5f4495387bdceebd1503e3906a55f4f2f09a9d4d
[sbcl.git] / src / pcl / walk.lisp
1 ;;;; a simple code walker
2 ;;;;
3 ;;;; The code which implements the macroexpansion environment
4 ;;;; manipulation mechanisms is in the first part of the file, the
5 ;;;; real walker follows it.
6
7 ;;;; This software is part of the SBCL system. See the README file for
8 ;;;; more information.
9
10 ;;;; This software is derived from software originally released by Xerox
11 ;;;; Corporation. Copyright and release statements follow. Later modifications
12 ;;;; to the software are in the public domain and are provided with
13 ;;;; absolutely no warranty. See the COPYING and CREDITS files for more
14 ;;;; information.
15
16 ;;;; copyright information from original PCL sources:
17 ;;;;
18 ;;;; Copyright (c) 1985, 1986, 1987, 1988, 1989, 1990 Xerox Corporation.
19 ;;;; All rights reserved.
20 ;;;;
21 ;;;; Use and copying of this software and preparation of derivative works based
22 ;;;; upon this software are permitted. Any distribution of this software or
23 ;;;; derivative works must comply with all applicable United States export
24 ;;;; control laws.
25 ;;;;
26 ;;;; This software is made available AS IS, and Xerox Corporation makes no
27 ;;;; warranty about the software, its performance or its conformity to any
28 ;;;; specification.
29
30 (in-package "SB!WALKER")
31 \f
32 ;;;; forward references
33
34 (defvar *key-to-walker-environment*)
35 \f
36 ;;;; environment hacking stuff, necessarily SBCL-specific
37
38 ;;; Here in the original PCL were implementations of the
39 ;;; implementation-specific environment hacking functions for each of
40 ;;; the implementations this walker had been ported to. This
41 ;;; functionality was originally factored out in order to make PCL
42 ;;; portable from one Common Lisp to another. As of 19981107, that
43 ;;; portability was fairly stale and (because of the scarcity of CLTL1
44 ;;; implementations and the strong interdependence of the rest of ANSI
45 ;;; Common Lisp on the CLOS system) fairly irrelevant. It was fairly
46 ;;; thoroughly put out of its misery by WHN in his quest to clean up
47 ;;; the system enough that it can be built from scratch using any ANSI
48 ;;; Common Lisp.
49 ;;;
50 ;;; This code just hacks 'macroexpansion environments'. That is, it is
51 ;;; only concerned with the function binding of symbols in the
52 ;;; environment. The walker needs to be able to tell if the symbol
53 ;;; names a lexical macro or function, and it needs to be able to
54 ;;; build environments which contain lexical macro or function
55 ;;; bindings. It must be able, when walking a MACROLET, FLET or LABELS
56 ;;; form to construct an environment which reflects the bindings
57 ;;; created by that form. Note that the environment created does NOT
58 ;;; have to be sufficient to evaluate the body, merely to walk its
59 ;;; body. This means that definitions do not have to be supplied for
60 ;;; lexical functions, only the fact that that function is bound is
61 ;;; important. For macros, the macroexpansion function must be
62 ;;; supplied.
63 ;;;
64 ;;; This code is organized in a way that lets it work in
65 ;;; implementations that stack cons their environments. That is
66 ;;; reflected in the fact that the only operation that lets a user
67 ;;; build a new environment is a WITH-BODY macro which executes its
68 ;;; body with the specified symbol bound to the new environment. No
69 ;;; code in this walker or in PCL will hold a pointer to these
70 ;;; environments after the body returns. Other user code is free to do
71 ;;; so in implementations where it works, but that code is not
72 ;;; considered portable.
73 ;;;
74 ;;; There are 3 environment hacking tools. One macro,
75 ;;; WITH-AUGMENTED-ENVIRONMENT, which is used to create new
76 ;;; environments, and two functions, ENVIRONMENT-FUNCTION and
77 ;;; ENVIRONMENT-MACRO, which are used to access the bindings of
78 ;;; existing environments
79
80 ;;; In SBCL, as in CMU CL before it, the environment is represented
81 ;;; with a structure that holds alists for the functional things,
82 ;;; variables, blocks, etc. Except for SYMBOL-MACROLET, only the
83 ;;; SB!C::LEXENV-FUNS slot is relevant. It holds: Alist (Name . What),
84 ;;; where What is either a functional (a local function) or a list
85 ;;; (MACRO . <function>) (a local macro, with the specifier expander.)
86 ;;; Note that Name may be a (SETF <name>) function. Accessors are
87 ;;; defined below, eg (ENV-WALK-FUNCTION ENV).
88 ;;;
89 ;;; If WITH-AUGMENTED-ENVIRONMENT is called from WALKER-ENVIRONMENT-BIND
90 ;;; this code hides the WALKER version of an environment
91 ;;; inside the SB!C::LEXENV structure.
92 ;;;
93 ;;; In CMUCL (and former SBCL), This used to be a list of lists of form
94 ;;; (<gensym-name> MACRO . #<interpreted-function>) in the :functions slot
95 ;;; in a C::LEXENV.
96 ;;; This form was accepted by the compiler, but this was a crude hack,
97 ;;; because the <interpreted-function> was used as a structure to hold the
98 ;;; bits of interest, {function, form, declarations, lexical-variables},
99 ;;; a list, which was not really an interpreted function.
100 ;;; Instead this list was COERCEd to a #<FUNCTION ...>!
101 ;;;
102 ;;; Instead, we now use a special sort of "function"-type for that
103 ;;; information, because the functions slot in SB!C::LEXENV is
104 ;;; supposed to have a list of <Name MACRO . #<function> elements.
105 ;;; So, now we hide our bits of interest in the walker-info slot in
106 ;;; our new BOGO-FUN.
107 ;;;
108 ;;; MACROEXPAND-1 and SB!INT:EVAL-IN-LEXENV are the only SBCL
109 ;;; functions that get called with the constructed environment
110 ;;; argument.
111
112 (/show "walk.lisp 108")
113
114 (defmacro with-augmented-environment
115     ((new-env old-env &key functions macros) &body body)
116   `(let ((,new-env (with-augmented-environment-internal ,old-env
117                                                         ,functions
118                                                         ,macros)))
119      ,@body))
120
121 ;;; a unique tag to show that we're the intended caller of BOGO-FUN
122 (defvar *bogo-fun-magic-tag*
123   '(:bogo-fun-magic-tag))
124
125 ;;; The interface of BOGO-FUNs (previously implemented as
126 ;;; FUNCALLABLE-INSTANCEs) is just these two operations, so we can do
127 ;;; them with ordinary closures.
128 ;;;
129 ;;; KLUDGE: BOGO-FUNs are sorta weird, and MNA and I have both hacked
130 ;;; on this code without quite figuring out what they're for. (He
131 ;;; changed them to work after some changes in the IR1 interpreter
132 ;;; made functions not be built lazily, and I changed them so that
133 ;;; they don't need FUNCALLABLE-INSTANCE stuff, so that the F-I stuff
134 ;;; can become less general.) There may be further simplifications or
135 ;;; clarifications which could be done. -- WHN 2001-10-19
136 (defun walker-info-to-bogo-fun (walker-info)
137   (lambda (magic-tag &rest rest)
138     (aver (not rest)) ; else someone is using me in an unexpected way
139     (aver (eql magic-tag *bogo-fun-magic-tag*)) ; else ditto
140     walker-info))
141 (defun bogo-fun-to-walker-info (bogo-fun)
142   (declare (type function bogo-fun))
143   (funcall bogo-fun *bogo-fun-magic-tag*))
144
145 (defun with-augmented-environment-internal (env funs macros)
146   ;; Note: In order to record the correct function definition, we
147   ;; would have to create an interpreted closure, but the
148   ;; WITH-NEW-DEFINITION macro down below makes no distinction between
149   ;; FLET and LABELS, so we have no idea what to use for the
150   ;; environment. So we just blow it off, 'cause anything real we do
151   ;; would be wrong. But we still have to make an entry so we can tell
152   ;; functions from macros.
153   (let ((lexenv (sb!kernel::coerce-to-lexenv env)))
154     (sb!c::make-lexenv
155      :default lexenv
156      :vars (when (eql (caar macros) *key-to-walker-environment*)
157              (copy-tree (remove :lexical-var (fourth (cadar macros))
158                                 :key #'cadr)))
159      :funs (append (mapcar (lambda (f)
160                              (cons (car f)
161                                    (sb!c::make-functional :lexenv lexenv)))
162                            funs)
163                    (mapcar (lambda (m)
164                              (list* (car m)
165                                     'sb!c::macro
166                                     (if (eq (car m)
167                                             *key-to-walker-environment*)
168                                         (walker-info-to-bogo-fun (cadr m))
169                                         (coerce (cadr m) 'function))))
170                            macros)))))
171
172 (defun environment-function (env fn)
173   (when env
174     (let ((entry (assoc fn (sb!c::lexenv-funs env) :test #'equal)))
175       (and entry
176            (sb!c::functional-p (cdr entry))
177            (cdr entry)))))
178
179 (defun environment-macro (env macro)
180   (when env
181     (let ((entry (assoc macro (sb!c::lexenv-funs env) :test #'eq)))
182       (and entry
183            (eq (cadr entry) 'sb!c::macro)
184            (if (eq macro *key-to-walker-environment*)
185                (values (bogo-fun-to-walker-info (cddr entry)))
186                (values (function-lambda-expression (cddr entry))))))))
187 \f
188 ;;;; other environment hacking, not so SBCL-specific as the
189 ;;;; environment hacking in the previous section
190
191 (defmacro with-new-definition-in-environment
192           ((new-env old-env macrolet/flet/labels-form) &body body)
193   (let ((functions (make-symbol "Functions"))
194         (macros (make-symbol "Macros")))
195     `(let ((,functions ())
196            (,macros ()))
197        (ecase (car ,macrolet/flet/labels-form)
198          ((flet labels)
199           (dolist (fn (cadr ,macrolet/flet/labels-form))
200             (push fn ,functions)))
201          ((macrolet)
202           (dolist (mac (cadr ,macrolet/flet/labels-form))
203             (push (list (car mac)
204                         (convert-macro-to-lambda (cadr mac)
205                                                  (cddr mac)
206                                                  ,old-env
207                                                  (string (car mac))))
208                   ,macros))))
209        (with-augmented-environment
210               (,new-env ,old-env :functions ,functions :macros ,macros)
211          ,@body))))
212
213 (defun convert-macro-to-lambda (llist body env &optional (name "dummy macro"))
214   (let ((gensym (make-symbol name)))
215     (eval-in-lexenv `(defmacro ,gensym ,llist ,@body)
216                     (sb!c::make-restricted-lexenv env))
217     (macro-function gensym)))
218 \f
219 ;;;; the actual walker
220
221 ;;; As the walker walks over the code, it communicates information to
222 ;;; itself about the walk. This information includes the walk
223 ;;; function, variable bindings, declarations in effect etc. This
224 ;;; information is inherently lexical, so the walker passes it around
225 ;;; in the actual environment the walker passes to macroexpansion
226 ;;; functions. This is what makes the NESTED-WALK-FORM facility work
227 ;;; properly.
228 (defmacro walker-environment-bind ((var env &rest key-args)
229                                       &body body)
230   `(with-augmented-environment
231      (,var ,env :macros (walker-environment-bind-1 ,env ,.key-args))
232      .,body))
233
234 (defvar *key-to-walker-environment* (gensym))
235
236 (defun env-lock (env)
237   (environment-macro env *key-to-walker-environment*))
238
239 (defun walker-environment-bind-1 (env &key (walk-function nil wfnp)
240                                            (walk-form nil wfop)
241                                            (declarations nil decp)
242                                            (lexical-vars nil lexp))
243   (let ((lock (env-lock env)))
244     (list
245       (list *key-to-walker-environment*
246             (list (if wfnp walk-function (car lock))
247                   (if wfop walk-form     (cadr lock))
248                   (if decp declarations  (caddr lock))
249                   (if lexp lexical-vars  (cadddr lock)))))))
250
251 (defun env-walk-function (env)
252   (car (env-lock env)))
253
254 (defun env-walk-form (env)
255   (cadr (env-lock env)))
256
257 (defun env-declarations (env)
258   (caddr (env-lock env)))
259
260 (defun env-lexical-variables (env)
261   (cadddr (env-lock env)))
262
263 (defun note-declaration (declaration env)
264   (push declaration (caddr (env-lock env))))
265
266 (defun note-lexical-binding (thing env)
267   (push (list thing :lexical-var) (cadddr (env-lock env))))
268
269 (defun var-lexical-p (var env)
270   (let ((entry (member var (env-lexical-variables env) :key #'car)))
271     (when (eq (cadar entry) :lexical-var)
272       entry)))
273
274 (defun variable-symbol-macro-p (var env)
275   (let ((entry (member var (env-lexical-variables env) :key #'car)))
276     (when (eq (cadar entry) 'sb!sys:macro)
277       entry)))
278
279 (defvar *var-declarations* '(special))
280
281 (defun var-declaration (declaration var env)
282   (if (not (member declaration *var-declarations*))
283       (error "~S is not a recognized variable declaration." declaration)
284       (let ((id (or (var-lexical-p var env) var)))
285         (dolist (decl (env-declarations env))
286           (when (and (eq (car decl) declaration)
287                      (eq (cadr decl) id))
288             (return decl))))))
289
290 (defun var-special-p (var env)
291   (or (not (null (var-declaration 'special var env)))
292       (var-globally-special-p var)))
293
294 (defun var-globally-special-p (symbol)
295   (eq (info :variable :kind symbol) :special))
296
297 \f
298 ;;;; handling of special forms
299
300 ;;; Here are some comments from the original PCL on the difficulty of
301 ;;; doing this portably across different CLTL1 implementations. This
302 ;;; is no longer directly relevant because this code now only runs on
303 ;;; SBCL, but the comments are retained for culture: they might help
304 ;;; explain some of the design decisions which were made in the code.
305 ;;;
306 ;;; and I quote...
307 ;;;
308 ;;;     The set of special forms is purposely kept very small because
309 ;;;     any program analyzing program (read code walker) must have
310 ;;;     special knowledge about every type of special form. Such a
311 ;;;     program needs no special knowledge about macros...
312 ;;;
313 ;;; So all we have to do here is a define a way to store and retrieve
314 ;;; templates which describe how to walk the 24 special forms and we
315 ;;; are all set...
316 ;;;
317 ;;; Well, its a nice concept, and I have to admit to being naive
318 ;;; enough that I believed it for a while, but not everyone takes
319 ;;; having only 24 special forms as seriously as might be nice. There
320 ;;; are (at least) 3 ways to lose:
321 ;;
322 ;;;   1 - Implementation x implements a Common Lisp special form as
323 ;;;       a macro which expands into a special form which:
324 ;;;      - Is a common lisp special form (not likely)
325 ;;;      - Is not a common lisp special form (on the 3600 IF --> COND).
326 ;;;
327 ;;;     * We can save ourselves from this case (second subcase really)
328 ;;;       by checking to see whether there is a template defined for
329 ;;;       something before we check to see whether we can macroexpand it.
330 ;;;
331 ;;;   2 - Implementation x implements a Common Lisp macro as a special form.
332 ;;;
333 ;;;     * This is a screw, but not so bad, we save ourselves from it by
334 ;;;       defining extra templates for the macros which are *likely* to
335 ;;;       be implemented as special forms. [Note: As of sbcl-0.6.9, these
336 ;;;       extra templates have been deleted, since this is not a problem
337 ;;;       in SBCL and we no longer try to make this walker portable
338 ;;;       across other possibly-broken CL implementations.]
339 ;;;
340 ;;;   3 - Implementation x has a special form which is not on the list of
341 ;;;       Common Lisp special forms.
342 ;;;
343 ;;;     * This is a bad sort of a screw and happens more than I would
344 ;;;       like to think, especially in the implementations which provide
345 ;;;       more than just Common Lisp (3600, Xerox etc.).
346 ;;;       The fix is not terribly satisfactory, but will have to do for
347 ;;;       now. There is a hook in get walker-template which can get a
348 ;;;       template from the implementation's own walker. That template
349 ;;;       has to be converted, and so it may be that the right way to do
350 ;;;       this would actually be for that implementation to provide an
351 ;;;       interface to its walker which looks like the interface to this
352 ;;;       walker.
353
354 (defmacro get-walker-template-internal (x)
355   `(get ,x 'walker-template))
356
357 (defmacro define-walker-template (name
358                                   &optional (template '(nil repeat (eval))))
359   `(eval-when (:load-toplevel :execute)
360      (setf (get-walker-template-internal ',name) ',template)))
361
362 (defun get-walker-template (x context)
363   (cond ((symbolp x)
364          (get-walker-template-internal x))
365         ((and (listp x) (eq (car x) 'lambda))
366          '(lambda repeat (eval)))
367         (t
368          ;; FIXME: In an ideal world we would do something similar to
369          ;; COMPILER-ERROR here, replacing the form within the walker
370          ;; with an error-signalling form. This is slightly less
371          ;; pretty, but informative non the less. Best is the enemy of
372          ;; good, etc.
373          (error "Illegal function call in method body:~%  ~S"
374                 context))))
375 \f
376 ;;;; the actual templates
377
378 ;;; ANSI special forms
379 (define-walker-template block                (nil nil repeat (eval)))
380 (define-walker-template catch                (nil eval repeat (eval)))
381 (define-walker-template declare              walk-unexpected-declare)
382 (define-walker-template eval-when            (nil quote repeat (eval)))
383 (define-walker-template flet                 walk-flet)
384 (define-walker-template function             (nil call))
385 (define-walker-template go                   (nil quote))
386 (define-walker-template if                   walk-if)
387 (define-walker-template labels               walk-labels)
388 (define-walker-template lambda               walk-lambda)
389 (define-walker-template let                  walk-let)
390 (define-walker-template let*                 walk-let*)
391 (define-walker-template locally              walk-locally)
392 (define-walker-template macrolet             walk-macrolet)
393 (define-walker-template multiple-value-call  (nil eval repeat (eval)))
394 (define-walker-template multiple-value-prog1 (nil return repeat (eval)))
395 (define-walker-template multiple-value-setq  walk-multiple-value-setq)
396 (define-walker-template multiple-value-bind  walk-multiple-value-bind)
397 (define-walker-template progn                (nil repeat (eval)))
398 (define-walker-template progv                (nil eval eval repeat (eval)))
399 (define-walker-template quote                (nil quote))
400 (define-walker-template return-from          (nil quote repeat (return)))
401 (define-walker-template setq                 walk-setq)
402 (define-walker-template symbol-macrolet      walk-symbol-macrolet)
403 (define-walker-template tagbody              walk-tagbody)
404 (define-walker-template the                  (nil quote eval))
405 (define-walker-template throw                (nil eval eval))
406 (define-walker-template unwind-protect       (nil return repeat (eval)))
407
408 ;;; SBCL-only special forms
409 (define-walker-template sb!ext:truly-the     (nil quote eval))
410 ;;; FIXME: maybe we don't need this one any more, given that
411 ;;; NAMED-LAMBDA now expands into (FUNCTION (NAMED-LAMBDA ...))?
412 (define-walker-template named-lambda         walk-named-lambda)
413 \f
414 (defvar *walk-form-expand-macros-p* nil)
415
416 (defun walk-form (form
417                   &optional environment
418                             (walk-function
419                              (lambda (subform context env)
420                                (declare (ignore context env))
421                                subform)))
422   (walker-environment-bind (new-env environment :walk-function walk-function)
423     (walk-form-internal form :eval new-env)))
424
425 ;;; WALK-FORM-INTERNAL is the main driving function for the code
426 ;;; walker. It takes a form and the current context and walks the form
427 ;;; calling itself or the appropriate template recursively.
428 ;;;
429 ;;;   "It is recommended that a program-analyzing-program process a form
430 ;;;    that is a list whose car is a symbol as follows:
431 ;;;
432 ;;;     1. If the program has particular knowledge about the symbol,
433 ;;;        process the form using special-purpose code. All of the
434 ;;;        standard special forms should fall into this category.
435 ;;;     2. Otherwise, if MACRO-FUNCTION is true of the symbol apply
436 ;;;        either MACROEXPAND or MACROEXPAND-1 and start over.
437 ;;;     3. Otherwise, assume it is a function call. "
438 (defun walk-form-internal (form context env)
439   ;; First apply the walk-function to perform whatever translation
440   ;; the user wants to this form. If the second value returned
441   ;; by walk-function is T then we don't recurse...
442   (catch form
443     (multiple-value-bind (newform walk-no-more-p)
444         (funcall (env-walk-function env) form context env)
445       (catch newform
446         (cond
447          (walk-no-more-p newform)
448          ((not (eq form newform))
449           (walk-form-internal newform context env))
450          ((not (consp newform))
451           (let ((symmac (car (variable-symbol-macro-p newform env))))
452             (if symmac
453                 (let ((newnewform (walk-form-internal (cddr symmac)
454                                                       context
455                                                       env)))
456                   (if (eq newnewform (cddr symmac))
457                       (if *walk-form-expand-macros-p* newnewform newform)
458                       newnewform))
459                 newform)))
460          (t
461           (let* ((fn (car newform))
462                  (template (get-walker-template fn newform)))
463             (if template
464                 (if (symbolp template)
465                     (funcall template newform context env)
466                     (walk-template newform template context env))
467                 (multiple-value-bind (newnewform macrop)
468                     (walker-environment-bind
469                         (new-env env :walk-form newform)
470                       (sb-xc:macroexpand-1 newform new-env))
471                   (cond
472                    (macrop
473                     (let ((newnewnewform (walk-form-internal newnewform
474                                                              context
475                                                              env)))
476                       (if (eq newnewnewform newnewform)
477                           (if *walk-form-expand-macros-p* newnewform newform)
478                           newnewnewform)))
479                    ((and (symbolp fn)
480                          (not (fboundp fn))
481                          (special-operator-p fn))
482                     ;; This shouldn't happen, since this walker is now
483                     ;; maintained as part of SBCL, so it should know
484                     ;; about all the special forms that SBCL knows
485                     ;; about.
486                     (bug "unexpected special form ~S" fn))
487                    (t
488                     ;; Otherwise, walk the form as if it's just a
489                     ;; standard function call using a template for
490                     ;; standard function call.
491                     (walk-template
492                      newnewform '(call repeat (eval)) context env))))))))))))
493
494 (defun walk-template (form template context env)
495   (if (atom template)
496       (ecase template
497         ((eval function test effect return)
498          (walk-form-internal form :eval env))
499         ((quote nil) form)
500         (set
501           (walk-form-internal form :set env))
502         ((lambda call)
503          (cond ((legal-fun-name-p form)
504                 form)
505                (t (walk-form-internal form context env)))))
506       (case (car template)
507         (repeat
508           (walk-template-handle-repeat form
509                                        (cdr template)
510                                        ;; For the case where nothing
511                                        ;; happens after the repeat
512                                        ;; optimize away the call to
513                                        ;; LENGTH.
514                                        (if (null (cddr template))
515                                            ()
516                                            (nthcdr (- (length form)
517                                                       (length
518                                                         (cddr template)))
519                                                    form))
520                                        context
521                                        env))
522         (if
523           (walk-template form
524                          (if (if (listp (cadr template))
525                                  (eval (cadr template))
526                                  (funcall (cadr template) form))
527                              (caddr template)
528                              (cadddr template))
529                          context
530                          env))
531         (remote
532           (walk-template form (cadr template) context env))
533         (otherwise
534           (cond ((atom form) form)
535                 (t (recons form
536                            (walk-template
537                              (car form) (car template) context env)
538                            (walk-template
539                              (cdr form) (cdr template) context env))))))))
540
541 (defun walk-template-handle-repeat (form template stop-form context env)
542   (if (eq form stop-form)
543       (walk-template form (cdr template) context env)
544       (walk-template-handle-repeat-1
545        form template (car template) stop-form context env)))
546
547 (defun walk-template-handle-repeat-1 (form template repeat-template
548                                            stop-form context env)
549   (cond ((null form) ())
550         ((eq form stop-form)
551          (if (null repeat-template)
552              (walk-template stop-form (cdr template) context env)
553              (error "while handling code walker REPEAT:
554                      ~%ran into STOP while still in REPEAT template")))
555         ((null repeat-template)
556          (walk-template-handle-repeat-1
557            form template (car template) stop-form context env))
558         (t
559          (recons form
560                  (walk-template (car form) (car repeat-template) context env)
561                  (walk-template-handle-repeat-1 (cdr form)
562                                                 template
563                                                 (cdr repeat-template)
564                                                 stop-form
565                                                 context
566                                                 env)))))
567
568 (defun walk-repeat-eval (form env)
569   (and form
570        (recons form
571                (walk-form-internal (car form) :eval env)
572                (walk-repeat-eval (cdr form) env))))
573
574 (defun recons (x car cdr)
575   (if (or (not (eq (car x) car))
576           (not (eq (cdr x) cdr)))
577       (cons car cdr)
578       x))
579
580 (defun relist (x &rest args)
581   (if (null args)
582       nil
583       (relist-internal x args nil)))
584
585 (defun relist* (x &rest args)
586   (relist-internal x args t))
587
588 (defun relist-internal (x args *p)
589   (if (null (cdr args))
590       (if *p
591           (car args)
592           (recons x (car args) nil))
593       (recons x
594               (car args)
595               (relist-internal (cdr x) (cdr args) *p))))
596 \f
597 ;;;; special walkers
598
599 (defun walk-declarations (body fn env
600                                &optional doc-string-p declarations old-body
601                                &aux (form (car body)) macrop new-form)
602   (cond ((and (stringp form)                    ;might be a doc string
603               (cdr body)                        ;isn't the returned value
604               (null doc-string-p)               ;no doc string yet
605               (null declarations))              ;no declarations yet
606          (recons body
607                  form
608                  (walk-declarations (cdr body) fn env t)))
609         ((and (listp form) (eq (car form) 'declare))
610          ;; We got ourselves a real live declaration. Record it, look
611          ;; for more.
612          (dolist (declaration (cdr form))
613            (let ((type (car declaration))
614                  (name (cadr declaration))
615                  (args (cddr declaration)))
616              (if (member type *var-declarations*)
617                  (note-declaration `(,type
618                                      ,(or (var-lexical-p name env) name)
619                                      ,.args)
620                                    env)
621                  (note-declaration declaration env))
622              (push declaration declarations)))
623          (recons body
624                  form
625                  (walk-declarations
626                    (cdr body) fn env doc-string-p declarations)))
627         ((and form
628               (listp form)
629               (null (get-walker-template (car form) form))
630               (progn
631                 (multiple-value-setq (new-form macrop)
632                                      (sb-xc:macroexpand-1 form env))
633                 macrop))
634          ;; This form was a call to a macro. Maybe it expanded
635          ;; into a declare?  Recurse to find out.
636          (walk-declarations (recons body new-form (cdr body))
637                             fn env doc-string-p declarations
638                             (or old-body body)))
639         (t
640          ;; Now that we have walked and recorded the declarations,
641          ;; call the function our caller provided to expand the body.
642          ;; We call that function rather than passing the real-body
643          ;; back, because we are RECONSING up the new body.
644          (funcall fn (or old-body body) env))))
645
646 (defun walk-unexpected-declare (form context env)
647   (declare (ignore context env))
648   (warn "encountered ~S ~_in a place where a DECLARE was not expected"
649         form)
650   form)
651
652 (defun walk-arglist (arglist context env &optional (destructuringp nil)
653                                          &aux arg)
654   (cond ((null arglist) ())
655         ((symbolp (setq arg (car arglist)))
656          (or (member arg lambda-list-keywords)
657              (note-lexical-binding arg env))
658          (recons arglist
659                  arg
660                  (walk-arglist (cdr arglist)
661                                context
662                                env
663                                (and destructuringp
664                                     (not (member arg
665                                                  lambda-list-keywords))))))
666         ((consp arg)
667          (prog1 (recons arglist
668                         (if destructuringp
669                             (walk-arglist arg context env destructuringp)
670                             (relist* arg
671                                      (car arg)
672                                      (walk-form-internal (cadr arg) :eval env)
673                                      (cddr arg)))
674                         (walk-arglist (cdr arglist) context env nil))
675                 (if (symbolp (car arg))
676                     (note-lexical-binding (car arg) env)
677                     (note-lexical-binding (cadar arg) env))
678                 (or (null (cddr arg))
679                     (not (symbolp (caddr arg)))
680                     (note-lexical-binding (caddr arg) env))))
681           (t
682            (error "can't understand something in the arglist ~S" arglist))))
683
684 (defun walk-let (form context env)
685   (walk-let/let* form context env nil))
686
687 (defun walk-let* (form context env)
688   (walk-let/let* form context env t))
689
690 (defun walk-let/let* (form context old-env sequentialp)
691   (walker-environment-bind (new-env old-env)
692     (let* ((let/let* (car form))
693            (bindings (cadr form))
694            (body (cddr form))
695            (walked-bindings
696              (walk-bindings-1 bindings
697                               old-env
698                               new-env
699                               context
700                               sequentialp))
701            (walked-body
702              (walk-declarations body #'walk-repeat-eval new-env)))
703       (relist*
704         form let/let* walked-bindings walked-body))))
705
706 (defun walk-locally (form context old-env)
707   (declare (ignore context))
708   (walker-environment-bind (new-env old-env)
709     (let* ((locally (car form))
710            (body (cdr form))
711            (walked-body
712             (walk-declarations body #'walk-repeat-eval new-env)))
713       (relist*
714        form locally walked-body))))
715
716 (defun walk-multiple-value-setq (form context env)
717   (let ((vars (cadr form)))
718     (if (some (lambda (var)
719                 (variable-symbol-macro-p var env))
720               vars)
721         (let* ((temps (mapcar (lambda (var)
722                                 (declare (ignore var))
723                                 (gensym))
724                               vars))
725                (sets (mapcar (lambda (var temp) `(setq ,var ,temp))
726                              vars
727                              temps))
728                (expanded `(multiple-value-bind ,temps ,(caddr form)
729                              ,@sets))
730                (walked (walk-form-internal expanded context env)))
731           (if (eq walked expanded)
732               form
733               walked))
734         (walk-template form '(nil (repeat (set)) eval) context env))))
735
736 (defun walk-multiple-value-bind (form context old-env)
737   (walker-environment-bind (new-env old-env)
738     (let* ((mvb (car form))
739            (bindings (cadr form))
740            (mv-form (walk-template (caddr form) 'eval context old-env))
741            (body (cdddr form))
742            walked-bindings
743            (walked-body
744              (walk-declarations
745                body
746                (lambda (real-body real-env)
747                  (setq walked-bindings
748                        (walk-bindings-1 bindings
749                                         old-env
750                                         new-env
751                                         context
752                                         nil))
753                  (walk-repeat-eval real-body real-env))
754                new-env)))
755       (relist* form mvb walked-bindings mv-form walked-body))))
756
757 (defun walk-bindings-1 (bindings old-env new-env context sequentialp)
758   (and bindings
759        (let ((binding (car bindings)))
760          (recons bindings
761                  (if (symbolp binding)
762                      (prog1 binding
763                             (note-lexical-binding binding new-env))
764                      (prog1 (relist* binding
765                                      (car binding)
766                                      (walk-form-internal (cadr binding)
767                                                          context
768                                                          (if sequentialp
769                                                              new-env
770                                                              old-env))
771                                      ;; Save cddr for DO/DO*; it is
772                                      ;; the next value form. Don't
773                                      ;; walk it now, though.
774                                      (cddr binding))
775                             (note-lexical-binding (car binding) new-env)))
776                  (walk-bindings-1 (cdr bindings)
777                                   old-env
778                                   new-env
779                                   context
780                                   sequentialp)))))
781
782 (defun walk-bindings-2 (bindings walked-bindings context env)
783   (and bindings
784        (let ((binding (car bindings))
785              (walked-binding (car walked-bindings)))
786          (recons bindings
787                  (if (symbolp binding)
788                      binding
789                      (relist* binding
790                               (car walked-binding)
791                               (cadr walked-binding)
792                               (walk-template (cddr binding)
793                                              '(eval)
794                                              context
795                                              env)))
796                  (walk-bindings-2 (cdr bindings)
797                                   (cdr walked-bindings)
798                                   context
799                                   env)))))
800
801 (defun walk-lambda (form context old-env)
802   (walker-environment-bind (new-env old-env)
803     (let* ((arglist (cadr form))
804            (body (cddr form))
805            (walked-arglist (walk-arglist arglist context new-env))
806            (walked-body
807              (walk-declarations body #'walk-repeat-eval new-env)))
808       (relist* form
809                (car form)
810                walked-arglist
811                walked-body))))
812
813 (defun walk-named-lambda (form context old-env)
814   (walker-environment-bind (new-env old-env)
815     (let* ((name (second form))
816            (arglist (third form))
817            (body (cdddr form))
818            (walked-arglist (walk-arglist arglist context new-env))
819            (walked-body
820              (walk-declarations body #'walk-repeat-eval new-env)))
821       (relist* form
822                (car form)
823                name
824                walked-arglist
825                walked-body))))
826
827 (defun walk-setq (form context env)
828   (if (cdddr form)
829       (let* ((expanded (let ((rforms nil)
830                              (tail (cdr form)))
831                          (loop (when (null tail) (return (nreverse rforms)))
832                                (let ((var (pop tail)) (val (pop tail)))
833                                  (push `(setq ,var ,val) rforms)))))
834              (walked (walk-repeat-eval expanded env)))
835         (if (eq expanded walked)
836             form
837             `(progn ,@walked)))
838       (let* ((var (cadr form))
839              (val (caddr form))
840              (symmac (car (variable-symbol-macro-p var env))))
841         (if symmac
842             (let* ((expanded `(setf ,(cddr symmac) ,val))
843                    (walked (walk-form-internal expanded context env)))
844               (if (eq expanded walked)
845                   form
846                   walked))
847             (relist form 'setq
848                     (walk-form-internal var :set env)
849                     (walk-form-internal val :eval env))))))
850
851 (defun walk-symbol-macrolet (form context old-env)
852   (declare (ignore context))
853   (let* ((bindings (cadr form))
854          (body (cddr form)))
855     (walker-environment-bind
856         (new-env old-env
857                  :lexical-vars
858                  (append (mapcar (lambda (binding)
859                                    `(,(car binding)
860                                      sb!sys:macro . ,(cadr binding)))
861                                  bindings)
862                          (env-lexical-variables old-env)))
863       (relist* form 'symbol-macrolet bindings
864                (walk-declarations body #'walk-repeat-eval new-env)))))
865
866 (defun walk-tagbody (form context env)
867   (recons form (car form) (walk-tagbody-1 (cdr form) context env)))
868
869 (defun walk-tagbody-1 (form context env)
870   (and form
871        (recons form
872                (walk-form-internal (car form)
873                                    (if (symbolp (car form)) 'quote context)
874                                    env)
875                (walk-tagbody-1 (cdr form) context env))))
876
877 (defun walk-macrolet (form context old-env)
878   (walker-environment-bind (old-env old-env)
879     (walker-environment-bind (macro-env
880                               nil
881                               :walk-function (env-walk-function old-env))
882       (labels ((walk-definitions (definitions)
883                  (and definitions
884                       (let ((definition (car definitions)))
885                         (recons definitions
886                                 (relist* definition
887                                          (car definition)
888                                          (walk-arglist (cadr definition)
889                                                        context
890                                                        macro-env
891                                                        t)
892                                          (walk-declarations (cddr definition)
893                                                             #'walk-repeat-eval
894                                                             macro-env))
895                                 (walk-definitions (cdr definitions)))))))
896         (with-new-definition-in-environment (new-env old-env form)
897           (relist* form
898                    (car form)
899                    (walk-definitions (cadr form))
900                    (walk-declarations (cddr form)
901                                       #'walk-repeat-eval
902                                       new-env)))))))
903
904 (defun walk-flet (form context old-env)
905   (walker-environment-bind (old-env old-env)
906     (labels ((walk-definitions (definitions)
907                (if (null definitions)
908                    ()
909                    (recons definitions
910                            (walk-lambda (car definitions) context old-env)
911                            (walk-definitions (cdr definitions))))))
912       (recons form
913               (car form)
914               (recons (cdr form)
915                       (walk-definitions (cadr form))
916                       (with-new-definition-in-environment (new-env old-env form)
917                         (walk-declarations (cddr form)
918                                            #'walk-repeat-eval
919                                            new-env)))))))
920
921 (defun walk-labels (form context old-env)
922   (walker-environment-bind (old-env old-env)
923     (with-new-definition-in-environment (new-env old-env form)
924       (labels ((walk-definitions (definitions)
925                  (if (null definitions)
926                      ()
927                      (recons definitions
928                              (walk-lambda (car definitions) context new-env)
929                              (walk-definitions (cdr definitions))))))
930         (recons form
931                 (car form)
932                 (recons (cdr form)
933                         (walk-definitions (cadr form))
934                         (walk-declarations (cddr form)
935                                            #'walk-repeat-eval
936                                            new-env)))))))
937
938 (defun walk-if (form context env)
939   (destructuring-bind (if predicate arm1 &optional arm2) form
940     (declare (ignore if)) ; should be 'IF
941     (relist form
942             'if
943             (walk-form-internal predicate context env)
944             (walk-form-internal arm1 context env)
945             (walk-form-internal arm2 context env))))
946 \f
947 ;;;; examples
948
949 #|
950 ;;; Here are some examples of the kinds of things you should be able
951 ;;; to do with your implementation of the macroexpansion environment
952 ;;; hacking mechanism.
953 ;;;
954 ;;; WITH-LEXICAL-MACROS is kind of like MACROLET, but it only takes
955 ;;; names of the macros and actual macroexpansion functions to use to
956 ;;; macroexpand them. The win about that is that for macros which want
957 ;;; to wrap several MACROLETs around their body, they can do this but
958 ;;; have the macroexpansion functions be compiled. See the WITH-RPUSH
959 ;;; example.
960 ;;;
961 ;;; If the implementation had a special way of communicating the
962 ;;; augmented environment back to the evaluator that would be totally
963 ;;; great. It would mean that we could just augment the environment
964 ;;; then pass control back to the implementations own compiler or
965 ;;; interpreter. We wouldn't have to call the actual walker. That
966 ;;; would make this much faster. Since the principal client of this is
967 ;;; defmethod it would make compiling defmethods faster and that would
968 ;;; certainly be a win.
969
970 (defmacro with-lexical-macros (macros &body body &environment old-env)
971   (with-augmented-environment (new-env old-env :macros macros)
972     (walk-form (cons 'progn body) :environment new-env)))
973
974 (defun expand-rpush (form env)
975   (declare (ignore env))
976   `(push ,(caddr form) ,(cadr form)))
977
978 (defmacro with-rpush (&body body)
979   `(with-lexical-macros ,(list (list 'rpush #'expand-rpush)) ,@body))
980 |#