src/compiler/generic/objdef.lisp

   1 ;;;; machine-independent aspects of the object representation
   2
   3 ;;;; This software is part of the SBCL system. See the README file for
   4 ;;;; more information.
   5 ;;;;
   6 ;;;; This software is derived from the CMU CL system, which was
   7 ;;;; written at Carnegie Mellon University and released into the
   8 ;;;; public domain. The software is in the public domain and is
   9 ;;;; provided with absolutely no warranty. See the COPYING and CREDITS
  10 ;;;; files for more information.
  11
  12 (in-package "SB!VM")
  13
  14 ;;;; KLUDGE: The primitive objects here may look like self-contained
  15 ;;;; definitions, but in general they're not. In particular, if you
  16 ;;;; try to add a slot to them, beware of the following:
  17 ;;;;   * (mysterious crashes which occur after changing the length
  18 ;;;;     of SIMPLE-FUN, just adding a new slot not even doing anything
  19 ;;;;     with it, still dunno why)
  20 ;;;;   * The GC scavenging code (and for all I know other GC code too)
  21 ;;;;     is not automatically generated from these layouts, but instead
  22 ;;;;     was hand-written to correspond to them. The offsets are
  23 ;;;;     automatically propagated into the GC scavenging code, but the
  24 ;;;;     existence of slots, and whether they should be scavenged, is
  25 ;;;;     not automatically propagated. Thus e.g. if you add a
  26 ;;;;     SIMPLE-FUN-DEBUG-INFO slot holding a tagged object which needs
  27 ;;;;     to be GCed, you need to tweak scav_code_header() and
  28 ;;;;     verify_space() in gencgc.c, and the corresponding code in gc.c.
  29 ;;;;   * The src/runtime/print.c code (used by LDB) is implemented
  30 ;;;;     using hand-written lists of slot names, which aren't automatically
  31 ;;;;     generated from the code in this file.
  32 ;;;;   * Various code (e.g. STATIC-FSET in genesis.lisp) is hard-wired
  33 ;;;;     to know the name of the last slot of the object the code works
  34 ;;;;     with, and implicitly to know that the last slot is special (being
  35 ;;;;     the beginning of an arbitrary-length sequence of bytes following
  36 ;;;;     the fixed-layout slots).
  37 ;;;; -- WHN 2001-12-29
  38 \f
  39 ;;;; the primitive objects themselves
  40
  41 (define-primitive-object (cons :lowtag list-pointer-lowtag
  42                                :alloc-trans cons)
  43   (car :ref-trans car :set-trans sb!c::%rplaca :init :arg)
  44   (cdr :ref-trans cdr :set-trans sb!c::%rplacd :init :arg))
  45
  46 (define-primitive-object (instance :lowtag instance-pointer-lowtag
  47                                    :widetag instance-header-widetag
  48                                    :alloc-trans %make-instance)
  49   (slots :rest-p t))
  50
  51 (define-primitive-object (bignum :lowtag other-pointer-lowtag
  52                                  :widetag bignum-widetag
  53                                  :alloc-trans sb!bignum::%allocate-bignum)
  54   (digits :rest-p t :c-type #!-alpha "long" #!+alpha "u32"))
  55
  56 (define-primitive-object (ratio :type ratio
  57                                 :lowtag other-pointer-lowtag
  58                                 :widetag ratio-widetag
  59                                 :alloc-trans %make-ratio)
  60   (numerator :type integer
  61              :ref-known (flushable movable)
  62              :ref-trans %numerator
  63              :init :arg)
  64   (denominator :type integer
  65                :ref-known (flushable movable)
  66                :ref-trans %denominator
  67                :init :arg))
  68
  69 (define-primitive-object (single-float :lowtag other-pointer-lowtag
  70                                        :widetag single-float-widetag)
  71   (value :c-type "float"))
  72
  73 (define-primitive-object (double-float :lowtag other-pointer-lowtag
  74                                        :widetag double-float-widetag)
  75   (filler)
  76   (value :c-type "double" :length 2))
  77
  78 #!+long-float
  79 (define-primitive-object (long-float :lowtag other-pointer-lowtag
  80                                      :widetag long-float-widetag)
  81   #!+sparc (filler)
  82   (value :c-type "long double" :length #!+x86 3 #!+sparc 4))
  83
  84 (define-primitive-object (complex :type complex
  85                                   :lowtag other-pointer-lowtag
  86                                   :widetag complex-widetag
  87                                   :alloc-trans %make-complex)
  88   (real :type real
  89         :ref-known (flushable movable)
  90         :ref-trans %realpart
  91         :init :arg)
  92   (imag :type real
  93         :ref-known (flushable movable)
  94         :ref-trans %imagpart
  95         :init :arg))
  96
  97 (define-primitive-object (array :lowtag other-pointer-lowtag
  98                                 :widetag t)
  99   ;; FILL-POINTER of an ARRAY is in the same place as LENGTH of a
 100   ;; VECTOR -- see SHRINK-VECTOR.
 101   (fill-pointer :type index
 102                 :ref-trans %array-fill-pointer
 103                 :ref-known (flushable foldable)
 104                 :set-trans (setf %array-fill-pointer)
 105                 :set-known (unsafe))
 106   (fill-pointer-p :type (member t nil)
 107                   :ref-trans %array-fill-pointer-p
 108                   :ref-known (flushable foldable)
 109                   :set-trans (setf %array-fill-pointer-p)
 110                   :set-known (unsafe))
 111   (elements :type index
 112             :ref-trans %array-available-elements
 113             :ref-known (flushable foldable)
 114             :set-trans (setf %array-available-elements)
 115             :set-known (unsafe))
 116   (data :type array
 117         :ref-trans %array-data-vector
 118         :ref-known (flushable foldable)
 119         :set-trans (setf %array-data-vector)
 120         :set-known (unsafe))
 121   (displacement :type (or index null)
 122                 :ref-trans %array-displacement
 123                 :ref-known (flushable foldable)
 124                 :set-trans (setf %array-displacement)
 125                 :set-known (unsafe))
 126   (displaced-p :type (member t nil)
 127                :ref-trans %array-displaced-p
 128                :ref-known (flushable foldable)
 129                :set-trans (setf %array-displaced-p)
 130                :set-known (unsafe))
 131   (dimensions :rest-p t))
 132
 133 (define-primitive-object (vector :type vector
 134                                  :lowtag other-pointer-lowtag
 135                                  :widetag t)
 136   ;; FILL-POINTER of an ARRAY is in the same place as LENGTH of a
 137   ;; VECTOR -- see SHRINK-VECTOR.
 138   (length :ref-trans sb!c::vector-length
 139           :type index)
 140   (data :rest-p t :c-type #!-alpha "unsigned long" #!+alpha "u32"))
 141
 142 (define-primitive-object (code :type code-component
 143                                :lowtag other-pointer-lowtag
 144                                :widetag t)
 145   (code-size :type index
 146              :ref-known (flushable movable)
 147              :ref-trans %code-code-size)
 148   (entry-points :type (or function null)
 149                 :ref-known (flushable)
 150                 :ref-trans %code-entry-points
 151                 :set-known (unsafe)
 152                 :set-trans (setf %code-entry-points))
 153   (debug-info :type t
 154               :ref-known (flushable)
 155               :ref-trans %code-debug-info
 156               :set-known (unsafe)
 157               :set-trans (setf %code-debug-info))
 158   (trace-table-offset)
 159   (constants :rest-p t))
 160
 161 (define-primitive-object (fdefn :type fdefn
 162                                 :lowtag other-pointer-lowtag
 163                                 :widetag fdefn-widetag)
 164   (name :ref-trans fdefn-name)
 165   (fun :type (or function null) :ref-trans fdefn-fun)
 166   (raw-addr :c-type #!-alpha "char *" #!+alpha "u32"))
 167
 168 ;;; a simple function (as opposed to hairier things like closures
 169 ;;; which are also subtypes of Common Lisp's FUNCTION type)
 170 (define-primitive-object (simple-fun :type function
 171                                      :lowtag fun-pointer-lowtag
 172                                      :widetag simple-fun-header-widetag)
 173   #!-x86 (self :ref-trans %simple-fun-self
 174                :set-trans (setf %simple-fun-self))
 175   #!+x86 (self
 176           ;; KLUDGE: There's no :SET-KNOWN, :SET-TRANS, :REF-KNOWN, or
 177           ;; :REF-TRANS here in this case. Instead, there's separate
 178           ;; DEFKNOWN/DEFINE-VOP/DEFTRANSFORM stuff in
 179           ;; compiler/x86/system.lisp to define and declare them by
 180           ;; hand. I don't know why this is, but that's (basically)
 181           ;; the way it was done in CMU CL, and it works. (It's not
 182           ;; exactly the same way it was done in CMU CL in that CMU
 183           ;; CL's allows duplicate DEFKNOWNs, blithely overwriting any
 184           ;; previous data associated with the previous DEFKNOWN, and
 185           ;; that property was used to mask the definitions here. In
 186           ;; SBCL as of 0.6.12.64 that's not allowed -- too confusing!
 187           ;; -- so we have to explicitly suppress the DEFKNOWNish
 188           ;; stuff here in order to allow this old hack to work in the
 189           ;; new world. -- WHN 2001-08-82
 190           )
 191   (next :type (or function null)
 192         :ref-known (flushable)
 193         :ref-trans %simple-fun-next
 194         :set-known (unsafe)
 195         :set-trans (setf %simple-fun-next))
 196   (name :ref-known (flushable)
 197         :ref-trans %simple-fun-name
 198         :set-known (unsafe)
 199         :set-trans (setf %simple-fun-name))
 200   (arglist :type list
 201            :ref-known (flushable)
 202            :ref-trans %simple-fun-arglist
 203            :set-known (unsafe)
 204            :set-trans (setf %simple-fun-arglist))
 205   (type :ref-known (flushable)
 206         :ref-trans %simple-fun-type
 207         :set-known (unsafe)
 208         :set-trans (setf %simple-fun-type))
 209   ;; the SB!C::DEBUG-FUN object corresponding to this object, or NIL for none
 210   #+nil ; FIXME: doesn't work (gotcha, lowly maintenoid!) See notes on bug 137.
 211   (debug-fun :ref-known (flushable)
 212              :ref-trans %simple-fun-debug-fun
 213              :set-known (unsafe)
 214              :set-trans (setf %simple-fun-debug-fun))
 215   (code :rest-p t :c-type "unsigned char"))
 216
 217 (define-primitive-object (return-pc :lowtag other-pointer-lowtag :widetag t)
 218   (return-point :c-type "unsigned char" :rest-p t))
 219
 220 (define-primitive-object (closure :lowtag fun-pointer-lowtag
 221                                   :widetag closure-header-widetag)
 222   (fun :init :arg :ref-trans %closure-fun)
 223   (info :rest-p t))
 224
 225 (define-primitive-object (funcallable-instance
 226                           :lowtag fun-pointer-lowtag
 227                           :widetag funcallable-instance-header-widetag
 228                           :alloc-trans %make-funcallable-instance)
 229   #!-x86
 230   (fun
 231    :ref-known (flushable) :ref-trans %funcallable-instance-fun
 232    :set-known (unsafe) :set-trans (setf %funcallable-instance-fun))
 233   #!+x86
 234   (fun
 235    :ref-known (flushable) :ref-trans %funcallable-instance-fun
 236    ;; KLUDGE: There's no :SET-KNOWN or :SET-TRANS in this case.
 237    ;; Instead, later in compiler/x86/system.lisp there's a separate
 238    ;; DEFKNOWN for (SETF %FUNCALLABLE-INSTANCE-FUN), and a weird
 239    ;; unexplained DEFTRANSFORM from (SETF %SIMPLE-FUN-INSTANCE-FUN)
 240    ;; into (SETF %SIMPLE-FUN-SELF). The #!+X86 wrapped around this case
 241    ;; is a literal translation of the old CMU CL implementation into
 242    ;; the new world of sbcl-0.6.12.63, where multiple DEFKNOWNs for
 243    ;; the same operator cause an error (instead of silently deleting
 244    ;; all information associated with the old DEFKNOWN, as before).
 245    ;; It's definitely not very clean, with too many #!+ conditionals and
 246    ;; too little documentation, but I have more urgent things to
 247    ;; clean up right now, so I've just left it as a literal
 248    ;; translation without trying to fix it. -- WHN 2001-08-02
 249    )
 250   (lexenv :ref-known (flushable) :ref-trans %funcallable-instance-lexenv
 251           :set-known (unsafe) :set-trans (setf %funcallable-instance-lexenv))
 252   (layout :init :arg
 253           :ref-known (flushable) :ref-trans %funcallable-instance-layout
 254           :set-known (unsafe) :set-trans (setf %funcallable-instance-layout))
 255   (info :rest-p t))
 256
 257 (define-primitive-object (value-cell :lowtag other-pointer-lowtag
 258                                      :widetag value-cell-header-widetag
 259                                      :alloc-trans make-value-cell)
 260   (value :set-trans value-cell-set
 261          :set-known (unsafe)
 262          :ref-trans value-cell-ref
 263          :ref-known (flushable)
 264          :init :arg))
 265
 266 #!+alpha
 267 (define-primitive-object (sap :lowtag other-pointer-lowtag
 268                               :widetag sap-widetag)
 269   (padding)
 270   (pointer :c-type "char *" :length 2))
 271
 272 #!-alpha
 273 (define-primitive-object (sap :lowtag other-pointer-lowtag
 274                               :widetag sap-widetag)
 275   (pointer :c-type "char *"))
 276
 277
 278 (define-primitive-object (weak-pointer :type weak-pointer
 279                                        :lowtag other-pointer-lowtag
 280                                        :widetag weak-pointer-widetag
 281                                        :alloc-trans make-weak-pointer)
 282   (value :ref-trans sb!c::%weak-pointer-value :ref-known (flushable)
 283          :init :arg)
 284   (broken :type (member t nil)
 285           :ref-trans sb!c::%weak-pointer-broken :ref-known (flushable)
 286           :init :null)
 287   (next :c-type #!-alpha "struct weak_pointer *" #!+alpha "u32"))
 288
 289 ;;;; other non-heap data blocks
 290
 291 (define-primitive-object (binding)
 292   value
 293   symbol)
 294
 295 (define-primitive-object (unwind-block)
 296   (current-uwp :c-type #!-alpha "struct unwind_block *" #!+alpha "u32")
 297   (current-cont :c-type #!-alpha "lispobj *" #!+alpha "u32")
 298   #!-x86 current-code
 299   entry-pc)
 300
 301 (define-primitive-object (catch-block)
 302   (current-uwp :c-type #!-alpha "struct unwind_block *" #!+alpha "u32")
 303   (current-cont :c-type #!-alpha "lispobj *" #!+alpha "u32")
 304   #!-x86 current-code
 305   entry-pc
 306   tag
 307   (previous-catch :c-type #!-alpha "struct catch_block *" #!+alpha "u32")
 308   size)
 309
 310 ;;; (For an explanation of this, see the comments at the definition of
 311 ;;; KLUDGE-NONDETERMINISTIC-CATCH-BLOCK-SIZE.)
 312 (aver (= kludge-nondeterministic-catch-block-size catch-block-size))
 313 \f
 314 ;;;; symbols
 315
 316 #!+x86
 317 (defknown symbol-hash (symbol) (integer 0 #.sb!xc:most-positive-fixnum)
 318   (flushable movable))
 319
 320 (define-primitive-object (symbol :lowtag other-pointer-lowtag
 321                                  :widetag symbol-header-widetag
 322                                  #!-x86 :alloc-trans #!-x86 make-symbol)
 323
 324   ;; Beware when changing this definition.  NIL-the-symbol is defined
 325   ;; using this layout, and NIL-the-end-of-list-marker is the cons
 326   ;; ( NIL . NIL ), living in the first two slots of NIL-the-symbol
 327   ;; (conses have no header).  Careful selection of lowtags ensures
 328   ;; that the same pointer can be used for both purposes:
 329   ;; OTHER-POINTER-LOWTAG is 7, LIST-POINTER-LOWTAG is 3, so if you
 330   ;; subtract 3 from (sb-kernel:get-lisp-obj-address 'NIL) you get the
 331   ;; first data slot, and if you subtract 7 you get a symbol header.
 332
 333   (value :init :unbound)                ;also the CAR of NIL-as-end-of-list
 334   (hash)                                ;the CDR of NIL-as-end-of-list
 335
 336   (plist :ref-trans symbol-plist
 337          :set-trans %set-symbol-plist
 338          :init :null)
 339   (name :ref-trans symbol-name :init :arg)
 340   (package :ref-trans symbol-package
 341            :set-trans %set-symbol-package
 342            :init :null)
 343   #!+sb-thread (tls-index))
 344
 345 (define-primitive-object (complex-single-float
 346                           :lowtag other-pointer-lowtag
 347                           :widetag complex-single-float-widetag)
 348   (real :c-type "float")
 349   (imag :c-type "float"))
 350
 351 (define-primitive-object (complex-double-float
 352                           :lowtag other-pointer-lowtag
 353                           :widetag complex-double-float-widetag)
 354   (filler)
 355   (real :c-type "double" :length 2)
 356   (imag :c-type "double" :length 2))
 357
 358 #!+long-float
 359 (define-primitive-object (complex-long-float
 360                           :lowtag other-pointer-lowtag
 361                           :widetag complex-long-float-widetag)
 362   #!+sparc (filler)
 363   (real :c-type "long double" :length #!+x86 3 #!+sparc 4)
 364   (imag :c-type "long double" :length #!+x86 3 #!+sparc 4))
 365
 366 ;;; this isn't actually a lisp object at all, it's a c structure that lives
 367 ;;; in c-land.  However, we need sight of so many parts of it from Lisp that
 368 ;;; it makes sense to define it here anyway, so that the GENESIS machinery
 369 ;;; can take care of maintaining Lisp and C versions.
 370 ;;; Hence the even-fixnum lowtag just so we don't get odd(sic) numbers
 371 ;;; added to the slot offsets
 372 (define-primitive-object (thread :lowtag even-fixnum-lowtag)
 373   ;; unbound_marker is borrowed very briefly at thread startup to
 374   ;; pass the address of initial-function into new_thread_trampoline
 375   (unbound-marker :init :unbound) ; tls[0] = UNBOUND_MARKER_WIDETAG
 376   (pid :c-type "pid_t")
 377   (binding-stack-start :c-type "lispobj *" :length #!+alpha 2 #!-alpha 1)
 378   (binding-stack-pointer :c-type "lispobj *" :length #!+alpha 2 #!-alpha 1)
 379   (control-stack-start :c-type "lispobj *" :length #!+alpha 2 #!-alpha 1)
 380   (control-stack-end :c-type "lispobj *" :length #!+alpha 2 #!-alpha 1)
 381   (alien-stack-start :c-type "lispobj *" :length #!+alpha 2 #!-alpha 1)
 382   (alien-stack-pointer :c-type "lispobj *" :length #!+alpha 2 #!-alpha 1)
 383   #!+gencgc (alloc-region :c-type "struct alloc_region" :length 5)
 384   (tls-cookie)                          ;  on x86, the LDT index
 385   (this :c-type "struct thread *" :length #!+alpha 2 #!-alpha 1)
 386   (next :c-type "struct thread *" :length #!+alpha 2 #!-alpha 1)
 387   (state)                               ; running, stopping, stopped
 388   #!+x86 (pseudo-atomic-atomic)
 389   #!+x86 (pseudo-atomic-interrupted)
 390   (interrupt-data :c-type "struct interrupt_data *"
 391                   :length #!+alpha 2 #!-alpha 1)
 392   (interrupt-contexts :c-type "os_context_t *" :rest-p t))