715f246a3c4e2f419714aaac8e571b33e806bc4e
[sbcl.git] / src / compiler / node.lisp
1 ;;;; structures for the first intermediate representation in the
2 ;;;; compiler, IR1
3
4 ;;;; This software is part of the SBCL system. See the README file for
5 ;;;; more information.
6 ;;;;
7 ;;;; This software is derived from the CMU CL system, which was
8 ;;;; written at Carnegie Mellon University and released into the
9 ;;;; public domain. The software is in the public domain and is
10 ;;;; provided with absolutely no warranty. See the COPYING and CREDITS
11 ;;;; files for more information.
12
13 (in-package "SB!C")
14
15 ;;; The front-end data structure (IR1) is composed of nodes,
16 ;;; representing actual evaluations. Linear sequences of nodes in
17 ;;; control-flow order are combined into blocks (but see
18 ;;; JOIN-SUCCESSOR-IF-POSSIBLE for precise conditions); control
19 ;;; transfers inside a block are represented with CTRANs and between
20 ;;; blocks -- with BLOCK-SUCC/BLOCK-PRED lists; data transfers are
21 ;;; represented with LVARs.
22
23 ;;; "Lead-in" Control TRANsfer [to some node]
24 (def!struct (ctran
25              (:make-load-form-fun ignore-it)
26              (:constructor make-ctran))
27   ;; an indication of the way that this continuation is currently used
28   ;;
29   ;; :UNUSED
30   ;;    A continuation for which all control-related slots have the
31   ;;    default values. A continuation is unused during IR1 conversion
32   ;;    until it is assigned a block, and may be also be temporarily
33   ;;    unused during later manipulations of IR1. In a consistent
34   ;;    state there should never be any mention of :UNUSED
35   ;;    continuations. NEXT can have a non-null value if the next node
36   ;;    has already been determined.
37   ;;
38   ;; :BLOCK-START
39   ;;    The continuation that is the START of BLOCK.
40   ;;
41   ;; :INSIDE-BLOCK
42   ;;    A continuation that is the NEXT of some node in BLOCK.
43   (kind :unused :type (member :unused :inside-block :block-start))
44   ;; A NODE which is to be evaluated next. Null only temporary.
45   (next nil :type (or node null))
46   ;; the node where this CTRAN is used, if unique. This is always null
47   ;; in :UNUSED and :BLOCK-START CTRANs, and is never null in
48   ;; :INSIDE-BLOCK continuations.
49   (use nil :type (or node null))
50   ;; the basic block this continuation is in. This is null only in
51   ;; :UNUSED continuations.
52   (block nil :type (or cblock null)))
53
54 (def!method print-object ((x ctran) stream)
55   (print-unreadable-object (x stream :type t :identity t)
56     (format stream " #~D" (cont-num x))))
57
58 ;;; Linear VARiable. Multiple-value (possibly of unknown number)
59 ;;; temporal storage.
60 (def!struct (lvar
61              (:make-load-form-fun ignore-it)
62              (:constructor make-lvar (&optional dest)))
63   ;; The node which receives this value. NIL only temporarily.
64   (dest nil :type (or node null))
65   ;; cached type of this lvar's value. If NIL, then this must be
66   ;; recomputed: see LVAR-DERIVED-TYPE.
67   (%derived-type nil :type (or ctype null))
68   ;; the node (if unique) or a list of nodes where this lvar is used.
69   (uses nil :type (or node list))
70   ;; set to true when something about this lvar's value has
71   ;; changed. See REOPTIMIZE-LVAR. This provides a way for IR1
72   ;; optimize to determine which operands to a node have changed. If
73   ;; the optimizer for this node type doesn't care, it can elect not
74   ;; to clear this flag.
75   (reoptimize t :type boolean)
76   ;; Cached type which is checked by DEST. If NIL, then this must be
77   ;; recomputed: see LVAR-EXTERNALLY-CHECKABLE-TYPE.
78   (%externally-checkable-type nil :type (or null ctype))
79   ;; something or other that the back end annotates this lvar with
80   (info nil))
81
82 (def!method print-object ((x lvar) stream)
83   (print-unreadable-object (x stream :type t :identity t)
84     (format stream " #~D" (cont-num x))))
85
86 (defstruct (node (:constructor nil)
87                  (:copier nil))
88   ;; unique ID for debugging
89   #!+sb-show (id (new-object-id) :read-only t)
90   ;; True if this node needs to be optimized. This is set to true
91   ;; whenever something changes about the value of an lvar whose DEST
92   ;; is this node.
93   (reoptimize t :type boolean)
94   ;; the ctran indicating what we do controlwise after evaluating this
95   ;; node. This is null if the node is the last in its block.
96   (next nil :type (or ctran null))
97   ;; the ctran that this node is the NEXT of. This is null during IR1
98   ;; conversion when we haven't linked the node in yet or in nodes
99   ;; that have been deleted from the IR1 by UNLINK-NODE.
100   (prev nil :type (or ctran null))
101   ;; the lexical environment this node was converted in
102   (lexenv *lexenv* :type lexenv)
103   ;; a representation of the source code responsible for generating
104   ;; this node
105   ;;
106   ;; For a form introduced by compilation (does not appear in the
107   ;; original source), the path begins with a list of all the
108   ;; enclosing introduced forms. This list is from the inside out,
109   ;; with the form immediately responsible for this node at the head
110   ;; of the list.
111   ;;
112   ;; Following the introduced forms is a representation of the
113   ;; location of the enclosing original source form. This transition
114   ;; is indicated by the magic ORIGINAL-SOURCE-START marker. The first
115   ;; element of the original source is the "form number", which is the
116   ;; ordinal number of this form in a depth-first, left-to-right walk
117   ;; of the truly-top-level form in which this appears.
118   ;;
119   ;; Following is a list of integers describing the path taken through
120   ;; the source to get to this point:
121   ;;     (K L M ...) => (NTH K (NTH L (NTH M ...)))
122   ;;
123   ;; The last element in the list is the top level form number, which
124   ;; is the ordinal number (in this call to the compiler) of the truly
125   ;; top level form containing the original source.
126   (source-path *current-path* :type list)
127   ;; If this node is in a tail-recursive position, then this is set to
128   ;; T. At the end of IR1 (in physical environment analysis) this is
129   ;; computed for all nodes (after cleanup code has been emitted).
130   ;; Before then, a non-null value indicates that IR1 optimization has
131   ;; converted a tail local call to a direct transfer.
132   ;;
133   ;; If the back-end breaks tail-recursion for some reason, then it
134   ;; can null out this slot.
135   (tail-p nil :type boolean))
136
137 (defstruct (valued-node (:conc-name node-)
138                         (:include node)
139                         (:constructor nil)
140                         (:copier nil))
141   ;; the bottom-up derived type for this node.
142   (derived-type *wild-type* :type ctype)
143   ;; Lvar, receiving the values, produced by this node. May be NIL if
144   ;; the value is unused.
145   (lvar nil :type (or lvar null)))
146
147 ;;; Flags that are used to indicate various things about a block, such
148 ;;; as what optimizations need to be done on it:
149 ;;; -- REOPTIMIZE is set when something interesting happens the uses of a
150 ;;;    lvar whose DEST is in this block. This indicates that the
151 ;;;    value-driven (forward) IR1 optimizations should be done on this block.
152 ;;; -- FLUSH-P is set when code in this block becomes potentially flushable,
153 ;;;    usually due to an lvar's DEST becoming null.
154 ;;; -- TYPE-CHECK is true when the type check phase should be run on this
155 ;;;    block. IR1 optimize can introduce new blocks after type check has
156 ;;;    already run. We need to check these blocks, but there is no point in
157 ;;;    checking blocks we have already checked.
158 ;;; -- DELETE-P is true when this block is used to indicate that this block
159 ;;;    has been determined to be unreachable and should be deleted. IR1
160 ;;;    phases should not attempt to examine or modify blocks with DELETE-P
161 ;;;    set, since they may:
162 ;;;     - be in the process of being deleted, or
163 ;;;     - have no successors.
164 ;;; -- TYPE-ASSERTED, TEST-MODIFIED
165 ;;;    These flags are used to indicate that something in this block
166 ;;;    might be of interest to constraint propagation. TYPE-ASSERTED
167 ;;;    is set when an lvar type assertion is strengthened.
168 ;;;    TEST-MODIFIED is set whenever the test for the ending IF has
169 ;;;    changed (may be true when there is no IF.)
170 (!def-boolean-attribute block
171   reoptimize flush-p type-check delete-p type-asserted test-modified)
172
173 ;;; FIXME: Tweak so that definitions of e.g. BLOCK-DELETE-P is
174 ;;; findable by grep for 'def.*block-delete-p'.
175 (macrolet ((frob (slot)
176              `(defmacro ,(symbolicate "BLOCK-" slot) (block)
177                 `(block-attributep (block-flags ,block) ,',slot))))
178   (frob reoptimize)
179   (frob flush-p)
180   (frob type-check)
181   (frob delete-p)
182   (frob type-asserted)
183   (frob test-modified))
184
185 ;;; The CBLOCK structure represents a basic block. We include
186 ;;; SSET-ELEMENT so that we can have sets of blocks. Initially the
187 ;;; SSET-ELEMENT-NUMBER is null, DFO analysis numbers in reverse DFO.
188 ;;; During IR2 conversion, IR1 blocks are re-numbered in forward emit
189 ;;; order. This latter numbering also forms the basis of the block
190 ;;; numbering in the debug-info (though that is relative to the start
191 ;;; of the function.)
192 (defstruct (cblock (:include sset-element)
193                    (:constructor make-block (start))
194                    (:constructor make-block-key)
195                    (:conc-name block-)
196                    (:predicate block-p))
197   ;; a list of all the blocks that are predecessors/successors of this
198   ;; block. In well-formed IR1, most blocks will have one successor.
199   ;; The only exceptions are:
200   ;;  1. component head blocks (any number)
201   ;;  2. blocks ending in an IF (1 or 2)
202   ;;  3. blocks with DELETE-P set (zero)
203   (pred nil :type list)
204   (succ nil :type list)
205   ;; the ctran which heads this block (a :BLOCK-START), or NIL when we
206   ;; haven't made the start ctran yet (and in the dummy component head
207   ;; and tail blocks)
208   (start nil :type (or ctran null))
209   ;; the last node in this block. This is NIL when we are in the
210   ;; process of building a block (and in the dummy component head and
211   ;; tail blocks.)
212   (last nil :type (or node null))
213   ;; the forward and backward links in the depth-first ordering of the
214   ;; blocks. These slots are NIL at beginning/end.
215   (next nil :type (or null cblock))
216   (prev nil :type (or null cblock))
217   ;; This block's attributes: see above.
218   (flags (block-attributes reoptimize flush-p type-check type-asserted
219                            test-modified)
220          :type attributes)
221   ;; in constraint propagation: list of LAMBDA-VARs killed in this block
222   ;; in copy propagation: list of killed TNs
223   (kill nil)
224   ;; other sets used in constraint propagation and/or copy propagation
225   (gen nil)
226   (in nil)
227   (out nil)
228   ;; the component this block is in, or NIL temporarily during IR1
229   ;; conversion and in deleted blocks
230   (component (progn
231                (aver-live-component *current-component*)
232                *current-component*)
233              :type (or component null))
234   ;; a flag used by various graph-walking code to determine whether
235   ;; this block has been processed already or what. We make this
236   ;; initially NIL so that FIND-INITIAL-DFO doesn't have to scan the
237   ;; entire initial component just to clear the flags.
238   (flag nil)
239   ;; some kind of info used by the back end
240   (info nil)
241   ;; constraints that hold in this block and its successors by merit
242   ;; of being tested by its IF predecessors.
243   (test-constraint nil :type (or sset null)))
244 (def!method print-object ((cblock cblock) stream)
245   (print-unreadable-object (cblock stream :type t :identity t)
246     (format stream "~W :START c~W"
247             (block-number cblock)
248             (cont-num (block-start cblock)))))
249
250 ;;; The BLOCK-ANNOTATION class is inherited (via :INCLUDE) by
251 ;;; different BLOCK-INFO annotation structures so that code
252 ;;; (specifically control analysis) can be shared.
253 (defstruct (block-annotation (:constructor nil)
254                              (:copier nil))
255   ;; The IR1 block that this block is in the INFO for.
256   (block (missing-arg) :type cblock)
257   ;; the next and previous block in emission order (not DFO). This
258   ;; determines which block we drop though to, and is also used to
259   ;; chain together overflow blocks that result from splitting of IR2
260   ;; blocks in lifetime analysis.
261   (next nil :type (or block-annotation null))
262   (prev nil :type (or block-annotation null)))
263
264 ;;; A COMPONENT structure provides a handle on a connected piece of
265 ;;; the flow graph. Most of the passes in the compiler operate on
266 ;;; COMPONENTs rather than on the entire flow graph.
267 ;;;
268 ;;; According to the CMU CL internals/front.tex, the reason for
269 ;;; separating compilation into COMPONENTs is
270 ;;;   to increase the efficiency of large block compilations. In
271 ;;;   addition to improving locality of reference and reducing the
272 ;;;   size of flow analysis problems, this allows back-end data
273 ;;;   structures to be reclaimed after the compilation of each
274 ;;;   component.
275 (defstruct (component (:copier nil)
276                       (:constructor
277                        make-component (head tail &aux (last-block tail))))
278   ;; unique ID for debugging
279   #!+sb-show (id (new-object-id) :read-only t)
280   ;; the kind of component
281   ;;
282   ;; (The terminology here is left over from before
283   ;; sbcl-0.pre7.34.flaky5.2, when there was no such thing as
284   ;; FUNCTIONAL-HAS-EXTERNAL-REFERENCES-P, so that Python was
285   ;; incapable of building standalone :EXTERNAL functions, but instead
286   ;; had to implement things like #'CL:COMPILE as FUNCALL of a little
287   ;; toplevel stub whose sole purpose was to return an :EXTERNAL
288   ;; function.)
289   ;;
290   ;; The possibilities are:
291   ;;   NIL
292   ;;     an ordinary component, containing non-top-level code
293   ;;   :TOPLEVEL
294   ;;     a component containing only load-time code
295   ;;   :COMPLEX-TOPLEVEL
296   ;;     In the old system, before FUNCTIONAL-HAS-EXTERNAL-REFERENCES-P
297   ;;     was defined, this was necessarily a component containing both
298   ;;     top level and run-time code. Now this state is also used for
299   ;;     a component with HAS-EXTERNAL-REFERENCES-P functionals in it.
300   ;;   :INITIAL
301   ;;     the result of initial IR1 conversion, on which component
302   ;;     analysis has not been done
303   ;;   :DELETED
304   ;;     debris left over from component analysis
305   ;;
306   ;; See also COMPONENT-TOPLEVELISH-P.
307   (kind nil :type (member nil :toplevel :complex-toplevel :initial :deleted))
308   ;; the blocks that are the dummy head and tail of the DFO
309   ;;
310   ;; Entry/exit points have these blocks as their
311   ;; predecessors/successors. The start and return from each
312   ;; non-deleted function is linked to the component head and
313   ;; tail. Until physical environment analysis links NLX entry stubs
314   ;; to the component head, every successor of the head is a function
315   ;; start (i.e. begins with a BIND node.)
316   (head (missing-arg) :type cblock)
317   (tail (missing-arg) :type cblock)
318   ;; New blocks are inserted before this.
319   (last-block (missing-arg) :type cblock)
320   ;; This becomes a list of the CLAMBDA structures for all functions
321   ;; in this component. OPTIONAL-DISPATCHes are represented only by
322   ;; their XEP and other associated lambdas. This doesn't contain any
323   ;; deleted or LET lambdas.
324   ;;
325   ;; Note that logical associations between CLAMBDAs and COMPONENTs
326   ;; seem to exist for a while before this is initialized. See e.g.
327   ;; the NEW-FUNCTIONALS slot. In particular, I got burned by writing
328   ;; some code to use this value to decide which components need
329   ;; LOCALL-ANALYZE-COMPONENT, when it turns out that
330   ;; LOCALL-ANALYZE-COMPONENT had a role in initializing this value
331   ;; (and DFO stuff does too, maybe). Also, even after it's
332   ;; initialized, it might change as CLAMBDAs are deleted or merged.
333   ;; -- WHN 2001-09-30
334   (lambdas () :type list)
335   ;; a list of FUNCTIONALs for functions that are newly converted, and
336   ;; haven't been local-call analyzed yet. Initially functions are not
337   ;; in the LAMBDAS list. Local call analysis moves them there
338   ;; (possibly as LETs, or implicitly as XEPs if an OPTIONAL-DISPATCH.)
339   ;; Between runs of local call analysis there may be some debris of
340   ;; converted or even deleted functions in this list.
341   (new-functionals () :type list)
342   ;; If this is true, then there is stuff in this component that could
343   ;; benefit from further IR1 optimization.
344   (reoptimize t :type boolean)
345   ;; If this is true, then the control flow in this component was
346   ;; messed up by IR1 optimizations, so the DFO should be recomputed.
347   (reanalyze nil :type boolean)
348   ;; some sort of name for the code in this component
349   (name "<unknown>" :type simple-string)
350   ;; When I am a child, this is :NO-IR2-YET.
351   ;; In my adulthood, IR2 stores notes to itself here.
352   ;; After I have left the great wheel and am staring into the GC, this
353   ;;   is set to :DEAD to indicate that it's a gruesome error to operate
354   ;;   on me (e.g. by using me as *CURRENT-COMPONENT*, or by pushing
355   ;;   LAMBDAs onto my NEW-FUNCTIONALS, as in sbcl-0.pre7.115).
356   (info :no-ir2-yet :type (or ir2-component (member :no-ir2-yet :dead)))
357   ;; the SOURCE-INFO structure describing where this component was
358   ;; compiled from
359   (source-info *source-info* :type source-info)
360   ;; count of the number of inline expansions we have done while
361   ;; compiling this component, to detect infinite or exponential
362   ;; blowups
363   (inline-expansions 0 :type index)
364   ;; a map from combination nodes to things describing how an
365   ;; optimization of the node failed. The description is an alist
366   ;; (TRANSFORM . ARGS), where TRANSFORM is the structure describing
367   ;; the transform that failed, and ARGS is either a list of format
368   ;; arguments for the note, or the FUN-TYPE that would have
369   ;; enabled the transformation but failed to match.
370   (failed-optimizations (make-hash-table :test 'eq) :type hash-table)
371   ;; This is similar to NEW-FUNCTIONALS, but is used when a function
372   ;; has already been analyzed, but new references have been added by
373   ;; inline expansion. Unlike NEW-FUNCTIONALS, this is not disjoint
374   ;; from COMPONENT-LAMBDAS.
375   (reanalyze-functionals nil :type list)
376   (delete-blocks nil :type list))
377 (defprinter (component :identity t)
378   name
379   #!+sb-show id
380   (reanalyze :test reanalyze))
381
382 ;;; Check that COMPONENT is suitable for roles which involve adding
383 ;;; new code. (gotta love imperative programming with lotso in-place
384 ;;; side effects...)
385 (defun aver-live-component (component)
386   ;; FIXME: As of sbcl-0.pre7.115, we're asserting that
387   ;; COMPILE-COMPONENT hasn't happened yet. Might it be even better
388   ;; (certainly stricter, possibly also correct...) to assert that
389   ;; IR1-FINALIZE hasn't happened yet?
390   (aver (not (eql (component-info component) :dead))))
391
392 ;;; Before sbcl-0.7.0, there were :TOPLEVEL things which were magical
393 ;;; in multiple ways. That's since been refactored into the orthogonal
394 ;;; properties "optimized for locall with no arguments" and "externally
395 ;;; visible/referenced (so don't delete it)". The code <0.7.0 did a lot
396 ;;; of tests a la (EQ KIND :TOP_LEVEL) in the "don't delete it?" sense;
397 ;;; this function is a sort of literal translation of those tests into
398 ;;; the new world.
399 ;;;
400 ;;; FIXME: After things settle down, bare :TOPLEVEL might go away, at
401 ;;; which time it might be possible to replace the COMPONENT-KIND
402 ;;; :TOPLEVEL mess with a flag COMPONENT-HAS-EXTERNAL-REFERENCES-P
403 ;;; along the lines of FUNCTIONAL-HAS-EXTERNAL-REFERENCES-P.
404 (defun lambda-toplevelish-p (clambda)
405   (or (eql (lambda-kind clambda) :toplevel)
406       (lambda-has-external-references-p clambda)))
407 (defun component-toplevelish-p (component)
408   (member (component-kind component)
409           '(:toplevel :complex-toplevel)))
410
411 ;;; A CLEANUP structure represents some dynamic binding action. Blocks
412 ;;; are annotated with the current CLEANUP so that dynamic bindings
413 ;;; can be removed when control is transferred out of the binding
414 ;;; environment. We arrange for changes in dynamic bindings to happen
415 ;;; at block boundaries, so that cleanup code may easily be inserted.
416 ;;; The "mess-up" action is explicitly represented by a funny function
417 ;;; call or ENTRY node.
418 ;;;
419 ;;; We guarantee that CLEANUPs only need to be done at block
420 ;;; boundaries by requiring that the exit ctrans initially head their
421 ;;; blocks, and then by not merging blocks when there is a cleanup
422 ;;; change.
423 (defstruct (cleanup (:copier nil))
424   ;; the kind of thing that has to be cleaned up
425   (kind (missing-arg)
426         :type (member :special-bind :catch :unwind-protect :block :tagbody))
427   ;; the node that messes things up. This is the last node in the
428   ;; non-messed-up environment. Null only temporarily. This could be
429   ;; deleted due to unreachability.
430   (mess-up nil :type (or node null))
431   ;; a list of all the NLX-INFO structures whose NLX-INFO-CLEANUP is
432   ;; this cleanup. This is filled in by physical environment analysis.
433   (nlx-info nil :type list))
434 (defprinter (cleanup :identity t)
435   kind
436   mess-up
437   (nlx-info :test nlx-info))
438
439 ;;; A PHYSENV represents the result of physical environment analysis.
440 ;;;
441 ;;; As far as I can tell from reverse engineering, this IR1 structure
442 ;;; represents the physical environment (which is probably not the
443 ;;; standard Lispy term for this concept, but I dunno what is the
444 ;;; standard term): those things in the lexical environment which a
445 ;;; LAMBDA actually interacts with. Thus in
446 ;;;   (DEFUN FROB-THINGS (THINGS)
447 ;;;     (DOLIST (THING THINGS)
448 ;;;       (BLOCK FROBBING-ONE-THING
449 ;;;         (MAPCAR (LAMBDA (PATTERN)
450 ;;;                   (WHEN (FITS-P THING PATTERN)
451 ;;;                     (RETURN-FROM FROB-THINGS (LIST :FIT THING PATTERN))))
452 ;;;                 *PATTERNS*))))
453 ;;; the variables THINGS, THING, and PATTERN and the block names
454 ;;; FROB-THINGS and FROBBING-ONE-THING are all in the inner LAMBDA's
455 ;;; lexical environment, but of those only THING, PATTERN, and
456 ;;; FROB-THINGS are in its physical environment. In IR1, we largely
457 ;;; just collect the names of these things; in IR2 an IR2-PHYSENV
458 ;;; structure is attached to INFO and used to keep track of
459 ;;; associations between these names and less-abstract things (like
460 ;;; TNs, or eventually stack slots and registers). -- WHN 2001-09-29
461 (defstruct (physenv (:copier nil))
462   ;; the function that allocates this physical environment
463   (lambda (missing-arg) :type clambda :read-only t)
464   ;; This ultimately converges to a list of all the LAMBDA-VARs and
465   ;; NLX-INFOs needed from enclosing environments by code in this
466   ;; physical environment. In the meantime, it may be
467   ;;   * NIL at object creation time
468   ;;   * a superset of the correct result, generated somewhat later
469   ;;   * smaller and smaller sets converging to the correct result as
470   ;;     we notice and delete unused elements in the superset
471   (closure nil :type list)
472   ;; a list of NLX-INFO structures describing all the non-local exits
473   ;; into this physical environment
474   (nlx-info nil :type list)
475   ;; some kind of info used by the back end
476   (info nil))
477 (defprinter (physenv :identity t)
478   lambda
479   (closure :test closure)
480   (nlx-info :test nlx-info))
481
482 ;;; An TAIL-SET structure is used to accumulate information about
483 ;;; tail-recursive local calls. The "tail set" is effectively the
484 ;;; transitive closure of the "is called tail-recursively by"
485 ;;; relation.
486 ;;;
487 ;;; All functions in the same tail set share the same TAIL-SET
488 ;;; structure. Initially each function has its own TAIL-SET, but when
489 ;;; IR1-OPTIMIZE-RETURN notices a tail local call, it joins the tail
490 ;;; sets of the called function and the calling function.
491 ;;;
492 ;;; The tail set is somewhat approximate, because it is too early to
493 ;;; be sure which calls will be tail-recursive. Any call that *might*
494 ;;; end up tail-recursive causes TAIL-SET merging.
495 (defstruct (tail-set)
496   ;; a list of all the LAMBDAs in this tail set
497   (funs nil :type list)
498   ;; our current best guess of the type returned by these functions.
499   ;; This is the union across all the functions of the return node's
500   ;; RESULT-TYPE, excluding local calls.
501   (type *wild-type* :type ctype)
502   ;; some info used by the back end
503   (info nil))
504 (defprinter (tail-set :identity t)
505   funs
506   type
507   (info :test info))
508
509 ;;; An NLX-INFO structure is used to collect various information about
510 ;;; non-local exits. This is effectively an annotation on the
511 ;;; continuation, although it is accessed by searching in the
512 ;;; PHYSENV-NLX-INFO.
513 (def!struct (nlx-info (:constructor make-nlx-info
514                                     (cleanup exit &aux (lvar (node-lvar exit))))
515                       (:make-load-form-fun ignore-it))
516   ;; the cleanup associated with this exit. In a catch or
517   ;; unwind-protect, this is the :CATCH or :UNWIND-PROTECT cleanup,
518   ;; and not the cleanup for the escape block. The CLEANUP-KIND of
519   ;; this thus provides a good indication of what kind of exit is
520   ;; being done.
521   (cleanup (missing-arg) :type cleanup)
522   ;; the continuation exited to (the CONT of the EXIT nodes). If this
523   ;; exit is from an escape function (CATCH or UNWIND-PROTECT), then
524   ;; physical environment analysis deletes the escape function and
525   ;; instead has the %NLX-ENTRY use this continuation.
526   ;;
527   ;; This slot is primarily an indication of where this exit delivers
528   ;; its values to (if any), but it is also used as a sort of name to
529   ;; allow us to find the NLX-INFO that corresponds to a given exit.
530   ;; For this purpose, the ENTRY must also be used to disambiguate,
531   ;; since exits to different places may deliver their result to the
532   ;; same continuation.
533   (exit (missing-arg) :type exit)
534   (lvar (missing-arg) :type (or lvar null))
535   ;; the entry stub inserted by physical environment analysis. This is
536   ;; a block containing a call to the %NLX-ENTRY funny function that
537   ;; has the original exit destination as its successor. Null only
538   ;; temporarily.
539   (target nil :type (or cblock null))
540   ;; some kind of info used by the back end
541   info)
542 (defprinter (nlx-info :identity t)
543   exit
544   target
545   info)
546 \f
547 ;;;; LEAF structures
548
549 ;;; Variables, constants and functions are all represented by LEAF
550 ;;; structures. A reference to a LEAF is indicated by a REF node. This
551 ;;; allows us to easily substitute one for the other without actually
552 ;;; hacking the flow graph.
553 (def!struct (leaf (:make-load-form-fun ignore-it)
554                   (:constructor nil))
555   ;; unique ID for debugging
556   #!+sb-show (id (new-object-id) :read-only t)
557   ;; (For public access to this slot, use LEAF-SOURCE-NAME.)
558   ;;
559   ;; the name of LEAF as it appears in the source, e.g. 'FOO or '(SETF
560   ;; FOO) or 'N or '*Z*, or the special .ANONYMOUS. value if there's
561   ;; no name for this thing in the source (as can happen for
562   ;; FUNCTIONALs, e.g. for anonymous LAMBDAs or for functions for
563   ;; top-level forms; and can also happen for anonymous constants) or
564   ;; perhaps also if the match between the name and the thing is
565   ;; skewed enough (e.g. for macro functions or method functions) that
566   ;; we don't want to have that name affect compilation
567   ;;
568   ;; (We use .ANONYMOUS. here more or less the way we'd ordinarily use
569   ;; NIL, but we're afraid to use NIL because it's a symbol which could
570   ;; be the name of a leaf, if only the constant named NIL.)
571   ;;
572   ;; The value of this slot in can affect ordinary runtime behavior,
573   ;; e.g. of special variables and known functions, not just debugging.
574   ;;
575   ;; See also the LEAF-DEBUG-NAME function and the
576   ;; FUNCTIONAL-%DEBUG-NAME slot.
577   (%source-name (missing-arg)
578                 :type (or symbol (and cons (satisfies legal-fun-name-p)))
579                 :read-only t)
580   ;; the type which values of this leaf must have
581   (type *universal-type* :type ctype)
582   ;; where the TYPE information came from:
583   ;;  :DECLARED, from a declaration.
584   ;;  :ASSUMED, from uses of the object.
585   ;;  :DEFINED, from examination of the definition.
586   ;; FIXME: This should be a named type. (LEAF-WHERE-FROM? Or
587   ;; perhaps just WHERE-FROM, since it's not just used in LEAF,
588   ;; but also in various DEFINE-INFO-TYPEs in globaldb.lisp,
589   ;; and very likely elsewhere too.)
590   (where-from :assumed :type (member :declared :assumed :defined))
591   ;; list of the REF nodes for this leaf
592   (refs () :type list)
593   ;; true if there was ever a REF or SET node for this leaf. This may
594   ;; be true when REFS and SETS are null, since code can be deleted.
595   (ever-used nil :type boolean)
596   ;; some kind of info used by the back end
597   (info nil))
598
599 ;;; LEAF name operations
600 ;;;
601 ;;; KLUDGE: wants CLOS..
602 (defun leaf-has-source-name-p (leaf)
603   (not (eq (leaf-%source-name leaf)
604            '.anonymous.)))
605 (defun leaf-source-name (leaf)
606   (aver (leaf-has-source-name-p leaf))
607   (leaf-%source-name leaf))
608 (defun leaf-debug-name (leaf)
609   (if (functional-p leaf)
610       ;; FUNCTIONALs have additional %DEBUG-NAME behavior.
611       (functional-debug-name leaf)
612       ;; Other objects just use their source name.
613       ;;
614       ;; (As of sbcl-0.pre7.85, there are a few non-FUNCTIONAL
615       ;; anonymous objects, (anonymous constants..) and those would
616       ;; fail here if we ever tried to get debug names from them, but
617       ;; it looks as though it's never interesting to get debug names
618       ;; from them, so it's moot. -- WHN)
619       (leaf-source-name leaf)))
620
621 ;;; The CONSTANT structure is used to represent known constant values.
622 ;;; If NAME is not null, then it is the name of the named constant
623 ;;; which this leaf corresponds to, otherwise this is an anonymous
624 ;;; constant.
625 (def!struct (constant (:include leaf))
626   ;; the value of the constant
627   (value nil :type t))
628 (defprinter (constant :identity t)
629   (%source-name :test %source-name)
630   value)
631
632 ;;; The BASIC-VAR structure represents information common to all
633 ;;; variables which don't correspond to known local functions.
634 (def!struct (basic-var (:include leaf)
635                        (:constructor nil))
636   ;; Lists of the set nodes for this variable.
637   (sets () :type list))
638
639 ;;; The GLOBAL-VAR structure represents a value hung off of the symbol
640 ;;; NAME.
641 (def!struct (global-var (:include basic-var))
642   ;; kind of variable described
643   (kind (missing-arg)
644         :type (member :special :global-function :global)))
645 (defprinter (global-var :identity t)
646   %source-name
647   #!+sb-show id
648   (type :test (not (eq type *universal-type*)))
649   (where-from :test (not (eq where-from :assumed)))
650   kind)
651
652 ;;; A DEFINED-FUN represents a function that is defined in the same
653 ;;; compilation block, or that has an inline expansion, or that has a
654 ;;; non-NIL INLINEP value. Whenever we change the INLINEP state (i.e.
655 ;;; an inline proclamation) we copy the structure so that former
656 ;;; INLINEP values are preserved.
657 (def!struct (defined-fun (:include global-var
658                                    (where-from :defined)
659                                    (kind :global-function)))
660   ;; The values of INLINEP and INLINE-EXPANSION initialized from the
661   ;; global environment.
662   (inlinep nil :type inlinep)
663   (inline-expansion nil :type (or cons null))
664   ;; the block-local definition of this function (either because it
665   ;; was semi-inline, or because it was defined in this block). If
666   ;; this function is not an entry point, then this may be deleted or
667   ;; LET-converted. Null if we haven't converted the expansion yet.
668   (functional nil :type (or functional null)))
669 (defprinter (defined-fun :identity t)
670   %source-name
671   #!+sb-show id
672   inlinep
673   (functional :test functional))
674 \f
675 ;;;; function stuff
676
677 ;;; We default the WHERE-FROM and TYPE slots to :DEFINED and FUNCTION.
678 ;;; We don't normally manipulate function types for defined functions,
679 ;;; but if someone wants to know, an approximation is there.
680 (def!struct (functional (:include leaf
681                                   (%source-name '.anonymous.)
682                                   (where-from :defined)
683                                   (type (specifier-type 'function))))
684   ;; (For public access to this slot, use LEAF-DEBUG-NAME.)
685   ;;
686   ;; the name of FUNCTIONAL for debugging purposes, or NIL if we
687   ;; should just let the SOURCE-NAME fall through
688   ;; 
689   ;; Unlike the SOURCE-NAME slot, this slot's value should never
690   ;; affect ordinary code behavior, only debugging/diagnostic behavior.
691   ;;
692   ;; Ha.  Ah, the starry-eyed idealism of the writer of the above
693   ;; paragraph.  FUNCTION-LAMBDA-EXPRESSION's behaviour, as of
694   ;; sbcl-0.7.11.x, differs if the name of the a function is a string
695   ;; or not, as if it is a valid function name then it can look for an
696   ;; inline expansion.
697   ;;
698   ;; The value of this slot can be anything, except that it shouldn't
699   ;; be a legal function name, since otherwise debugging gets
700   ;; confusing. (If a legal function name is a good name for the
701   ;; function, it should be in %SOURCE-NAME, and then we shouldn't
702   ;; need a %DEBUG-NAME.) In SBCL as of 0.pre7.87, it's always a
703   ;; string unless it's NIL, since that's how CMU CL represented debug
704   ;; names. However, eventually I (WHN) think it we should start using
705   ;; list values instead, since they have much nicer print properties
706   ;; (abbreviation, skipping package prefixes when unneeded, and
707   ;; renaming package prefixes when we do things like renaming SB!EXT
708   ;; to SB-EXT).
709   ;;
710   ;; E.g. for the function which implements (DEFUN FOO ...), we could
711   ;; have
712   ;;   %SOURCE-NAME=FOO
713   ;;   %DEBUG-NAME=NIL
714   ;; for the function which implements the top level form
715   ;; (IN-PACKAGE :FOO) we could have
716   ;;   %SOURCE-NAME=NIL
717   ;;   %DEBUG-NAME="top level form (IN-PACKAGE :FOO)"
718   ;; for the function which implements FOO in
719   ;;   (DEFUN BAR (...) (FLET ((FOO (...) ...)) ...))
720   ;; we could have
721   ;;   %SOURCE-NAME=FOO
722   ;;   %DEBUG-NAME="FLET FOO in BAR"
723   ;; and for the function which implements FOO in
724   ;;   (DEFMACRO FOO (...) ...)
725   ;; we could have
726   ;;   %SOURCE-NAME=FOO (or maybe .ANONYMOUS.?)
727   ;;   %DEBUG-NAME="DEFMACRO FOO"
728   (%debug-name nil
729                :type (or null (not (satisfies legal-fun-name-p)))
730                :read-only t)
731   ;; some information about how this function is used. These values
732   ;; are meaningful:
733   ;;
734   ;;    NIL
735   ;;    an ordinary function, callable using local call
736   ;;
737   ;;    :LET
738   ;;    a lambda that is used in only one local call, and has in
739   ;;    effect been substituted directly inline. The return node is
740   ;;    deleted, and the result is computed with the actual result
741   ;;    lvar for the call.
742   ;;
743   ;;    :MV-LET
744   ;;    Similar to :LET (as per FUNCTIONAL-LETLIKE-P), but the call
745   ;;    is an MV-CALL.
746   ;;
747   ;;    :ASSIGNMENT
748   ;;    similar to a LET (as per FUNCTIONAL-SOMEWHAT-LETLIKE-P), but
749   ;;    can have other than one call as long as there is at most
750   ;;    one non-tail call.
751   ;;
752   ;;    :OPTIONAL
753   ;;    a lambda that is an entry point for an OPTIONAL-DISPATCH.
754   ;;    Similar to NIL, but requires greater caution, since local call
755   ;;    analysis may create new references to this function. Also, the
756   ;;    function cannot be deleted even if it has *no* references. The
757   ;;    OPTIONAL-DISPATCH is in the LAMDBA-OPTIONAL-DISPATCH.
758   ;;
759   ;;    :EXTERNAL
760   ;;    an external entry point lambda. The function it is an entry
761   ;;    for is in the ENTRY-FUN slot.
762   ;;
763   ;;    :TOPLEVEL
764   ;;    a top level lambda, holding a compiled top level form.
765   ;;    Compiled very much like NIL, but provides an indication of
766   ;;    top level context. A :TOPLEVEL lambda should have *no*
767   ;;    references. Its ENTRY-FUN is a self-pointer.
768   ;;
769   ;;    :TOPLEVEL-XEP
770   ;;    After a component is compiled, we clobber any top level code
771   ;;    references to its non-closure XEPs with dummy FUNCTIONAL
772   ;;    structures having this kind. This prevents the retained
773   ;;    top level code from holding onto the IR for the code it
774   ;;    references.
775   ;;
776   ;;    :ESCAPE
777   ;;    :CLEANUP
778   ;;    special functions used internally by CATCH and UNWIND-PROTECT.
779   ;;    These are pretty much like a normal function (NIL), but are
780   ;;    treated specially by local call analysis and stuff. Neither
781   ;;    kind should ever be given an XEP even though they appear as
782   ;;    args to funny functions. An :ESCAPE function is never actually
783   ;;    called, and thus doesn't need to have code generated for it.
784   ;;
785   ;;    :DELETED
786   ;;    This function has been found to be uncallable, and has been
787   ;;    marked for deletion.
788   ;;
789   ;;    :ZOMBIE
790   ;;    Effectless [MV-]LET; has no BIND node.
791   (kind nil :type (member nil :optional :deleted :external :toplevel
792                           :escape :cleanup :let :mv-let :assignment
793                           :zombie :toplevel-xep))
794   ;; Is this a function that some external entity (e.g. the fasl dumper)
795   ;; refers to, so that even when it appears to have no references, it
796   ;; shouldn't be deleted? In the old days (before
797   ;; sbcl-0.pre7.37.flaky5.2) this was sort of implicitly true when
798   ;; KIND was :TOPLEVEL. Now it must be set explicitly, both for
799   ;; :TOPLEVEL functions and for any other kind of functions that we
800   ;; want to dump or return from #'CL:COMPILE or whatever.
801   (has-external-references-p nil)
802   ;; In a normal function, this is the external entry point (XEP)
803   ;; lambda for this function, if any. Each function that is used
804   ;; other than in a local call has an XEP, and all of the
805   ;; non-local-call references are replaced with references to the
806   ;; XEP.
807   ;;
808   ;; In an XEP lambda (indicated by the :EXTERNAL kind), this is the
809   ;; function that the XEP is an entry-point for. The body contains
810   ;; local calls to all the actual entry points in the function. In a
811   ;; :TOPLEVEL lambda (which is its own XEP) this is a self-pointer.
812   ;;
813   ;; With all other kinds, this is null.
814   (entry-fun nil :type (or functional null))
815   ;; the value of any inline/notinline declaration for a local
816   ;; function (or NIL in any case if no inline expansion is available)
817   (inlinep nil :type inlinep)
818   ;; If we have a lambda that can be used as in inline expansion for
819   ;; this function, then this is it. If there is no source-level
820   ;; lambda corresponding to this function then this is null (but then
821   ;; INLINEP will always be NIL as well.)
822   (inline-expansion nil :type list)
823   ;; the lexical environment that the INLINE-EXPANSION should be converted in
824   (lexenv *lexenv* :type lexenv)
825   ;; the original function or macro lambda list, or :UNSPECIFIED if
826   ;; this is a compiler created function
827   (arg-documentation nil :type (or list (member :unspecified)))
828   ;; various rare miscellaneous info that drives code generation & stuff
829   (plist () :type list))
830 (defprinter (functional :identity t)
831   %source-name
832   %debug-name
833   #!+sb-show id)
834
835 ;;; Is FUNCTIONAL LET-converted? (where we're indifferent to whether
836 ;;; it returns one value or multiple values)
837 (defun functional-letlike-p (functional)
838   (member (functional-kind functional)
839           '(:let :mv-let)))
840
841 ;;; Is FUNCTIONAL sorta LET-converted? (where even an :ASSIGNMENT counts)
842 ;;;
843 ;;; FIXME: I (WHN) don't understand this one well enough to give a good
844 ;;; definition or even a good function name, it's just a literal copy
845 ;;; of a CMU CL idiom. Does anyone have a better name or explanation?
846 (defun functional-somewhat-letlike-p (functional)
847   (or (functional-letlike-p functional)
848       (eql (functional-kind functional) :assignment)))
849
850 ;;; FUNCTIONAL name operations
851 (defun functional-debug-name (functional)
852   ;; FUNCTIONAL-%DEBUG-NAME takes precedence over FUNCTIONAL-SOURCE-NAME
853   ;; here because we want different debug names for the functions in
854   ;; DEFUN FOO and FLET FOO even though they have the same source name.
855   (or (functional-%debug-name functional)
856       ;; Note that this will cause an error if the function is
857       ;; anonymous. In SBCL (as opposed to CMU CL) we make all
858       ;; FUNCTIONALs have debug names. The CMU CL code didn't bother
859       ;; in many FUNCTIONALs, especially those which were likely to be
860       ;; optimized away before the user saw them. However, getting
861       ;; that right requires a global understanding of the code,
862       ;; which seems bad, so we just require names for everything.
863       (leaf-source-name functional)))
864
865 ;;; The CLAMBDA only deals with required lexical arguments. Special,
866 ;;; optional, keyword and rest arguments are handled by transforming
867 ;;; into simpler stuff.
868 (def!struct (clambda (:include functional)
869                      (:conc-name lambda-)
870                      (:predicate lambda-p)
871                      (:constructor make-lambda)
872                      (:copier copy-lambda))
873   ;; list of LAMBDA-VAR descriptors for arguments
874   (vars nil :type list :read-only t)
875   ;; If this function was ever a :OPTIONAL function (an entry-point
876   ;; for an OPTIONAL-DISPATCH), then this is that OPTIONAL-DISPATCH.
877   ;; The optional dispatch will be :DELETED if this function is no
878   ;; longer :OPTIONAL.
879   (optional-dispatch nil :type (or optional-dispatch null))
880   ;; the BIND node for this LAMBDA. This node marks the beginning of
881   ;; the lambda, and serves to explicitly represent the lambda binding
882   ;; semantics within the flow graph representation. This is null in
883   ;; deleted functions, and also in LETs where we deleted the call and
884   ;; bind (because there are no variables left), but have not yet
885   ;; actually deleted the LAMBDA yet.
886   (bind nil :type (or bind null))
887   ;; the RETURN node for this LAMBDA, or NIL if it has been
888   ;; deleted. This marks the end of the lambda, receiving the result
889   ;; of the body. In a LET, the return node is deleted, and the body
890   ;; delivers the value to the actual lvar. The return may also be
891   ;; deleted if it is unreachable.
892   (return nil :type (or creturn null))
893   ;; If this CLAMBDA is a LET, then this slot holds the LAMBDA whose
894   ;; LETS list we are in, otherwise it is a self-pointer.
895   (home nil :type (or clambda null))
896   ;; all the lambdas that have been LET-substituted in this lambda.
897   ;; This is only non-null in lambdas that aren't LETs.
898   (lets nil :type list)
899   ;; all the ENTRY nodes in this function and its LETs, or null in a LET
900   (entries nil :type list)
901   ;; CLAMBDAs which are locally called by this lambda, and other
902   ;; objects (closed-over LAMBDA-VARs and XEPs) which this lambda
903   ;; depends on in such a way that DFO shouldn't put them in separate
904   ;; components.
905   (calls-or-closes nil :type list)
906   ;; the TAIL-SET that this LAMBDA is in. This is null during creation.
907   ;;
908   ;; In CMU CL, and old SBCL, this was also NILed out when LET
909   ;; conversion happened. That caused some problems, so as of
910   ;; sbcl-0.pre7.37.flaky5.2 when I was trying to get the compiler to
911   ;; emit :EXTERNAL functions directly, and so now the value
912   ;; is no longer NILed out in LET conversion, but instead copied
913   ;; (so that any further optimizations on the rest of the tail
914   ;; set won't modify the value) if necessary.
915   (tail-set nil :type (or tail-set null))
916   ;; the structure which represents the phsical environment that this
917   ;; function's variables are allocated in. This is filled in by
918   ;; physical environment analysis. In a LET, this is EQ to our home's
919   ;; physical environment.
920   (physenv nil :type (or physenv null))
921   ;; In a LET, this is the NODE-LEXENV of the combination node. We
922   ;; retain it so that if the LET is deleted (due to a lack of vars),
923   ;; we will still have caller's lexenv to figure out which cleanup is
924   ;; in effect.
925   (call-lexenv nil :type (or lexenv null))
926   ;; list of embedded lambdas
927   (children nil :type list)
928   (parent nil :type (or clambda null)))
929 (defprinter (clambda :conc-name lambda- :identity t)
930   %source-name
931   %debug-name
932   #!+sb-show id
933   kind
934   (type :test (not (eq type *universal-type*)))
935   (where-from :test (not (eq where-from :assumed)))
936   (vars :prin1 (mapcar #'leaf-source-name vars)))
937
938 ;;; The OPTIONAL-DISPATCH leaf is used to represent hairy lambdas. It
939 ;;; is a FUNCTIONAL, like LAMBDA. Each legal number of arguments has a
940 ;;; function which is called when that number of arguments is passed.
941 ;;; The function is called with all the arguments actually passed. If
942 ;;; additional arguments are legal, then the LEXPR style MORE-ENTRY
943 ;;; handles them. The value returned by the function is the value
944 ;;; which results from calling the OPTIONAL-DISPATCH.
945 ;;;
946 ;;; The theory is that each entry-point function calls the next entry
947 ;;; point tail-recursively, passing all the arguments passed in and
948 ;;; the default for the argument the entry point is for. The last
949 ;;; entry point calls the real body of the function. In the presence
950 ;;; of SUPPLIED-P args and other hair, things are more complicated. In
951 ;;; general, there is a distinct internal function that takes the
952 ;;; SUPPLIED-P args as parameters. The preceding entry point calls
953 ;;; this function with NIL filled in for the SUPPLIED-P args, while
954 ;;; the current entry point calls it with T in the SUPPLIED-P
955 ;;; positions.
956 ;;;
957 ;;; Note that it is easy to turn a call with a known number of
958 ;;; arguments into a direct call to the appropriate entry-point
959 ;;; function, so functions that are compiled together can avoid doing
960 ;;; the dispatch.
961 (def!struct (optional-dispatch (:include functional))
962   ;; the original parsed argument list, for anyone who cares
963   (arglist nil :type list)
964   ;; true if &ALLOW-OTHER-KEYS was supplied
965   (allowp nil :type boolean)
966   ;; true if &KEY was specified (which doesn't necessarily mean that
967   ;; there are any &KEY arguments..)
968   (keyp nil :type boolean)
969   ;; the number of required arguments. This is the smallest legal
970   ;; number of arguments.
971   (min-args 0 :type unsigned-byte)
972   ;; the total number of required and optional arguments. Args at
973   ;; positions >= to this are &REST, &KEY or illegal args.
974   (max-args 0 :type unsigned-byte)
975   ;; list of the (maybe delayed) LAMBDAs which are the entry points
976   ;; for non-rest, non-key calls. The entry for MIN-ARGS is first,
977   ;; MIN-ARGS+1 second, ... MAX-ARGS last. The last entry-point always
978   ;; calls the main entry; in simple cases it may be the main entry.
979   (entry-points nil :type list)
980   ;; an entry point which takes MAX-ARGS fixed arguments followed by
981   ;; an argument context pointer and an argument count. This entry
982   ;; point deals with listifying rest args and parsing keywords. This
983   ;; is null when extra arguments aren't legal.
984   (more-entry nil :type (or clambda null))
985   ;; the main entry-point into the function, which takes all arguments
986   ;; including keywords as fixed arguments. The format of the
987   ;; arguments must be determined by examining the arglist. This may
988   ;; be used by callers that supply at least MAX-ARGS arguments and
989   ;; know what they are doing.
990   (main-entry nil :type (or clambda null)))
991 (defprinter (optional-dispatch :identity t)
992   %source-name
993   %debug-name
994   #!+sb-show id
995   (type :test (not (eq type *universal-type*)))
996   (where-from :test (not (eq where-from :assumed)))
997   arglist
998   allowp
999   keyp
1000   min-args
1001   max-args
1002   (entry-points :test entry-points)
1003   (more-entry :test more-entry)
1004   main-entry)
1005
1006 ;;; The ARG-INFO structure allows us to tack various information onto
1007 ;;; LAMBDA-VARs during IR1 conversion. If we use one of these things,
1008 ;;; then the var will have to be massaged a bit before it is simple
1009 ;;; and lexical.
1010 (def!struct arg-info
1011   ;; true if this arg is to be specially bound
1012   (specialp nil :type boolean)
1013   ;; the kind of argument being described. Required args only have arg
1014   ;; info structures if they are special.
1015   (kind (missing-arg)
1016         :type (member :required :optional :keyword :rest
1017                       :more-context :more-count))
1018   ;; If true, this is the VAR for SUPPLIED-P variable of a keyword or
1019   ;; optional arg. This is true for keywords with non-constant
1020   ;; defaults even when there is no user-specified supplied-p var.
1021   (supplied-p nil :type (or lambda-var null))
1022   ;; the default for a keyword or optional, represented as the
1023   ;; original Lisp code. This is set to NIL in &KEY arguments that are
1024   ;; defaulted using the SUPPLIED-P arg.
1025   (default nil :type t)
1026   ;; the actual key for a &KEY argument. Note that in ANSI CL this is
1027   ;; not necessarily a keyword: (DEFUN FOO (&KEY ((BAR BAR))) ...).
1028   (key nil :type symbol))
1029 (defprinter (arg-info :identity t)
1030   (specialp :test specialp)
1031   kind
1032   (supplied-p :test supplied-p)
1033   (default :test default)
1034   (key :test key))
1035
1036 ;;; The LAMBDA-VAR structure represents a lexical lambda variable.
1037 ;;; This structure is also used during IR1 conversion to describe
1038 ;;; lambda arguments which may ultimately turn out not to be simple
1039 ;;; and lexical.
1040 ;;;
1041 ;;; LAMBDA-VARs with no REFs are considered to be deleted; physical
1042 ;;; environment analysis isn't done on these variables, so the back
1043 ;;; end must check for and ignore unreferenced variables. Note that a
1044 ;;; deleted LAMBDA-VAR may have sets; in this case the back end is
1045 ;;; still responsible for propagating the SET-VALUE to the set's CONT.
1046 (!def-boolean-attribute lambda-var
1047   ;; true if this variable has been declared IGNORE
1048   ignore
1049   ;; This is set by physical environment analysis if it chooses an
1050   ;; indirect (value cell) representation for this variable because it
1051   ;; is both set and closed over.
1052   indirect)
1053
1054 (def!struct (lambda-var (:include basic-var))
1055   (flags (lambda-var-attributes)
1056          :type attributes)
1057   ;; the CLAMBDA that this var belongs to. This may be null when we are
1058   ;; building a lambda during IR1 conversion.
1059   (home nil :type (or null clambda))
1060   ;; The following two slots are only meaningful during IR1 conversion
1061   ;; of hairy lambda vars:
1062   ;;
1063   ;; The ARG-INFO structure which holds information obtained from
1064   ;; &keyword parsing.
1065   (arg-info nil :type (or arg-info null))
1066   ;; if true, the GLOBAL-VAR structure for the special variable which
1067   ;; is to be bound to the value of this argument
1068   (specvar nil :type (or global-var null))
1069   ;; Set of the CONSTRAINTs on this variable. Used by constraint
1070   ;; propagation. This is left null by the lambda pre-pass if it
1071   ;; determine that this is a set closure variable, and is thus not a
1072   ;; good subject for flow analysis.
1073   (constraints nil :type (or sset null)))
1074 (defprinter (lambda-var :identity t)
1075   %source-name
1076   #!+sb-show id
1077   (type :test (not (eq type *universal-type*)))
1078   (where-from :test (not (eq where-from :assumed)))
1079   (flags :test (not (zerop flags))
1080          :prin1 (decode-lambda-var-attributes flags))
1081   (arg-info :test arg-info)
1082   (specvar :test specvar))
1083
1084 (defmacro lambda-var-ignorep (var)
1085   `(lambda-var-attributep (lambda-var-flags ,var) ignore))
1086 (defmacro lambda-var-indirect (var)
1087   `(lambda-var-attributep (lambda-var-flags ,var) indirect))
1088 \f
1089 ;;;; basic node types
1090
1091 ;;; A REF represents a reference to a LEAF. REF-REOPTIMIZE is
1092 ;;; initially (and forever) NIL, since REFs don't receive any values
1093 ;;; and don't have any IR1 optimizer.
1094 (defstruct (ref (:include valued-node (reoptimize nil))
1095                 (:constructor make-ref
1096                               (leaf
1097                                &aux (leaf-type (leaf-type leaf))
1098                                     (derived-type
1099                                      (make-single-value-type leaf-type))))
1100                 (:copier nil))
1101   ;; The leaf referenced.
1102   (leaf nil :type leaf))
1103 (defprinter (ref :identity t)
1104   #!+sb-show id
1105   leaf)
1106
1107 ;;; Naturally, the IF node always appears at the end of a block.
1108 (defstruct (cif (:include node)
1109                 (:conc-name if-)
1110                 (:predicate if-p)
1111                 (:constructor make-if)
1112                 (:copier copy-if))
1113   ;; LVAR for the predicate
1114   (test (missing-arg) :type lvar)
1115   ;; the blocks that we execute next in true and false case,
1116   ;; respectively (may be the same)
1117   (consequent (missing-arg) :type cblock)
1118   (alternative (missing-arg) :type cblock))
1119 (defprinter (cif :conc-name if- :identity t)
1120   (test :prin1 (lvar-uses test))
1121   consequent
1122   alternative)
1123
1124 (defstruct (cset (:include valued-node
1125                            (derived-type (make-single-value-type
1126                                           *universal-type*)))
1127                  (:conc-name set-)
1128                  (:predicate set-p)
1129                  (:constructor make-set)
1130                  (:copier copy-set))
1131   ;; descriptor for the variable set
1132   (var (missing-arg) :type basic-var)
1133   ;; LVAR for the value form
1134   (value (missing-arg) :type lvar))
1135 (defprinter (cset :conc-name set- :identity t)
1136   var
1137   (value :prin1 (lvar-uses value)))
1138
1139 ;;; The BASIC-COMBINATION structure is used to represent both normal
1140 ;;; and multiple value combinations. In a let-like function call, this
1141 ;;; node appears at the end of its block and the body of the called
1142 ;;; function appears as the successor; the NODE-LVAR is null.
1143 (defstruct (basic-combination (:include valued-node)
1144                               (:constructor nil)
1145                               (:copier nil))
1146   ;; LVAR for the function
1147   (fun (missing-arg) :type lvar)
1148   ;; list of LVARs for the args. In a local call, an argument lvar may
1149   ;; be replaced with NIL to indicate that the corresponding variable
1150   ;; is unreferenced, and thus no argument value need be passed.
1151   (args nil :type list)
1152   ;; the kind of function call being made. :LOCAL means that this is a
1153   ;; local call to a function in the same component, and that argument
1154   ;; syntax checking has been done, etc. Calls to known global
1155   ;; functions are represented by storing the FUN-INFO for the
1156   ;; function in this slot. :FULL is a call to an (as yet) unknown
1157   ;; function. :ERROR is like :FULL, but means that we have discovered
1158   ;; that the call contains an error, and should not be reconsidered
1159   ;; for optimization.
1160   (kind :full :type (or (member :local :full :error) fun-info))
1161   ;; some kind of information attached to this node by the back end
1162   (info nil))
1163
1164 ;;; The COMBINATION node represents all normal function calls,
1165 ;;; including FUNCALL. This is distinct from BASIC-COMBINATION so that
1166 ;;; an MV-COMBINATION isn't COMBINATION-P.
1167 (defstruct (combination (:include basic-combination)
1168                         (:constructor make-combination (fun))
1169                         (:copier nil)))
1170 (defprinter (combination :identity t)
1171   #!+sb-show id
1172   (fun :prin1 (lvar-uses fun))
1173   (args :prin1 (mapcar (lambda (x)
1174                          (if x
1175                              (lvar-uses x)
1176                              "<deleted>"))
1177                        args)))
1178
1179 ;;; An MV-COMBINATION is to MULTIPLE-VALUE-CALL as a COMBINATION is to
1180 ;;; FUNCALL. This is used to implement all the multiple-value
1181 ;;; receiving forms.
1182 (defstruct (mv-combination (:include basic-combination)
1183                            (:constructor make-mv-combination (fun))
1184                            (:copier nil)))
1185 (defprinter (mv-combination)
1186   (fun :prin1 (lvar-uses fun))
1187   (args :prin1 (mapcar #'lvar-uses args)))
1188
1189 ;;; The BIND node marks the beginning of a lambda body and represents
1190 ;;; the creation and initialization of the variables.
1191 (defstruct (bind (:include node)
1192                  (:copier nil))
1193   ;; the lambda we are binding variables for. Null when we are
1194   ;; creating the LAMBDA during IR1 translation.
1195   (lambda nil :type (or clambda null)))
1196 (defprinter (bind)
1197   lambda)
1198
1199 ;;; The RETURN node marks the end of a lambda body. It collects the
1200 ;;; return values and represents the control transfer on return. This
1201 ;;; is also where we stick information used for TAIL-SET type
1202 ;;; inference.
1203 (defstruct (creturn (:include node)
1204                     (:conc-name return-)
1205                     (:predicate return-p)
1206                     (:constructor make-return)
1207                     (:copier copy-return))
1208   ;; the lambda we are returning from. Null temporarily during
1209   ;; ir1tran.
1210   (lambda nil :type (or clambda null))
1211   ;; the lvar which yields the value of the lambda
1212   (result (missing-arg) :type lvar)
1213   ;; the union of the node-derived-type of all uses of the result
1214   ;; other than by a local call, intersected with the result's
1215   ;; asserted-type. If there are no non-call uses, this is
1216   ;; *EMPTY-TYPE*
1217   (result-type *wild-type* :type ctype))
1218 (defprinter (creturn :conc-name return- :identity t)
1219   lambda
1220   result-type)
1221
1222 ;;; The CAST node represents type assertions. The check for
1223 ;;; TYPE-TO-CHECK is performed and then the VALUE is declared to be of
1224 ;;; type ASSERTED-TYPE.
1225 (defstruct (cast (:include valued-node)
1226                  (:constructor %make-cast))
1227   (asserted-type (missing-arg) :type ctype)
1228   (type-to-check (missing-arg) :type ctype)
1229   ;; an indication of what we have proven about how this type
1230   ;; assertion is satisfied:
1231   ;;
1232   ;; NIL
1233   ;;    No type check is necessary (VALUE type is a subtype of the TYPE-TO-CHECK.)
1234   ;;
1235   ;; :EXTERNAL
1236   ;;    Type check will be performed by NODE-DEST.
1237   ;;
1238   ;; T
1239   ;;    A type check is needed.
1240   (%type-check t :type (member t :external nil))
1241   ;; the lvar which is checked
1242   (value (missing-arg) :type lvar))
1243 (defprinter (cast :identity t)
1244   %type-check
1245   value
1246   asserted-type
1247   type-to-check)
1248 \f
1249 ;;;; non-local exit support
1250 ;;;;
1251 ;;;; In IR1, we insert special nodes to mark potentially non-local
1252 ;;;; lexical exits.
1253
1254 ;;; The ENTRY node serves to mark the start of the dynamic extent of a
1255 ;;; lexical exit. It is the mess-up node for the corresponding :ENTRY
1256 ;;; cleanup.
1257 (defstruct (entry (:include node)
1258                   (:copier nil))
1259   ;; All of the EXIT nodes for potential non-local exits to this point.
1260   (exits nil :type list)
1261   ;; The cleanup for this entry. NULL only temporarily.
1262   (cleanup nil :type (or cleanup null)))
1263 (defprinter (entry :identity t)
1264   #!+sb-show id)
1265
1266 ;;; The EXIT node marks the place at which exit code would be emitted,
1267 ;;; if necessary. This is interposed between the uses of the exit
1268 ;;; continuation and the exit continuation's DEST. Instead of using
1269 ;;; the returned value being delivered directly to the exit
1270 ;;; continuation, it is delivered to our VALUE lvar. The original exit
1271 ;;; lvar is the exit node's LVAR.
1272 (defstruct (exit (:include valued-node)
1273                  (:copier nil))
1274   ;; the ENTRY node that this is an exit for. If null, this is a
1275   ;; degenerate exit. A degenerate exit is used to "fill" an empty
1276   ;; block (which isn't allowed in IR1.) In a degenerate exit, Value
1277   ;; is always also null.
1278   (entry nil :type (or entry null))
1279   ;; the lvar yielding the value we are to exit with. If NIL, then no
1280   ;; value is desired (as in GO).
1281   (value nil :type (or lvar null)))
1282 (defprinter (exit :identity t)
1283   #!+sb-show id
1284   (entry :test entry)
1285   (value :test value))
1286 \f
1287 ;;;; miscellaneous IR1 structures
1288
1289 (defstruct (undefined-warning
1290             #-no-ansi-print-object
1291             (:print-object (lambda (x s)
1292                              (print-unreadable-object (x s :type t)
1293                                (prin1 (undefined-warning-name x) s))))
1294             (:copier nil))
1295   ;; the name of the unknown thing
1296   (name nil :type (or symbol list))
1297   ;; the kind of reference to NAME
1298   (kind (missing-arg) :type (member :function :type :variable))
1299   ;; the number of times this thing was used
1300   (count 0 :type unsigned-byte)
1301   ;; a list of COMPILER-ERROR-CONTEXT structures describing places
1302   ;; where this thing was used. Note that we only record the first
1303   ;; *UNDEFINED-WARNING-LIMIT* calls.
1304   (warnings () :type list))
1305 \f
1306 ;;; a helper for the POLICY macro, defined late here so that the
1307 ;;; various type tests can be inlined
1308 (declaim (ftype (function ((or list lexenv node functional)) list)
1309                 %coerce-to-policy))
1310 (defun %coerce-to-policy (thing)
1311   (let ((result (etypecase thing
1312                   (list thing)
1313                   (lexenv (lexenv-policy thing))
1314                   (node (lexenv-policy (node-lexenv thing)))
1315                   (functional (lexenv-policy (functional-lexenv thing))))))
1316     ;; Test the first element of the list as a rudimentary sanity
1317     ;; that it really does look like a valid policy.
1318     (aver (or (null result) (policy-quality-name-p (caar result))))
1319     ;; Voila.
1320     result))
1321 \f
1322 ;;;; Freeze some structure types to speed type testing.
1323
1324 #!-sb-fluid
1325 (declaim (freeze-type node leaf lexenv ctran lvar cblock component cleanup
1326                       physenv tail-set nlx-info))