-cold-fop (fop-keyword-symbol-save)
2137                 (fop-keyword-small-symbol-save)
2138   (push-fop-table (cold-load-symbol (clone-arg) *keyword-package*)))
2139
2140 (clone-cold-fop (fop-uninterned-symbol-save)
2141                 (fop-uninterned-small-symbol-save)
2142   (let* ((size (clone-arg))
2143          (name (make-string size)))
2144     (read-string-as-bytes *fasl-input-stream* name)
2145     (let ((symbol-des (allocate-symbol name)))
2146       (push-fop-table symbol-des))))
2147 \f
2148 ;;;; cold fops for loading packages
2149
2150 (clone-cold-fop (fop-named-package-save :stackp nil)
2151                 (fop-small-named-package-save)
2152   (let* ((size (clone-arg))
2153          (name (make-string size)))
2154     (read-string-as-bytes *fasl-input-stream* name)
2155     (push-fop-table (find-package name))))
2156 \f
2157 ;;;; cold fops for loading lists
2158
2159 ;;; Make a list of the top LENGTH things on the fop stack. The last
2160 ;;; cdr of the list is set to LAST.
2161 (defmacro cold-stack-list (length last)
2162   `(do* ((index ,length (1- index))
2163          (result ,last (cold-cons (pop-stack) result)))
2164         ((= index 0) result)
2165      (declare (fixnum index))))
2166
2167 (define-cold-fop (fop-list)
2168   (cold-stack-list (read-byte-arg) *nil-descriptor*))
2169 (define-cold-fop (fop-list*)
2170   (cold-stack-list (read-byte-arg) (pop-stack)))
2171 (define-cold-fop (fop-list-1)
2172   (cold-stack-list 1 *nil-descriptor*))
2173 (define-cold-fop (fop-list-2)
2174   (cold-stack-list 2 *nil-descriptor*))
2175 (define-cold-fop (fop-list-3)
2176   (cold-stack-list 3 *nil-descriptor*))
2177 (define-cold-fop (fop-list-4)
2178   (cold-stack-list 4 *nil-descriptor*))
2179 (define-cold-fop (fop-list-5)
2180   (cold-stack-list 5 *nil-descriptor*))
2181 (define-cold-fop (fop-list-6)
2182   (cold-stack-list 6 *nil-descriptor*))
2183 (define-cold-fop (fop-list-7)
2184   (cold-stack-list 7 *nil-descriptor*))
2185 (define-cold-fop (fop-list-8)
2186   (cold-stack-list 8 *nil-descriptor*))
2187 (define-cold-fop (fop-list*-1)
2188   (cold-stack-list 1 (pop-stack)))
2189 (define-cold-fop (fop-list*-2)
2190   (cold-stack-list 2 (pop-stack)))
2191 (define-cold-fop (fop-list*-3)
2192   (cold-stack-list 3 (pop-stack)))
2193 (define-cold-fop (fop-list*-4)
2194   (cold-stack-list 4 (pop-stack)))
2195 (define-cold-fop (fop-list*-5)
2196   (cold-stack-list 5 (pop-stack)))
2197 (define-cold-fop (fop-list*-6)
2198   (cold-stack-list 6 (pop-stack)))
2199 (define-cold-fop (fop-list*-7)
2200   (cold-stack-list 7 (pop-stack)))
2201 (define-cold-fop (fop-list*-8)
2202   (cold-stack-list 8 (pop-stack)))
2203 \f
2204 ;;;; cold fops for loading vectors
2205
2206 (clone-cold-fop (fop-base-string)
2207                 (fop-small-base-string)
2208   (let* ((len (clone-arg))
2209          (string (make-string len)))
2210     (read-string-as-bytes *fasl-input-stream* string)
2211     (base-string-to-core string)))
2212
2213 #!+sb-unicode
2214 (clone-cold-fop (fop-character-string)
2215                 (fop-small-character-string)
2216   (bug "CHARACTER-STRING dumped by cross-compiler."))
2217
2218 (clone-cold-fop (fop-vector)
2219                 (fop-small-vector)
2220   (let* ((size (clone-arg))
2221          (result (allocate-vector-object *dynamic*
2222                                          sb!vm:n-word-bits
2223                                          size
2224                                          sb!vm:simple-vector-widetag)))
2225     (do ((index (1- size) (1- index)))
2226         ((minusp index))
2227       (declare (fixnum index))
2228       (write-wordindexed result
2229                          (+ index sb!vm:vector-data-offset)
2230                          (pop-stack)))
2231     result))
2232
2233 (define-cold-fop (fop-int-vector)
2234   (let* ((len (read-word-arg))
2235          (sizebits (read-byte-arg))
2236          (type (case sizebits
2237                  (0 sb!vm:simple-array-nil-widetag)
2238                  (1 sb!vm:simple-bit-vector-widetag)
2239                  (2 sb!vm:simple-array-unsigned-byte-2-widetag)
2240                  (4 sb!vm:simple-array-unsigned-byte-4-widetag)
2241                  (7 (prog1 sb!vm:simple-array-unsigned-byte-7-widetag
2242                       (setf sizebits 8)))
2243                  (8 sb!vm:simple-array-unsigned-byte-8-widetag)
2244                  (15 (prog1 sb!vm:simple-array-unsigned-byte-15-widetag
2245                        (setf sizebits 16)))
2246                  (16 sb!vm:simple-array-unsigned-byte-16-widetag)
2247                  (31 (prog1 sb!vm:simple-array-unsigned-byte-31-widetag
2248                        (setf sizebits 32)))
2249                  (32 sb!vm:simple-array-unsigned-byte-32-widetag)
2250                  #!+#.(cl:if (cl:= 64 sb!vm:n-word-bits) '(and) '(or))
2251                  (63 (prog1 sb!vm:simple-array-unsigned-byte-63-widetag
2252                        (setf sizebits 64)))
2253                  #!+#.(cl:if (cl:= 64 sb!vm:n-word-bits) '(and) '(or))
2254                  (64 sb!vm:simple-array-unsigned-byte-64-widetag)
2255                  (t (error "losing element size: ~W" sizebits))))
2256          (result (allocate-vector-object *dynamic* sizebits len type))
2257          (start (+ (descriptor-byte-offset result)
2258                    (ash sb!vm:vector-data-offset sb!vm:word-shift)))
2259          (end (+ start
2260                  (ceiling (* len sizebits)
2261                           sb!vm:n-byte-bits))))
2262     (read-bigvec-as-sequence-or-die (descriptor-bytes result)
2263                                     *fasl-input-stream*
2264                                     :start start
2265                                     :end end)
2266     result))
2267
2268 (define-cold-fop (fop-single-float-vector)
2269   (let* ((len (read-word-arg))
2270          (result (allocate-vector-object
2271                   *dynamic*
2272                   sb!vm:n-word-bits
2273                   len
2274                   sb!vm:simple-array-single-float-widetag))
2275          (start (+ (descriptor-byte-offset result)
2276                    (ash sb!vm:vector-data-offset sb!vm:word-shift)))
2277          (end (+ start (* len 4))))
2278     (read-bigvec-as-sequence-or-die (descriptor-bytes result)
2279                                     *fasl-input-stream*
2280                                     :start start
2281                                     :end end)
2282     result))
2283
2284 (not-cold-fop fop-double-float-vector)
2285 #!+long-float (not-cold-fop fop-long-float-vector)
2286 (not-cold-fop fop-complex-single-float-vector)
2287 (not-cold-fop fop-complex-double-float-vector)
2288 #!+long-float (not-cold-fop fop-complex-long-float-vector)
2289
2290 (define-cold-fop (fop-array)
2291   (let* ((rank (read-word-arg))
2292          (data-vector (pop-stack))
2293          (result (allocate-boxed-object *dynamic*
2294                                         (+ sb!vm:array-dimensions-offset rank)
2295                                         sb!vm:other-pointer-lowtag)))
2296     (write-memory result
2297                   (make-other-immediate-descriptor rank
2298                                                    sb!vm:simple-array-widetag))
2299     (write-wordindexed result sb!vm:array-fill-pointer-slot *nil-descriptor*)
2300     (write-wordindexed result sb!vm:array-data-slot data-vector)
2301     (write-wordindexed result sb!vm:array-displacement-slot *nil-descriptor*)
2302     (write-wordindexed result sb!vm:array-displaced-p-slot *nil-descriptor*)
2303     (write-wordindexed result sb!vm:array-displaced-from-slot *nil-descriptor*)
2304     (let ((total-elements 1))
2305       (dotimes (axis rank)
2306         (let ((dim (pop-stack)))
2307           (unless (is-fixnum-lowtag (descriptor-lowtag dim))
2308             (error "non-fixnum dimension? (~S)" dim))
2309           (setf total-elements
2310                 (* total-elements
2311                    (logior (ash (descriptor-high dim)
2312                                 (- descriptor-low-bits
2313                                    sb!vm:n-fixnum-tag-bits))
2314                            (ash (descriptor-low dim)
2315                                 sb!vm:n-fixnum-tag-bits))))
2316           (write-wordindexed result
2317                              (+ sb!vm:array-dimensions-offset axis)
2318                              dim)))
2319       (write-wordindexed result
2320                          sb!vm:array-elements-slot
2321                          (make-fixnum-descriptor total-elements)))
2322     result))
2323
2324 \f
2325 ;;;; cold fops for loading numbers
2326
2327 (defmacro define-cold-number-fop (fop)
2328   `(define-cold-fop (,fop :stackp nil)
2329      ;; Invoke the ordinary warm version of this fop to push the
2330      ;; number.
2331      (,fop)
2332      ;; Replace the warm fop result with the cold image of the warm
2333      ;; fop result.
2334      (with-fop-stack t
2335        (let ((number (pop-stack)))
2336          (number-to-core number)))))
2337
2338 (define-cold-number-fop fop-single-float)
2339 (define-cold-number-fop fop-double-float)
2340 (define-cold-number-fop fop-integer)
2341 (define-cold-number-fop fop-small-integer)
2342 (define-cold-number-fop fop-word-integer)
2343 (define-cold-number-fop fop-byte-integer)
2344 (define-cold-number-fop fop-complex-single-float)
2345 (define-cold-number-fop fop-complex-double-float)
2346
2347 (define-cold-fop (fop-ratio)
2348   (let ((den (pop-stack)))
2349     (number-pair-to-core (pop-stack) den sb!vm:ratio-widetag)))
2350
2351 (define-cold-fop (fop-complex)
2352   (let ((im (pop-stack)))
2353     (number-pair-to-core (pop-stack) im sb!vm:complex-widetag)))
2354 \f
2355 ;;;; cold fops for calling (or not calling)
2356
2357 (not-cold-fop fop-eval)
2358 (not-cold-fop fop-eval-for-effect)
2359
2360 (defvar *load-time-value-counter*)
2361
2362 (define-cold-fop (fop-funcall)
2363   (unless (= (read-byte-arg) 0)
2364     (error "You can't FOP-FUNCALL arbitrary stuff in cold load."))
2365   (let ((counter *load-time-value-counter*))
2366     (cold-push (cold-cons
2367                 (cold-intern :load-time-value)
2368                 (cold-cons
2369                  (pop-stack)
2370                  (cold-cons
2371                   (number-to-core counter)
2372                   *nil-descriptor*)))
2373                *current-reversed-cold-toplevels*)
2374     (setf *load-time-value-counter* (1+ counter))
2375     (make-descriptor 0 0 :load-time-value counter)))
2376
2377 (defun finalize-load-time-value-noise ()
2378   (cold-set (cold-intern '*!load-time-values*)
2379             (allocate-vector-object *dynamic*
2380                                     sb!vm:n-word-bits
2381                                     *load-time-value-counter*
2382                                     sb!vm:simple-vector-widetag)))
2383
2384 (define-cold-fop (fop-funcall-for-effect :pushp nil)
2385   (if (= (read-byte-arg) 0)
2386       (cold-push (pop-stack)
2387                  *current-reversed-cold-toplevels*)
2388       (error "You can't FOP-FUNCALL arbitrary stuff in cold load.")))
2389 \f
2390 ;;;; cold fops for fixing up circularities
2391
2392 (define-cold-fop (fop-rplaca :pushp nil)
2393   (let ((obj (ref-fop-table (read-word-arg)))
2394         (idx (read-word-arg)))
2395     (write-memory (cold-nthcdr idx obj) (pop-stack))))
2396
2397 (define-cold-fop (fop-rplacd :pushp nil)
2398   (let ((obj (ref-fop-table (read-word-arg)))
2399         (idx (read-word-arg)))
2400     (write-wordindexed (cold-nthcdr idx obj) 1 (pop-stack))))
2401
2402 (define-cold-fop (fop-svset :pushp nil)
2403   (let ((obj (ref-fop-table (read-word-arg)))
2404         (idx (read-word-arg)))
2405     (write-wordindexed obj
2406                    (+ idx
2407                       (ecase (descriptor-lowtag obj)
2408                         (#.sb!vm:instance-pointer-lowtag 1)
2409                         (#.sb!vm:other-pointer-lowtag 2)))
2410                    (pop-stack))))
2411
2412 (define-cold-fop (fop-structset :pushp nil)
2413   (let ((obj (ref-fop-table (read-word-arg)))
2414         (idx (read-word-arg)))
2415     (write-wordindexed obj (1+ idx) (pop-stack))))
2416
2417 ;;; In the original CMUCL code, this actually explicitly declared PUSHP
2418 ;;; to be T, even though that's what it defaults to in DEFINE-COLD-FOP.
2419 (define-cold-fop (fop-nthcdr)
2420   (cold-nthcdr (read-word-arg) (pop-stack)))
2421
2422 (defun cold-nthcdr (index obj)
2423   (dotimes (i index)
2424     (setq obj (read-wordindexed obj 1)))
2425   obj)
2426 \f
2427 ;;;; cold fops for loading code objects and functions
2428
2429 ;;; the names of things which have had COLD-FSET used on them already
2430 ;;; (used to make sure that we don't try to statically link a name to
2431 ;;; more than one definition)
2432 (defparameter *cold-fset-warm-names*
2433   ;; This can't be an EQL hash table because names can be conses, e.g.
2434   ;; (SETF CAR).
2435   (make-hash-table :test 'equal))
2436
2437 (define-cold-fop (fop-fset :pushp nil)
2438   (let* ((fn (pop-stack))
2439          (cold-name (pop-stack))
2440          (warm-name (warm-fun-name cold-name)))
2441     (if (gethash warm-name *cold-fset-warm-names*)
2442         (error "duplicate COLD-FSET for ~S" warm-name)
2443         (setf (gethash warm-name *cold-fset-warm-names*) t))
2444     (static-fset cold-name fn)))
2445
2446 (define-cold-fop (fop-note-debug-source :pushp nil)
2447   (let ((debug-source (pop-stack)))
2448     (cold-push debug-source *current-debug-sources*)))
2449
2450 (define-cold-fop (fop-fdefinition)
2451   (cold-fdefinition-object (pop-stack)))
2452
2453 (define-cold-fop (fop-sanctify-for-execution)
2454   (pop-stack))
2455
2456 ;;; Setting this variable shows what code looks like before any
2457 ;;; fixups (or function headers) are applied.
2458 #!+sb-show (defvar *show-pre-fixup-code-p* nil)
2459
2460 ;;; FIXME: The logic here should be converted into a function
2461 ;;; COLD-CODE-FOP-GUTS (NCONST CODE-SIZE) called by DEFINE-COLD-FOP
2462 ;;; FOP-CODE and DEFINE-COLD-FOP FOP-SMALL-CODE, so that
2463 ;;; variable-capture nastiness like (LET ((NCONST ,NCONST) ..) ..)
2464 ;;; doesn't keep me awake at night.
2465 (defmacro define-cold-code-fop (name nconst code-size)
2466   `(define-cold-fop (,name)
2467      (let* ((nconst ,nconst)
2468             (code-size ,code-size)
2469             (raw-header-n-words (+ sb!vm:code-trace-table-offset-slot nconst))
2470             (header-n-words
2471              ;; Note: we round the number of constants up to ensure
2472              ;; that the code vector will be properly aligned.
2473              (round-up raw-header-n-words 2))
2474             (des (allocate-cold-descriptor *dynamic*
2475                                            (+ (ash header-n-words
2476                                                    sb!vm:word-shift)
2477                                               code-size)
2478                                            sb!vm:other-pointer-lowtag)))
2479        (write-memory des
2480                      (make-other-immediate-descriptor
2481                       header-n-words sb!vm:code-header-widetag))
2482        (write-wordindexed des
2483                           sb!vm:code-code-size-slot
2484                           (make-fixnum-descriptor
2485                            (ash (+ code-size (1- (ash 1 sb!vm:word-shift)))
2486                                 (- sb!vm:word-shift))))
2487        (write-wordindexed des sb!vm:code-entry-points-slot *nil-descriptor*)
2488        (write-wordindexed des sb!vm:code-debug-info-slot (pop-stack))
2489        (when (oddp raw-header-n-words)
2490          (write-wordindexed des
2491                             raw-header-n-words
2492                             (make-random-descriptor 0)))
2493        (do ((index (1- raw-header-n-words) (1- index)))
2494            ((< index sb!vm:code-trace-table-offset-slot))
2495          (write-wordindexed des index (pop-stack)))
2496        (let* ((start (+ (descriptor-byte-offset des)
2497                         (ash header-n-words sb!vm:word-shift)))
2498               (end (+ start code-size)))
2499          (read-bigvec-as-sequence-or-die (descriptor-bytes des)
2500                                          *fasl-input-stream*
2501                                          :start start
2502                                          :end end)
2503          #!+sb-show
2504          (when *show-pre-fixup-code-p*
2505            (format *trace-output*
2506                    "~&/raw code from code-fop ~W ~W:~%"
2507                    nconst
2508                    code-size)
2509            (do ((i start (+ i sb!vm:n-word-bytes)))
2510                ((>= i end))
2511              (format *trace-output*
2512                      "/#X~8,'0x: #X~8,'0x~%"
2513                      (+ i (gspace-byte-address (descriptor-gspace des)))
2514                      (bvref-32 (descriptor-bytes des) i)))))
2515        des)))
2516
2517 (define-cold-code-fop fop-code (read-word-arg) (read-word-arg))
2518
2519 (define-cold-code-fop fop-small-code (read-byte-arg) (read-halfword-arg))
2520
2521 (clone-cold-fop (fop-alter-code :pushp nil)
2522                 (fop-byte-alter-code)
2523   (let ((slot (clone-arg))
2524         (value (pop-stack))
2525         (code (pop-stack)))
2526     (write-wordindexed code slot value)))
2527
2528 (define-cold-fop (fop-fun-entry)
2529   (let* ((info (pop-stack))
2530          (type (pop-stack))
2531          (arglist (pop-stack))
2532          (name (pop-stack))
2533          (code-object (pop-stack))
2534          (offset (calc-offset code-object (read-word-arg)))
2535          (fn (descriptor-beyond code-object
2536                                 offset
2537                                 sb!vm:fun-pointer-lowtag))
2538          (next (read-wordindexed code-object sb!vm:code-entry-points-slot)))
2539     (unless (zerop (logand offset sb!vm:lowtag-mask))
2540       (error "unaligned function entry: ~S at #X~X" name offset))
2541     (write-wordindexed code-object sb!vm:code-entry-points-slot fn)
2542     (write-memory fn
2543                   (make-other-immediate-descriptor
2544                    (ash offset (- sb!vm:word-shift))
2545                    sb!vm:simple-fun-header-widetag))
2546     (write-wordindexed fn
2547                        sb!vm:simple-fun-self-slot
2548                        ;; KLUDGE: Wiring decisions like this in at
2549                        ;; this level ("if it's an x86") instead of a
2550                        ;; higher level of abstraction ("if it has such
2551                        ;; and such relocation peculiarities (which
2552                        ;; happen to be confined to the x86)") is bad.
2553                        ;; It would be nice if the code were instead
2554                        ;; conditional on some more descriptive
2555                        ;; feature, :STICKY-CODE or
2556                        ;; :LOAD-GC-INTERACTION or something.
2557                        ;;
2558                        ;; FIXME: The X86 definition of the function
2559                        ;; self slot breaks everything object.tex says
2560                        ;; about it. (As far as I can tell, the X86
2561                        ;; definition makes it a pointer to the actual
2562                        ;; code instead of a pointer back to the object
2563                        ;; itself.) Ask on the mailing list whether
2564                        ;; this is documented somewhere, and if not,
2565                        ;; try to reverse engineer some documentation.
2566                        #!-(or x86 x86-64)
2567                        ;; a pointer back to the function object, as
2568                        ;; described in CMU CL
2569                        ;; src/docs/internals/object.tex
2570                        fn
2571                        #!+(or x86 x86-64)
2572                        ;; KLUDGE: a pointer to the actual code of the
2573                        ;; object, as described nowhere that I can find
2574                        ;; -- WHN 19990907
2575                        (make-random-descriptor
2576                         (+ (descriptor-bits fn)
2577                            (- (ash sb!vm:simple-fun-code-offset
2578                                    sb!vm:word-shift)
2579                               ;; FIXME: We should mask out the type
2580                               ;; bits, not assume we know what they
2581                               ;; are and subtract them out this way.
2582                               sb!vm:fun-pointer-lowtag))))
2583     (write-wordindexed fn sb!vm:simple-fun-next-slot next)
2584     (write-wordindexed fn sb!vm:simple-fun-name-slot name)
2585     (write-wordindexed fn sb!vm:simple-fun-arglist-slot arglist)
2586     (write-wordindexed fn sb!vm:simple-fun-type-slot type)
2587     (write-wordindexed fn sb!vm::simple-fun-info-slot info)
2588     fn))
2589
2590 (define-cold-fop (fop-foreign-fixup)
2591   (let* ((kind (pop-stack))
2592          (code-object (pop-stack))
2593          (len (read-byte-arg))
2594          (sym (make-string len)))
2595     (read-string-as-bytes *fasl-input-stream* sym)
2596     (let ((offset (read-word-arg))
2597           (value (cold-foreign-symbol-address sym)))
2598       (do-cold-fixup code-object offset value kind))
2599    code-object))
2600
2601 #!+linkage-table
2602 (define-cold-fop (fop-foreign-dataref-fixup)
2603   (let* ((kind (pop-stack))
2604          (code-object (pop-stack))
2605          (len (read-byte-arg))
2606          (sym (make-string len)))
2607     (read-string-as-bytes *fasl-input-stream* sym)
2608     (maphash (lambda (k v)
2609                (format *error-output* "~&~S = #X~8X~%" k v))
2610              *cold-foreign-symbol-table*)
2611     (error "shared foreign symbol in cold load: ~S (~S)" sym kind)))
2612
2613 (define-cold-fop (fop-assembler-code)
2614   (let* ((length (read-word-arg))
2615          (header-n-words
2616           ;; Note: we round the number of constants up to ensure that
2617           ;; the code vector will be properly aligned.
2618           (round-up sb!vm:code-constants-offset 2))
2619          (des (allocate-cold-descriptor *read-only*
2620                                         (+ (ash header-n-words
2621                                                 sb!vm:word-shift)
2622                                            length)
2623                                         sb!vm:other-pointer-lowtag)))
2624     (write-memory des
2625                   (make-other-immediate-descriptor
2626                    header-n-words sb!vm:code-header-widetag))
2627     (write-wordindexed des
2628                        sb!vm:code-code-size-slot
2629                        (make-fixnum-descriptor
2630                         (ash (+ length (1- (ash 1 sb!vm:word-shift)))
2631                              (- sb!vm:word-shift))))
2632     (write-wordindexed des sb!vm:code-entry-points-slot *nil-descriptor*)
2633     (write-wordindexed des sb!vm:code-debug-info-slot *nil-descriptor*)
2634
2635     (let* ((start (+ (descriptor-byte-offset des)
2636                      (ash header-n-words sb!vm:word-shift)))
2637            (end (+ start length)))
2638       (read-bigvec-as-sequence-or-die (descriptor-bytes des)
2639                                       *fasl-input-stream*
2640                                       :start start
2641                                       :end end))
2642     des))
2643
2644 (define-cold-fop (fop-assembler-routine)
2645   (let* ((routine (pop-stack))
2646          (des (pop-stack))
2647          (offset (calc-offset des (read-word-arg))))
2648     (record-cold-assembler-routine
2649      routine
2650      (+ (logandc2 (descriptor-bits des) sb!vm:lowtag-mask) offset))
2651     des))
2652
2653 (define-cold-fop (fop-assembler-fixup)
2654   (let* ((routine (pop-stack))
2655          (kind (pop-stack))
2656          (code-object (pop-stack))
2657          (offset (read-word-arg)))
2658     (record-cold-assembler-fixup routine code-object offset kind)
2659     code-object))
2660
2661 (define-cold-fop (fop-code-object-fixup)
2662   (let* ((kind (pop-stack))
2663          (code-object (pop-stack))
2664          (offset (read-word-arg))
2665          (value (descriptor-bits code-object)))
2666     (do-cold-fixup code-object offset value kind)
2667     code-object))
2668 \f
2669 ;;;; sanity checking space layouts
2670
2671 (defun check-spaces ()
2672   ;;; Co-opt type machinery to check for intersections...
2673   (let (types)
2674     (flet ((check (start end space)
2675              (unless (< start end)
2676                (error "Bogus space: ~A" space))
2677              (let ((type (specifier-type `(integer ,start ,end))))
2678                (dolist (other types)
2679                  (unless (eq *empty-type* (type-intersection (cdr other) type))
2680                    (error "Space overlap: ~A with ~A" space (car other))))
2681                (push (cons space type) types))))
2682       (check sb!vm:read-only-space-start sb!vm:read-only-space-end :read-only)
2683       (check sb!vm:static-space-start sb!vm:static-space-end :static)
2684       #!+gencgc
2685       (check sb!vm:dynamic-space-start sb!vm:dynamic-space-end :dynamic)
2686       #!-gencgc
2687       (progn
2688         (check sb!vm:dynamic-0-space-start sb!vm:dynamic-0-space-end :dynamic-0)
2689         (check sb!vm:dynamic-1-space-start sb!vm:dynamic-1-space-end :dynamic-1))
2690       #!+linkage-table
2691       (check sb!vm:linkage-table-space-start sb!vm:linkage-table-space-end :linkage-table))))
2692 \f
2693 ;;;; emitting C header file
2694
2695 (defun tailwise-equal (string tail)
2696   (and (>= (length string) (length tail))
2697        (string= string tail :start1 (- (length string) (length tail)))))
2698
2699 (defun write-boilerplate ()
2700   (format t "/*~%")
2701   (dolist (line
2702            '("This is a machine-generated file. Please do not edit it by hand."
2703              "(As of sbcl-0.8.14, it came from WRITE-CONFIG-H in genesis.lisp.)"
2704              nil
2705              "This file contains low-level information about the"
2706              "internals of a particular version and configuration"
2707              "of SBCL. It is used by the C compiler to create a runtime"
2708              "support environment, an executable program in the host"
2709              "operating system's native format, which can then be used to"
2710              "load and run 'core' files, which are basically programs"
2711              "in SBCL's own format."))
2712     (format t " *~@[ ~A~]~%" line))
2713   (format t " */~%"))
2714
2715 (defun c-name (string &optional strip)
2716   (delete #\+
2717           (substitute-if #\_ (lambda (c) (member c '(#\- #\/ #\%)))
2718                          (remove-if (lambda (c) (position c strip))
2719                                     string))))
2720
2721 (defun c-symbol-name (symbol &optional strip)
2722   (c-name (symbol-name symbol) strip))
2723
2724 (defun write-makefile-features ()
2725   ;; propagating *SHEBANG-FEATURES* into the Makefiles
2726   (dolist (shebang-feature-name (sort (mapcar #'c-symbol-name
2727                                               sb-cold:*shebang-features*)
2728                                       #'string<))
2729     (format t "LISP_FEATURE_~A=1~%" shebang-feature-name)))
2730
2731 (defun write-config-h ()
2732   ;; propagating *SHEBANG-FEATURES* into C-level #define's
2733   (dolist (shebang-feature-name (sort (mapcar #'c-symbol-name
2734                                               sb-cold:*shebang-features*)
2735                                       #'string<))
2736     (format t "#define LISP_FEATURE_~A~%" shebang-feature-name))
2737   (terpri)
2738   ;; and miscellaneous constants
2739   (format t "#define SBCL_CORE_VERSION_INTEGER ~D~%" sbcl-core-version-integer)
2740   (format t
2741           "#define SBCL_VERSION_STRING ~S~%"
2742           (sb!xc:lisp-implementation-version))
2743   (format t "#define CORE_MAGIC 0x~X~%" core-magic)
2744   (format t "#ifndef LANGUAGE_ASSEMBLY~2%")
2745   (format t "#define LISPOBJ(x) ((lispobj)x)~2%")
2746   (format t "#else /* LANGUAGE_ASSEMBLY */~2%")
2747   (format t "#define LISPOBJ(thing) thing~2%")
2748   (format t "#endif /* LANGUAGE_ASSEMBLY */~2%")
2749   (terpri))
2750
2751 (defun write-constants-h ()
2752   ;; writing entire families of named constants
2753   (let ((constants nil))
2754     (dolist (package-name '( ;; Even in CMU CL, constants from VM
2755                             ;; were automatically propagated
2756                             ;; into the runtime.
2757                             "SB!VM"
2758                             ;; In SBCL, we also propagate various
2759                             ;; magic numbers related to file format,
2760                             ;; which live here instead of SB!VM.
2761                             "SB!FASL"))
2762       (do-external-symbols (symbol (find-package package-name))
2763         (when (constantp symbol)
2764           (let ((name (symbol-name symbol)))
2765             (labels ( ;; shared machinery
2766                      (record (string priority suffix)
2767                        (push (list string
2768                                    priority
2769                                    (symbol-value symbol)
2770                                    suffix
2771                                    (documentation symbol 'variable))
2772                              constants))
2773                      ;; machinery for old-style CMU CL Lisp-to-C
2774                      ;; arbitrary renaming, being phased out in favor of
2775                      ;; the newer systematic RECORD-WITH-TRANSLATED-NAME
2776                      ;; renaming
2777                      (record-with-munged-name (prefix string priority)
2778                        (record (concatenate
2779                                 'simple-string
2780                                 prefix
2781                                 (delete #\- (string-capitalize string)))
2782                                priority
2783                                ""))
2784                      (maybe-record-with-munged-name (tail prefix priority)
2785                        (when (tailwise-equal name tail)
2786                          (record-with-munged-name prefix
2787                                                   (subseq name 0
2788                                                           (- (length name)
2789                                                              (length tail)))
2790                                                   priority)))
2791                      ;; machinery for new-style SBCL Lisp-to-C naming
2792                      (record-with-translated-name (priority large)
2793                        (record (c-name name) priority (if large "LU" "")))
2794                      (maybe-record-with-translated-name (suffixes priority &key large)
2795                        (when (some (lambda (suffix)
2796                                      (tailwise-equal name suffix))
2797                                    suffixes)
2798                          (record-with-translated-name priority large))))
2799               (maybe-record-with-translated-name '("-LOWTAG") 0)
2800               (maybe-record-with-translated-name '("-WIDETAG" "-SHIFT") 1)
2801               (maybe-record-with-munged-name "-FLAG" "flag_" 2)
2802               (maybe-record-with-munged-name "-TRAP" "trap_" 3)
2803               (maybe-record-with-munged-name "-SUBTYPE" "subtype_" 4)
2804               (maybe-record-with-munged-name "-SC-NUMBER" "sc_" 5)
2805               (maybe-record-with-translated-name '("-SIZE") 6)
2806               (maybe-record-with-translated-name '("-START" "-END" "-PAGE-BYTES"
2807                                                    "-CARD-BYTES" "-GRANULARITY")
2808                                                  7 :large t)
2809               (maybe-record-with-translated-name '("-CORE-ENTRY-TYPE-CODE") 8)
2810               (maybe-record-with-translated-name '("-CORE-SPACE-ID") 9)
2811               (maybe-record-with-translated-name '("-CORE-SPACE-ID-FLAG") 9)
2812               (maybe-record-with-translated-name '("-GENERATION+") 10))))))
2813     ;; KLUDGE: these constants are sort of important, but there's no
2814     ;; pleasing way to inform the code above about them.  So we fake
2815     ;; it for now.  nikodemus on #lisp (2004-08-09) suggested simply
2816     ;; exporting every numeric constant from SB!VM; that would work,
2817     ;; but the C runtime would have to be altered to use Lisp-like names
2818     ;; rather than the munged names currently exported.  --njf, 2004-08-09
2819     (dolist (c '(sb!vm:n-word-bits sb!vm:n-word-bytes
2820                  sb!vm:n-lowtag-bits sb!vm:lowtag-mask
2821                  sb!vm:n-widetag-bits sb!vm:widetag-mask
2822                  sb!vm:n-fixnum-tag-bits sb!vm:fixnum-tag-mask))
2823       (push (list (c-symbol-name c)
2824                   -1                    ; invent a new priority
2825                   (symbol-value c)
2826                   ""
2827                   nil)
2828             constants))
2829     ;; One more symbol that doesn't fit into the code above.
2830     (let ((c 'sb!impl::+magic-hash-vector-value+))
2831       (push (list (c-symbol-name c)
2832                   9
2833                   (symbol-value c)
2834                   "LU"
2835                   nil)
2836             constants))
2837     (setf constants
2838           (sort constants
2839                 (lambda (const1 const2)
2840                   (if (= (second const1) (second const2))
2841                       (if (= (third const1) (third const2))
2842                           (string< (first const1) (first const2))
2843                           (< (third const1) (third const2)))
2844                       (< (second const1) (second const2))))))
2845     (let ((prev-priority (second (car constants))))
2846       (dolist (const constants)
2847         (destructuring-bind (name priority value suffix doc) const
2848           (unless (= prev-priority priority)
2849             (terpri)
2850             (setf prev-priority priority))
2851           (when (minusp value)
2852             (error "stub: negative values unsupported"))
2853           (format t "#define ~A ~A~A /* 0x~X ~@[ -- ~A ~]*/~%" name value suffix value doc))))
2854     (terpri))
2855
2856   ;; writing information about internal errors
2857   (let ((internal-errors sb!c:*backend-internal-errors*))
2858     (dotimes (i (length internal-errors))
2859       (let ((current-error (aref internal-errors i)))
2860         ;; FIXME: this UNLESS should go away (see also FIXME in
2861         ;; interr.lisp) -- APD, 2002-03-05
2862         (unless (eq nil (car current-error))
2863           (format t "#define ~A ~D~%"
2864                   (c-symbol-name (car current-error))
2865                   i))))
2866     (format t "#define INTERNAL_ERROR_NAMES \\~%~{~S~#[~:;, \\~%~]~}~%"
2867             (map 'list #'cdr internal-errors)))
2868   (terpri)
2869
2870   ;; I'm not really sure why this is in SB!C, since it seems
2871   ;; conceptually like something that belongs to SB!VM. In any case,
2872   ;; it's needed C-side.
2873   (format t "#define BACKEND_PAGE_BYTES ~DLU~%" sb!c:*backend-page-bytes*)
2874
2875   (terpri)
2876
2877   ;; FIXME: The SPARC has a PSEUDO-ATOMIC-TRAP that differs between
2878   ;; platforms. If we export this from the SB!VM package, it gets
2879   ;; written out as #define trap_PseudoAtomic, which is confusing as
2880   ;; the runtime treats trap_ as the prefix for illegal instruction
2881   ;; type things. We therefore don't export it, but instead do
2882   #!+sparc
2883   (when (boundp 'sb!vm::pseudo-atomic-trap)
2884     (format t
2885             "#define PSEUDO_ATOMIC_TRAP ~D /* 0x~:*~X */~%"
2886             sb!vm::pseudo-atomic-trap)
2887     (terpri))
2888   ;; possibly this is another candidate for a rename (to
2889   ;; pseudo-atomic-trap-number or pseudo-atomic-magic-constant
2890   ;; [possibly applicable to other platforms])
2891
2892   (dolist (symbol '(sb!vm::float-traps-byte
2893                     sb!vm::float-exceptions-byte
2894                     sb!vm::float-sticky-bits
2895                     sb!vm::float-rounding-mode))
2896     (format t "#define ~A_POSITION ~A /* ~:*0x~X */~%"
2897             (c-symbol-name symbol)
2898             (sb!xc:byte-position (symbol-value symbol)))
2899     (format t "#define ~A_MASK 0x~X /* ~:*~A */~%"
2900             (c-symbol-name symbol)
2901             (sb!xc:mask-field (symbol-value symbol) -1))))
2902
2903 #!+sb-ldb
2904 (defun write-tagnames-h (&optional (out *standard-output*))
2905   (labels
2906       ((pretty-name (symbol strip)
2907          (let ((name (string-downcase symbol)))
2908            (substitute #\Space #\-
2909                        (subseq name 0 (- (length name) (length strip))))))
2910        (list-sorted-tags (tail)
2911          (loop for symbol being the external-symbols of "SB!VM"
2912                when (and (constantp symbol)
2913                          (tailwise-equal (string symbol) tail))
2914                collect symbol into tags
2915                finally (return (sort tags #'< :key #'symbol-value))))
2916        (write-tags (kind limit ash-count)
2917          (format out "~%static const char *~(~A~)_names[] = {~%"
2918                  (subseq kind 1))
2919          (let ((tags (list-sorted-tags kind)))
2920            (dotimes (i limit)
2921              (if (eql i (ash (or (symbol-value (first tags)) -1) ash-count))
2922                  (format out "    \"~A\"" (pretty-name (pop tags) kind))
2923                  (format out "    \"unknown [~D]\"" i))
2924              (unless (eql i (1- limit))
2925                (write-string "," out))
2926              (terpri out)))
2927          (write-line "};" out)))
2928     (write-tags "-LOWTAG" sb!vm:lowtag-limit 0)
2929     ;; this -2 shift depends on every OTHER-IMMEDIATE-?-LOWTAG
2930     ;; ending with the same 2 bits. (#b10)
2931     (write-tags "-WIDETAG" (ash (1+ sb!vm:widetag-mask) -2) -2))
2932   (values))
2933
2934 (defun write-primitive-object (obj)
2935   ;; writing primitive object layouts
2936   (format t "#ifndef LANGUAGE_ASSEMBLY~2%")
2937   (format t
2938           "struct ~A {~%"
2939           (c-name (string-downcase (string (sb!vm:primitive-object-name obj)))))
2940   (when (sb!vm:primitive-object-widetag obj)
2941     (format t "    lispobj header;~%"))
2942   (dolist (slot (sb!vm:primitive-object-slots obj))
2943     (format t "    ~A ~A~@[[1]~];~%"
2944             (getf (sb!vm:slot-options slot) :c-type "lispobj")
2945             (c-name (string-downcase (string (sb!vm:slot-name slot))))
2946             (sb!vm:slot-rest-p slot)))
2947   (format t "};~2%")
2948   (format t "#else /* LANGUAGE_ASSEMBLY */~2%")
2949   (format t "/* These offsets are SLOT-OFFSET * N-WORD-BYTES - LOWTAG~%")
2950   (format t " * so they work directly on tagged addresses. */~2%")
2951   (let ((name (sb!vm:primitive-object-name obj))
2952         (lowtag (or (symbol-value (sb!vm:primitive-object-lowtag obj))
2953                     0)))
2954     (dolist (slot (sb!vm:primitive-object-slots obj))
2955       (format t "#define ~A_~A_OFFSET ~D~%"
2956               (c-symbol-name name)
2957               (c-symbol-name (sb!vm:slot-name slot))
2958               (- (* (sb!vm:slot-offset slot) sb!vm:n-word-bytes) lowtag)))
2959     (terpri))
2960   (format t "#endif /* LANGUAGE_ASSEMBLY */~2%"))
2961
2962 (defun write-structure-object (dd)
2963   (flet ((cstring (designator)
2964            (c-name (string-downcase (string designator)))))
2965     (format t "#ifndef LANGUAGE_ASSEMBLY~2%")
2966     (format t "struct ~A {~%" (cstring (dd-name dd)))
2967     (format t "    lispobj header;~%")
2968     (format t "    lispobj layout;~%")
2969     (dolist (slot (dd-slots dd))
2970       (when (eq t (dsd-raw-type slot))
2971         (format t "    lispobj ~A;~%" (cstring (dsd-name slot)))))
2972     (unless (oddp (+ (dd-length dd) (dd-raw-length dd)))
2973       (format t "    lispobj raw_slot_padding;~%"))
2974     (dotimes (n (dd-raw-length dd))
2975       (format t "    lispobj raw~D;~%" (- (dd-raw-length dd) n 1)))
2976     (format t "};~2%")
2977     (format t "#endif /* LANGUAGE_ASSEMBLY */~2%")))
2978
2979 (defun write-static-symbols ()
2980   (dolist (symbol (cons nil sb!vm:*static-symbols*))
2981     ;; FIXME: It would be nice to use longer names than NIL and
2982     ;; (particularly) T in #define statements.
2983     (format t "#define ~A LISPOBJ(0x~X)~%"
2984             ;; FIXME: It would be nice not to need to strip anything
2985             ;; that doesn't get stripped always by C-SYMBOL-NAME.
2986             (c-symbol-name symbol "%*.!")
2987             (if *static*                ; if we ran GENESIS
2988               ;; We actually ran GENESIS, use the real value.
2989               (descriptor-bits (cold-intern symbol))
2990               ;; We didn't run GENESIS, so guess at the address.
2991               (+ sb!vm:static-space-start
2992                  sb!vm:n-word-bytes
2993                  sb!vm:other-pointer-lowtag
2994                    (if symbol (sb!vm:static-symbol-offset symbol) 0))))))
2995
2996 \f
2997 ;;;; writing map file
2998
2999 ;;; Write a map file describing the cold load. Some of this
3000 ;;; information is subject to change due to relocating GC, but even so
3001 ;;; it can be very handy when attempting to troubleshoot the early
3002 ;;; stages of cold load.
3003 (defun write-map ()
3004   (let ((*print-pretty* nil)
3005         (*print-case* :upcase))
3006     (format t "assembler routines defined in core image:~2%")
3007     (dolist (routine (sort (copy-list *cold-assembler-routines*) #'<
3008                            :key #'cdr))
3009       (format t "#X~8,'0X: ~S~%" (cdr routine) (car routine)))
3010     (let ((funs nil)
3011           (undefs nil))
3012       (maphash (lambda (name fdefn)
3013                  (let ((fun (read-wordindexed fdefn
3014                                               sb!vm:fdefn-fun-slot)))
3015                    (if (= (descriptor-bits fun)
3016                           (descriptor-bits *nil-descriptor*))
3017                        (push name undefs)
3018                        (let ((addr (read-wordindexed
3019                                     fdefn sb!vm:fdefn-raw-addr-slot)))
3020                          (push (cons name (descriptor-bits addr))
3021                                funs)))))
3022                *cold-fdefn-objects*)
3023       (format t "~%~|~%initially defined functions:~2%")
3024       (setf funs (sort funs #'< :key #'cdr))
3025       (dolist (info funs)
3026         (format t "0x~8,'0X: ~S   #X~8,'0X~%" (cdr info) (car info)
3027                 (- (cdr info) #x17)))
3028       (format t
3029 "~%~|
3030 (a note about initially undefined function references: These functions
3031 are referred to by code which is installed by GENESIS, but they are not
3032 installed by GENESIS. This is not necessarily a problem; functions can
3033 be defined later, by cold init toplevel forms, or in files compiled and
3034 loaded at warm init, or elsewhere. As long as they are defined before
3035 they are called, everything should be OK. Things are also OK if the
3036 cross-compiler knew their inline definition and used that everywhere
3037 that they were called before the out-of-line definition is installed,
3038 as is fairly common for structure accessors.)
3039 initially undefined function references:~2%")
3040
3041       (setf undefs (sort undefs #'string< :key #'fun-name-block-name))
3042       (dolist (name undefs)
3043         (format t "~S~%" name)))
3044
3045     (format t "~%~|~%layout names:~2%")
3046     (collect ((stuff))
3047       (maphash (lambda (name gorp)
3048                  (declare (ignore name))
3049                  (stuff (cons (descriptor-bits (car gorp))
3050                               (cdr gorp))))
3051                *cold-layouts*)
3052       (dolist (x (sort (stuff) #'< :key #'car))
3053         (apply #'format t "~8,'0X: ~S[~D]~%~10T~S~%" x))))
3054
3055   (values))
3056 \f
3057 ;;;; writing core file
3058
3059 (defvar *core-file*)
3060 (defvar *data-page*)
3061
3062 ;;; magic numbers to identify entries in a core file
3063 ;;;
3064 ;;; (In case you were wondering: No, AFAIK there's no special magic about
3065 ;;; these which requires them to be in the 38xx range. They're just
3066 ;;; arbitrary words, tested not for being in a particular range but just
3067 ;;; for equality. However, if you ever need to look at a .core file and
3068 ;;; figure out what's going on, it's slightly convenient that they're
3069 ;;; all in an easily recognizable range, and displacing the range away from
3070 ;;; zero seems likely to reduce the chance that random garbage will be
3071 ;;; misinterpreted as a .core file.)
3072 (defconstant version-core-entry-type-code 3860)
3073 (defconstant build-id-core-entry-type-code 3899)
3074 (defconstant new-directory-core-entry-type-code 3861)
3075 (defconstant initial-fun-core-entry-type-code 3863)
3076 (defconstant page-table-core-entry-type-code 3880)
3077 (defconstant end-core-entry-type-code 3840)
3078
3079 (declaim (ftype (function (sb!vm:word) sb!vm:word) write-word))
3080 (defun write-word (num)
3081   (ecase sb!c:*backend-byte-order*
3082     (:little-endian
3083      (dotimes (i sb!vm:n-word-bytes)
3084        (write-byte (ldb (byte 8 (* i 8)) num) *core-file*)))
3085     (:big-endian
3086      (dotimes (i sb!vm:n-word-bytes)
3087        (write-byte (ldb (byte 8 (* (- (1- sb!vm:n-word-bytes) i) 8)) num)
3088                    *core-file*))))
3089   num)
3090
3091 (defun advance-to-page ()
3092   (force-output *core-file*)
3093   (file-position *core-file*
3094                  (round-up (file-position *core-file*)
3095                            sb!c:*backend-page-bytes*)))
3096
3097 (defun output-gspace (gspace)
3098   (force-output *core-file*)
3099   (let* ((posn (file-position *core-file*))
3100          (bytes (* (gspace-free-word-index gspace) sb!vm:n-word-bytes))
3101          (pages (ceiling bytes sb!c:*backend-page-bytes*))
3102          (total-bytes (* pages sb!c:*backend-page-bytes*)))
3103
3104     (file-position *core-file*
3105                    (* sb!c:*backend-page-bytes* (1+ *data-page*)))
3106     (format t
3107             "writing ~S byte~:P [~S page~:P] from ~S~%"
3108             total-bytes
3109             pages
3110             gspace)
3111     (force-output)
3112
3113     ;; Note: It is assumed that the GSPACE allocation routines always
3114     ;; allocate whole pages (of size *target-page-size*) and that any
3115     ;; empty gspace between the free pointer and the end of page will
3116     ;; be zero-filled. This will always be true under Mach on machines
3117     ;; where the page size is equal. (RT is 4K, PMAX is 4K, Sun 3 is
3118     ;; 8K).
3119     (write-bigvec-as-sequence (gspace-bytes gspace)
3120                               *core-file*
3121                               :end total-bytes)
3122     (force-output *core-file*)
3123     (file-position *core-file* posn)
3124
3125     ;; Write part of a (new) directory entry which looks like this:
3126     ;;   GSPACE IDENTIFIER
3127     ;;   WORD COUNT
3128     ;;   DATA PAGE
3129     ;;   ADDRESS
3130     ;;   PAGE COUNT
3131     (write-word (gspace-identifier gspace))
3132     (write-word (gspace-free-word-index gspace))
3133     (write-word *data-page*)
3134     (multiple-value-bind (floor rem)
3135         (floor (gspace-byte-address gspace) sb!c:*backend-page-bytes*)
3136       (aver (zerop rem))
3137       (write-word floor))
3138     (write-word pages)
3139
3140     (incf *data-page* pages)))
3141
3142 ;;; Create a core file created from the cold loaded image. (This is
3143 ;;; the "initial core file" because core files could be created later
3144 ;;; by executing SAVE-LISP in a running system, perhaps after we've
3145 ;;; added some functionality to the system.)
3146 (declaim (ftype (function (string)) write-initial-core-file))
3147 (defun write-initial-core-file (filename)
3148
3149   (let ((filenamestring (namestring filename))
3150         (*data-page* 0))
3151
3152     (format t
3153             "[building initial core file in ~S: ~%"
3154             filenamestring)
3155     (force-output)
3156
3157     (with-open-file (*core-file* filenamestring
3158                                  :direction :output
3159                                  :element-type '(unsigned-byte 8)
3160                                  :if-exists :rename-and-delete)
3161
3162       ;; Write the magic number.
3163       (write-word core-magic)
3164
3165       ;; Write the Version entry.
3166       (write-word version-core-entry-type-code)
3167       (write-word 3)
3168       (write-word sbcl-core-version-integer)
3169
3170       ;; Write the build ID.
3171       (write-word build-id-core-entry-type-code)
3172       (let ((build-id (with-open-file (s "output/build-id.tmp"
3173                                          :direction :input)
3174                         (read s))))
3175         (declare (type simple-string build-id))
3176         (/show build-id (length build-id))
3177         ;; Write length of build ID record: BUILD-ID-CORE-ENTRY-TYPE-CODE
3178         ;; word, this length word, and one word for each char of BUILD-ID.
3179         (write-word (+ 2 (length build-id)))
3180         (dovector (char build-id)
3181           ;; (We write each character as a word in order to avoid
3182           ;; having to think about word alignment issues in the
3183           ;; sbcl-0.7.8 version of coreparse.c.)
3184           (write-word (sb!xc:char-code char))))
3185
3186       ;; Write the New Directory entry header.
3187       (write-word new-directory-core-entry-type-code)
3188       (write-word 17) ; length = (5 words/space) * 3 spaces + 2 for header.
3189
3190       (output-gspace *read-only*)
3191       (output-gspace *static*)
3192       (output-gspace *dynamic*)
3193
3194       ;; Write the initial function.
3195       (write-word initial-fun-core-entry-type-code)
3196       (write-word 3)
3197       (let* ((cold-name (cold-intern '!cold-init))
3198              (cold-fdefn (cold-fdefinition-object cold-name))
3199              (initial-fun (read-wordindexed cold-fdefn
3200                                             sb!vm:fdefn-fun-slot)))
3201         (format t
3202                 "~&/(DESCRIPTOR-BITS INITIAL-FUN)=#X~X~%"
3203                 (descriptor-bits initial-fun))
3204         (write-word (descriptor-bits initial-fun)))
3205
3206       ;; Write the End entry.
3207       (write-word end-core-entry-type-code)
3208       (write-word 2)))
3209
3210   (format t "done]~%")
3211   (force-output)
3212   (/show "leaving WRITE-INITIAL-CORE-FILE")
3213   (values))
3214 \f
3215 ;;;; the actual GENESIS function
3216
3217 ;;; Read the FASL files in OBJECT-FILE-NAMES and produce a Lisp core,
3218 ;;; and/or information about a Lisp core, therefrom.
3219 ;;;
3220 ;;; input file arguments:
3221 ;;;   SYMBOL-TABLE-FILE-NAME names a UNIX-style .nm file *with* *any*
3222 ;;;     *tab* *characters* *converted* *to* *spaces*. (We push
3223 ;;;     responsibility for removing tabs out to the caller it's
3224 ;;;     trivial to remove them using UNIX command line tools like
3225 ;;;     sed, whereas it's a headache to do it portably in Lisp because
3226 ;;;     #\TAB is not a STANDARD-CHAR.) If this file is not supplied,
3227 ;;;     a core file cannot be built (but a C header file can be).
3228 ;;;
3229 ;;; output files arguments (any of which may be NIL to suppress output):
3230 ;;;   CORE-FILE-NAME gets a Lisp core.
3231 ;;;   C-HEADER-FILE-NAME gets a C header file, traditionally called
3232 ;;;     internals.h, which is used by the C compiler when constructing
3233 ;;;     the executable which will load the core.
3234 ;;;   MAP-FILE-NAME gets (?) a map file. (dunno about this -- WHN 19990815)
3235 ;;;
3236 ;;; FIXME: GENESIS doesn't belong in SB!VM. Perhaps in %KERNEL for now,
3237 ;;; perhaps eventually in SB-LD or SB-BOOT.
3238 (defun sb!vm:genesis (&key
3239                       object-file-names
3240                       symbol-table-file-name
3241                       core-file-name
3242                       map-file-name
3243                       c-header-dir-name)
3244
3245   (format t
3246           "~&beginning GENESIS, ~A~%"
3247           (if core-file-name
3248             ;; Note: This output summarizing what we're doing is
3249             ;; somewhat telegraphic in style, not meant to imply that
3250             ;; we're not e.g. also creating a header file when we
3251             ;; create a core.
3252             (format nil "creating core ~S" core-file-name)
3253             (format nil "creating headers in ~S" c-header-dir-name)))
3254
3255   (let ((*cold-foreign-symbol-table* (make-hash-table :test 'equal)))
3256
3257     (when core-file-name
3258       (if symbol-table-file-name
3259           (load-cold-foreign-symbol-table symbol-table-file-name)
3260           (error "can't output a core file without symbol table file input")))
3261
3262     ;; Now that we've successfully read our only input file (by
3263     ;; loading the symbol table, if any), it's a good time to ensure
3264     ;; that there'll be someplace for our output files to go when
3265     ;; we're done.
3266     (flet ((frob (filename)
3267              (when filename
3268                (ensure-directories-exist filename :verbose t))))
3269       (frob core-file-name)
3270       (frob map-file-name))
3271
3272     ;; (This shouldn't matter in normal use, since GENESIS normally
3273     ;; only runs once in any given Lisp image, but it could reduce
3274     ;; confusion if we ever experiment with running, tweaking, and
3275     ;; rerunning genesis interactively.)
3276     (do-all-symbols (sym)
3277       (remprop sym 'cold-intern-info))
3278
3279     (check-spaces)
3280
3281     (let* ((*foreign-symbol-placeholder-value* (if core-file-name nil 0))
3282            (*load-time-value-counter* 0)
3283            (*cold-fdefn-objects* (make-hash-table :test 'equal))
3284            (*cold-symbols* (make-hash-table :test 'equal))
3285            (*cold-package-symbols* nil)
3286            (*read-only* (make-gspace :read-only
3287                                      read-only-core-space-id
3288                                      sb!vm:read-only-space-start))
3289            (*static*    (make-gspace :static
3290                                      static-core-space-id
3291                                      sb!vm:static-space-start))
3292            (*dynamic*   (make-gspace :dynamic
3293                                      dynamic-core-space-id
3294                                      #!+gencgc sb!vm:dynamic-space-start
3295                                      #!-gencgc sb!vm:dynamic-0-space-start))
3296            (*nil-descriptor* (make-nil-descriptor))
3297            (*current-reversed-cold-toplevels* *nil-descriptor*)
3298            (*current-debug-sources* *nil-descriptor*)
3299            (*unbound-marker* (make-other-immediate-descriptor
3300                               0
3301                               sb!vm:unbound-marker-widetag))
3302            *cold-assembler-fixups*
3303            *cold-assembler-routines*
3304            #!+x86 (*load-time-code-fixups* (make-hash-table)))
3305
3306       ;; Prepare for cold load.
3307       (initialize-non-nil-symbols)
3308       (initialize-layouts)
3309       (initialize-static-fns)
3310
3311       ;; Initialize the *COLD-SYMBOLS* system with the information
3312       ;; from package-data-list.lisp-expr and
3313       ;; common-lisp-exports.lisp-expr.
3314       ;;
3315       ;; Why do things this way? Historically, the *COLD-SYMBOLS*
3316       ;; machinery was designed and implemented in CMU CL long before
3317       ;; I (WHN) ever heard of CMU CL. It dumped symbols and packages
3318       ;; iff they were used in the cold image. When I added the
3319       ;; package-data-list.lisp-expr mechanism, the idea was to
3320       ;; centralize all information about packages and exports. Thus,
3321       ;; it was the natural place for information even about packages
3322       ;; (such as SB!PCL and SB!WALKER) which aren't used much until
3323       ;; after cold load. This didn't quite match the CMU CL approach
3324       ;; of filling *COLD-SYMBOLS* with symbols which appear in the
3325       ;; cold image and then dumping only those symbols. By explicitly
3326       ;; putting all the symbols from package-data-list.lisp-expr and
3327       ;; from common-lisp-exports.lisp-expr into *COLD-SYMBOLS* here,
3328       ;; we feed our centralized symbol information into the old CMU
3329       ;; CL code without having to change the old CMU CL code too
3330       ;; much. (And the old CMU CL code is still useful for making
3331       ;; sure that the appropriate keywords and internal symbols end
3332       ;; up interned in the target Lisp, which is good, e.g. in order
3333       ;; to make &KEY arguments work right and in order to make
3334       ;; BACKTRACEs into target Lisp system code be legible.)
3335       (dolist (exported-name
3336                (sb-cold:read-from-file "common-lisp-exports.lisp-expr"))
3337         (cold-intern (intern exported-name *cl-package*)))
3338       (dolist (pd (sb-cold:read-from-file "package-data-list.lisp-expr"))
3339         (declare (type sb-cold:package-data pd))
3340         (let ((package (find-package (sb-cold:package-data-name pd))))
3341           (labels (;; Call FN on every node of the TREE.
3342                    (mapc-on-tree (fn tree)
3343                                  (declare (type function fn))
3344                                  (typecase tree
3345                                    (cons (mapc-on-tree fn (car tree))
3346                                          (mapc-on-tree fn (cdr tree)))
3347                                    (t (funcall fn tree)
3348                                       (values))))
3349                    ;; Make sure that information about the association
3350                    ;; between PACKAGE and the symbol named NAME gets
3351                    ;; recorded in the cold-intern system or (as a
3352                    ;; convenience when dealing with the tree structure
3353                    ;; allowed in the PACKAGE-DATA-EXPORTS slot) do
3354                    ;; nothing if NAME is NIL.
3355                    (chill (name)
3356                      (when name
3357                        (cold-intern (intern name package) :package package))))
3358             (mapc-on-tree #'chill (sb-cold:package-data-export pd))
3359             (mapc #'chill (sb-cold:package-data-reexport pd))
3360             (dolist (sublist (sb-cold:package-data-import-from pd))
3361               (destructuring-bind (package-name &rest symbol-names) sublist
3362                 (declare (ignore package-name))
3363                 (mapc #'chill symbol-names))))))
3364
3365       ;; Cold load.
3366       (dolist (file-name object-file-names)
3367         (write-line (namestring file-name))
3368         (cold-load file-name))
3369
3370       ;; Tidy up loose ends left by cold loading. ("Postpare from cold load?")
3371       (resolve-assembler-fixups)
3372       #!+x86 (output-load-time-code-fixups)
3373       (foreign-symbols-to-core)
3374       (finish-symbols)
3375       (/show "back from FINISH-SYMBOLS")
3376       (finalize-load-time-value-noise)
3377
3378       ;; Tell the target Lisp how much stuff we've allocated.
3379       (cold-set 'sb!vm:*read-only-space-free-pointer*
3380                 (allocate-cold-descriptor *read-only*
3381                                           0
3382                                           sb!vm:even-fixnum-lowtag))
3383       (cold-set 'sb!vm:*static-space-free-pointer*
3384                 (allocate-cold-descriptor *static*
3385                                           0
3386                                           sb!vm:even-fixnum-lowtag))
3387       (/show "done setting free pointers")
3388
3389       ;; Write results to files.
3390       ;;
3391       ;; FIXME: I dislike this approach of redefining
3392       ;; *STANDARD-OUTPUT* instead of putting the new stream in a
3393       ;; lexical variable, and it's annoying to have WRITE-MAP (to
3394       ;; *STANDARD-OUTPUT*) not be parallel to WRITE-INITIAL-CORE-FILE
3395       ;; (to a stream explicitly passed as an argument).
3396       (macrolet ((out-to (name &body body)
3397                    `(let ((fn (format nil "~A/~A.h" c-header-dir-name ,name)))
3398                      (ensure-directories-exist fn)
3399                      (with-open-file (*standard-output* fn
3400                                       :if-exists :supersede :direction :output)
3401                        (write-boilerplate)
3402                        (let ((n (c-name (string-upcase ,name))))
3403                          (format
3404                           t
3405                           "#ifndef SBCL_GENESIS_~A~%#define SBCL_GENESIS_~A 1~%"
3406                           n n))
3407                        ,@body
3408                        (format t
3409                         "#endif /* SBCL_GENESIS_~A */~%"
3410                         (string-upcase ,name))))))
3411         (when map-file-name
3412           (with-open-file (*standard-output* map-file-name
3413                                              :direction :output
3414                                              :if-exists :supersede)
3415             (write-map)))
3416         (out-to "config" (write-config-h))
3417         (out-to "constants" (write-constants-h))
3418         #!+sb-ldb
3419         (out-to "tagnames" (write-tagnames-h))
3420         (let ((structs (sort (copy-list sb!vm:*primitive-objects*) #'string<
3421                              :key (lambda (obj)
3422                                     (symbol-name
3423                                      (sb!vm:primitive-object-name obj))))))
3424           (dolist (obj structs)
3425             (out-to
3426              (string-downcase (string (sb!vm:primitive-object-name obj)))
3427              (write-primitive-object obj)))
3428           (out-to "primitive-objects"
3429                   (dolist (obj structs)
3430                     (format t "~&#include \"~A.h\"~%"
3431                             (string-downcase
3432                              (string (sb!vm:primitive-object-name obj)))))))
3433         (dolist (class '(hash-table
3434                          layout
3435                          sb!c::compiled-debug-info
3436                          sb!c::compiled-debug-fun
3437                          sb!xc:package))
3438           (out-to
3439            (string-downcase (string class))
3440            (write-structure-object
3441             (sb!kernel:layout-info (sb!kernel:find-layout class)))))
3442         (out-to "static-symbols" (write-static-symbols))
3443
3444         (let ((fn (format nil "~A/Makefile.features" c-header-dir-name)))
3445           (ensure-directories-exist fn)
3446           (with-open-file (*standard-output* fn :if-exists :supersede
3447                                              :direction :output)
3448             (write-makefile-features)))
3449
3450         (when core-file-name
3451           (write-initial-core-file core-file-name))))))