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 #!+#.(cl:if (cl:= sb!vm:n-word-bits 32) '(and) '(or))
  70 (define-primitive-object (single-float :lowtag other-pointer-lowtag
  71                                        :widetag single-float-widetag)
  72   (value :c-type "float"))
  73
  74 (define-primitive-object (double-float :lowtag other-pointer-lowtag
  75                                        :widetag double-float-widetag)
  76   #!-x86-64 (filler)
  77   (value :c-type "double" :length #!-x86-64 2 #!+x86-64 1))
  78
  79 #!+long-float
  80 (define-primitive-object (long-float :lowtag other-pointer-lowtag
  81                                      :widetag long-float-widetag)
  82   #!+sparc (filler)
  83   (value :c-type "long double" :length #!+x86 3 #!+sparc 4))
  84
  85 (define-primitive-object (complex :type complex
  86                                   :lowtag other-pointer-lowtag
  87                                   :widetag complex-widetag
  88                                   :alloc-trans %make-complex)
  89   (real :type real
  90         :ref-known (flushable movable)
  91         :ref-trans %realpart
  92         :init :arg)
  93   (imag :type real
  94         :ref-known (flushable movable)
  95         :ref-trans %imagpart
  96         :init :arg))
  97
  98 (define-primitive-object (array :lowtag other-pointer-lowtag
  99                                 :widetag t)
 100   ;; FILL-POINTER of an ARRAY is in the same place as LENGTH of a
 101   ;; VECTOR -- see SHRINK-VECTOR.
 102   (fill-pointer :type index
 103                 :ref-trans %array-fill-pointer
 104                 :ref-known (flushable foldable)
 105                 :set-trans (setf %array-fill-pointer)
 106                 :set-known (unsafe))
 107   (fill-pointer-p :type (member t nil)
 108                   :ref-trans %array-fill-pointer-p
 109                   :ref-known (flushable foldable)
 110                   :set-trans (setf %array-fill-pointer-p)
 111                   :set-known (unsafe))
 112   (elements :type index
 113             :ref-trans %array-available-elements
 114             :ref-known (flushable foldable)
 115             :set-trans (setf %array-available-elements)
 116             :set-known (unsafe))
 117   (data :type array
 118         :ref-trans %array-data-vector
 119         :ref-known (flushable foldable)
 120         :set-trans (setf %array-data-vector)
 121         :set-known (unsafe))
 122   (displacement :type (or index null)
 123                 :ref-trans %array-displacement
 124                 :ref-known (flushable foldable)
 125                 :set-trans (setf %array-displacement)
 126                 :set-known (unsafe))
 127   (displaced-p :type (member t nil)
 128                :ref-trans %array-displaced-p
 129                :ref-known (flushable foldable)
 130                :set-trans (setf %array-displaced-p)
 131                :set-known (unsafe))
 132   (dimensions :rest-p t))
 133
 134 (define-primitive-object (vector :type vector
 135                                  :lowtag other-pointer-lowtag
 136                                  :widetag t)
 137   ;; FILL-POINTER of an ARRAY is in the same place as LENGTH of a
 138   ;; VECTOR -- see SHRINK-VECTOR.
 139   (length :ref-trans sb!c::vector-length
 140           :type index)
 141   (data :rest-p t :c-type #!-alpha "unsigned long" #!+alpha "u32"))
 142
 143 (define-primitive-object (code :type code-component
 144                                :lowtag other-pointer-lowtag
 145                                :widetag t)
 146   (code-size :type index
 147              :ref-known (flushable movable)
 148              :ref-trans %code-code-size)
 149   (entry-points :type (or function null)
 150                 :ref-known (flushable)
 151                 :ref-trans %code-entry-points
 152                 :set-known (unsafe)
 153                 :set-trans (setf %code-entry-points))
 154   (debug-info :type t
 155               :ref-known (flushable)
 156               :ref-trans %code-debug-info
 157               :set-known (unsafe)
 158               :set-trans (setf %code-debug-info))
 159   (trace-table-offset)
 160   (constants :rest-p t))
 161
 162 (define-primitive-object (fdefn :type fdefn
 163                                 :lowtag other-pointer-lowtag
 164                                 :widetag fdefn-widetag)
 165   (name :ref-trans fdefn-name)
 166   (fun :type (or function null) :ref-trans fdefn-fun)
 167   (raw-addr :c-type #!-alpha "char *" #!+alpha "u32"))
 168
 169 ;;; a simple function (as opposed to hairier things like closures
 170 ;;; which are also subtypes of Common Lisp's FUNCTION type)
 171 (define-primitive-object (simple-fun :type function
 172                                      :lowtag fun-pointer-lowtag
 173                                      :widetag simple-fun-header-widetag)
 174   #!-(or x86 x86-64) (self :ref-trans %simple-fun-self
 175                :set-trans (setf %simple-fun-self))
 176   #!+(or x86 x86-64) (self
 177           ;; KLUDGE: There's no :SET-KNOWN, :SET-TRANS, :REF-KNOWN, or
 178           ;; :REF-TRANS here in this case. Instead, there's separate
 179           ;; DEFKNOWN/DEFINE-VOP/DEFTRANSFORM stuff in
 180           ;; compiler/x86/system.lisp to define and declare them by
 181           ;; hand. I don't know why this is, but that's (basically)
 182           ;; the way it was done in CMU CL, and it works. (It's not
 183           ;; exactly the same way it was done in CMU CL in that CMU
 184           ;; CL's allows duplicate DEFKNOWNs, blithely overwriting any
 185           ;; previous data associated with the previous DEFKNOWN, and
 186           ;; that property was used to mask the definitions here. In
 187           ;; SBCL as of 0.6.12.64 that's not allowed -- too confusing!
 188           ;; -- so we have to explicitly suppress the DEFKNOWNish
 189           ;; stuff here in order to allow this old hack to work in the
 190           ;; new world. -- WHN 2001-08-82
 191           )
 192   (next :type (or function null)
 193         :ref-known (flushable)
 194         :ref-trans %simple-fun-next
 195         :set-known (unsafe)
 196         :set-trans (setf %simple-fun-next))
 197   (name :ref-known (flushable)
 198         :ref-trans %simple-fun-name
 199         :set-known (unsafe)
 200         :set-trans (setf %simple-fun-name))
 201   (arglist :type list
 202            :ref-known (flushable)
 203            :ref-trans %simple-fun-arglist
 204            :set-known (unsafe)
 205            :set-trans (setf %simple-fun-arglist))
 206   (type :ref-known (flushable)
 207         :ref-trans %simple-fun-type
 208         :set-known (unsafe)
 209         :set-trans (setf %simple-fun-type))
 210   ;; the SB!C::DEBUG-FUN object corresponding to this object, or NIL for none
 211   #+nil ; FIXME: doesn't work (gotcha, lowly maintenoid!) See notes on bug 137.
 212   (debug-fun :ref-known (flushable)
 213              :ref-trans %simple-fun-debug-fun
 214              :set-known (unsafe)
 215              :set-trans (setf %simple-fun-debug-fun))
 216   (code :rest-p t :c-type "unsigned char"))
 217
 218 (define-primitive-object (return-pc :lowtag other-pointer-lowtag :widetag t)
 219   (return-point :c-type "unsigned char" :rest-p t))
 220
 221 (define-primitive-object (closure :lowtag fun-pointer-lowtag
 222                                   :widetag closure-header-widetag)
 223   (fun :init :arg :ref-trans %closure-fun)
 224   (info :rest-p t))
 225
 226 (define-primitive-object (funcallable-instance
 227                           :lowtag fun-pointer-lowtag
 228                           :widetag funcallable-instance-header-widetag
 229                           :alloc-trans %make-funcallable-instance)
 230   (trampoline :init :funcallable-instance-tramp)
 231   (function :ref-known (flushable) :ref-trans %funcallable-instance-function
 232             :set-known (unsafe) :set-trans (setf %funcallable-instance-function))
 233   (info :rest-p t))
 234
 235 (define-primitive-object (value-cell :lowtag other-pointer-lowtag
 236                                      :widetag value-cell-header-widetag
 237                                      :alloc-trans make-value-cell)
 238   (value :set-trans value-cell-set
 239          :set-known (unsafe)
 240          :ref-trans value-cell-ref
 241          :ref-known (flushable)
 242          :init :arg))
 243
 244 #!+alpha
 245 (define-primitive-object (sap :lowtag other-pointer-lowtag
 246                               :widetag sap-widetag)
 247   (padding)
 248   (pointer :c-type "char *" :length 2))
 249
 250 #!-alpha
 251 (define-primitive-object (sap :lowtag other-pointer-lowtag
 252                               :widetag sap-widetag)
 253   (pointer :c-type "char *"))
 254
 255
 256 (define-primitive-object (weak-pointer :type weak-pointer
 257                                        :lowtag other-pointer-lowtag
 258                                        :widetag weak-pointer-widetag
 259                                        :alloc-trans make-weak-pointer)
 260   (value :ref-trans sb!c::%weak-pointer-value :ref-known (flushable)
 261          :init :arg)
 262   (broken :type (member t nil)
 263           :ref-trans sb!c::%weak-pointer-broken :ref-known (flushable)
 264           :init :null)
 265   (next :c-type #!-alpha "struct weak_pointer *" #!+alpha "u32"))
 266
 267 ;;;; other non-heap data blocks
 268
 269 (define-primitive-object (binding)
 270   value
 271   symbol)
 272
 273 (define-primitive-object (unwind-block)
 274   (current-uwp :c-type #!-alpha "struct unwind_block *" #!+alpha "u32")
 275   (current-cont :c-type #!-alpha "lispobj *" #!+alpha "u32")
 276   #!-(or x86 x86-64) current-code
 277   entry-pc)
 278
 279 (define-primitive-object (catch-block)
 280   (current-uwp :c-type #!-alpha "struct unwind_block *" #!+alpha "u32")
 281   (current-cont :c-type #!-alpha "lispobj *" #!+alpha "u32")
 282   #!-(or x86 x86-64) current-code
 283   entry-pc
 284   tag
 285   (previous-catch :c-type #!-alpha "struct catch_block *" #!+alpha "u32")
 286   size)
 287
 288 ;;; (For an explanation of this, see the comments at the definition of
 289 ;;; KLUDGE-NONDETERMINISTIC-CATCH-BLOCK-SIZE.)
 290 (aver (= kludge-nondeterministic-catch-block-size catch-block-size))
 291 \f
 292 ;;;; symbols
 293
 294 (define-primitive-object (symbol :lowtag other-pointer-lowtag
 295                                  :widetag symbol-header-widetag
 296                                  :alloc-trans %make-symbol)
 297
 298   ;; Beware when changing this definition.  NIL-the-symbol is defined
 299   ;; using this layout, and NIL-the-end-of-list-marker is the cons
 300   ;; ( NIL . NIL ), living in the first two slots of NIL-the-symbol
 301   ;; (conses have no header).  Careful selection of lowtags ensures
 302   ;; that the same pointer can be used for both purposes:
 303   ;; OTHER-POINTER-LOWTAG is 7, LIST-POINTER-LOWTAG is 3, so if you
 304   ;; subtract 3 from (SB-KERNEL:GET-LISP-OBJ-ADDRESS 'NIL) you get the
 305   ;; first data slot, and if you subtract 7 you get a symbol header.
 306
 307   ;; also the CAR of NIL-as-end-of-list
 308   (value :init :unbound :ref-known (flushable) :ref-trans symbol-global-value)
 309   ;; also the CDR of NIL-as-end-of-list.  Its reffer needs special
 310   ;; care for this reason, as hash values must be fixnums.
 311   (hash :set-trans %set-symbol-hash)
 312
 313   (plist :ref-trans symbol-plist
 314          :set-trans %set-symbol-plist
 315          :init :null)
 316   (name :ref-trans symbol-name :init :arg)
 317   (package :ref-trans symbol-package
 318            :set-trans %set-symbol-package
 319            :init :null)
 320   #!+sb-thread (tls-index :ref-known (flushable) :ref-trans symbol-tls-index))
 321
 322 (define-primitive-object (complex-single-float
 323                           :lowtag other-pointer-lowtag
 324                           :widetag complex-single-float-widetag)
 325   (real :c-type "float")
 326   (imag :c-type "float"))
 327
 328 (define-primitive-object (complex-double-float
 329                           :lowtag other-pointer-lowtag
 330                           :widetag complex-double-float-widetag)
 331   #!-x86-64 (filler)
 332   (real :c-type "double" :length #!-x86-64 2 #!+x86-64 1)
 333   (imag :c-type "double" :length #!-x86-64 2 #!+x86-64 1))
 334
 335 #!+(and sb-lutex sb-thread)
 336 (define-primitive-object (lutex
 337                           :lowtag other-pointer-lowtag
 338                           :widetag lutex-widetag
 339                           :alloc-trans %make-lutex)
 340   (gen :c-type "long" :length 1)
 341   (live :c-type "long" :length 1)
 342   (next :c-type "struct lutex *" :length 1)
 343   (prev :c-type "struct lutex *" :length 1)
 344   (mutex :c-type "pthread_mutex_t *"
 345          :length 1)
 346   (condition-variable :c-type "pthread_cond_t *"
 347                       :length 1))
 348
 349 ;;; this isn't actually a lisp object at all, it's a c structure that lives
 350 ;;; in c-land.  However, we need sight of so many parts of it from Lisp that
 351 ;;; it makes sense to define it here anyway, so that the GENESIS machinery
 352 ;;; can take care of maintaining Lisp and C versions.
 353 ;;; Hence the even-fixnum lowtag just so we don't get odd(sic) numbers
 354 ;;; added to the slot offsets
 355 (define-primitive-object (thread :lowtag even-fixnum-lowtag)
 356   ;; no_tls_value_marker is borrowed very briefly at thread startup to
 357   ;; pass the address of initial-function into new_thread_trampoline.
 358   ;; tls[0] = NO_TLS_VALUE_MARKER_WIDETAG because a the tls index slot
 359   ;; of a symbol is initialized to zero
 360   (no-tls-value-marker)
 361   (os-thread :c-type "volatile os_thread_t")
 362   (binding-stack-start :c-type "lispobj *" :length #!+alpha 2 #!-alpha 1)
 363   (binding-stack-pointer :c-type "lispobj *" :length #!+alpha 2 #!-alpha 1)
 364   (control-stack-start :c-type "lispobj *" :length #!+alpha 2 #!-alpha 1)
 365   (control-stack-end :c-type "lispobj *" :length #!+alpha 2 #!-alpha 1)
 366   (alien-stack-start :c-type "lispobj *" :length #!+alpha 2 #!-alpha 1)
 367   (alien-stack-pointer :c-type "lispobj *" :length #!+alpha 2 #!-alpha 1)
 368   #!+gencgc (alloc-region :c-type "struct alloc_region" :length 5)
 369   (this :c-type "struct thread *" :length #!+alpha 2 #!-alpha 1)
 370   (prev :c-type "struct thread *" :length #!+alpha 2 #!-alpha 1)
 371   (next :c-type "struct thread *" :length #!+alpha 2 #!-alpha 1)
 372   ;; starting, running, suspended, dead
 373   (state :c-type "volatile lispobj")
 374   (tls-cookie)                          ;  on x86, the LDT index
 375   #!+(or x86 x86-64) (pseudo-atomic-bits)
 376   (interrupt-data :c-type "struct interrupt_data *"
 377                   :length #!+alpha 2 #!-alpha 1)
 378   (stepping)
 379   (interrupt-contexts :c-type "os_context_t *" :rest-p t))