Initial revision
[chise/xemacs-chise.git.1] / src / lrecord.h
1 /* The "lrecord" structure (header of a compound lisp object).
2    Copyright (C) 1993, 1994, 1995 Free Software Foundation, Inc.
3    Copyright (C) 1996 Ben Wing.
4
5 This file is part of XEmacs.
6
7 XEmacs is free software; you can redistribute it and/or modify it
8 under the terms of the GNU General Public License as published by the
9 Free Software Foundation; either version 2, or (at your option) any
10 later version.
11
12 XEmacs is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
13 ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
14 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
15 for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with XEmacs; see the file COPYING.  If not, write to
19 the Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
20 Boston, MA 02111-1307, USA.  */
21
22 /* Synched up with: Not in FSF. */
23
24 #ifndef _XEMACS_LRECORD_H_
25 #define _XEMACS_LRECORD_H_
26
27 /* The "lrecord" type of Lisp object is used for all object types
28    other than a few simple ones.  This allows many types to be
29    implemented but only a few bits required in a Lisp object for
30    type information. (The tradeoff is that each object has its
31    type marked in it, thereby increasing its size.) The first
32    four bytes of all lrecords is either a pointer to a struct
33    lrecord_implementation, which contains methods describing how
34    to process this object, or an index into an array of pointers
35    to struct lrecord_implementations plus some other data bits.
36
37    Lrecords are of two types: straight lrecords, and lcrecords.
38    Straight lrecords are used for those types of objects that have
39    their own allocation routines (typically allocated out of 2K chunks
40    of memory called `frob blocks').  These objects have a `struct
41    lrecord_header' at the top, containing only the bits needed to find
42    the lrecord_implementation for the object.  There are special
43    routines in alloc.c to deal with each such object type.
44
45    Lcrecords are used for less common sorts of objects that don't
46    do their own allocation.  Each such object is malloc()ed
47    individually, and the objects are chained together through
48    a `next' pointer.  Lcrecords have a `struct lcrecord_header'
49    at the top, which contains a `struct lrecord_header' and
50    a `next' pointer, and are allocated using alloc_lcrecord().
51
52    Creating a new lcrecord type is fairly easy; just follow the
53    lead of some existing type (e.g. hashtables).  Note that you
54    do not need to supply all the methods (see below); reasonable
55    defaults are provided for many of them.  Alternatively, if you're
56    just looking for a way of encapsulating data (which possibly
57    could contain Lisp_Objects in it), you may well be able to use
58    the opaque type. */
59
60 struct lrecord_header
61 {
62   /* It would be better to put the mark-bit together with the
63      following datatype identification field in an 8- or 16-bit
64      integer rather than playing funny games with changing
65      header->implementation and "wasting" 32 bits on the below
66      pointer.  The type-id would then be a 7 or 15 bit index into a
67      table of lrecord-implementations rather than a direct pointer.
68      There would be 24 (or 16) bits left over for datatype-specific
69      per-instance flags.
70
71      The below is the simplest thing to do for the present,
72      and doesn't incur that much overhead as most Emacs records
73      are of such a size that the overhead isn't too bad.
74      (The marker datatype is the worst case.)
75
76      It also has the very very very slight advantage that type-checking
77      involves one memory read (of the "implementation" slot) and a
78      comparison against a link-time constant address rather than a
79      read and a comparison against a variable value. (Variable since
80      it is a very good idea to assign the indices into the hypothetical
81      type-code table dynamically rather that pre-defining them.)
82      I think I remember that Elk Lisp does something like this.
83      Gee, I wonder if some cretin has patented it? */
84
85   /*
86    * If USE_INDEXED_LRECORD_IMPLEMENTATION is defined, we are
87    * implementing the scheme described in the 'It would be better
88    * ...' paragraph above.
89    */
90 #ifdef USE_INDEXED_LRECORD_IMPLEMENTATION
91   /* index into lrecord_implementations_table[] */
92   unsigned type:8;
93   /* 1 if the object is marked during GC, 0 otherwise. */
94   unsigned mark:1;
95   /* 1 if the object resides in pure (read-only) space */
96   unsigned pure:1;
97 #else
98   CONST struct lrecord_implementation *implementation;
99 #endif
100 };
101
102 struct lrecord_implementation;
103 int lrecord_type_index (CONST struct lrecord_implementation *implementation);
104
105 #ifdef USE_INDEXED_LRECORD_IMPLEMENTATION
106 # define set_lheader_implementation(header,imp) do      \
107 {                                                       \
108   (header)->type = lrecord_type_index (imp);            \
109   (header)->mark = 0;                                   \
110   (header)->pure = 0;                                   \
111 } while (0)
112 #else
113 # define set_lheader_implementation(header,imp) \
114   ((void) ((header)->implementation = (imp)))
115 #endif
116
117 struct lcrecord_header
118 {
119   struct lrecord_header lheader;
120   /* The "next" field is normally used to chain all lrecords together
121      so that the GC can find (and free) all of them.
122      "alloc_lcrecord" threads records together.
123
124      The "next" field may be used for other purposes as long as some
125      other mechanism is provided for letting the GC do its work.  (For
126      example, the event and marker datatypes allocate members out of
127      memory chunks, and are able to find all unmarked members by
128      sweeping through the elements of the list of chunks) */
129   struct lcrecord_header *next;
130   /* This is just for debugging/printing convenience.
131      Having this slot doesn't hurt us much spacewise, since an lcrecord
132      already has the above slots together with malloc overhead. */
133   unsigned int uid :31;
134   /* A flag that indicates whether this lcrecord is on a "free list".
135      Free lists are used to minimize the number of calls to malloc()
136      when we're repeatedly allocating and freeing a number of the
137      same sort of lcrecord.  Lcrecords on a free list always get
138      marked in a different fashion, so we can use this flag as a
139      sanity check to make sure that free lists only have freed lcrecords
140      and there are no freed lcrecords elsewhere. */
141   unsigned int free :1;
142 };
143
144 /* Used for lcrecords in an lcrecord-list. */
145 struct free_lcrecord_header
146 {
147   struct lcrecord_header lcheader;
148   Lisp_Object chain;
149 };
150
151 /* This as the value of lheader->implementation->finalizer
152  *  means that this record is already marked */
153 void this_marks_a_marked_record (void *, int);
154
155 /* see alloc.c for an explanation */
156 Lisp_Object this_one_is_unmarkable (Lisp_Object obj,
157                                     void (*markobj) (Lisp_Object));
158
159 struct lrecord_implementation
160 {
161   CONST char *name;
162   /* This function is called at GC time, to make sure that all Lisp_Objects
163      pointed to by this object get properly marked.  It should call
164      the mark_object function on all Lisp_Objects in the object.  If
165      the return value is non-nil, it should be a Lisp_Object to be
166      marked (don't call the mark_object function explicitly on it,
167      because the GC routines will do this).  Doing it this way reduces
168      recursion, so the object returned should preferably be the one
169      with the deepest level of Lisp_Object pointers.  This function
170      can be NULL, meaning no GC marking is necessary. */
171   Lisp_Object (*marker) (Lisp_Object, void (*mark_object) (Lisp_Object));
172   /* This can be NULL if the object is an lcrecord; the
173      default_object_printer() in print.c will be used. */
174   void (*printer) (Lisp_Object, Lisp_Object printcharfun, int escapeflag);
175   /* This function is called at GC time when the object is about to
176      be freed, and at dump time (FOR_DISKSAVE will be non-zero in this
177      case).  It should perform any necessary cleanup (e.g. freeing
178      malloc()ed memory.  This can be NULL, meaning no special
179      finalization is necessary.
180
181      WARNING: remember that the finalizer is called at dump time even
182      though the object is not being freed. */
183   void (*finalizer) (void *header, int for_disksave);
184   /* This can be NULL, meaning compare objects with EQ(). */
185   int (*equal) (Lisp_Object obj1, Lisp_Object obj2, int depth);
186   /* This can be NULL, meaning use the Lisp_Object itself as the hash;
187      but *only* if the `equal' function is EQ (if two objects are
188      `equal', they *must* hash to the same value or the hashing won't
189      work). */
190   unsigned long (*hash) (Lisp_Object, int);
191   Lisp_Object (*getprop) (Lisp_Object obj, Lisp_Object prop);
192   int (*putprop) (Lisp_Object obj, Lisp_Object prop, Lisp_Object val);
193   int (*remprop) (Lisp_Object obj, Lisp_Object prop);
194   Lisp_Object (*plist) (Lisp_Object obj);
195
196   /* Only one of these is non-0.  If both are 0, it means that this type
197      is not instantiable by alloc_lcrecord(). */
198   size_t static_size;
199   size_t (*size_in_bytes_method) (CONST void *header);
200   /* A unique subtag-code (dynamically) assigned to this datatype. */
201   /* (This is a pointer so the rest of this structure can be read-only.) */
202   int *lrecord_type_index;
203   /* A "basic" lrecord is any lrecord that's not an lcrecord, i.e.
204      one that does not have an lcrecord_header at the front and which
205      is (usually) allocated in frob blocks.  We only use this flag for
206      some consistency checking, and that only when error-checking is
207      enabled. */
208   int basic_p;
209 };
210
211 #ifdef USE_INDEXED_LRECORD_IMPLEMENTATION
212 extern CONST struct lrecord_implementation *lrecord_implementations_table[];
213
214 # define XRECORD_LHEADER_IMPLEMENTATION(obj) \
215    (lrecord_implementations_table[XRECORD_LHEADER (obj)->type])
216 # define LHEADER_IMPLEMENTATION(lh) (lrecord_implementations_table[(lh)->type])
217 #else
218 # define XRECORD_LHEADER_IMPLEMENTATION(obj) \
219    (XRECORD_LHEADER (obj)->implementation)
220 # define LHEADER_IMPLEMENTATION(lh) ((lh)->implementation)
221 #endif
222
223 extern int gc_in_progress;
224
225 #ifdef USE_INDEXED_LRECORD_IMPLEMENTATION
226 # define MARKED_RECORD_P(obj) (gc_in_progress && XRECORD_LHEADER (obj)->mark)
227 #else
228 # define MARKED_RECORD_P(obj) (gc_in_progress &&        \
229   XRECORD_LHEADER (obj)->implementation->finalizer ==   \
230   this_marks_a_marked_record)
231 #endif
232
233 #ifdef USE_INDEXED_LRECORD_IMPLEMENTATION
234
235 # define MARKED_RECORD_HEADER_P(lheader) (lheader)->mark
236 # define MARK_RECORD_HEADER(lheader) (lheader)->mark = 1
237 # define UNMARK_RECORD_HEADER(lheader) (lheader)->mark = 0
238
239 #else /* ! USE_INDEXED_LRECORD_IMPLEMENTATION */
240
241 # define MARKED_RECORD_HEADER_P(lheader) \
242   (((lheader)->implementation->finalizer) == this_marks_a_marked_record)
243 # define MARK_RECORD_HEADER(lheader) \
244   do { (((lheader)->implementation)++); } while (0)
245 # define UNMARK_RECORD_HEADER(lheader) \
246   do { (((lheader)->implementation)--); } while (0)
247
248 #endif /* ! USE_INDEXED_LRECORD_IMPLEMENTATION */
249
250 #define UNMARKABLE_RECORD_HEADER_P(lheader) \
251   ((LHEADER_IMPLEMENTATION (lheader)->marker) \
252    == this_one_is_unmarkable)
253
254 /* Declaring the following structures as const puts them in the
255    text (read-only) segment, which makes debugging inconvenient
256    because this segment is not mapped when processing a core-
257    dump file */
258
259 #ifdef DEBUG_XEMACS
260 #define CONST_IF_NOT_DEBUG
261 #else
262 #define CONST_IF_NOT_DEBUG CONST
263 #endif
264
265 /* DEFINE_LRECORD_IMPLEMENTATION is for objects with constant size.
266    DEFINE_LRECORD_SEQUENCE_IMPLEMENTATION is for objects whose size varies.
267  */
268
269 #if defined (ERROR_CHECK_TYPECHECK)
270 # define DECLARE_ERROR_CHECK_TYPECHECK(c_name, structtype)
271 #else
272 # define DECLARE_ERROR_CHECK_TYPECHECK(c_name, structtype)
273 #endif
274
275 #define DEFINE_BASIC_LRECORD_IMPLEMENTATION(name,c_name,marker,printer,nuker,equal,hash,structtype) \
276 DEFINE_BASIC_LRECORD_IMPLEMENTATION_WITH_PROPS(name,c_name,marker,printer,nuker,equal,hash,0,0,0,0,structtype)
277
278 #define DEFINE_BASIC_LRECORD_IMPLEMENTATION_WITH_PROPS(name,c_name,marker,printer,nuker,equal,hash,getprop,putprop,remprop,props,structtype) \
279 MAKE_LRECORD_IMPLEMENTATION(name,c_name,marker,printer,nuker,equal,hash,getprop,putprop,remprop,props,sizeof(structtype),0,1,structtype)
280
281 #define DEFINE_LRECORD_IMPLEMENTATION(name,c_name,marker,printer,nuker,equal,hash,structtype) \
282 DEFINE_LRECORD_IMPLEMENTATION_WITH_PROPS(name,c_name,marker,printer,nuker,equal,hash,0,0,0,0,structtype)
283
284 #define DEFINE_LRECORD_IMPLEMENTATION_WITH_PROPS(name,c_name,marker,printer,nuker,equal,hash,getprop,putprop,remprop,props,structtype) \
285 MAKE_LRECORD_IMPLEMENTATION(name,c_name,marker,printer,nuker,equal,hash,getprop,putprop,remprop,props,sizeof (structtype),0,0,structtype)
286
287 #define DEFINE_LRECORD_SEQUENCE_IMPLEMENTATION(name,c_name,marker,printer,nuker,equal,hash,sizer,structtype) \
288 DEFINE_LRECORD_SEQUENCE_IMPLEMENTATION_WITH_PROPS(name,c_name,marker,printer,nuker,equal,hash,0,0,0,0,sizer,structtype)
289
290 #define DEFINE_LRECORD_SEQUENCE_IMPLEMENTATION_WITH_PROPS(name,c_name,marker,printer,nuker,equal,hash,getprop,putprop,remprop,props,sizer,structtype) \
291 MAKE_LRECORD_IMPLEMENTATION(name,c_name,marker,printer,nuker,equal,hash,getprop,putprop,remprop,props,0,sizer,0,structtype) \
292
293 #define MAKE_LRECORD_IMPLEMENTATION(name,c_name,marker,printer,nuker,equal,hash,getprop,putprop,remprop,props,size,sizer,basic_p,structtype) \
294 DECLARE_ERROR_CHECK_TYPECHECK(c_name, structtype)                       \
295 static int lrecord_##c_name##_lrecord_type_index;                       \
296 CONST_IF_NOT_DEBUG struct lrecord_implementation lrecord_##c_name[2] =  \
297   { { name, marker, printer, nuker, equal, hash,                        \
298       getprop, putprop, remprop, props, size, sizer,                    \
299       &(lrecord_##c_name##_lrecord_type_index), basic_p },              \
300     { 0, 0, 0, this_marks_a_marked_record, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, basic_p } }
301
302 #define LRECORDP(a) (XTYPE ((a)) == Lisp_Type_Record)
303 #define XRECORD_LHEADER(a) ((struct lrecord_header *) XPNTR (a))
304
305 #ifdef USE_INDEXED_LRECORD_IMPLEMENTATION
306 # define RECORD_TYPEP(x, ty) \
307   (LRECORDP (x) && \
308    lrecord_implementations_table[XRECORD_LHEADER (x)->type] == (ty))
309 #else
310 # define RECORD_TYPEP(x, ty) \
311   (LRECORDP (x) && XRECORD_LHEADER (x)->implementation == (ty))
312 #endif
313
314 /* NOTE: the DECLARE_LRECORD() must come before the associated
315    DEFINE_LRECORD_*() or you will get compile errors.
316
317    Furthermore, you always need to put the DECLARE_LRECORD() in a header
318    file, and make sure the header file is included in inline.c, even
319    if the type is private to a particular file.  Otherwise, you will
320    get undefined references for the error_check_foo() inline function
321    under GCC. */
322
323 #ifdef ERROR_CHECK_TYPECHECK
324
325 # define DECLARE_LRECORD(c_name, structtype)                    \
326 extern CONST_IF_NOT_DEBUG struct lrecord_implementation         \
327   lrecord_##c_name[];                                           \
328 INLINE structtype *error_check_##c_name (Lisp_Object _obj);     \
329 INLINE structtype *                                             \
330 error_check_##c_name (Lisp_Object _obj)                         \
331 {                                                               \
332   XUNMARK (_obj);                                               \
333   assert (RECORD_TYPEP (_obj, lrecord_##c_name) ||              \
334           MARKED_RECORD_P (_obj));                              \
335   return (structtype *) XPNTR (_obj);                           \
336 }                                                               \
337 extern Lisp_Object Q##c_name##p
338
339 # define DECLARE_NONRECORD(c_name, type_enum, structtype)       \
340 INLINE structtype *error_check_##c_name (Lisp_Object _obj);     \
341 INLINE structtype *                                             \
342 error_check_##c_name (Lisp_Object _obj)                         \
343 {                                                               \
344   XUNMARK (_obj);                                               \
345   assert (XGCTYPE (_obj) == type_enum);                         \
346   return (structtype *) XPNTR (_obj);                           \
347 }                                                               \
348 extern Lisp_Object Q##c_name##p
349
350 # define XRECORD(x, c_name, structtype) error_check_##c_name (x)
351 # define XNONRECORD(x, c_name, type_enum, structtype) error_check_##c_name (x)
352
353 # define XSETRECORD(var, p, c_name) do                          \
354 {                                                               \
355   XSETOBJ (var, Lisp_Type_Record, p);                           \
356   assert (RECORD_TYPEP (var, lrecord_##c_name) ||               \
357           MARKED_RECORD_P (var));                               \
358 } while (0)
359
360 #else /* not ERROR_CHECK_TYPECHECK */
361
362 # define DECLARE_LRECORD(c_name, structtype)                    \
363 extern Lisp_Object Q##c_name##p;                                \
364 extern CONST_IF_NOT_DEBUG struct lrecord_implementation         \
365   lrecord_##c_name[]
366 # define DECLARE_NONRECORD(c_name, type_enum, structtype)       \
367 extern Lisp_Object Q##c_name##p
368 # define XRECORD(x, c_name, structtype) ((structtype *) XPNTR (x))
369 # define XNONRECORD(x, c_name, type_enum, structtype)           \
370   ((structtype *) XPNTR (x))
371 # define XSETRECORD(var, p, c_name) XSETOBJ (var, Lisp_Type_Record, p)
372
373 #endif /* not ERROR_CHECK_TYPECHECK */
374
375 #define RECORDP(x, c_name) RECORD_TYPEP (x, lrecord_##c_name)
376 #define GC_RECORDP(x, c_name) gc_record_type_p (x, lrecord_##c_name)
377
378 /* Note: we now have two different kinds of type-checking macros.
379    The "old" kind has now been renamed CONCHECK_foo.  The reason for
380    this is that the CONCHECK_foo macros signal a continuable error,
381    allowing the user (through debug-on-error) to substitute a different
382    value and return from the signal, which causes the lvalue argument
383    to get changed.  Quite a lot of code would crash if that happened,
384    because it did things like
385
386    foo = XCAR (list);
387    CHECK_STRING (foo);
388
389    and later on did XSTRING (XCAR (list)), assuming that the type
390    is correct (when it might be wrong, if the user substituted a
391    correct value in the debugger).
392
393    To get around this, I made all the CHECK_foo macros signal a
394    non-continuable error.  Places where a continuable error is OK
395    (generally only when called directly on the argument of a Lisp
396    primitive) should be changed to use CONCHECK().
397
398    FSF Emacs does not have this problem because RMS took the cheesy
399    way out and disabled returning from a signal entirely. */
400
401 #define CONCHECK_RECORD(x, c_name) do {                 \
402  if (!RECORD_TYPEP (x, lrecord_##c_name))               \
403    x = wrong_type_argument (Q##c_name##p, x);           \
404 }  while (0)
405 #define CONCHECK_NONRECORD(x, lisp_enum, predicate) do {\
406  if (XTYPE (x) != lisp_enum)                            \
407    x = wrong_type_argument (predicate, x);              \
408  } while (0)
409 #define CHECK_RECORD(x, c_name) do {                    \
410  if (!RECORD_TYPEP (x, lrecord_##c_name))               \
411    dead_wrong_type_argument (Q##c_name##p, x);          \
412  } while (0)
413 #define CHECK_NONRECORD(x, lisp_enum, predicate) do {   \
414  if (XTYPE (x) != lisp_enum)                            \
415    dead_wrong_type_argument (predicate, x);             \
416  } while (0)
417
418 void *alloc_lcrecord (size_t size, CONST struct lrecord_implementation *);
419
420 #define alloc_lcrecord_type(type, lrecord_implementation) \
421   ((type *) alloc_lcrecord (sizeof (type), lrecord_implementation))
422
423 int gc_record_type_p (Lisp_Object frob,
424                       CONST struct lrecord_implementation *type);
425
426 /* Copy the data from one lcrecord structure into another, but don't
427    overwrite the header information. */
428
429 #define copy_lcrecord(dst, src)                                 \
430   memcpy ((char *) dst + sizeof (struct lcrecord_header),       \
431           (char *) src + sizeof (struct lcrecord_header),       \
432           sizeof (*dst) - sizeof (struct lcrecord_header))
433
434 #define zero_lcrecord(lcr)                                      \
435    memset ((char *) lcr + sizeof (struct lcrecord_header), 0,   \
436            sizeof (*lcr) - sizeof (struct lcrecord_header))
437
438 #endif /* _XEMACS_LRECORD_H_ */