src/pcl/low.lisp

   1 ;;;; This file contains portable versions of low-level functions and macros
   2 ;;;; which are ripe for implementation specific customization. None of the code
   3 ;;;; in this file *has* to be customized for a particular Common Lisp
   4 ;;;; implementation. Moreover, in some implementations it may not make any
   5 ;;;; sense to customize some of this code.
   6 ;;;;
   7 ;;;; The original version was intended to support portable customization to
   8 ;;;; lotso different Lisp implementations. This functionality is gone in the
   9 ;;;; current version, and it now runs only under SBCL. (Now that ANSI Common
  10 ;;;; Lisp has mixed CLOS into the insides of the system (e.g. error handling
  11 ;;;; and printing) so deeply that it's not very meaningful to bootstrap Common
  12 ;;;; Lisp without CLOS, the old functionality is of dubious use. -- WHN
  13 ;;;; 19981108)
  14
  15 ;;;; This software is part of the SBCL system. See the README file for more
  16 ;;;; information.
  17
  18 ;;;; This software is derived from software originally released by Xerox
  19 ;;;; Corporation. Copyright and release statements follow. Later modifications
  20 ;;;; to the software are in the public domain and are provided with
  21 ;;;; absolutely no warranty. See the COPYING and CREDITS files for more
  22 ;;;; information.
  23
  24 ;;;; copyright information from original PCL sources:
  25 ;;;;
  26 ;;;; Copyright (c) 1985, 1986, 1987, 1988, 1989, 1990 Xerox Corporation.
  27 ;;;; All rights reserved.
  28 ;;;;
  29 ;;;; Use and copying of this software and preparation of derivative works based
  30 ;;;; upon this software are permitted. Any distribution of this software or
  31 ;;;; derivative works must comply with all applicable United States export
  32 ;;;; control laws.
  33 ;;;;
  34 ;;;; This software is made available AS IS, and Xerox Corporation makes no
  35 ;;;; warranty about the software, its performance or its conformity to any
  36 ;;;; specification.
  37
  38 (in-package "SB-PCL")
  39 \f
  40 (eval-when (:compile-toplevel :load-toplevel :execute)
  41 (defvar *optimize-speed*
  42   '(optimize (speed 3) (safety 0)))
  43 ) ; EVAL-WHEN
  44
  45 (defmacro dotimes-fixnum ((var count &optional (result nil)) &body body)
  46   `(dotimes (,var (the fixnum ,count) ,result)
  47      (declare (fixnum ,var))
  48      ,@body))
  49 \f
  50 ;;;; early definition of WRAPPER
  51 ;;;;
  52 ;;;; Most WRAPPER stuff is defined later, but the DEFSTRUCT itself
  53 ;;;; is here early so that things like (TYPEP .. 'WRAPPER) can be
  54 ;;;; compiled efficiently.
  55
  56 ;;; Note that for SBCL, as for CMU CL, the WRAPPER of a built-in or
  57 ;;; structure class will be some other kind of SB-KERNEL:LAYOUT, but
  58 ;;; this shouldn't matter, since the only two slots that WRAPPER adds
  59 ;;; are meaningless in those cases.
  60 (defstruct (wrapper
  61             (:include layout
  62                       ;; KLUDGE: In CMU CL, the initialization default
  63                       ;; for LAYOUT-INVALID was NIL. In SBCL, that has
  64                       ;; changed to :UNINITIALIZED, but PCL code might
  65                       ;; still expect NIL for the initialization
  66                       ;; default of WRAPPER-INVALID. Instead of trying
  67                       ;; to find out, I just overrode the LAYOUT
  68                       ;; default here. -- WHN 19991204
  69                       (invalid nil))
  70             (:conc-name %wrapper-)
  71             (:constructor make-wrapper-internal)
  72             (:copier nil))
  73   (instance-slots-layout nil :type list)
  74   (class-slots nil :type list))
  75 #-sb-fluid (declaim (sb-ext:freeze-type wrapper))
  76 \f
  77 ;;;; PCL's view of funcallable instances
  78
  79 (!defstruct-with-alternate-metaclass pcl-funcallable-instance
  80   ;; KLUDGE: Note that neither of these slots is ever accessed by its
  81   ;; accessor name as of sbcl-0.pre7.63. Presumably everything works
  82   ;; by puns based on absolute locations. Fun fun fun.. -- WHN 2001-10-30
  83   :slot-names (clos-slots name hash-code)
  84   :boa-constructor %make-pcl-funcallable-instance
  85   :superclass-name function
  86   :metaclass-name standard-classoid
  87   :metaclass-constructor make-standard-classoid
  88   :dd-type funcallable-structure
  89   ;; Only internal implementation code will access these, and these
  90   ;; accesses (slot readers in particular) could easily be a
  91   ;; bottleneck, so it seems reasonable to suppress runtime type
  92   ;; checks.
  93   ;;
  94   ;; (Except note KLUDGE above that these accessors aren't used at all
  95   ;; (!) as of sbcl-0.pre7.63, so for now it's academic.)
  96   :runtime-type-checks-p nil)
  97
  98 (import 'sb-kernel:funcallable-instance-p)
  99
 100 (defun set-funcallable-instance-function (fin new-value)
 101   (declare (type function new-value))
 102   (aver (funcallable-instance-p fin))
 103   (setf (funcallable-instance-fun fin) new-value))
 104 ;;; FIXME: these macros should just go away.  It's not clear whether
 105 ;;; the inline functions defined by
 106 ;;; !DEFSTRUCT-WITH-ALTERNATE-METACLASS are as efficient as they could
 107 ;;; be; ordinary defstruct accessors are defined as source transforms.
 108 (defmacro fsc-instance-p (fin)
 109   `(funcallable-instance-p ,fin))
 110 (defmacro fsc-instance-wrapper (fin)
 111   `(%funcallable-instance-layout ,fin))
 112 (defmacro fsc-instance-slots (fin)
 113   `(%funcallable-instance-info ,fin 1))
 114 (defmacro fsc-instance-hash (fin)
 115   `(%funcallable-instance-info ,fin 3))
 116 \f
 117 (declaim (inline clos-slots-ref (setf clos-slots-ref)))
 118 (declaim (ftype (function (simple-vector index) t) clos-slots-ref))
 119 (defun clos-slots-ref (slots index)
 120   (svref slots index))
 121 (declaim (ftype (function (t simple-vector index) t) (setf clos-slots-ref)))
 122 (defun (setf clos-slots-ref) (new-value slots index)
 123   (setf (svref slots index) new-value))
 124
 125 ;;; Note on implementation under CMU CL >=17 and SBCL: STD-INSTANCE-P
 126 ;;; is only used to discriminate between functions (including FINs)
 127 ;;; and normal instances, so we can return true on structures also. A
 128 ;;; few uses of (OR STD-INSTANCE-P FSC-INSTANCE-P) are changed to
 129 ;;; PCL-INSTANCE-P.
 130 (defmacro std-instance-p (x)
 131   `(%instancep ,x))
 132
 133 ;; a temporary definition used for debugging the bootstrap
 134 #+sb-show
 135 (defun print-std-instance (instance stream depth)
 136   (declare (ignore depth))
 137   (print-unreadable-object (instance stream :type t :identity t)
 138     (let ((class (class-of instance)))
 139       (when (or (eq class (find-class 'standard-class nil))
 140                 (eq class (find-class 'funcallable-standard-class nil))
 141                 (eq class (find-class 'built-in-class nil)))
 142         (princ (early-class-name instance) stream)))))
 143
 144 ;;; This is the value that we stick into a slot to tell us that it is
 145 ;;; unbound. It may seem gross, but for performance reasons, we make
 146 ;;; this an interned symbol. That means that the fast check to see
 147 ;;; whether a slot is unbound is to say (EQ <val> '..SLOT-UNBOUND..).
 148 ;;; That is considerably faster than looking at the value of a special
 149 ;;; variable. Be careful, there are places in the code which actually
 150 ;;; use ..SLOT-UNBOUND.. rather than this variable. So much for
 151 ;;; modularity..
 152 ;;;
 153 ;;; FIXME: Now that we're tightly integrated into SBCL, we could use
 154 ;;; the SBCL built-in unbound value token instead. Perhaps if we did
 155 ;;; so it would be a good idea to define collections of CLOS slots as
 156 ;;; a new type of heap object, instead of using bare SIMPLE-VECTOR, in
 157 ;;; order to avoid problems (in the debugger if nowhere else) with
 158 ;;; SIMPLE-VECTORs some of whose elements are unbound tokens.
 159 (defconstant +slot-unbound+ '..slot-unbound..)
 160
 161 (defmacro %allocate-static-slot-storage--class (no-of-slots)
 162   `(make-array ,no-of-slots :initial-element +slot-unbound+))
 163
 164 (defmacro std-instance-class (instance)
 165   `(wrapper-class* (std-instance-wrapper ,instance)))
 166 \f
 167 ;;; When given a funcallable instance, SET-FUN-NAME *must* side-effect
 168 ;;; that FIN to give it the name. When given any other kind of
 169 ;;; function SET-FUN-NAME is allowed to return a new function which is
 170 ;;; "the same" except that it has the name.
 171 ;;;
 172 ;;; In all cases, SET-FUN-NAME must return the new (or same)
 173 ;;; function. (Unlike other functions to set stuff, it does not return
 174 ;;; the new value.)
 175 (defun set-fun-name (fun new-name)
 176   #+sb-doc
 177   "Set the name of a compiled function object. Return the function."
 178   (declare (special *boot-state* *the-class-standard-generic-function*))
 179   (when (valid-function-name-p fun)
 180     (setq fun (fdefinition fun)))
 181   (when (funcallable-instance-p fun)
 182     (if (if (eq *boot-state* 'complete)
 183                  (typep fun 'generic-function)
 184                  (eq (class-of fun) *the-class-standard-generic-function*))
 185              (setf (%funcallable-instance-info fun 2) new-name)
 186              (bug "unanticipated function type")))
 187   ;; Fixup name-to-function mappings in cases where the function
 188   ;; hasn't been defined by DEFUN.  (FIXME: is this right?  This logic
 189   ;; comes from CMUCL).  -- CSR, 2004-12-31
 190   (when (and (consp new-name)
 191              (member (car new-name) '(slow-method fast-method slot-accessor)))
 192     (setf (fdefinition new-name) fun))
 193   fun)
 194 \f
 195 ;;; FIXME: probably no longer needed after init
 196 (defmacro precompile-random-code-segments (&optional system)
 197   `(progn
 198      (eval-when (:compile-toplevel)
 199        (update-dispatch-dfuns))
 200      (precompile-function-generators ,system)
 201      (precompile-dfun-constructors ,system)
 202      (precompile-ctors)))
 203 \f
 204 ;;; This definition is for interpreted code.
 205 (defun pcl-instance-p (x)
 206   (typep (layout-of x) 'wrapper))
 207
 208 ;;; CMU CL comment:
 209 ;;;   We define this as STANDARD-INSTANCE, since we're going to
 210 ;;;   clobber the layout with some standard-instance layout as soon as
 211 ;;;   we make it, and we want the accessor to still be type-correct.
 212 #|
 213 (defstruct (standard-instance
 214             (:predicate nil)
 215             (:constructor %%allocate-instance--class ())
 216             (:copier nil)
 217             (:alternate-metaclass instance
 218                                   cl:standard-class
 219                                   make-standard-class))
 220   (slots nil))
 221 |#
 222 (!defstruct-with-alternate-metaclass standard-instance
 223   :slot-names (slots hash-code)
 224   :boa-constructor %make-standard-instance
 225   :superclass-name t
 226   :metaclass-name standard-classoid
 227   :metaclass-constructor make-standard-classoid
 228   :dd-type structure
 229   :runtime-type-checks-p nil)
 230
 231 ;;; Both of these operations "work" on structures, which allows the above
 232 ;;; weakening of STD-INSTANCE-P.
 233 (defmacro std-instance-slots (x) `(%instance-ref ,x 1))
 234 (defmacro std-instance-wrapper (x) `(%instance-layout ,x))
 235 ;;; KLUDGE: This one doesn't "work" on structures.  However, we
 236 ;;; ensure, in SXHASH and friends, never to call it on structures.
 237 (defmacro std-instance-hash (x) `(%instance-ref ,x 2))
 238
 239 ;;; FIXME: These functions are called every place we do a
 240 ;;; CALL-NEXT-METHOD, and probably other places too. It's likely worth
 241 ;;; selectively optimizing them with DEFTRANSFORMs and stuff, rather
 242 ;;; than just indiscriminately expanding them inline everywhere.
 243 (declaim (inline get-slots get-slots-or-nil))
 244 (declaim (ftype (function (t) simple-vector) get-slots))
 245 (declaim (ftype (function (t) (or simple-vector null)) get-slots-or-nil))
 246 (defun get-slots (instance)
 247   (if (std-instance-p instance)
 248       (std-instance-slots instance)
 249       (fsc-instance-slots instance)))
 250 (defun get-slots-or-nil (instance)
 251   ;; Suppress a code-deletion note.  FIXME: doing the FIXME above,
 252   ;; integrating PCL more with the compiler, would remove the need for
 253   ;; this icky stuff.
 254   (declare (optimize (inhibit-warnings 3)))
 255   (when (pcl-instance-p instance)
 256     (get-slots instance)))
 257
 258 (defmacro built-in-or-structure-wrapper (x) `(layout-of ,x))
 259
 260 (defmacro get-wrapper (inst)
 261   (once-only ((wrapper `(wrapper-of ,inst)))
 262     `(progn
 263        (aver (typep ,wrapper 'wrapper))
 264        ,wrapper)))
 265
 266 ;;; FIXME: could be an inline function or ordinary function (like many
 267 ;;; other things around here)
 268 (defmacro get-instance-wrapper-or-nil (inst)
 269   (once-only ((wrapper `(wrapper-of ,inst)))
 270     `(if (typep ,wrapper 'wrapper)
 271          ,wrapper
 272          nil)))
 273 \f
 274 ;;;; support for useful hashing of PCL instances
 275
 276 (defvar *instance-hash-code-random-state* (make-random-state))
 277 (defun get-instance-hash-code ()
 278   ;; ANSI SXHASH wants us to make a good-faith effort to produce
 279   ;; hash-codes that are well distributed within the range of
 280   ;; non-negative fixnums, and this RANDOM operation does that, unlike
 281   ;; the sbcl<=0.8.16 implementation of this operation as
 282   ;; (INCF COUNTER).
 283   ;;
 284   ;; Hopefully there was no virtue to the old counter implementation
 285   ;; that I am insufficiently insightful to insee. -- WHN 2004-10-28
 286   (random most-positive-fixnum
 287           *instance-hash-code-random-state*))
 288
 289 (defun sb-impl::sxhash-instance (x)
 290   (cond
 291     ((std-instance-p x) (std-instance-hash x))
 292     ((fsc-instance-p x) (fsc-instance-hash x))
 293     (t (bug "SXHASH-INSTANCE called on some weird thing: ~S" x))))
 294 \f
 295 ;;;; structure-instance stuff
 296 ;;;;
 297 ;;;; FIXME: Now that the code is SBCL-only, this extra layer of
 298 ;;;; abstraction around our native structure representation doesn't
 299 ;;;; seem to add anything useful, and could probably go away.
 300
 301 ;;; The definition of STRUCTURE-TYPE-P was moved to early-low.lisp.
 302
 303 (defun get-structure-dd (type)
 304   (layout-info (classoid-layout (find-classoid type))))
 305
 306 (defun structure-type-included-type-name (type)
 307   (let ((include (dd-include (get-structure-dd type))))
 308     (if (consp include)
 309         (car include)
 310         include)))
 311
 312 (defun structure-type-slot-description-list (type)
 313   (nthcdr (length (let ((include (structure-type-included-type-name type)))
 314                     (and include
 315                          (dd-slots (get-structure-dd include)))))
 316           (dd-slots (get-structure-dd type))))
 317
 318 (defun structure-slotd-name (slotd)
 319   (dsd-name slotd))
 320
 321 (defun structure-slotd-accessor-symbol (slotd)
 322   (dsd-accessor-name slotd))
 323
 324 (defun structure-slotd-reader-function (slotd)
 325   (fdefinition (dsd-accessor-name slotd)))
 326
 327 (defun structure-slotd-writer-function (type slotd)
 328   (if (dsd-read-only slotd)
 329       (let ((dd (get-structure-dd type)))
 330         (coerce (slot-setter-lambda-form dd slotd) 'function))
 331       (fdefinition `(setf ,(dsd-accessor-name slotd)))))
 332
 333 (defun structure-slotd-type (slotd)
 334   (dsd-type slotd))
 335
 336 (defun structure-slotd-init-form (slotd)
 337   (dsd-default slotd))
 338
 339 ;;; WITH-PCL-LOCK is used around some forms that were previously
 340 ;;; protected by WITHOUT-INTERRUPTS, but in a threaded SBCL we don't
 341 ;;; have a useful WITHOUT-INTERRUPTS.  In an unthreaded SBCL I'm not
 342 ;;; sure what the desired effect is anyway: should we be protecting
 343 ;;; against the possibility of recursive calls into these functions
 344 ;;; or are we using WITHOUT-INTERRUPTS as WITHOUT-SCHEDULING?
 345 ;;;
 346 ;;; Users: FORCE-CACHE-FLUSHES, MAKE-INSTANCES-OBSOLETE.  Note that
 347 ;;; it's not all certain this is sufficent for threadsafety: do we
 348 ;;; just have to protect against simultaneous calls to these mutators,
 349 ;;; or actually to stop normal slot access etc at the same time as one
 350 ;;; of them runs
 351
 352 #+sb-thread
 353 (progn
 354   (defvar *pcl-lock* (sb-thread::make-spinlock))
 355
 356   (defmacro with-pcl-lock (&body body)
 357     `(sb-thread::with-spinlock (*pcl-lock*)
 358       ,@body)))
 359
 360 #-sb-thread
 361 (defmacro with-pcl-lock (&body body)
 362   `(progn ,@body))