0.9.15.17:
[sbcl.git] / 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 standard-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-standard-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     ;; HACK
183     (case (classoid-name (classoid-of fun))
184       (%method-function (setf (%method-function-name fun) new-name))
185       (t ;; KLUDGE: probably a generic function...
186        (if (if (eq *boot-state* 'complete)
187                (typep fun 'generic-function)
188                (eq (class-of fun) *the-class-standard-generic-function*))
189            (setf (%funcallable-instance-info fun 2) new-name)
190            (bug "unanticipated function type")))))
191   ;; Fixup name-to-function mappings in cases where the function
192   ;; hasn't been defined by DEFUN.  (FIXME: is this right?  This logic
193   ;; comes from CMUCL).  -- CSR, 2004-12-31
194   (when (and (consp new-name)
195              (member (car new-name) '(slow-method fast-method slot-accessor)))
196     (setf (fdefinition new-name) fun))
197   fun)
198 \f
199 ;;; FIXME: probably no longer needed after init
200 (defmacro precompile-random-code-segments (&optional system)
201   `(progn
202      (eval-when (:compile-toplevel)
203        (update-dispatch-dfuns))
204      (precompile-function-generators ,system)
205      (precompile-dfun-constructors ,system)
206      (precompile-ctors)))
207 \f
208 ;;; This definition is for interpreted code.
209 (defun pcl-instance-p (x)
210   (typep (layout-of x) 'wrapper))
211
212 ;;; CMU CL comment:
213 ;;;   We define this as STANDARD-INSTANCE, since we're going to
214 ;;;   clobber the layout with some standard-instance layout as soon as
215 ;;;   we make it, and we want the accessor to still be type-correct.
216 #|
217 (defstruct (standard-instance
218             (:predicate nil)
219             (:constructor %%allocate-instance--class ())
220             (:copier nil)
221             (:alternate-metaclass instance
222                                   cl:standard-class
223                                   make-standard-class))
224   (slots nil))
225 |#
226 (!defstruct-with-alternate-metaclass standard-instance
227   :slot-names (slots hash-code)
228   :boa-constructor %make-standard-instance
229   :superclass-name t
230   :metaclass-name standard-classoid
231   :metaclass-constructor make-standard-classoid
232   :dd-type structure
233   :runtime-type-checks-p nil)
234
235 ;;; Both of these operations "work" on structures, which allows the above
236 ;;; weakening of STD-INSTANCE-P.
237 (defmacro std-instance-slots (x) `(%instance-ref ,x 1))
238 (defmacro std-instance-wrapper (x) `(%instance-layout ,x))
239 ;;; KLUDGE: This one doesn't "work" on structures.  However, we
240 ;;; ensure, in SXHASH and friends, never to call it on structures.
241 (defmacro std-instance-hash (x) `(%instance-ref ,x 2))
242
243 ;;; FIXME: These functions are called every place we do a
244 ;;; CALL-NEXT-METHOD, and probably other places too. It's likely worth
245 ;;; selectively optimizing them with DEFTRANSFORMs and stuff, rather
246 ;;; than just indiscriminately expanding them inline everywhere.
247 (declaim (inline get-slots get-slots-or-nil))
248 (declaim (ftype (function (t) simple-vector) get-slots))
249 (declaim (ftype (function (t) (or simple-vector null)) get-slots-or-nil))
250 (defun get-slots (instance)
251   (if (std-instance-p instance)
252       (std-instance-slots instance)
253       (fsc-instance-slots instance)))
254 (defun get-slots-or-nil (instance)
255   ;; Suppress a code-deletion note.  FIXME: doing the FIXME above,
256   ;; integrating PCL more with the compiler, would remove the need for
257   ;; this icky stuff.
258   (declare (optimize (inhibit-warnings 3)))
259   (when (pcl-instance-p instance)
260     (get-slots instance)))
261
262 (defmacro built-in-or-structure-wrapper (x) `(layout-of ,x))
263
264 (defmacro get-wrapper (inst)
265   (once-only ((wrapper `(wrapper-of ,inst)))
266     `(progn
267        (aver (typep ,wrapper 'wrapper))
268        ,wrapper)))
269
270 ;;; FIXME: could be an inline function or ordinary function (like many
271 ;;; other things around here)
272 (defmacro get-instance-wrapper-or-nil (inst)
273   (once-only ((wrapper `(wrapper-of ,inst)))
274     `(if (typep ,wrapper 'wrapper)
275          ,wrapper
276          nil)))
277 \f
278 ;;;; support for useful hashing of PCL instances
279
280 (defvar *instance-hash-code-random-state* (make-random-state))
281 (defun get-instance-hash-code ()
282   ;; ANSI SXHASH wants us to make a good-faith effort to produce
283   ;; hash-codes that are well distributed within the range of
284   ;; non-negative fixnums, and this RANDOM operation does that, unlike
285   ;; the sbcl<=0.8.16 implementation of this operation as
286   ;; (INCF COUNTER).
287   ;;
288   ;; Hopefully there was no virtue to the old counter implementation
289   ;; that I am insufficiently insightful to insee. -- WHN 2004-10-28
290   (random most-positive-fixnum
291           *instance-hash-code-random-state*))
292
293 (defun sb-impl::sxhash-instance (x)
294   (cond
295     ((std-instance-p x) (std-instance-hash x))
296     ((fsc-instance-p x) (fsc-instance-hash x))
297     (t (bug "SXHASH-INSTANCE called on some weird thing: ~S" x))))
298 \f
299 ;;;; structure-instance stuff
300 ;;;;
301 ;;;; FIXME: Now that the code is SBCL-only, this extra layer of
302 ;;;; abstraction around our native structure representation doesn't
303 ;;;; seem to add anything useful, and could probably go away.
304
305 ;;; The definition of STRUCTURE-TYPE-P was moved to early-low.lisp.
306
307 (defun get-structure-dd (type)
308   (layout-info (classoid-layout (find-classoid type))))
309
310 (defun structure-type-included-type-name (type)
311   (let ((include (dd-include (get-structure-dd type))))
312     (if (consp include)
313         (car include)
314         include)))
315
316 (defun structure-type-slot-description-list (type)
317   (nthcdr (length (let ((include (structure-type-included-type-name type)))
318                     (and include
319                          (dd-slots (get-structure-dd include)))))
320           (dd-slots (get-structure-dd type))))
321
322 (defun structure-slotd-name (slotd)
323   (dsd-name slotd))
324
325 (defun structure-slotd-accessor-symbol (slotd)
326   (dsd-accessor-name slotd))
327
328 (defun structure-slotd-reader-function (slotd)
329   (fdefinition (dsd-accessor-name slotd)))
330
331 (defun structure-slotd-writer-function (type slotd)
332   (if (dsd-read-only slotd)
333       (let ((dd (get-structure-dd type)))
334         (coerce (slot-setter-lambda-form dd slotd) 'function))
335       (fdefinition `(setf ,(dsd-accessor-name slotd)))))
336
337 (defun structure-slotd-type (slotd)
338   (dsd-type slotd))
339
340 (defun structure-slotd-init-form (slotd)
341   (dsd-default slotd))
342 \f
343 ;;; method function stuff.
344 ;;;
345 ;;; PCL historically included a so-called method-fast-function, which
346 ;;; is essentially a method function but with (a) a precomputed
347 ;;; continuation for CALL-NEXT-METHOD and (b) a permutation vector for
348 ;;; slot access.  [ FIXME: see if we can understand these two
349 ;;; optimizations before commit. ]  However, the presence of the
350 ;;; fast-function meant that we violated AMOP and the effect of the
351 ;;; :FUNCTION initarg, and furthermore got to potentially confusing
352 ;;; situations where the function and the fast-function got out of
353 ;;; sync, so that calling (method-function method) with the defined
354 ;;; protocol would do different things from (call-method method) in
355 ;;; method combination.
356 ;;;
357 ;;; So we define this internal method function structure, which we use
358 ;;; when we create a method function ourselves.  This means that we
359 ;;; can hang the various bits of information that we want off the
360 ;;; method function itself, and also that if a user overrides method
361 ;;; function creation there is no danger of having the system get
362 ;;; confused.
363 (!defstruct-with-alternate-metaclass %method-function
364   :slot-names (fast-function name)
365   :boa-constructor %make-method-function
366   :superclass-name function
367   :metaclass-name random-pcl-classoid
368   :metaclass-constructor make-random-pcl-classoid
369   :dd-type funcallable-structure)
370 \f
371 ;;; WITH-PCL-LOCK is used around some forms that were previously
372 ;;; protected by WITHOUT-INTERRUPTS, but in a threaded SBCL we don't
373 ;;; have a useful WITHOUT-INTERRUPTS.  In an unthreaded SBCL I'm not
374 ;;; sure what the desired effect is anyway: should we be protecting
375 ;;; against the possibility of recursive calls into these functions
376 ;;; or are we using WITHOUT-INTERRUPTS as WITHOUT-SCHEDULING?
377 ;;;
378 ;;; Users: FORCE-CACHE-FLUSHES, MAKE-INSTANCES-OBSOLETE.  Note that
379 ;;; it's not all certain this is sufficent for threadsafety: do we
380 ;;; just have to protect against simultaneous calls to these mutators,
381 ;;; or actually to stop normal slot access etc at the same time as one
382 ;;; of them runs
383
384 #+sb-thread
385 (progn
386   (defvar *pcl-lock* (sb-thread::make-spinlock))
387
388   (defmacro with-pcl-lock (&body body)
389     `(sb-thread::with-spinlock (*pcl-lock*)
390       ,@body)))
391
392 #-sb-thread
393 (defmacro with-pcl-lock (&body body)
394   `(progn ,@body))