0.7.12.42:
[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 and
16 ;;; continuations. The general idea is that continuations contain
17 ;;; top-down information and nodes contain bottom-up, derived
18 ;;; information. A continuation represents a place in the code, while
19 ;;; a node represents code that does something.
20 ;;;
21 ;;; This representation is more of a flow-graph than an augmented
22 ;;; syntax tree. The evaluation order is explicitly represented in the
23 ;;; linkage by continuations, rather than being implicit in the nodes
24 ;;; which receive the the results of evaluation. This allows us to
25 ;;; decouple the flow of results from the flow of control. A
26 ;;; continuation represents both, but the continuation can represent
27 ;;; the case of a discarded result by having no DEST.
28
29 (def!struct (continuation
30              (:make-load-form-fun ignore-it)
31              (:constructor make-continuation (&optional dest)))
32   ;; an indication of the way that this continuation is currently used
33   ;;
34   ;; :UNUSED
35   ;;    A continuation for which all control-related slots have the
36   ;;    default values. A continuation is unused during IR1 conversion
37   ;;    until it is assigned a block, and may be also be temporarily
38   ;;    unused during later manipulations of IR1. In a consistent
39   ;;    state there should never be any mention of :UNUSED
40   ;;    continuations. NEXT can have a non-null value if the next node
41   ;;    has already been determined.
42   ;;
43   ;; :DELETED
44   ;;    A continuation that has been deleted from IR1. Any pointers into
45   ;;    IR1 are cleared. There are two conditions under which a deleted
46   ;;    continuation may appear in code:
47   ;;     -- The CONT of the LAST node in a block may be a deleted
48   ;;        continuation when the original receiver of the continuation's
49   ;;        value was deleted. Note that DEST in a deleted continuation is
50   ;;        null, so it is easy to know not to attempt delivering any
51   ;;        values to the continuation.
52   ;;     -- Unreachable code that hasn't been deleted yet may receive
53   ;;        deleted continuations. All such code will be in blocks that
54   ;;        have DELETE-P set. All unreachable code is deleted by control
55   ;;        optimization, so the backend doesn't have to worry about this.
56   ;;
57   ;; :BLOCK-START
58   ;;    The continuation that is the START of BLOCK. This is the only kind
59   ;;    of continuation that can have more than one use. The BLOCK's
60   ;;    START-USES is a list of all the uses.
61   ;;
62   ;; :DELETED-BLOCK-START
63   ;;    Like :BLOCK-START, but BLOCK has been deleted. A block
64   ;;    starting continuation is made into a deleted block start when
65   ;;    the block is deleted, but the continuation still may have
66   ;;    value semantics. Since there isn't any code left, next is
67   ;;    null.
68   ;;
69   ;; :INSIDE-BLOCK
70   ;;    A continuation that is the CONT of some node in BLOCK.
71   (kind :unused :type (member :unused :deleted :inside-block :block-start
72                               :deleted-block-start))
73   ;; The node which receives this value, if any. In a deleted
74   ;; continuation, this is null even though the node that receives
75   ;; this continuation may not yet be deleted.
76   (dest nil :type (or node null))
77   ;; If this is a NODE, then it is the node which is to be evaluated
78   ;; next. This is always null in :DELETED and :UNUSED continuations,
79   ;; and will be null in a :INSIDE-BLOCK continuation when this is the
80   ;; CONT of the LAST.
81   (next nil :type (or node null))
82   ;; an assertion on the type of this continuation's value
83   (asserted-type *wild-type* :type ctype)
84   ;; cached type of this continuation's value. If NIL, then this must
85   ;; be recomputed: see CONTINUATION-DERIVED-TYPE.
86   (%derived-type nil :type (or ctype null))
87   ;; the node where this continuation is used, if unique. This is always
88   ;; null in :DELETED and :UNUSED continuations, and is never null in
89   ;; :INSIDE-BLOCK continuations. In a :BLOCK-START continuation, the
90   ;; BLOCK's START-USES indicate whether NIL means no uses or more
91   ;; than one use.
92   (use nil :type (or node null))
93   ;; the basic block this continuation is in. This is null only in
94   ;; :DELETED and :UNUSED continuations. Note that blocks that are
95   ;; unreachable but still in the DFO may receive deleted
96   ;; continuations, so it isn't o.k. to assume that any continuation
97   ;; that you pick up out of its DEST node has a BLOCK.
98   (block nil :type (or cblock null))
99   ;; set to true when something about this continuation's value has
100   ;; changed. See REOPTIMIZE-CONTINUATION. This provides a way for IR1
101   ;; optimize to determine which operands to a node have changed. If
102   ;; the optimizer for this node type doesn't care, it can elect not
103   ;; to clear this flag.
104   (reoptimize t :type boolean)
105   ;; an indication of what we have proven about how this contination's
106   ;; type assertion is satisfied:
107   ;;
108   ;; NIL
109   ;;    No type check is necessary (proven type is a subtype of the assertion.)
110   ;;
111   ;; T
112   ;;    A type check is needed.
113   ;;
114   ;; :DELETED
115   ;;    Don't do a type check, but believe (intersect) the assertion.
116   ;;    A T check can be changed to :DELETED if we somehow prove the
117   ;;    check is unnecessary, or if we eliminate it through a policy
118   ;;    decision.
119   ;;
120   ;; :NO-CHECK
121   ;;    Type check generation sets the slot to this if a check is
122   ;;    called for, but it believes it has proven that the check won't
123   ;;    be done for policy reasons or because a safe implementation
124   ;;    will be used. In the latter case, LTN must ensure that a safe
125   ;;    implementation *is* used.
126   ;;
127   ;; This is computed lazily by CONTINUATION-DERIVED-TYPE, so use
128   ;; CONTINUATION-TYPE-CHECK instead of the %'ed slot accessor.
129   (%type-check t :type (member t nil :deleted :no-check))
130   ;; Asserted type, weakend according to policies
131   (type-to-check *wild-type* :type ctype)
132   ;; Cached type which is checked by DEST. If NIL, then this must be
133   ;; recomputed: see CONTINUATION-EXTERNALLY-CHECKABLE-TYPE.
134   (%externally-checkable-type nil :type (or null ctype))
135   ;; something or other that the back end annotates this continuation with
136   (info nil)
137   ;; uses of this continuation in the lexical environment. They are
138   ;; recorded so that when one continuation is substituted for another
139   ;; the environment may be updated properly.
140   (lexenv-uses nil :type list))
141
142 (def!method print-object ((x continuation) stream)
143   (print-unreadable-object (x stream :type t :identity t)))
144
145 (defstruct (node (:constructor nil)
146                  (:copier nil))
147   ;; unique ID for debugging
148   #!+sb-show (id (new-object-id) :read-only t)
149   ;; the bottom-up derived type for this node. This does not take into
150   ;; consideration output type assertions on this node (actually on its CONT).
151   (derived-type *wild-type* :type ctype)
152   ;; True if this node needs to be optimized. This is set to true
153   ;; whenever something changes about the value of a continuation
154   ;; whose DEST is this node.
155   (reoptimize t :type boolean)
156   ;; the continuation which receives the value of this node. This also
157   ;; indicates what we do controlwise after evaluating this node. This
158   ;; may be null during IR1 conversion.
159   (cont nil :type (or continuation null))
160   ;; the continuation that this node is the next of. This is null
161   ;; during IR1 conversion when we haven't linked the node in yet or
162   ;; in nodes that have been deleted from the IR1 by UNLINK-NODE.
163   (prev nil :type (or continuation null))
164   ;; the lexical environment this node was converted in
165   (lexenv *lexenv* :type lexenv)
166   ;; a representation of the source code responsible for generating
167   ;; this node
168   ;;
169   ;; For a form introduced by compilation (does not appear in the
170   ;; original source), the path begins with a list of all the
171   ;; enclosing introduced forms. This list is from the inside out,
172   ;; with the form immediately responsible for this node at the head
173   ;; of the list.
174   ;;
175   ;; Following the introduced forms is a representation of the
176   ;; location of the enclosing original source form. This transition
177   ;; is indicated by the magic ORIGINAL-SOURCE-START marker. The first
178   ;; element of the original source is the "form number", which is the
179   ;; ordinal number of this form in a depth-first, left-to-right walk
180   ;; of the truly-top-level form in which this appears.
181   ;;
182   ;; Following is a list of integers describing the path taken through
183   ;; the source to get to this point:
184   ;;     (K L M ...) => (NTH K (NTH L (NTH M ...)))
185   ;;
186   ;; The last element in the list is the top level form number, which
187   ;; is the ordinal number (in this call to the compiler) of the truly
188   ;; top level form containing the original source.
189   (source-path *current-path* :type list)
190   ;; If this node is in a tail-recursive position, then this is set to
191   ;; T. At the end of IR1 (in physical environment analysis) this is
192   ;; computed for all nodes (after cleanup code has been emitted).
193   ;; Before then, a non-null value indicates that IR1 optimization has
194   ;; converted a tail local call to a direct transfer.
195   ;;
196   ;; If the back-end breaks tail-recursion for some reason, then it
197   ;; can null out this slot.
198   (tail-p nil :type boolean))
199
200 ;;; Flags that are used to indicate various things about a block, such
201 ;;; as what optimizations need to be done on it:
202 ;;; -- REOPTIMIZE is set when something interesting happens the uses of a
203 ;;;    continuation whose DEST is in this block. This indicates that the
204 ;;;    value-driven (forward) IR1 optimizations should be done on this block.
205 ;;; -- FLUSH-P is set when code in this block becomes potentially flushable,
206 ;;;    usually due to a continuation's DEST becoming null.
207 ;;; -- TYPE-CHECK is true when the type check phase should be run on this
208 ;;;    block. IR1 optimize can introduce new blocks after type check has
209 ;;;    already run. We need to check these blocks, but there is no point in
210 ;;;    checking blocks we have already checked.
211 ;;; -- DELETE-P is true when this block is used to indicate that this block
212 ;;;    has been determined to be unreachable and should be deleted. IR1
213 ;;;    phases should not attempt to examine or modify blocks with DELETE-P
214 ;;;    set, since they may:
215 ;;;     - be in the process of being deleted, or
216 ;;;     - have no successors, or
217 ;;;     - receive :DELETED continuations.
218 ;;; -- TYPE-ASSERTED, TEST-MODIFIED
219 ;;;    These flags are used to indicate that something in this block
220 ;;;    might be of interest to constraint propagation. TYPE-ASSERTED
221 ;;;    is set when a continuation type assertion is strengthened.
222 ;;;    TEST-MODIFIED is set whenever the test for the ending IF has
223 ;;;    changed (may be true when there is no IF.)
224 (!def-boolean-attribute block
225   reoptimize flush-p type-check delete-p type-asserted test-modified)
226
227 ;;; FIXME: Tweak so that definitions of e.g. BLOCK-DELETE-P is
228 ;;; findable by grep for 'def.*block-delete-p'.
229 (macrolet ((frob (slot)
230              `(defmacro ,(symbolicate "BLOCK-" slot) (block)
231                 `(block-attributep (block-flags ,block) ,',slot))))
232   (frob reoptimize)
233   (frob flush-p)
234   (frob type-check)
235   (frob delete-p)
236   (frob type-asserted)
237   (frob test-modified))
238
239 ;;; The CBLOCK structure represents a basic block. We include
240 ;;; SSET-ELEMENT so that we can have sets of blocks. Initially the
241 ;;; SSET-ELEMENT-NUMBER is null, DFO analysis numbers in reverse DFO.
242 ;;; During IR2 conversion, IR1 blocks are re-numbered in forward emit
243 ;;; order. This latter numbering also forms the basis of the block
244 ;;; numbering in the debug-info (though that is relative to the start
245 ;;; of the function.)
246 (defstruct (cblock (:include sset-element)
247                    (:constructor make-block (start))
248                    (:constructor make-block-key)
249                    (:conc-name block-)
250                    (:predicate block-p)
251                    (:copier copy-block))
252   ;; a list of all the blocks that are predecessors/successors of this
253   ;; block. In well-formed IR1, most blocks will have one successor.
254   ;; The only exceptions are:
255   ;;  1. component head blocks (any number)
256   ;;  2. blocks ending in an IF (1 or 2)
257   ;;  3. blocks with DELETE-P set (zero)
258   (pred nil :type list)
259   (succ nil :type list)
260   ;; the continuation which heads this block (either a :BLOCK-START or
261   ;; :DELETED-BLOCK-START), or NIL when we haven't made the start
262   ;; continuation yet (and in the dummy component head and tail
263   ;; blocks)
264   (start nil :type (or continuation null))
265   ;; a list of all the nodes that have START as their CONT
266   (start-uses nil :type list)
267   ;; the last node in this block. This is NIL when we are in the
268   ;; process of building a block (and in the dummy component head and
269   ;; tail blocks.)
270   (last nil :type (or node null))
271   ;; the forward and backward links in the depth-first ordering of the
272   ;; blocks. These slots are NIL at beginning/end.
273   (next nil :type (or null cblock))
274   (prev nil :type (or null cblock))
275   ;; This block's attributes: see above.
276   (flags (block-attributes reoptimize flush-p type-check type-asserted
277                            test-modified)
278          :type attributes)
279   ;; in constraint propagation: list of LAMBDA-VARs killed in this block
280   ;; in copy propagation: list of killed TNs
281   (kill nil)
282   ;; other sets used in constraint propagation and/or copy propagation
283   (gen nil)
284   (in nil)
285   (out nil)
286   ;; the component this block is in, or NIL temporarily during IR1
287   ;; conversion and in deleted blocks
288   (component (progn
289                (aver-live-component *current-component*)
290                *current-component*)
291              :type (or component null))
292   ;; a flag used by various graph-walking code to determine whether
293   ;; this block has been processed already or what. We make this
294   ;; initially NIL so that FIND-INITIAL-DFO doesn't have to scan the
295   ;; entire initial component just to clear the flags.
296   (flag nil)
297   ;; some kind of info used by the back end
298   (info nil)
299   ;; constraints that hold in this block and its successors by merit
300   ;; of being tested by its IF predecessors.
301   (test-constraint nil :type (or sset null)))
302 (def!method print-object ((cblock cblock) stream)
303   (print-unreadable-object (cblock stream :type t :identity t)
304     (format stream "~W :START c~W"
305             (block-number cblock)
306             (cont-num (block-start cblock)))))
307
308 ;;; The BLOCK-ANNOTATION class is inherited (via :INCLUDE) by
309 ;;; different BLOCK-INFO annotation structures so that code
310 ;;; (specifically control analysis) can be shared.
311 (defstruct (block-annotation (:constructor nil)
312                              (:copier nil))
313   ;; The IR1 block that this block is in the INFO for.
314   (block (missing-arg) :type cblock)
315   ;; the next and previous block in emission order (not DFO). This
316   ;; determines which block we drop though to, and is also used to
317   ;; chain together overflow blocks that result from splitting of IR2
318   ;; blocks in lifetime analysis.
319   (next nil :type (or block-annotation null))
320   (prev nil :type (or block-annotation null)))
321
322 ;;; A COMPONENT structure provides a handle on a connected piece of
323 ;;; the flow graph. Most of the passes in the compiler operate on
324 ;;; COMPONENTs rather than on the entire flow graph.
325 ;;;
326 ;;; According to the CMU CL internals/front.tex, the reason for
327 ;;; separating compilation into COMPONENTs is
328 ;;;   to increase the efficiency of large block compilations. In
329 ;;;   addition to improving locality of reference and reducing the
330 ;;;   size of flow analysis problems, this allows back-end data
331 ;;;   structures to be reclaimed after the compilation of each
332 ;;;   component.
333 (defstruct (component (:copier nil))
334   ;; unique ID for debugging
335   #!+sb-show (id (new-object-id) :read-only t)
336   ;; the kind of component
337   ;;
338   ;; (The terminology here is left over from before
339   ;; sbcl-0.pre7.34.flaky5.2, when there was no such thing as
340   ;; FUNCTIONAL-HAS-EXTERNAL-REFERENCES-P, so that Python was
341   ;; incapable of building standalone :EXTERNAL functions, but instead
342   ;; had to implement things like #'CL:COMPILE as FUNCALL of a little
343   ;; toplevel stub whose sole purpose was to return an :EXTERNAL
344   ;; function.)
345   ;;
346   ;; The possibilities are:
347   ;;   NIL
348   ;;     an ordinary component, containing non-top-level code
349   ;;   :TOPLEVEL
350   ;;     a component containing only load-time code
351   ;;   :COMPLEX-TOPLEVEL
352   ;;     In the old system, before FUNCTIONAL-HAS-EXTERNAL-REFERENCES-P
353   ;;     was defined, this was necessarily a component containing both
354   ;;     top level and run-time code. Now this state is also used for
355   ;;     a component with HAS-EXTERNAL-REFERENCES-P functionals in it.
356   ;;   :INITIAL
357   ;;     the result of initial IR1 conversion, on which component
358   ;;     analysis has not been done
359   ;;   :DELETED
360   ;;     debris left over from component analysis
361   ;;
362   ;; See also COMPONENT-TOPLEVELISH-P.
363   (kind nil :type (member nil :toplevel :complex-toplevel :initial :deleted))
364   ;; the blocks that are the dummy head and tail of the DFO
365   ;;
366   ;; Entry/exit points have these blocks as their
367   ;; predecessors/successors. Null temporarily. The start and return
368   ;; from each non-deleted function is linked to the component head
369   ;; and tail. Until physical environment analysis links NLX entry
370   ;; stubs to the component head, every successor of the head is a
371   ;; function start (i.e. begins with a BIND node.)
372   (head nil :type (or null cblock))
373   (tail nil :type (or null cblock))
374   ;; This becomes a list of the CLAMBDA structures for all functions
375   ;; in this component. OPTIONAL-DISPATCHes are represented only by
376   ;; their XEP and other associated lambdas. This doesn't contain any
377   ;; deleted or LET lambdas.
378   ;;
379   ;; Note that logical associations between CLAMBDAs and COMPONENTs
380   ;; seem to exist for a while before this is initialized. See e.g.
381   ;; the NEW-FUNCTIONALS slot. In particular, I got burned by writing
382   ;; some code to use this value to decide which components need
383   ;; LOCALL-ANALYZE-COMPONENT, when it turns out that
384   ;; LOCALL-ANALYZE-COMPONENT had a role in initializing this value
385   ;; (and DFO stuff does too, maybe). Also, even after it's
386   ;; initialized, it might change as CLAMBDAs are deleted or merged.
387   ;; -- WHN 2001-09-30
388   (lambdas () :type list)
389   ;; a list of FUNCTIONALs for functions that are newly converted, and
390   ;; haven't been local-call analyzed yet. Initially functions are not
391   ;; in the LAMBDAS list. Local call analysis moves them there
392   ;; (possibly as LETs, or implicitly as XEPs if an OPTIONAL-DISPATCH.)
393   ;; Between runs of local call analysis there may be some debris of
394   ;; converted or even deleted functions in this list.
395   (new-functionals () :type list)
396   ;; If this is true, then there is stuff in this component that could
397   ;; benefit from further IR1 optimization.
398   (reoptimize t :type boolean)
399   ;; If this is true, then the control flow in this component was
400   ;; messed up by IR1 optimizations, so the DFO should be recomputed.
401   (reanalyze nil :type boolean)
402   ;; some sort of name for the code in this component
403   (name "<unknown>" :type simple-string)
404   ;; When I am a child, this is :NO-IR2-YET.
405   ;; In my adulthood, IR2 stores notes to itself here.
406   ;; After I have left the great wheel and am staring into the GC, this
407   ;;   is set to :DEAD to indicate that it's a gruesome error to operate
408   ;;   on me (e.g. by using me as *CURRENT-COMPONENT*, or by pushing
409   ;;   LAMBDAs onto my NEW-FUNCTIONALS, as in sbcl-0.pre7.115).
410   (info :no-ir2-yet :type (or ir2-component (member :no-ir2-yet :dead)))
411   ;; the SOURCE-INFO structure describing where this component was
412   ;; compiled from
413   (source-info *source-info* :type source-info)
414   ;; count of the number of inline expansions we have done while
415   ;; compiling this component, to detect infinite or exponential
416   ;; blowups
417   (inline-expansions 0 :type index)
418   ;; a map from combination nodes to things describing how an
419   ;; optimization of the node failed. The description is an alist
420   ;; (TRANSFORM . ARGS), where TRANSFORM is the structure describing
421   ;; the transform that failed, and ARGS is either a list of format
422   ;; arguments for the note, or the FUN-TYPE that would have
423   ;; enabled the transformation but failed to match.
424   (failed-optimizations (make-hash-table :test 'eq) :type hash-table)
425   ;; This is similar to NEW-FUNCTIONALS, but is used when a function
426   ;; has already been analyzed, but new references have been added by
427   ;; inline expansion. Unlike NEW-FUNCTIONALS, this is not disjoint
428   ;; from COMPONENT-LAMBDAS.
429   (reanalyze-functionals nil :type list))
430 (defprinter (component :identity t)
431   name
432   #!+sb-show id
433   (reanalyze :test reanalyze))
434
435 ;;; Check that COMPONENT is suitable for roles which involve adding
436 ;;; new code. (gotta love imperative programming with lotso in-place
437 ;;; side effects...)
438 (defun aver-live-component (component)
439   ;; FIXME: As of sbcl-0.pre7.115, we're asserting that
440   ;; COMPILE-COMPONENT hasn't happened yet. Might it be even better
441   ;; (certainly stricter, possibly also correct...) to assert that
442   ;; IR1-FINALIZE hasn't happened yet?
443   (aver (not (eql (component-info component) :dead))))
444
445 ;;; Before sbcl-0.7.0, there were :TOPLEVEL things which were magical
446 ;;; in multiple ways. That's since been refactored into the orthogonal
447 ;;; properties "optimized for locall with no arguments" and "externally
448 ;;; visible/referenced (so don't delete it)". The code <0.7.0 did a lot
449 ;;; of tests a la (EQ KIND :TOP_LEVEL) in the "don't delete it?" sense;
450 ;;; this function is a sort of literal translation of those tests into
451 ;;; the new world.
452 ;;;
453 ;;; FIXME: After things settle down, bare :TOPLEVEL might go away, at
454 ;;; which time it might be possible to replace the COMPONENT-KIND
455 ;;; :TOPLEVEL mess with a flag COMPONENT-HAS-EXTERNAL-REFERENCES-P
456 ;;; along the lines of FUNCTIONAL-HAS-EXTERNAL-REFERENCES-P.
457 (defun lambda-toplevelish-p (clambda)
458   (or (eql (lambda-kind clambda) :toplevel)
459       (lambda-has-external-references-p clambda)))
460 (defun component-toplevelish-p (component)
461   (member (component-kind component)
462           '(:toplevel :complex-toplevel)))
463
464 ;;; A CLEANUP structure represents some dynamic binding action. Blocks
465 ;;; are annotated with the current CLEANUP so that dynamic bindings
466 ;;; can be removed when control is transferred out of the binding
467 ;;; environment. We arrange for changes in dynamic bindings to happen
468 ;;; at block boundaries, so that cleanup code may easily be inserted.
469 ;;; The "mess-up" action is explicitly represented by a funny function
470 ;;; call or ENTRY node.
471 ;;;
472 ;;; We guarantee that CLEANUPs only need to be done at block boundaries
473 ;;; by requiring that the exit continuations initially head their
474 ;;; blocks, and then by not merging blocks when there is a cleanup
475 ;;; change.
476 (defstruct (cleanup (:copier nil))
477   ;; the kind of thing that has to be cleaned up
478   (kind (missing-arg)
479         :type (member :special-bind :catch :unwind-protect :block :tagbody))
480   ;; the node that messes things up. This is the last node in the
481   ;; non-messed-up environment. Null only temporarily. This could be
482   ;; deleted due to unreachability.
483   (mess-up nil :type (or node null))
484   ;; a list of all the NLX-INFO structures whose NLX-INFO-CLEANUP is
485   ;; this cleanup. This is filled in by physical environment analysis.
486   (nlx-info nil :type list))
487 (defprinter (cleanup :identity t)
488   kind
489   mess-up
490   (nlx-info :test nlx-info))
491
492 ;;; A PHYSENV represents the result of physical environment analysis.
493 ;;;
494 ;;; As far as I can tell from reverse engineering, this IR1 structure
495 ;;; represents the physical environment (which is probably not the
496 ;;; standard Lispy term for this concept, but I dunno what is the
497 ;;; standard term): those things in the lexical environment which a
498 ;;; LAMBDA actually interacts with. Thus in
499 ;;;   (DEFUN FROB-THINGS (THINGS)
500 ;;;     (DOLIST (THING THINGS)
501 ;;;       (BLOCK FROBBING-ONE-THING
502 ;;;         (MAPCAR (LAMBDA (PATTERN)
503 ;;;                   (WHEN (FITS-P THING PATTERN)
504 ;;;                     (RETURN-FROM FROB-THINGS (LIST :FIT THING PATTERN))))
505 ;;;                 *PATTERNS*))))
506 ;;; the variables THINGS, THING, and PATTERN and the block names
507 ;;; FROB-THINGS and FROBBING-ONE-THING are all in the inner LAMBDA's
508 ;;; lexical environment, but of those only THING, PATTERN, and
509 ;;; FROB-THINGS are in its physical environment. In IR1, we largely
510 ;;; just collect the names of these things; in IR2 an IR2-PHYSENV
511 ;;; structure is attached to INFO and used to keep track of
512 ;;; associations between these names and less-abstract things (like
513 ;;; TNs, or eventually stack slots and registers). -- WHN 2001-09-29
514 (defstruct (physenv (:copier nil))
515   ;; the function that allocates this physical environment
516   (lambda (missing-arg) :type clambda :read-only t)
517   #| ; seems not to be used as of sbcl-0.pre7.51
518   ;; a list of all the lambdas that allocate variables in this
519   ;; physical environment
520   (lambdas nil :type list)
521   |#
522   ;; This ultimately converges to a list of all the LAMBDA-VARs and
523   ;; NLX-INFOs needed from enclosing environments by code in this
524   ;; physical environment. In the meantime, it may be
525   ;;   * NIL at object creation time
526   ;;   * a superset of the correct result, generated somewhat later
527   ;;   * smaller and smaller sets converging to the correct result as
528   ;;     we notice and delete unused elements in the superset
529   (closure nil :type list)
530   ;; a list of NLX-INFO structures describing all the non-local exits
531   ;; into this physical environment
532   (nlx-info nil :type list)
533   ;; some kind of info used by the back end
534   (info nil))
535 (defprinter (physenv :identity t)
536   lambda
537   (closure :test closure)
538   (nlx-info :test nlx-info))
539
540 ;;; An TAIL-SET structure is used to accumulate information about
541 ;;; tail-recursive local calls. The "tail set" is effectively the
542 ;;; transitive closure of the "is called tail-recursively by"
543 ;;; relation.
544 ;;;
545 ;;; All functions in the same tail set share the same TAIL-SET
546 ;;; structure. Initially each function has its own TAIL-SET, but when
547 ;;; IR1-OPTIMIZE-RETURN notices a tail local call, it joins the tail
548 ;;; sets of the called function and the calling function.
549 ;;;
550 ;;; The tail set is somewhat approximate, because it is too early to
551 ;;; be sure which calls will be tail-recursive. Any call that *might*
552 ;;; end up tail-recursive causes TAIL-SET merging.
553 (defstruct (tail-set)
554   ;; a list of all the LAMBDAs in this tail set
555   (funs nil :type list)
556   ;; our current best guess of the type returned by these functions.
557   ;; This is the union across all the functions of the return node's
558   ;; RESULT-TYPE, excluding local calls.
559   (type *wild-type* :type ctype)
560   ;; some info used by the back end
561   (info nil))
562 (defprinter (tail-set :identity t)
563   funs
564   type
565   (info :test info))
566
567 ;;; An NLX-INFO structure is used to collect various information about
568 ;;; non-local exits. This is effectively an annotation on the
569 ;;; CONTINUATION, although it is accessed by searching in the
570 ;;; PHYSENV-NLX-INFO.
571 (def!struct (nlx-info (:make-load-form-fun ignore-it))
572   ;; the cleanup associated with this exit. In a catch or
573   ;; unwind-protect, this is the :CATCH or :UNWIND-PROTECT cleanup,
574   ;; and not the cleanup for the escape block. The CLEANUP-KIND of
575   ;; this thus provides a good indication of what kind of exit is
576   ;; being done.
577   (cleanup (missing-arg) :type cleanup)
578   ;; the continuation exited to (the CONT of the EXIT nodes). If this
579   ;; exit is from an escape function (CATCH or UNWIND-PROTECT), then
580   ;; physical environment analysis deletes the escape function and
581   ;; instead has the %NLX-ENTRY use this continuation.
582   ;;
583   ;; This slot is primarily an indication of where this exit delivers
584   ;; its values to (if any), but it is also used as a sort of name to
585   ;; allow us to find the NLX-INFO that corresponds to a given exit.
586   ;; For this purpose, the ENTRY must also be used to disambiguate,
587   ;; since exits to different places may deliver their result to the
588   ;; same continuation.
589   (continuation (missing-arg) :type continuation)
590   ;; the entry stub inserted by physical environment analysis. This is
591   ;; a block containing a call to the %NLX-ENTRY funny function that
592   ;; has the original exit destination as its successor. Null only
593   ;; temporarily.
594   (target nil :type (or cblock null))
595   ;; some kind of info used by the back end
596   info)
597 (defprinter (nlx-info :identity t)
598   continuation
599   target
600   info)
601 \f
602 ;;;; LEAF structures
603
604 ;;; Variables, constants and functions are all represented by LEAF
605 ;;; structures. A reference to a LEAF is indicated by a REF node. This
606 ;;; allows us to easily substitute one for the other without actually
607 ;;; hacking the flow graph.
608 (def!struct (leaf (:make-load-form-fun ignore-it)
609                   (:constructor nil))
610   ;; unique ID for debugging
611   #!+sb-show (id (new-object-id) :read-only t)
612   ;; (For public access to this slot, use LEAF-SOURCE-NAME.)
613   ;;
614   ;; the name of LEAF as it appears in the source, e.g. 'FOO or '(SETF
615   ;; FOO) or 'N or '*Z*, or the special .ANONYMOUS. value if there's
616   ;; no name for this thing in the source (as can happen for
617   ;; FUNCTIONALs, e.g. for anonymous LAMBDAs or for functions for
618   ;; top-level forms; and can also happen for anonymous constants) or
619   ;; perhaps also if the match between the name and the thing is
620   ;; skewed enough (e.g. for macro functions or method functions) that
621   ;; we don't want to have that name affect compilation
622   ;;
623   ;; (We use .ANONYMOUS. here more or less the way we'd ordinarily use
624   ;; NIL, but we're afraid to use NIL because it's a symbol which could
625   ;; be the name of a leaf, if only the constant named NIL.)
626   ;;
627   ;; The value of this slot in can affect ordinary runtime behavior,
628   ;; e.g. of special variables and known functions, not just debugging.
629   ;;
630   ;; See also the LEAF-DEBUG-NAME function and the
631   ;; FUNCTIONAL-%DEBUG-NAME slot.
632   (%source-name (missing-arg)
633                 :type (or symbol (and cons (satisfies legal-fun-name-p)))
634                 :read-only t)
635   ;; the type which values of this leaf must have
636   (type *universal-type* :type ctype)
637   ;; where the TYPE information came from:
638   ;;  :DECLARED, from a declaration.
639   ;;  :ASSUMED, from uses of the object.
640   ;;  :DEFINED, from examination of the definition.
641   ;; FIXME: This should be a named type. (LEAF-WHERE-FROM? Or
642   ;; perhaps just WHERE-FROM, since it's not just used in LEAF,
643   ;; but also in various DEFINE-INFO-TYPEs in globaldb.lisp,
644   ;; and very likely elsewhere too.)
645   (where-from :assumed :type (member :declared :assumed :defined))
646   ;; list of the REF nodes for this leaf
647   (refs () :type list)
648   ;; true if there was ever a REF or SET node for this leaf. This may
649   ;; be true when REFS and SETS are null, since code can be deleted.
650   (ever-used nil :type boolean)
651   ;; some kind of info used by the back end
652   (info nil))
653
654 ;;; LEAF name operations
655 ;;;
656 ;;; KLUDGE: wants CLOS..
657 (defun leaf-has-source-name-p (leaf)
658   (not (eq (leaf-%source-name leaf)
659            '.anonymous.)))
660 (defun leaf-source-name (leaf)
661   (aver (leaf-has-source-name-p leaf))
662   (leaf-%source-name leaf))
663 (defun leaf-debug-name (leaf)
664   (if (functional-p leaf)
665       ;; FUNCTIONALs have additional %DEBUG-NAME behavior.
666       (functional-debug-name leaf)
667       ;; Other objects just use their source name.
668       ;;
669       ;; (As of sbcl-0.pre7.85, there are a few non-FUNCTIONAL
670       ;; anonymous objects, (anonymous constants..) and those would
671       ;; fail here if we ever tried to get debug names from them, but
672       ;; it looks as though it's never interesting to get debug names
673       ;; from them, so it's moot. -- WHN)
674       (leaf-source-name leaf)))
675
676 ;;; The CONSTANT structure is used to represent known constant values.
677 ;;; If NAME is not null, then it is the name of the named constant
678 ;;; which this leaf corresponds to, otherwise this is an anonymous
679 ;;; constant.
680 (def!struct (constant (:include leaf))
681   ;; the value of the constant
682   (value nil :type t))
683 (defprinter (constant :identity t)
684   (%source-name :test %source-name)
685   value)
686
687 ;;; The BASIC-VAR structure represents information common to all
688 ;;; variables which don't correspond to known local functions.
689 (def!struct (basic-var (:include leaf)
690                        (:constructor nil))
691   ;; Lists of the set nodes for this variable.
692   (sets () :type list))
693
694 ;;; The GLOBAL-VAR structure represents a value hung off of the symbol
695 ;;; NAME.
696 (def!struct (global-var (:include basic-var))
697   ;; kind of variable described
698   (kind (missing-arg)
699         :type (member :special :global-function :global)))
700 (defprinter (global-var :identity t)
701   %source-name
702   #!+sb-show id
703   (type :test (not (eq type *universal-type*)))
704   (where-from :test (not (eq where-from :assumed)))
705   kind)
706
707 ;;; A DEFINED-FUN represents a function that is defined in the same
708 ;;; compilation block, or that has an inline expansion, or that has a
709 ;;; non-NIL INLINEP value. Whenever we change the INLINEP state (i.e.
710 ;;; an inline proclamation) we copy the structure so that former
711 ;;; INLINEP values are preserved.
712 (def!struct (defined-fun (:include global-var
713                                    (where-from :defined)
714                                    (kind :global-function)))
715   ;; The values of INLINEP and INLINE-EXPANSION initialized from the
716   ;; global environment.
717   (inlinep nil :type inlinep)
718   (inline-expansion nil :type (or cons null))
719   ;; the block-local definition of this function (either because it
720   ;; was semi-inline, or because it was defined in this block). If
721   ;; this function is not an entry point, then this may be deleted or
722   ;; LET-converted. Null if we haven't converted the expansion yet.
723   (functional nil :type (or functional null)))
724 (defprinter (defined-fun :identity t)
725   %source-name
726   #!+sb-show id
727   inlinep
728   (functional :test functional))
729 \f
730 ;;;; function stuff
731
732 ;;; We default the WHERE-FROM and TYPE slots to :DEFINED and FUNCTION.
733 ;;; We don't normally manipulate function types for defined functions,
734 ;;; but if someone wants to know, an approximation is there.
735 (def!struct (functional (:include leaf
736                                   (%source-name '.anonymous.)
737                                   (where-from :defined)
738                                   (type (specifier-type 'function))))
739   ;; (For public access to this slot, use LEAF-DEBUG-NAME.)
740   ;;
741   ;; the name of FUNCTIONAL for debugging purposes, or NIL if we
742   ;; should just let the SOURCE-NAME fall through
743   ;; 
744   ;; Unlike the SOURCE-NAME slot, this slot's value should never
745   ;; affect ordinary code behavior, only debugging/diagnostic behavior.
746   ;;
747   ;; Ha.  Ah, the starry-eyed idealism of the writer of the above
748   ;; paragraph.  FUNCTION-LAMBDA-EXPRESSION's behaviour, as of
749   ;; sbcl-0.7.11.x, differs if the name of the a function is a string
750   ;; or not, as if it is a valid function name then it can look for an
751   ;; inline expansion.
752   ;;
753   ;; The value of this slot can be anything, except that it shouldn't
754   ;; be a legal function name, since otherwise debugging gets
755   ;; confusing. (If a legal function name is a good name for the
756   ;; function, it should be in %SOURCE-NAME, and then we shouldn't
757   ;; need a %DEBUG-NAME.) In SBCL as of 0.pre7.87, it's always a
758   ;; string unless it's NIL, since that's how CMU CL represented debug
759   ;; names. However, eventually I (WHN) think it we should start using
760   ;; list values instead, since they have much nicer print properties
761   ;; (abbreviation, skipping package prefixes when unneeded, and
762   ;; renaming package prefixes when we do things like renaming SB!EXT
763   ;; to SB-EXT).
764   ;;
765   ;; E.g. for the function which implements (DEFUN FOO ...), we could
766   ;; have
767   ;;   %SOURCE-NAME=FOO
768   ;;   %DEBUG-NAME=NIL
769   ;; for the function which implements the top level form
770   ;; (IN-PACKAGE :FOO) we could have
771   ;;   %SOURCE-NAME=NIL
772   ;;   %DEBUG-NAME="top level form (IN-PACKAGE :FOO)"
773   ;; for the function which implements FOO in
774   ;;   (DEFUN BAR (...) (FLET ((FOO (...) ...)) ...))
775   ;; we could have
776   ;;   %SOURCE-NAME=FOO
777   ;;   %DEBUG-NAME="FLET FOO in BAR"
778   ;; and for the function which implements FOO in
779   ;;   (DEFMACRO FOO (...) ...)
780   ;; we could have
781   ;;   %SOURCE-NAME=FOO (or maybe .ANONYMOUS.?)
782   ;;   %DEBUG-NAME="DEFMACRO FOO"
783   (%debug-name nil
784                :type (or null (not (satisfies legal-fun-name-p)))
785                :read-only t)
786   ;; some information about how this function is used. These values
787   ;; are meaningful:
788   ;;
789   ;;    NIL
790   ;;    an ordinary function, callable using local call
791   ;;
792   ;;    :LET
793   ;;    a lambda that is used in only one local call, and has in
794   ;;    effect been substituted directly inline. The return node is
795   ;;    deleted, and the result is computed with the actual result
796   ;;    continuation for the call.
797   ;;
798   ;;    :MV-LET
799   ;;    Similar to :LET (as per FUNCTIONAL-LETLIKE-P), but the call
800   ;;    is an MV-CALL.
801   ;;
802   ;;    :ASSIGNMENT
803   ;;    similar to a LET (as per FUNCTIONAL-SOMEWHAT-LETLIKE-P), but
804   ;;    can have other than one call as long as there is at most
805   ;;    one non-tail call.
806   ;;
807   ;;    :OPTIONAL
808   ;;    a lambda that is an entry point for an OPTIONAL-DISPATCH.
809   ;;    Similar to NIL, but requires greater caution, since local call
810   ;;    analysis may create new references to this function. Also, the
811   ;;    function cannot be deleted even if it has *no* references. The
812   ;;    OPTIONAL-DISPATCH is in the LAMDBA-OPTIONAL-DISPATCH.
813   ;;
814   ;;    :EXTERNAL
815   ;;    an external entry point lambda. The function it is an entry
816   ;;    for is in the ENTRY-FUN slot.
817   ;;
818   ;;    :TOPLEVEL
819   ;;    a top level lambda, holding a compiled top level form.
820   ;;    Compiled very much like NIL, but provides an indication of
821   ;;    top level context. A :TOPLEVEL lambda should have *no*
822   ;;    references. Its ENTRY-FUN is a self-pointer.
823   ;;
824   ;;    :TOPLEVEL-XEP
825   ;;    After a component is compiled, we clobber any top level code
826   ;;    references to its non-closure XEPs with dummy FUNCTIONAL
827   ;;    structures having this kind. This prevents the retained
828   ;;    top level code from holding onto the IR for the code it
829   ;;    references.
830   ;;
831   ;;    :ESCAPE
832   ;;    :CLEANUP
833   ;;    special functions used internally by CATCH and UNWIND-PROTECT.
834   ;;    These are pretty much like a normal function (NIL), but are
835   ;;    treated specially by local call analysis and stuff. Neither
836   ;;    kind should ever be given an XEP even though they appear as
837   ;;    args to funny functions. An :ESCAPE function is never actually
838   ;;    called, and thus doesn't need to have code generated for it.
839   ;;
840   ;;    :DELETED
841   ;;    This function has been found to be uncallable, and has been
842   ;;    marked for deletion.
843   (kind nil :type (member nil :optional :deleted :external :toplevel
844                           :escape :cleanup :let :mv-let :assignment
845                           :toplevel-xep))
846   ;; Is this a function that some external entity (e.g. the fasl dumper)
847   ;; refers to, so that even when it appears to have no references, it
848   ;; shouldn't be deleted? In the old days (before
849   ;; sbcl-0.pre7.37.flaky5.2) this was sort of implicitly true when
850   ;; KIND was :TOPLEVEL. Now it must be set explicitly, both for
851   ;; :TOPLEVEL functions and for any other kind of functions that we
852   ;; want to dump or return from #'CL:COMPILE or whatever.
853   (has-external-references-p nil) 
854   ;; In a normal function, this is the external entry point (XEP)
855   ;; lambda for this function, if any. Each function that is used
856   ;; other than in a local call has an XEP, and all of the
857   ;; non-local-call references are replaced with references to the
858   ;; XEP.
859   ;;
860   ;; In an XEP lambda (indicated by the :EXTERNAL kind), this is the
861   ;; function that the XEP is an entry-point for. The body contains
862   ;; local calls to all the actual entry points in the function. In a
863   ;; :TOPLEVEL lambda (which is its own XEP) this is a self-pointer.
864   ;;
865   ;; With all other kinds, this is null.
866   (entry-fun nil :type (or functional null))
867   ;; the value of any inline/notinline declaration for a local
868   ;; function (or NIL in any case if no inline expansion is available)
869   (inlinep nil :type inlinep)
870   ;; If we have a lambda that can be used as in inline expansion for
871   ;; this function, then this is it. If there is no source-level
872   ;; lambda corresponding to this function then this is null (but then
873   ;; INLINEP will always be NIL as well.)
874   (inline-expansion nil :type list)
875   ;; the lexical environment that the INLINE-EXPANSION should be converted in
876   (lexenv *lexenv* :type lexenv)
877   ;; the original function or macro lambda list, or :UNSPECIFIED if
878   ;; this is a compiler created function
879   (arg-documentation nil :type (or list (member :unspecified)))
880   ;; various rare miscellaneous info that drives code generation & stuff
881   (plist () :type list))
882 (defprinter (functional :identity t)
883   %source-name
884   %debug-name
885   #!+sb-show id)
886
887 ;;; Is FUNCTIONAL LET-converted? (where we're indifferent to whether
888 ;;; it returns one value or multiple values)
889 (defun functional-letlike-p (functional)
890   (member (functional-kind functional)
891           '(:let :mv-let)))
892
893 ;;; Is FUNCTIONAL sorta LET-converted? (where even an :ASSIGNMENT counts)
894 ;;;
895 ;;; FIXME: I (WHN) don't understand this one well enough to give a good
896 ;;; definition or even a good function name, it's just a literal copy
897 ;;; of a CMU CL idiom. Does anyone have a better name or explanation?
898 (defun functional-somewhat-letlike-p (functional)
899   (or (functional-letlike-p functional)
900       (eql (functional-kind functional) :assignment)))
901
902 ;;; FUNCTIONAL name operations
903 (defun functional-debug-name (functional)
904   ;; FUNCTIONAL-%DEBUG-NAME takes precedence over FUNCTIONAL-SOURCE-NAME
905   ;; here because we want different debug names for the functions in
906   ;; DEFUN FOO and FLET FOO even though they have the same source name.
907   (or (functional-%debug-name functional)
908       ;; Note that this will cause an error if the function is
909       ;; anonymous. In SBCL (as opposed to CMU CL) we make all
910       ;; FUNCTIONALs have debug names. The CMU CL code didn't bother
911       ;; in many FUNCTIONALs, especially those which were likely to be
912       ;; optimized away before the user saw them. However, getting 
913       ;; that right requires a global understanding of the code,
914       ;; which seems bad, so we just require names for everything.
915       (leaf-source-name functional)))
916
917 ;;; The CLAMBDA only deals with required lexical arguments. Special,
918 ;;; optional, keyword and rest arguments are handled by transforming
919 ;;; into simpler stuff.
920 (def!struct (clambda (:include functional)
921                      (:conc-name lambda-)
922                      (:predicate lambda-p)
923                      (:constructor make-lambda)
924                      (:copier copy-lambda))
925   ;; list of LAMBDA-VAR descriptors for arguments
926   (vars nil :type list :read-only t)
927   ;; If this function was ever a :OPTIONAL function (an entry-point
928   ;; for an OPTIONAL-DISPATCH), then this is that OPTIONAL-DISPATCH.
929   ;; The optional dispatch will be :DELETED if this function is no
930   ;; longer :OPTIONAL.
931   (optional-dispatch nil :type (or optional-dispatch null))
932   ;; the BIND node for this LAMBDA. This node marks the beginning of
933   ;; the lambda, and serves to explicitly represent the lambda binding
934   ;; semantics within the flow graph representation. This is null in
935   ;; deleted functions, and also in LETs where we deleted the call and
936   ;; bind (because there are no variables left), but have not yet
937   ;; actually deleted the LAMBDA yet.
938   (bind nil :type (or bind null))
939   ;; the RETURN node for this LAMBDA, or NIL if it has been deleted.
940   ;; This marks the end of the lambda, receiving the result of the
941   ;; body. In a LET, the return node is deleted, and the body delivers
942   ;; the value to the actual continuation. The return may also be
943   ;; deleted if it is unreachable.
944   (return nil :type (or creturn null))
945   ;; If this CLAMBDA is a LET, then this slot holds the LAMBDA whose
946   ;; LETS list we are in, otherwise it is a self-pointer.
947   (home nil :type (or clambda null))
948   ;; all the lambdas that have been LET-substituted in this lambda.
949   ;; This is only non-null in lambdas that aren't LETs.
950   (lets nil :type list)
951   ;; all the ENTRY nodes in this function and its LETs, or null in a LET
952   (entries nil :type list)
953   ;; CLAMBDAs which are locally called by this lambda, and other
954   ;; objects (closed-over LAMBDA-VARs and XEPs) which this lambda
955   ;; depends on in such a way that DFO shouldn't put them in separate
956   ;; components.
957   (calls-or-closes nil :type list)
958   ;; the TAIL-SET that this LAMBDA is in. This is null during creation.
959   ;;
960   ;; In CMU CL, and old SBCL, this was also NILed out when LET
961   ;; conversion happened. That caused some problems, so as of
962   ;; sbcl-0.pre7.37.flaky5.2 when I was trying to get the compiler to
963   ;; emit :EXTERNAL functions directly, and so now the value
964   ;; is no longer NILed out in LET conversion, but instead copied
965   ;; (so that any further optimizations on the rest of the tail
966   ;; set won't modify the value) if necessary.
967   (tail-set nil :type (or tail-set null))
968   ;; the structure which represents the phsical environment that this
969   ;; function's variables are allocated in. This is filled in by
970   ;; physical environment analysis. In a LET, this is EQ to our home's
971   ;; physical environment.
972   (physenv nil :type (or physenv null))
973   ;; In a LET, this is the NODE-LEXENV of the combination node. We
974   ;; retain it so that if the LET is deleted (due to a lack of vars),
975   ;; we will still have caller's lexenv to figure out which cleanup is
976   ;; in effect.
977   (call-lexenv nil :type (or lexenv null)))
978 (defprinter (clambda :conc-name lambda- :identity t)
979   %source-name
980   %debug-name
981   #!+sb-show id
982   (type :test (not (eq type *universal-type*)))
983   (where-from :test (not (eq where-from :assumed)))
984   (vars :prin1 (mapcar #'leaf-source-name vars)))
985
986 ;;; The OPTIONAL-DISPATCH leaf is used to represent hairy lambdas. It
987 ;;; is a FUNCTIONAL, like LAMBDA. Each legal number of arguments has a
988 ;;; function which is called when that number of arguments is passed.
989 ;;; The function is called with all the arguments actually passed. If
990 ;;; additional arguments are legal, then the LEXPR style MORE-ENTRY
991 ;;; handles them. The value returned by the function is the value
992 ;;; which results from calling the OPTIONAL-DISPATCH.
993 ;;;
994 ;;; The theory is that each entry-point function calls the next entry
995 ;;; point tail-recursively, passing all the arguments passed in and
996 ;;; the default for the argument the entry point is for. The last
997 ;;; entry point calls the real body of the function. In the presence
998 ;;; of SUPPLIED-P args and other hair, things are more complicated. In
999 ;;; general, there is a distinct internal function that takes the
1000 ;;; SUPPLIED-P args as parameters. The preceding entry point calls
1001 ;;; this function with NIL filled in for the SUPPLIED-P args, while
1002 ;;; the current entry point calls it with T in the SUPPLIED-P
1003 ;;; positions.
1004 ;;;
1005 ;;; Note that it is easy to turn a call with a known number of
1006 ;;; arguments into a direct call to the appropriate entry-point
1007 ;;; function, so functions that are compiled together can avoid doing
1008 ;;; the dispatch.
1009 (def!struct (optional-dispatch (:include functional))
1010   ;; the original parsed argument list, for anyone who cares
1011   (arglist nil :type list)
1012   ;; true if &ALLOW-OTHER-KEYS was supplied
1013   (allowp nil :type boolean)
1014   ;; true if &KEY was specified (which doesn't necessarily mean that
1015   ;; there are any &KEY arguments..)
1016   (keyp nil :type boolean)
1017   ;; the number of required arguments. This is the smallest legal
1018   ;; number of arguments.
1019   (min-args 0 :type unsigned-byte)
1020   ;; the total number of required and optional arguments. Args at
1021   ;; positions >= to this are &REST, &KEY or illegal args.
1022   (max-args 0 :type unsigned-byte)
1023   ;; list of the LAMBDAs which are the entry points for non-rest,
1024   ;; non-key calls. The entry for MIN-ARGS is first, MIN-ARGS+1
1025   ;; second, ... MAX-ARGS last. The last entry-point always calls the
1026   ;; main entry; in simple cases it may be the main entry.
1027   (entry-points nil :type list)
1028   ;; an entry point which takes MAX-ARGS fixed arguments followed by
1029   ;; an argument context pointer and an argument count. This entry
1030   ;; point deals with listifying rest args and parsing keywords. This
1031   ;; is null when extra arguments aren't legal.
1032   (more-entry nil :type (or clambda null))
1033   ;; the main entry-point into the function, which takes all arguments
1034   ;; including keywords as fixed arguments. The format of the
1035   ;; arguments must be determined by examining the arglist. This may
1036   ;; be used by callers that supply at least MAX-ARGS arguments and
1037   ;; know what they are doing.
1038   (main-entry nil :type (or clambda null)))
1039 (defprinter (optional-dispatch :identity t)
1040   %source-name
1041   %debug-name
1042   #!+sb-show id
1043   (type :test (not (eq type *universal-type*)))
1044   (where-from :test (not (eq where-from :assumed)))
1045   arglist
1046   allowp
1047   keyp
1048   min-args
1049   max-args
1050   (entry-points :test entry-points)
1051   (more-entry :test more-entry)
1052   main-entry)
1053
1054 ;;; The ARG-INFO structure allows us to tack various information onto
1055 ;;; LAMBDA-VARs during IR1 conversion. If we use one of these things,
1056 ;;; then the var will have to be massaged a bit before it is simple
1057 ;;; and lexical.
1058 (def!struct arg-info
1059   ;; true if this arg is to be specially bound
1060   (specialp nil :type boolean)
1061   ;; the kind of argument being described. Required args only have arg
1062   ;; info structures if they are special.
1063   (kind (missing-arg)
1064         :type (member :required :optional :keyword :rest
1065                       :more-context :more-count))
1066   ;; If true, this is the VAR for SUPPLIED-P variable of a keyword or
1067   ;; optional arg. This is true for keywords with non-constant
1068   ;; defaults even when there is no user-specified supplied-p var.
1069   (supplied-p nil :type (or lambda-var null))
1070   ;; the default for a keyword or optional, represented as the
1071   ;; original Lisp code. This is set to NIL in &KEY arguments that are
1072   ;; defaulted using the SUPPLIED-P arg.
1073   (default nil :type t)
1074   ;; the actual key for a &KEY argument. Note that in ANSI CL this is
1075   ;; not necessarily a keyword: (DEFUN FOO (&KEY ((BAR BAR))) ...).
1076   (key nil :type symbol))
1077 (defprinter (arg-info :identity t)
1078   (specialp :test specialp)
1079   kind
1080   (supplied-p :test supplied-p)
1081   (default :test default)
1082   (key :test key))
1083
1084 ;;; The LAMBDA-VAR structure represents a lexical lambda variable.
1085 ;;; This structure is also used during IR1 conversion to describe
1086 ;;; lambda arguments which may ultimately turn out not to be simple
1087 ;;; and lexical.
1088 ;;;
1089 ;;; LAMBDA-VARs with no REFs are considered to be deleted; physical
1090 ;;; environment analysis isn't done on these variables, so the back
1091 ;;; end must check for and ignore unreferenced variables. Note that a
1092 ;;; deleted LAMBDA-VAR may have sets; in this case the back end is
1093 ;;; still responsible for propagating the SET-VALUE to the set's CONT.
1094 (def!struct (lambda-var (:include basic-var))
1095   ;; true if this variable has been declared IGNORE
1096   (ignorep nil :type boolean)
1097   ;; the CLAMBDA that this var belongs to. This may be null when we are
1098   ;; building a lambda during IR1 conversion.
1099   (home nil :type (or null clambda))
1100   ;; This is set by physical environment analysis if it chooses an
1101   ;; indirect (value cell) representation for this variable because it
1102   ;; is both set and closed over.
1103   (indirect nil :type boolean)
1104   ;; The following two slots are only meaningful during IR1 conversion
1105   ;; of hairy lambda vars:
1106   ;;
1107   ;; The ARG-INFO structure which holds information obtained from
1108   ;; &keyword parsing.
1109   (arg-info nil :type (or arg-info null))
1110   ;; if true, the GLOBAL-VAR structure for the special variable which
1111   ;; is to be bound to the value of this argument
1112   (specvar nil :type (or global-var null))
1113   ;; Set of the CONSTRAINTs on this variable. Used by constraint
1114   ;; propagation. This is left null by the lambda pre-pass if it
1115   ;; determine that this is a set closure variable, and is thus not a
1116   ;; good subject for flow analysis.
1117   (constraints nil :type (or sset null)))
1118 (defprinter (lambda-var :identity t)
1119   %source-name
1120   #!+sb-show id
1121   (type :test (not (eq type *universal-type*)))
1122   (where-from :test (not (eq where-from :assumed)))
1123   (ignorep :test ignorep)
1124   (arg-info :test arg-info)
1125   (specvar :test specvar))
1126 \f
1127 ;;;; basic node types
1128
1129 ;;; A REF represents a reference to a LEAF. REF-REOPTIMIZE is
1130 ;;; initially (and forever) NIL, since REFs don't receive any values
1131 ;;; and don't have any IR1 optimizer.
1132 (defstruct (ref (:include node (reoptimize nil))
1133                 (:constructor make-ref (derived-type leaf))
1134                 (:copier nil))
1135   ;; The leaf referenced.
1136   (leaf nil :type leaf))
1137 (defprinter (ref :identity t)
1138   #!+sb-show id
1139   leaf)
1140
1141 ;;; Naturally, the IF node always appears at the end of a block.
1142 ;;; NODE-CONT is a dummy continuation, and is there only to keep
1143 ;;; people happy.
1144 (defstruct (cif (:include node)
1145                 (:conc-name if-)
1146                 (:predicate if-p)
1147                 (:constructor make-if)
1148                 (:copier copy-if))
1149   ;; CONTINUATION for the predicate
1150   (test (missing-arg) :type continuation)
1151   ;; the blocks that we execute next in true and false case,
1152   ;; respectively (may be the same)
1153   (consequent (missing-arg) :type cblock)
1154   (alternative (missing-arg) :type cblock))
1155 (defprinter (cif :conc-name if- :identity t)
1156   (test :prin1 (continuation-use test))
1157   consequent
1158   alternative)
1159
1160 (defstruct (cset (:include node
1161                            (derived-type *universal-type*))
1162                  (:conc-name set-)
1163                  (:predicate set-p)
1164                  (:constructor make-set)
1165                  (:copier copy-set))
1166   ;; descriptor for the variable set
1167   (var (missing-arg) :type basic-var)
1168   ;; continuation for the value form
1169   (value (missing-arg) :type continuation))
1170 (defprinter (cset :conc-name set- :identity t)
1171   var
1172   (value :prin1 (continuation-use value)))
1173
1174 ;;; The BASIC-COMBINATION structure is used to represent both normal
1175 ;;; and multiple value combinations. In a local function call, this
1176 ;;; node appears at the end of its block and the body of the called
1177 ;;; function appears as the successor. The NODE-CONT remains the
1178 ;;; continuation which receives the value of the call.
1179 (defstruct (basic-combination (:include node)
1180                               (:constructor nil)
1181                               (:copier nil))
1182   ;; continuation for the function
1183   (fun (missing-arg) :type continuation)
1184   ;; list of CONTINUATIONs for the args. In a local call, an argument
1185   ;; continuation may be replaced with NIL to indicate that the
1186   ;; corresponding variable is unreferenced, and thus no argument
1187   ;; value need be passed.
1188   (args nil :type list)
1189   ;; the kind of function call being made. :LOCAL means that this is a
1190   ;; local call to a function in the same component, and that argument
1191   ;; syntax checking has been done, etc. Calls to known global
1192   ;; functions are represented by storing the FUN-INFO for the
1193   ;; function in this slot. :FULL is a call to an (as yet) unknown
1194   ;; function. :ERROR is like :FULL, but means that we have discovered
1195   ;; that the call contains an error, and should not be reconsidered
1196   ;; for optimization.
1197   (kind :full :type (or (member :local :full :error) fun-info))
1198   ;; some kind of information attached to this node by the back end
1199   (info nil))
1200
1201 ;;; The COMBINATION node represents all normal function calls,
1202 ;;; including FUNCALL. This is distinct from BASIC-COMBINATION so that
1203 ;;; an MV-COMBINATION isn't COMBINATION-P.
1204 (defstruct (combination (:include basic-combination)
1205                         (:constructor make-combination (fun))
1206                         (:copier nil)))
1207 (defprinter (combination :identity t)
1208   #!+sb-show id
1209   (fun :prin1 (continuation-use fun))
1210   (args :prin1 (mapcar (lambda (x)
1211                          (if x
1212                              (continuation-use x)
1213                              "<deleted>"))
1214                        args)))
1215
1216 ;;; An MV-COMBINATION is to MULTIPLE-VALUE-CALL as a COMBINATION is to
1217 ;;; FUNCALL. This is used to implement all the multiple-value
1218 ;;; receiving forms.
1219 (defstruct (mv-combination (:include basic-combination)
1220                            (:constructor make-mv-combination (fun))
1221                            (:copier nil)))
1222 (defprinter (mv-combination)
1223   (fun :prin1 (continuation-use fun))
1224   (args :prin1 (mapcar #'continuation-use args)))
1225
1226 ;;; The BIND node marks the beginning of a lambda body and represents
1227 ;;; the creation and initialization of the variables.
1228 (defstruct (bind (:include node)
1229                  (:copier nil))
1230   ;; the lambda we are binding variables for. Null when we are
1231   ;; creating the LAMBDA during IR1 translation.
1232   (lambda nil :type (or clambda null)))
1233 (defprinter (bind)
1234   lambda)
1235
1236 ;;; The RETURN node marks the end of a lambda body. It collects the
1237 ;;; return values and represents the control transfer on return. This
1238 ;;; is also where we stick information used for TAIL-SET type
1239 ;;; inference.
1240 (defstruct (creturn (:include node)
1241                     (:conc-name return-)
1242                     (:predicate return-p)
1243                     (:constructor make-return)
1244                     (:copier copy-return))
1245   ;; the lambda we are returning from. Null temporarily during
1246   ;; ir1tran.
1247   (lambda nil :type (or clambda null))
1248   ;; the continuation which yields the value of the lambda
1249   (result (missing-arg) :type continuation)
1250   ;; the union of the node-derived-type of all uses of the result
1251   ;; other than by a local call, intersected with the result's
1252   ;; asserted-type. If there are no non-call uses, this is
1253   ;; *EMPTY-TYPE*
1254   (result-type *wild-type* :type ctype))
1255 (defprinter (creturn :conc-name return- :identity t)
1256   lambda
1257   result-type)
1258 \f
1259 ;;;; non-local exit support
1260 ;;;;
1261 ;;;; In IR1, we insert special nodes to mark potentially non-local
1262 ;;;; lexical exits.
1263
1264 ;;; The ENTRY node serves to mark the start of the dynamic extent of a
1265 ;;; lexical exit. It is the mess-up node for the corresponding :ENTRY
1266 ;;; cleanup.
1267 (defstruct (entry (:include node)
1268                   (:copier nil))
1269   ;; All of the EXIT nodes for potential non-local exits to this point.
1270   (exits nil :type list)
1271   ;; The cleanup for this entry. NULL only temporarily.
1272   (cleanup nil :type (or cleanup null)))
1273 (defprinter (entry :identity t)
1274   #!+sb-show id)
1275
1276 ;;; The EXIT node marks the place at which exit code would be emitted,
1277 ;;; if necessary. This is interposed between the uses of the exit
1278 ;;; continuation and the exit continuation's DEST. Instead of using
1279 ;;; the returned value being delivered directly to the exit
1280 ;;; continuation, it is delivered to our VALUE continuation. The
1281 ;;; original exit continuation is the exit node's CONT.
1282 (defstruct (exit (:include node)
1283                  (:copier nil))
1284   ;; the ENTRY node that this is an exit for. If null, this is a
1285   ;; degenerate exit. A degenerate exit is used to "fill" an empty
1286   ;; block (which isn't allowed in IR1.) In a degenerate exit, Value
1287   ;; is always also null.
1288   (entry nil :type (or entry null))
1289   ;; the continuation yielding the value we are to exit with. If NIL,
1290   ;; then no value is desired (as in GO).
1291   (value nil :type (or continuation null)))
1292 (defprinter (exit :identity t)
1293   #!+sb-show id
1294   (entry :test entry)
1295   (value :test value))
1296 \f
1297 ;;;; miscellaneous IR1 structures
1298
1299 (defstruct (undefined-warning
1300             #-no-ansi-print-object
1301             (:print-object (lambda (x s)
1302                              (print-unreadable-object (x s :type t)
1303                                (prin1 (undefined-warning-name x) s))))
1304             (:copier nil))
1305   ;; the name of the unknown thing
1306   (name nil :type (or symbol list))
1307   ;; the kind of reference to NAME
1308   (kind (missing-arg) :type (member :function :type :variable))
1309   ;; the number of times this thing was used
1310   (count 0 :type unsigned-byte)
1311   ;; a list of COMPILER-ERROR-CONTEXT structures describing places
1312   ;; where this thing was used. Note that we only record the first
1313   ;; *UNDEFINED-WARNING-LIMIT* calls.
1314   (warnings () :type list))
1315 \f
1316 ;;; a helper for the POLICY macro, defined late here so that the
1317 ;;; various type tests can be inlined
1318 (declaim (ftype (function ((or list lexenv node functional)) list)
1319                 %coerce-to-policy))
1320 (defun %coerce-to-policy (thing)
1321   (let ((result (etypecase thing
1322                   (list thing)
1323                   (lexenv (lexenv-policy thing))
1324                   (node (lexenv-policy (node-lexenv thing)))
1325                   (functional (lexenv-policy (functional-lexenv thing))))))
1326     ;; Test the first element of the list as a rudimentary sanity
1327     ;; that it really does look like a valid policy.
1328     (aver (or (null result) (policy-quality-name-p (caar result))))
1329     ;; Voila.
1330     result))
1331 \f
1332 ;;;; Freeze some structure types to speed type testing.
1333
1334 #!-sb-fluid
1335 (declaim (freeze-type node leaf lexenv continuation cblock component cleanup
1336                       physenv tail-set nlx-info))