]> git.donarmstrong.com Git - lilypond.git/blob - guile18/doc/ref/api-control.texi
New upstream version 2.19.65
[lilypond.git] / guile18 / doc / ref / api-control.texi
1 @c -*-texinfo-*-
2 @c This is part of the GNU Guile Reference Manual.
3 @c Copyright (C)  1996, 1997, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004
4 @c   Free Software Foundation, Inc.
5 @c See the file guile.texi for copying conditions.
6
7 @page
8 @node Control Mechanisms
9 @section Controlling the Flow of Program Execution
10
11 See @ref{Control Flow} for a discussion of how the more general control
12 flow of Scheme affects C code.
13
14 @menu
15 * begin::                       Evaluating a sequence of expressions.
16 * if cond case::                Simple conditional evaluation.
17 * and or::                      Conditional evaluation of a sequence.
18 * while do::                    Iteration mechanisms.
19 * Continuations::               Continuations.
20 * Multiple Values::             Returning and accepting multiple values.
21 * Exceptions::                  Throwing and catching exceptions.
22 * Error Reporting::             Procedures for signaling errors.
23 * Dynamic Wind::                Dealing with non-local entrance/exit.
24 * Handling Errors::             How to handle errors in C code.
25 @end menu
26
27 @node begin
28 @subsection Evaluating a Sequence of Expressions
29
30 @cindex begin
31 @cindex sequencing
32 @cindex expression sequencing
33
34 The @code{begin} syntax is used for grouping several expressions
35 together so that they are treated as if they were one expression.
36 This is particularly important when syntactic expressions are used
37 which only allow one expression, but the programmer wants to use more
38 than one expression in that place.  As an example, consider the
39 conditional expression below:
40
41 @lisp
42 (if (> x 0)
43     (begin (display "greater") (newline)))
44 @end lisp
45
46 If the two calls to @code{display} and @code{newline} were not embedded
47 in a @code{begin}-statement, the call to @code{newline} would get
48 misinterpreted as the else-branch of the @code{if}-expression.
49
50 @deffn syntax begin expr1 expr2 @dots{}
51 The expression(s) are evaluated in left-to-right order and the value
52 of the last expression is returned as the value of the
53 @code{begin}-expression.  This expression type is used when the
54 expressions before the last one are evaluated for their side effects.
55
56 Guile also allows the expression @code{(begin)}, a @code{begin} with no
57 sub-expressions.  Such an expression returns the `unspecified' value.
58 @end deffn
59
60 @node if cond case
61 @subsection Simple Conditional Evaluation
62
63 @cindex conditional evaluation
64 @cindex if
65 @cindex case
66 @cindex cond
67
68 Guile provides three syntactic constructs for conditional evaluation.
69 @code{if} is the normal if-then-else expression (with an optional else
70 branch), @code{cond} is a conditional expression with multiple branches
71 and @code{case} branches if an expression has one of a set of constant
72 values.
73
74 @deffn syntax if test consequent [alternate]
75 All arguments may be arbitrary expressions.  First, @var{test} is
76 evaluated.  If it returns a true value, the expression @var{consequent}
77 is evaluated and @var{alternate} is ignored.  If @var{test} evaluates to
78 @code{#f}, @var{alternate} is evaluated instead.  The value of the
79 evaluated branch (@var{consequent} or @var{alternate}) is returned as
80 the value of the @code{if} expression.
81
82 When @var{alternate} is omitted and the @var{test} evaluates to
83 @code{#f}, the value of the expression is not specified.
84 @end deffn
85
86 @deffn syntax cond clause1 clause2 @dots{}
87 Each @code{cond}-clause must look like this:
88
89 @lisp
90 (@var{test} @var{expression} @dots{})
91 @end lisp
92
93 where @var{test} and @var{expression} are arbitrary expression, or like
94 this
95
96 @lisp
97 (@var{test} => @var{expression})
98 @end lisp
99
100 where @var{expression} must evaluate to a procedure.
101
102 The @var{test}s of the clauses are evaluated in order and as soon as one
103 of them evaluates to a true values, the corresponding @var{expression}s
104 are evaluated in order and the last value is returned as the value of
105 the @code{cond}-expression.  For the @code{=>} clause type,
106 @var{expression} is evaluated and the resulting procedure is applied to
107 the value of @var{test}.  The result of this procedure application is
108 then the result of the @code{cond}-expression.
109
110 @cindex SRFI-61
111 @cindex general cond clause
112 @cindex multiple values and cond
113 One additional @code{cond}-clause is available as an extension to
114 standard Scheme:
115
116 @lisp
117 (@var{test} @var{guard} => @var{expression})
118 @end lisp
119
120 where @var{guard} and @var{expression} must evaluate to procedures.
121 For this clause type, @var{test} may return multiple values, and
122 @code{cond} ignores its boolean state; instead, @code{cond} evaluates
123 @var{guard} and applies the resulting procedure to the value(s) of
124 @var{test}, as if @var{guard} were the @var{consumer} argument of
125 @code{call-with-values}.  Iff the result of that procedure call is a
126 true value, it evaluates @var{expression} and applies the resulting
127 procedure to the value(s) of @var{test}, in the same manner as the
128 @var{guard} was called.
129
130 The @var{test} of the last @var{clause} may be the symbol @code{else}.
131 Then, if none of the preceding @var{test}s is true, the
132 @var{expression}s following the @code{else} are evaluated to produce the
133 result of the @code{cond}-expression.
134 @end deffn
135
136 @deffn syntax case key clause1 clause2 @dots{}
137 @var{key} may be any expression, the @var{clause}s must have the form
138
139 @lisp
140 ((@var{datum1} @dots{}) @var{expr1} @var{expr2} @dots{})
141 @end lisp
142
143 and the last @var{clause} may have the form
144
145 @lisp
146 (else @var{expr1} @var{expr2} @dots{})
147 @end lisp
148
149 All @var{datum}s must be distinct.  First, @var{key} is evaluated.  The
150 the result of this evaluation is compared against all @var{datum}s using
151 @code{eqv?}.  When this comparison succeeds, the expression(s) following
152 the @var{datum} are evaluated from left to right, returning the value of
153 the last expression as the result of the @code{case} expression.
154
155 If the @var{key} matches no @var{datum} and there is an
156 @code{else}-clause, the expressions following the @code{else} are
157 evaluated.  If there is no such clause, the result of the expression is
158 unspecified.
159 @end deffn
160
161
162 @node and or
163 @subsection Conditional Evaluation of a Sequence of Expressions
164
165 @code{and} and @code{or} evaluate all their arguments in order, similar
166 to @code{begin}, but evaluation stops as soon as one of the expressions
167 evaluates to false or true, respectively.
168
169 @deffn syntax and expr @dots{}
170 Evaluate the @var{expr}s from left to right and stop evaluation as soon
171 as one expression evaluates to @code{#f}; the remaining expressions are
172 not evaluated.  The value of the last evaluated expression is returned.
173 If no expression evaluates to @code{#f}, the value of the last
174 expression is returned.
175
176 If used without expressions, @code{#t} is returned.
177 @end deffn
178
179 @deffn syntax or expr @dots{}
180 Evaluate the @var{expr}s from left to right and stop evaluation as soon
181 as one expression evaluates to a true value (that is, a value different
182 from @code{#f}); the remaining expressions are not evaluated.  The value
183 of the last evaluated expression is returned.  If all expressions
184 evaluate to @code{#f}, @code{#f} is returned.
185
186 If used without expressions, @code{#f} is returned.
187 @end deffn
188
189
190 @node while do
191 @subsection Iteration mechanisms
192
193 @cindex iteration
194 @cindex looping
195 @cindex named let
196
197 Scheme has only few iteration mechanisms, mainly because iteration in
198 Scheme programs is normally expressed using recursion.  Nevertheless,
199 R5RS defines a construct for programming loops, calling @code{do}.  In
200 addition, Guile has an explicit looping syntax called @code{while}.
201
202 @deffn syntax do ((variable init [step]) @dots{}) (test [expr @dots{}]) body @dots{}
203 Bind @var{variable}s and evaluate @var{body} until @var{test} is true.
204 The return value is the last @var{expr} after @var{test}, if given.  A
205 simple example will illustrate the basic form,
206
207 @example
208 (do ((i 1 (1+ i)))
209     ((> i 4))
210   (display i))
211 @print{} 1234
212 @end example
213
214 @noindent
215 Or with two variables and a final return value,
216
217 @example
218 (do ((i 1 (1+ i))
219      (p 3 (* 3 p)))
220     ((> i 4)
221      p)
222   (format #t "3**~s is ~s\n" i p))
223 @print{}
224 3**1 is 3
225 3**2 is 9
226 3**3 is 27
227 3**4 is 81
228 @result{}
229 789
230 @end example
231
232 The @var{variable} bindings are established like a @code{let}, in that
233 the expressions are all evaluated and then all bindings made.  When
234 iterating, the optional @var{step} expressions are evaluated with the
235 previous bindings in scope, then new bindings all made.
236
237 The @var{test} expression is a termination condition.  Looping stops
238 when the @var{test} is true.  It's evaluated before running the
239 @var{body} each time, so if it's true the first time then @var{body}
240 is not run at all.
241
242 The optional @var{expr}s after the @var{test} are evaluated at the end
243 of looping, with the final @var{variable} bindings available.  The
244 last @var{expr} gives the return value, or if there are no @var{expr}s
245 the return value is unspecified.
246
247 Each iteration establishes bindings to fresh locations for the
248 @var{variable}s, like a new @code{let} for each iteration.  This is
249 done for @var{variable}s without @var{step} expressions too.  The
250 following illustrates this, showing how a new @code{i} is captured by
251 the @code{lambda} in each iteration (@pxref{About Closure,, The
252 Concept of Closure}).
253
254 @example
255 (define lst '())
256 (do ((i 1 (1+ i)))
257     ((> i 4))
258   (set! lst (cons (lambda () i) lst)))
259 (map (lambda (proc) (proc)) lst)
260 @result{}
261 (4 3 2 1)
262 @end example
263 @end deffn
264
265 @deffn syntax while cond body @dots{}
266 Run a loop executing the @var{body} forms while @var{cond} is true.
267 @var{cond} is tested at the start of each iteration, so if it's
268 @code{#f} the first time then @var{body} is not executed at all.  The
269 return value is unspecified.
270
271 Within @code{while}, two extra bindings are provided, they can be used
272 from both @var{cond} and @var{body}.
273
274 @deffn {Scheme Procedure} break
275 Break out of the @code{while} form.
276 @end deffn
277
278 @deffn {Scheme Procedure} continue
279 Abandon the current iteration, go back to the start and test
280 @var{cond} again, etc.
281 @end deffn
282
283 Each @code{while} form gets its own @code{break} and @code{continue}
284 procedures, operating on that @code{while}.  This means when loops are
285 nested the outer @code{break} can be used to escape all the way out.
286 For example,
287
288 @example
289 (while (test1)
290   (let ((outer-break break))
291     (while (test2)
292       (if (something)
293         (outer-break #f))
294       ...)))
295 @end example
296
297 Note that each @code{break} and @code{continue} procedure can only be
298 used within the dynamic extent of its @code{while}.  Outside the
299 @code{while} their behaviour is unspecified.
300 @end deffn
301
302 @cindex named let
303 Another very common way of expressing iteration in Scheme programs is
304 the use of the so-called @dfn{named let}.
305
306 Named let is a variant of @code{let} which creates a procedure and calls
307 it in one step.  Because of the newly created procedure, named let is
308 more powerful than @code{do}--it can be used for iteration, but also
309 for arbitrary recursion.
310
311 @deffn syntax let variable bindings body
312 For the definition of @var{bindings} see the documentation about
313 @code{let} (@pxref{Local Bindings}).
314
315 Named @code{let} works as follows:
316
317 @itemize @bullet
318 @item
319 A new procedure which accepts as many arguments as are in @var{bindings}
320 is created and bound locally (using @code{let}) to @var{variable}.  The
321 new procedure's formal argument names are the name of the
322 @var{variables}.
323
324 @item
325 The @var{body} expressions are inserted into the newly created procedure.
326
327 @item
328 The procedure is called with the @var{init} expressions as the formal
329 arguments.
330 @end itemize
331
332 The next example implements a loop which iterates (by recursion) 1000
333 times.
334
335 @lisp
336 (let lp ((x 1000))
337   (if (positive? x)
338       (lp (- x 1))
339       x))
340 @result{}
341 0
342 @end lisp
343 @end deffn
344
345
346 @node Continuations
347 @subsection Continuations
348 @cindex continuations
349
350 A ``continuation'' is the code that will execute when a given function
351 or expression returns.  For example, consider
352
353 @example
354 (define (foo)
355   (display "hello\n")
356   (display (bar)) (newline)
357   (exit))
358 @end example
359
360 The continuation from the call to @code{bar} comprises a
361 @code{display} of the value returned, a @code{newline} and an
362 @code{exit}.  This can be expressed as a function of one argument.
363
364 @example
365 (lambda (r)
366   (display r) (newline)
367   (exit))
368 @end example
369
370 In Scheme, continuations are represented as special procedures just
371 like this.  The special property is that when a continuation is called
372 it abandons the current program location and jumps directly to that
373 represented by the continuation.
374
375 A continuation is like a dynamic label, capturing at run-time a point
376 in program execution, including all the nested calls that have lead to
377 it (or rather the code that will execute when those calls return).
378
379 Continuations are created with the following functions.
380
381 @deffn {Scheme Procedure} call-with-current-continuation proc
382 @deffnx {Scheme Procedure} call/cc proc
383 @rnindex call-with-current-continuation
384 Capture the current continuation and call @code{(@var{proc}
385 @var{cont})} with it.  The return value is the value returned by
386 @var{proc}, or when @code{(@var{cont} @var{value})} is later invoked,
387 the return is the @var{value} passed.
388
389 Normally @var{cont} should be called with one argument, but when the
390 location resumed is expecting multiple values (@pxref{Multiple
391 Values}) then they should be passed as multiple arguments, for
392 instance @code{(@var{cont} @var{x} @var{y} @var{z})}.
393
394 @var{cont} may only be used from the same side of a continuation
395 barrier as it was created (@pxref{Continuation Barriers}), and in a
396 multi-threaded program only from the thread in which it was created.
397
398 The call to @var{proc} is not part of the continuation captured, it runs
399 only when the continuation is created.  Often a program will want to
400 store @var{cont} somewhere for later use; this can be done in
401 @var{proc}.
402
403 The @code{call} in the name @code{call-with-current-continuation}
404 refers to the way a call to @var{proc} gives the newly created
405 continuation.  It's not related to the way a call is used later to
406 invoke that continuation.
407
408 @code{call/cc} is an alias for @code{call-with-current-continuation}.
409 This is in common use since the latter is rather long.
410 @end deffn
411
412 @deftypefn {C Function} SCM scm_make_continuation (int *first)
413 Capture the current continuation as described above.  The return value
414 is the new continuation, and @var{*first} is set to 1.
415
416 When the continuation is invoked, @code{scm_make_continuation} will
417 return again, this time returning the value (or set of multiple
418 values) passed in that invocation, and with @var{*first} set to 0.
419 @end deftypefn
420
421 @sp 1
422 @noindent
423 Here is a simple example,
424
425 @example
426 (define kont #f)
427 (format #t "the return is ~a\n"
428         (call/cc (lambda (k)
429                    (set! kont k)
430                    1)))
431 @result{} the return is 1
432
433 (kont 2)
434 @result{} the return is 2
435 @end example
436
437 @code{call/cc} captures a continuation in which the value returned is
438 going to be displayed by @code{format}.  The @code{lambda} stores this
439 in @code{kont} and gives an initial return @code{1} which is
440 displayed.  The later invocation of @code{kont} resumes the captured
441 point, but this time returning @code{2}, which is displayed.
442
443 When Guile is run interactively, a call to @code{format} like this has
444 an implicit return back to the read-eval-print loop.  @code{call/cc}
445 captures that like any other return, which is why interactively
446 @code{kont} will come back to read more input.
447
448 @sp 1
449 C programmers may note that @code{call/cc} is like @code{setjmp} in
450 the way it records at runtime a point in program execution.  A call to
451 a continuation is like a @code{longjmp} in that it abandons the
452 present location and goes to the recorded one.  Like @code{longjmp},
453 the value passed to the continuation is the value returned by
454 @code{call/cc} on resuming there.  However @code{longjmp} can only go
455 up the program stack, but the continuation mechanism can go anywhere.
456
457 When a continuation is invoked, @code{call/cc} and subsequent code
458 effectively ``returns'' a second time.  It can be confusing to imagine
459 a function returning more times than it was called.  It may help
460 instead to think of it being stealthily re-entered and then program
461 flow going on as normal.
462
463 @code{dynamic-wind} (@pxref{Dynamic Wind}) can be used to ensure setup
464 and cleanup code is run when a program locus is resumed or abandoned
465 through the continuation mechanism.
466
467 @sp 1
468 Continuations are a powerful mechanism, and can be used to implement
469 almost any sort of control structure, such as loops, coroutines, or
470 exception handlers.
471
472 However the implementation of continuations in Guile is not as
473 efficient as one might hope, because Guile is designed to cooperate
474 with programs written in other languages, such as C, which do not know
475 about continuations.  Basically continuations are captured by a block
476 copy of the stack, and resumed by copying back.
477
478 For this reason, generally continuations should be used only when
479 there is no other simple way to achieve the desired result, or when
480 the elegance of the continuation mechanism outweighs the need for
481 performance.
482
483 Escapes upwards from loops or nested functions are generally best
484 handled with exceptions (@pxref{Exceptions}).  Coroutines can be
485 efficiently implemented with cooperating threads (a thread holds a
486 full program stack but doesn't copy it around the way continuations
487 do).
488
489
490 @node Multiple Values
491 @subsection Returning and Accepting Multiple Values
492
493 @cindex multiple values
494 @cindex receive
495
496 Scheme allows a procedure to return more than one value to its caller.
497 This is quite different to other languages which only allow
498 single-value returns.  Returning multiple values is different from
499 returning a list (or pair or vector) of values to the caller, because
500 conceptually not @emph{one} compound object is returned, but several
501 distinct values.
502
503 The primitive procedures for handling multiple values are @code{values}
504 and @code{call-with-values}.  @code{values} is used for returning
505 multiple values from a procedure.  This is done by placing a call to
506 @code{values} with zero or more arguments in tail position in a
507 procedure body.  @code{call-with-values} combines a procedure returning
508 multiple values with a procedure which accepts these values as
509 parameters.
510
511 @rnindex values
512 @deffn {Scheme Procedure} values arg1 @dots{} argN
513 @deffnx {C Function} scm_values (args)
514 Delivers all of its arguments to its continuation.  Except for
515 continuations created by the @code{call-with-values} procedure,
516 all continuations take exactly one value.  The effect of
517 passing no value or more than one value to continuations that
518 were not created by @code{call-with-values} is unspecified.
519
520 For @code{scm_values}, @var{args} is a list of arguments and the
521 return is a multiple-values object which the caller can return.  In
522 the current implementation that object shares structure with
523 @var{args}, so @var{args} should not be modified subsequently.
524 @end deffn
525
526 @rnindex call-with-values
527 @deffn {Scheme Procedure} call-with-values producer consumer
528 Calls its @var{producer} argument with no values and a
529 continuation that, when passed some values, calls the
530 @var{consumer} procedure with those values as arguments.  The
531 continuation for the call to @var{consumer} is the continuation
532 of the call to @code{call-with-values}.
533
534 @example
535 (call-with-values (lambda () (values 4 5))
536                   (lambda (a b) b))
537 @result{} 5
538
539 @end example
540 @example
541 (call-with-values * -)
542 @result{} -1
543 @end example
544 @end deffn
545
546 In addition to the fundamental procedures described above, Guile has a
547 module which exports a syntax called @code{receive}, which is much
548 more convenient.  This is in the @code{(ice-9 receive)} and is the
549 same as specified by SRFI-8 (@pxref{SRFI-8}).
550
551 @lisp
552 (use-modules (ice-9 receive))
553 @end lisp
554
555 @deffn {library syntax} receive formals expr body @dots{}
556 Evaluate the expression @var{expr}, and bind the result values (zero
557 or more) to the formal arguments in @var{formals}.  @var{formals} is a
558 list of symbols, like the argument list in a @code{lambda}
559 (@pxref{Lambda}).  After binding the variables, the expressions in
560 @var{body} @dots{} are evaluated in order, the return value is the
561 result from the last expression.
562
563 For example getting results from @code{partition} in SRFI-1
564 (@pxref{SRFI-1}),
565
566 @example
567 (receive (odds evens)
568     (partition odd? '(7 4 2 8 3))
569   (display odds)
570   (display " and ")
571   (display evens))
572 @print{} (7 3) and (4 2 8)
573 @end example
574
575 @end deffn
576
577
578 @node Exceptions
579 @subsection Exceptions
580 @cindex error handling
581 @cindex exception handling
582
583 A common requirement in applications is to want to jump
584 @dfn{non-locally} from the depths of a computation back to, say, the
585 application's main processing loop.  Usually, the place that is the
586 target of the jump is somewhere in the calling stack of procedures that
587 called the procedure that wants to jump back.  For example, typical
588 logic for a key press driven application might look something like this:
589
590 @example
591 main-loop:
592   read the next key press and call dispatch-key
593
594 dispatch-key:
595   lookup the key in a keymap and call an appropriate procedure,
596   say find-file
597
598 find-file:
599   interactively read the required file name, then call
600   find-specified-file
601
602 find-specified-file:
603   check whether file exists; if not, jump back to main-loop
604   @dots{}
605 @end example
606
607 The jump back to @code{main-loop} could be achieved by returning through
608 the stack one procedure at a time, using the return value of each
609 procedure to indicate the error condition, but Guile (like most modern
610 programming languages) provides an additional mechanism called
611 @dfn{exception handling} that can be used to implement such jumps much
612 more conveniently.
613
614 @menu
615 * Exception Terminology::       Different ways to say the same thing.
616 * Catch::                       Setting up to catch exceptions.
617 * Throw Handlers::              Adding extra handling to a throw.
618 * Lazy Catch::                  Catch without unwinding the stack.
619 * Throw::                       Throwing an exception.
620 * Exception Implementation::    How Guile implements exceptions.
621 @end menu
622
623
624 @node Exception Terminology
625 @subsubsection Exception Terminology
626
627 There are several variations on the terminology for dealing with
628 non-local jumps.  It is useful to be aware of them, and to realize
629 that they all refer to the same basic mechanism.
630
631 @itemize @bullet
632 @item
633 Actually making a non-local jump may be called @dfn{raising an
634 exception}, @dfn{raising a signal}, @dfn{throwing an exception} or
635 @dfn{doing a long jump}.  When the jump indicates an error condition,
636 people may talk about @dfn{signalling}, @dfn{raising} or @dfn{throwing}
637 @dfn{an error}.
638
639 @item
640 Handling the jump at its target may be referred to as @dfn{catching} or
641 @dfn{handling} the @dfn{exception}, @dfn{signal} or, where an error
642 condition is involved, @dfn{error}.
643 @end itemize
644
645 Where @dfn{signal} and @dfn{signalling} are used, special care is needed
646 to avoid the risk of confusion with POSIX signals.
647
648 This manual prefers to speak of throwing and catching exceptions, since
649 this terminology matches the corresponding Guile primitives.
650
651
652 @node Catch
653 @subsubsection Catching Exceptions
654
655 @code{catch} is used to set up a target for a possible non-local jump.
656 The arguments of a @code{catch} expression are a @dfn{key}, which
657 restricts the set of exceptions to which this @code{catch} applies, a
658 thunk that specifies the code to execute and one or two @dfn{handler}
659 procedures that say what to do if an exception is thrown while executing
660 the code.  If the execution thunk executes @dfn{normally}, which means
661 without throwing any exceptions, the handler procedures are not called
662 at all.
663
664 When an exception is thrown using the @code{throw} function, the first
665 argument of the @code{throw} is a symbol that indicates the type of the
666 exception.  For example, Guile throws an exception using the symbol
667 @code{numerical-overflow} to indicate numerical overflow errors such as
668 division by zero:
669
670 @lisp
671 (/ 1 0)
672 @result{}
673 ABORT: (numerical-overflow)
674 @end lisp
675
676 The @var{key} argument in a @code{catch} expression corresponds to this
677 symbol.  @var{key} may be a specific symbol, such as
678 @code{numerical-overflow}, in which case the @code{catch} applies
679 specifically to exceptions of that type; or it may be @code{#t}, which
680 means that the @code{catch} applies to all exceptions, irrespective of
681 their type.
682
683 The second argument of a @code{catch} expression should be a thunk
684 (i.e. a procedure that accepts no arguments) that specifies the normal
685 case code.  The @code{catch} is active for the execution of this thunk,
686 including any code called directly or indirectly by the thunk's body.
687 Evaluation of the @code{catch} expression activates the catch and then
688 calls this thunk.
689
690 The third argument of a @code{catch} expression is a handler procedure.
691 If an exception is thrown, this procedure is called with exactly the
692 arguments specified by the @code{throw}.  Therefore, the handler
693 procedure must be designed to accept a number of arguments that
694 corresponds to the number of arguments in all @code{throw} expressions
695 that can be caught by this @code{catch}.
696
697 The fourth, optional argument of a @code{catch} expression is another
698 handler procedure, called the @dfn{pre-unwind} handler.  It differs from
699 the third argument in that if an exception is thrown, it is called,
700 @emph{before} the third argument handler, in exactly the dynamic context
701 of the @code{throw} expression that threw the exception.  This means
702 that it is useful for capturing or displaying the stack at the point of
703 the @code{throw}, or for examining other aspects of the dynamic context,
704 such as fluid values, before the context is unwound back to that of the
705 prevailing @code{catch}.
706
707 @deffn {Scheme Procedure} catch key thunk handler [pre-unwind-handler]
708 @deffnx {C Function} scm_catch_with_pre_unwind_handler (key, thunk, handler, pre_unwind_handler)
709 @deffnx {C Function} scm_catch (key, thunk, handler)
710 Invoke @var{thunk} in the dynamic context of @var{handler} for
711 exceptions matching @var{key}.  If thunk throws to the symbol
712 @var{key}, then @var{handler} is invoked this way:
713 @lisp
714 (handler key args ...)
715 @end lisp
716
717 @var{key} is a symbol or @code{#t}.
718
719 @var{thunk} takes no arguments.  If @var{thunk} returns
720 normally, that is the return value of @code{catch}.
721
722 Handler is invoked outside the scope of its own @code{catch}.
723 If @var{handler} again throws to the same key, a new handler
724 from further up the call chain is invoked.
725
726 If the key is @code{#t}, then a throw to @emph{any} symbol will
727 match this call to @code{catch}.
728
729 If a @var{pre-unwind-handler} is given and @var{thunk} throws
730 an exception that matches @var{key}, Guile calls the
731 @var{pre-unwind-handler} before unwinding the dynamic state and
732 invoking the main @var{handler}.  @var{pre-unwind-handler} should
733 be a procedure with the same signature as @var{handler}, that
734 is @code{(lambda (key . args))}.  It is typically used to save
735 the stack at the point where the exception occurred, but can also
736 query other parts of the dynamic state at that point, such as
737 fluid values.
738
739 A @var{pre-unwind-handler} can exit either normally or non-locally.
740 If it exits normally, Guile unwinds the stack and dynamic context
741 and then calls the normal (third argument) handler.  If it exits
742 non-locally, that exit determines the continuation.
743 @end deffn
744
745 If a handler procedure needs to match a variety of @code{throw}
746 expressions with varying numbers of arguments, you should write it like
747 this:
748
749 @lisp
750 (lambda (key . args)
751   @dots{})
752 @end lisp
753
754 @noindent
755 The @var{key} argument is guaranteed always to be present, because a
756 @code{throw} without a @var{key} is not valid.  The number and
757 interpretation of the @var{args} varies from one type of exception to
758 another, but should be specified by the documentation for each exception
759 type.
760
761 Note that, once the normal (post-unwind) handler procedure is invoked,
762 the catch that led to the handler procedure being called is no longer
763 active.  Therefore, if the handler procedure itself throws an exception,
764 that exception can only be caught by another active catch higher up the
765 call stack, if there is one.
766
767 @sp 1
768 @deftypefn {C Function} SCM scm_c_catch (SCM tag, scm_t_catch_body body, void *body_data, scm_t_catch_handler handler, void *handler_data, scm_t_catch_handler pre_unwind_handler, void *pre_unwind_handler_data)
769 @deftypefnx {C Function} SCM scm_internal_catch (SCM tag, scm_t_catch_body body, void *body_data, scm_t_catch_handler handler, void *handler_data)
770 The above @code{scm_catch_with_pre_unwind_handler} and @code{scm_catch}
771 take Scheme procedures as body and handler arguments.
772 @code{scm_c_catch} and @code{scm_internal_catch} are equivalents taking
773 C functions.
774
775 @var{body} is called as @code{@var{body} (@var{body_data})} with a catch
776 on exceptions of the given @var{tag} type.  If an exception is caught,
777 @var{pre_unwind_handler} and @var{handler} are called as
778 @code{@var{handler} (@var{handler_data}, @var{key}, @var{args})}.
779 @var{key} and @var{args} are the @code{SCM} key and argument list from
780 the @code{throw}.
781
782 @tpindex scm_t_catch_body
783 @tpindex scm_t_catch_handler
784 @var{body} and @var{handler} should have the following prototypes.
785 @code{scm_t_catch_body} and @code{scm_t_catch_handler} are pointer
786 typedefs for these.
787
788 @example
789 SCM body (void *data);
790 SCM handler (void *data, SCM key, SCM args);
791 @end example
792
793 The @var{body_data} and @var{handler_data} parameters are passed to
794 the respective calls so an application can communicate extra
795 information to those functions.
796
797 If the data consists of an @code{SCM} object, care should be taken
798 that it isn't garbage collected while still required.  If the
799 @code{SCM} is a local C variable, one way to protect it is to pass a
800 pointer to that variable as the data parameter, since the C compiler
801 will then know the value must be held on the stack.  Another way is to
802 use @code{scm_remember_upto_here_1} (@pxref{Remembering During
803 Operations}).
804 @end deftypefn
805
806
807 @node Throw Handlers
808 @subsubsection Throw Handlers
809
810 It's sometimes useful to be able to intercept an exception that is being
811 thrown, but without changing where in the dynamic context that exception
812 will eventually be caught.  This could be to clean up some related state
813 or to pass information about the exception to a debugger, for example.
814 The @code{with-throw-handler} procedure provides a way to do this.
815
816 @deffn {Scheme Procedure} with-throw-handler key thunk handler
817 @deffnx {C Function} scm_with_throw_handler (key, thunk, handler)
818 Add @var{handler} to the dynamic context as a throw handler
819 for key @var{key}, then invoke @var{thunk}.
820 @end deffn
821
822 @deftypefn {C Function} SCM scm_c_with_throw_handler (SCM tag, scm_t_catch_body body, void *body_data, scm_t_catch_handler handler, void *handler_data, int lazy_catch_p)
823 The above @code{scm_with_throw_handler} takes Scheme procedures as body
824 (thunk) and handler arguments.  @code{scm_c_with_throw_handler} is an
825 equivalent taking C functions.  See @code{scm_c_catch} (@pxref{Catch})
826 for a description of the parameters, the behaviour however of course
827 follows @code{with-throw-handler}.
828 @end deftypefn
829
830 If @var{thunk} throws an exception, Guile handles that exception by
831 invoking the innermost @code{catch} or throw handler whose key matches
832 that of the exception.  When the innermost thing is a throw handler,
833 Guile calls the specified handler procedure using @code{(apply
834 @var{handler} key args)}.  The handler procedure may either return
835 normally or exit non-locally.  If it returns normally, Guile passes the
836 exception on to the next innermost @code{catch} or throw handler.  If it
837 exits non-locally, that exit determines the continuation.
838
839 The behaviour of a throw handler is very similar to that of a
840 @code{catch} expression's optional pre-unwind handler.  In particular, a
841 throw handler's handler procedure is invoked in the exact dynamic
842 context of the @code{throw} expression, just as a pre-unwind handler is.
843 @code{with-throw-handler} may be seen as a half-@code{catch}: it does
844 everything that a @code{catch} would do until the point where
845 @code{catch} would start unwinding the stack and dynamic context, but
846 then it rethrows to the next innermost @code{catch} or throw handler
847 instead.
848
849
850 @node Lazy Catch
851 @subsubsection Catch Without Unwinding
852
853 Before version 1.8, Guile's closest equivalent to
854 @code{with-throw-handler} was @code{lazy-catch}.  From version 1.8
855 onwards we recommend using @code{with-throw-handler} because its
856 behaviour is more useful than that of @code{lazy-catch}, but
857 @code{lazy-catch} is still supported as well.
858
859 A @dfn{lazy catch} is used in the same way as a normal @code{catch},
860 with @var{key}, @var{thunk} and @var{handler} arguments specifying the
861 exception type, normal case code and handler procedure, but differs in
862 one important respect: the handler procedure is executed without
863 unwinding the call stack from the context of the @code{throw} expression
864 that caused the handler to be invoked.
865
866 @deffn {Scheme Procedure} lazy-catch key thunk handler
867 @deffnx {C Function} scm_lazy_catch (key, thunk, handler)
868 This behaves exactly like @code{catch}, except that it does
869 not unwind the stack before invoking @var{handler}.
870 If the @var{handler} procedure returns normally, Guile
871 rethrows the same exception again to the next innermost catch,
872 lazy-catch or throw handler.  If the @var{handler} exits
873 non-locally, that exit determines the continuation.
874 @end deffn
875
876 @deftypefn {C Function} SCM scm_internal_lazy_catch (SCM tag, scm_t_catch_body body, void *body_data, scm_t_catch_handler handler, void *handler_data)
877 The above @code{scm_lazy_catch} takes Scheme procedures as body and
878 handler arguments.  @code{scm_internal_lazy_catch} is an equivalent
879 taking C functions.  See @code{scm_internal_catch} (@pxref{Catch}) for
880 a description of the parameters, the behaviour however of course
881 follows @code{lazy-catch}.
882 @end deftypefn
883
884 Typically @var{handler} is used to display a backtrace of the stack at
885 the point where the corresponding @code{throw} occurred, or to save off
886 this information for possible display later.
887
888 Not unwinding the stack means that throwing an exception that is caught
889 by a @code{lazy-catch} is @emph{almost} equivalent to calling the
890 @code{lazy-catch}'s handler inline instead of each @code{throw}, and
891 then omitting the surrounding @code{lazy-catch}.  In other words,
892
893 @lisp
894 (lazy-catch 'key
895   (lambda () @dots{} (throw 'key args @dots{}) @dots{})
896   handler)
897 @end lisp
898
899 @noindent
900 is @emph{almost} equivalent to
901
902 @lisp
903 ((lambda () @dots{} (handler 'key args @dots{}) @dots{}))
904 @end lisp
905
906 @noindent
907 But why only @emph{almost}?  The difference is that with
908 @code{lazy-catch} (as with normal @code{catch}), the dynamic context is
909 unwound back to just outside the @code{lazy-catch} expression before
910 invoking the handler.  (For an introduction to what is meant by dynamic
911 context, @xref{Dynamic Wind}.)
912
913 Then, when the handler @emph{itself} throws an exception, that exception
914 must be caught by some kind of @code{catch} (including perhaps another
915 @code{lazy-catch}) higher up the call stack.
916
917 The dynamic context also includes @code{with-fluids} blocks
918 (@pxref{Fluids and Dynamic States}),
919 so the effect of unwinding the dynamic context can also be seen in fluid
920 variable values.  This is illustrated by the following code, in which
921 the normal case thunk uses @code{with-fluids} to temporarily change the
922 value of a fluid:
923
924 @lisp
925 (define f (make-fluid))
926 (fluid-set! f "top level value")
927
928 (define (handler . args)
929   (cons (fluid-ref f) args))
930
931 (lazy-catch 'foo
932             (lambda ()
933               (with-fluids ((f "local value"))
934                 (throw 'foo)))
935             handler)
936 @result{}
937 ("top level value" foo)
938
939 ((lambda ()
940    (with-fluids ((f "local value"))
941      (handler 'foo))))
942 @result{}
943 ("local value" foo)
944 @end lisp
945
946 @noindent
947 In the @code{lazy-catch} version, the unwinding of dynamic context
948 restores @code{f} to its value outside the @code{with-fluids} block
949 before the handler is invoked, so the handler's @code{(fluid-ref f)}
950 returns the external value.
951
952 @code{lazy-catch} is useful because it permits the implementation of
953 debuggers and other reflective programming tools that need to access the
954 state of the call stack at the exact point where an exception or an
955 error is thrown.  For an example of this, see REFFIXME:stack-catch.
956
957 It should be obvious from the above that @code{lazy-catch} is very
958 similar to @code{with-throw-handler}.  In fact Guile implements
959 @code{lazy-catch} in exactly the same way as @code{with-throw-handler},
960 except with a flag set to say ``where there are slight differences
961 between what @code{with-throw-handler} and @code{lazy-catch} would do,
962 do what @code{lazy-catch} has always done''.  There are two such
963 differences:
964
965 @enumerate
966 @item
967 @code{with-throw-handler} handlers execute in the full dynamic context
968 of the originating @code{throw} call.  @code{lazy-catch} handlers
969 execute in the dynamic context of the @code{lazy-catch} expression,
970 excepting only that the stack has not yet been unwound from the point of
971 the @code{throw} call.
972
973 @item
974 If a @code{with-throw-handler} handler throws to a key that does not
975 match the @code{with-throw-handler} expression's @var{key}, the new
976 throw may be handled by a @code{catch} or throw handler that is _closer_
977 to the throw than the first @code{with-throw-handler}.  If a
978 @code{lazy-catch} handler throws, it will always be handled by a
979 @code{catch} or throw handler that is higher up the dynamic context than
980 the first @code{lazy-catch}.
981 @end enumerate
982
983 Here is an example to illustrate the second difference:
984
985 @lisp
986 (catch 'a
987   (lambda ()
988     (with-throw-handler 'b
989       (lambda ()
990         (catch 'a
991           (lambda ()
992             (throw 'b))
993           inner-handler))
994       (lambda (key . args)
995         (throw 'a))))
996   outer-handler)
997 @end lisp
998
999 @noindent
1000 This code will call @code{inner-handler} and then continue with the
1001 continuation of the inner @code{catch}.  If the
1002 @code{with-throw-handler} was changed to @code{lazy-catch}, however, the
1003 code would call @code{outer-handler} and then continue with the
1004 continuation of the outer @code{catch}.
1005
1006 Modulo these two differences, any statements in the previous and
1007 following subsections about throw handlers apply to lazy catches as
1008 well.
1009
1010
1011 @node Throw
1012 @subsubsection Throwing Exceptions
1013
1014 The @code{throw} primitive is used to throw an exception.  One argument,
1015 the @var{key}, is mandatory, and must be a symbol; it indicates the type
1016 of exception that is being thrown.  Following the @var{key},
1017 @code{throw} accepts any number of additional arguments, whose meaning
1018 depends on the exception type.  The documentation for each possible type
1019 of exception should specify the additional arguments that are expected
1020 for that kind of exception.
1021
1022 @deffn {Scheme Procedure} throw key . args
1023 @deffnx {C Function} scm_throw (key, args)
1024 Invoke the catch form matching @var{key}, passing @var{args} to the
1025 @var{handler}.  
1026
1027 @var{key} is a symbol.  It will match catches of the same symbol or of
1028 @code{#t}.
1029
1030 If there is no handler at all, Guile prints an error and then exits.
1031 @end deffn
1032
1033 When an exception is thrown, it will be caught by the innermost
1034 @code{catch} or throw handler that applies to the type of the thrown
1035 exception; in other words, whose @var{key} is either @code{#t} or the
1036 same symbol as that used in the @code{throw} expression.  Once Guile has
1037 identified the appropriate @code{catch} or throw handler, it handles the
1038 exception by applying the relevant handler procedure(s) to the arguments
1039 of the @code{throw}.
1040
1041 If there is no appropriate @code{catch} or throw handler for a thrown
1042 exception, Guile prints an error to the current error port indicating an
1043 uncaught exception, and then exits.  In practice, it is quite difficult
1044 to observe this behaviour, because Guile when used interactively
1045 installs a top level @code{catch} handler that will catch all exceptions
1046 and print an appropriate error message @emph{without} exiting.  For
1047 example, this is what happens if you try to throw an unhandled exception
1048 in the standard Guile REPL; note that Guile's command loop continues
1049 after the error message:
1050
1051 @lisp
1052 guile> (throw 'badex)
1053 <unnamed port>:3:1: In procedure gsubr-apply @dots{}
1054 <unnamed port>:3:1: unhandled-exception: badex
1055 ABORT: (misc-error)
1056 guile> 
1057 @end lisp
1058
1059 The default uncaught exception behaviour can be observed by evaluating a
1060 @code{throw} expression from the shell command line:
1061
1062 @example
1063 $ guile -c "(begin (throw 'badex) (display \"here\\n\"))"
1064 guile: uncaught throw to badex: ()
1065
1066 @end example
1067
1068 @noindent
1069 That Guile exits immediately following the uncaught exception
1070 is shown by the absence of any output from the @code{display}
1071 expression, because Guile never gets to the point of evaluating that
1072 expression.
1073
1074
1075 @node Exception Implementation
1076 @subsubsection How Guile Implements Exceptions
1077
1078 It is traditional in Scheme to implement exception systems using
1079 @code{call-with-current-continuation}.  Continuations
1080 (@pxref{Continuations}) are such a powerful concept that any other
1081 control mechanism --- including @code{catch} and @code{throw} --- can be
1082 implemented in terms of them.
1083
1084 Guile does not implement @code{catch} and @code{throw} like this,
1085 though.  Why not?  Because Guile is specifically designed to be easy to
1086 integrate with applications written in C.  In a mixed Scheme/C
1087 environment, the concept of @dfn{continuation} must logically include
1088 ``what happens next'' in the C parts of the application as well as the
1089 Scheme parts, and it turns out that the only reasonable way of
1090 implementing continuations like this is to save and restore the complete
1091 C stack.
1092
1093 So Guile's implementation of @code{call-with-current-continuation} is a
1094 stack copying one.  This allows it to interact well with ordinary C
1095 code, but means that creating and calling a continuation is slowed down
1096 by the time that it takes to copy the C stack.
1097
1098 The more targeted mechanism provided by @code{catch} and @code{throw}
1099 does not need to save and restore the C stack because the @code{throw}
1100 always jumps to a location higher up the stack of the code that executes
1101 the @code{throw}.  Therefore Guile implements the @code{catch} and
1102 @code{throw} primitives independently of
1103 @code{call-with-current-continuation}, in a way that takes advantage of
1104 this @emph{upwards only} nature of exceptions.
1105
1106
1107 @node Error Reporting
1108 @subsection Procedures for Signaling Errors
1109
1110 Guile provides a set of convenience procedures for signaling error
1111 conditions that are implemented on top of the exception primitives just
1112 described.
1113
1114 @deffn {Scheme Procedure} error msg args @dots{}
1115 Raise an error with key @code{misc-error} and a message constructed by
1116 displaying @var{msg} and writing @var{args}.
1117 @end deffn
1118
1119 @deffn {Scheme Procedure} scm-error key subr message args data
1120 @deffnx {C Function} scm_error_scm (key, subr, message, args, data)
1121 Raise an error with key @var{key}.  @var{subr} can be a string
1122 naming the procedure associated with the error, or @code{#f}.
1123 @var{message} is the error message string, possibly containing
1124 @code{~S} and @code{~A} escapes.  When an error is reported,
1125 these are replaced by formatting the corresponding members of
1126 @var{args}: @code{~A} (was @code{%s} in older versions of
1127 Guile) formats using @code{display} and @code{~S} (was
1128 @code{%S}) formats using @code{write}.  @var{data} is a list or
1129 @code{#f} depending on @var{key}: if @var{key} is
1130 @code{system-error} then it should be a list containing the
1131 Unix @code{errno} value; If @var{key} is @code{signal} then it
1132 should be a list containing the Unix signal number; If
1133 @var{key} is @code{out-of-range} or @code{wrong-type-arg},
1134 it is a list containing the bad value; otherwise
1135 it will usually be @code{#f}.
1136 @end deffn
1137
1138 @deffn {Scheme Procedure} strerror err
1139 @deffnx {C Function} scm_strerror (err)
1140 Return the Unix error message corresponding to @var{err}, an integer
1141 @code{errno} value.
1142
1143 When @code{setlocale} has been called (@pxref{Locales}), the message
1144 is in the language and charset of @code{LC_MESSAGES}.  (This is done
1145 by the C library.)
1146 @end deffn
1147
1148 @c begin (scm-doc-string "boot-9.scm" "false-if-exception")
1149 @deffn syntax false-if-exception expr
1150 Returns the result of evaluating its argument; however
1151 if an exception occurs then @code{#f} is returned instead.
1152 @end deffn
1153 @c end
1154
1155
1156 @node Dynamic Wind
1157 @subsection Dynamic Wind
1158
1159 For Scheme code, the fundamental procedure to react to non-local entry
1160 and exits of dynamic contexts is @code{dynamic-wind}.  C code could
1161 use @code{scm_internal_dynamic_wind}, but since C does not allow the
1162 convenient construction of anonymous procedures that close over
1163 lexical variables, this will be, well, inconvenient.
1164
1165 Therefore, Guile offers the functions @code{scm_dynwind_begin} and
1166 @code{scm_dynwind_end} to delimit a dynamic extent.  Within this
1167 dynamic extent, which is called a @dfn{dynwind context}, you can
1168 perform various @dfn{dynwind actions} that control what happens when
1169 the dynwind context is entered or left.  For example, you can register
1170 a cleanup routine with @code{scm_dynwind_unwind_handler} that is
1171 executed when the context is left.  There are several other more
1172 specialized dynwind actions as well, for example to temporarily block
1173 the execution of asyncs or to temporarily change the current output
1174 port.  They are described elsewhere in this manual.
1175
1176 Here is an example that shows how to prevent memory leaks.
1177
1178 @example
1179
1180 /* Suppose there is a function called FOO in some library that you
1181    would like to make available to Scheme code (or to C code that
1182    follows the Scheme conventions).
1183
1184    FOO takes two C strings and returns a new string.  When an error has
1185    occurred in FOO, it returns NULL.
1186 */
1187
1188 char *foo (char *s1, char *s2);
1189
1190 /* SCM_FOO interfaces the C function FOO to the Scheme way of life.
1191    It takes care to free up all temporary strings in the case of
1192    non-local exits.
1193  */
1194
1195 SCM
1196 scm_foo (SCM s1, SCM s2)
1197 @{
1198   char *c_s1, *c_s2, *c_res;
1199
1200   scm_dynwind_begin (0);
1201
1202   c_s1 = scm_to_locale_string (s1);
1203
1204   /* Call 'free (c_s1)' when the dynwind context is left. 
1205   */
1206   scm_dynwind_unwind_handler (free, c_s1, SCM_F_WIND_EXPLICITLY);
1207
1208   c_s2 = scm_to_locale_string (s2);
1209   
1210   /* Same as above, but more concisely.
1211   */
1212   scm_dynwind_free (c_s2);
1213
1214   c_res = foo (c_s1, c_s2);
1215   if (c_res == NULL)
1216     scm_memory_error ("foo");
1217
1218   scm_dynwind_end ();
1219
1220   return scm_take_locale_string (res);
1221 @}
1222 @end example
1223
1224 @rnindex dynamic-wind
1225 @deffn {Scheme Procedure} dynamic-wind in_guard thunk out_guard
1226 @deffnx {C Function} scm_dynamic_wind (in_guard, thunk, out_guard)
1227 All three arguments must be 0-argument procedures.
1228 @var{in_guard} is called, then @var{thunk}, then
1229 @var{out_guard}.
1230
1231 If, any time during the execution of @var{thunk}, the
1232 dynamic extent of the @code{dynamic-wind} expression is escaped
1233 non-locally, @var{out_guard} is called.  If the dynamic extent of
1234 the dynamic-wind is re-entered, @var{in_guard} is called.  Thus
1235 @var{in_guard} and @var{out_guard} may be called any number of
1236 times.
1237
1238 @lisp
1239 (define x 'normal-binding)
1240 @result{} x
1241 (define a-cont
1242   (call-with-current-continuation
1243    (lambda (escape)
1244      (let ((old-x x))
1245        (dynamic-wind
1246            ;; in-guard:
1247            ;;
1248            (lambda () (set! x 'special-binding))
1249
1250            ;; thunk
1251            ;;
1252            (lambda () (display x) (newline)
1253                       (call-with-current-continuation escape)
1254                       (display x) (newline)
1255                       x)
1256
1257            ;; out-guard:
1258            ;;
1259            (lambda () (set! x old-x)))))))
1260 ;; Prints:
1261 special-binding
1262 ;; Evaluates to:
1263 @result{} a-cont
1264 x
1265 @result{} normal-binding
1266 (a-cont #f)
1267 ;; Prints:
1268 special-binding
1269 ;; Evaluates to:
1270 @result{} a-cont  ;; the value of the (define a-cont...)
1271 x
1272 @result{} normal-binding
1273 a-cont
1274 @result{} special-binding
1275 @end lisp
1276 @end deffn
1277
1278 @deftp {C Type} scm_t_dynwind_flags
1279 This is an enumeration of several flags that modify the behavior of
1280 @code{scm_dynwind_begin}.  The flags are listed in the following
1281 table.
1282
1283 @table @code
1284 @item SCM_F_DYNWIND_REWINDABLE
1285 The dynamic context is @dfn{rewindable}.  This means that it can be
1286 reentered non-locally (via the invokation of a continuation).  The
1287 default is that a dynwind context can not be reentered non-locally.
1288 @end table
1289
1290 @end deftp
1291
1292 @deftypefn {C Function} void scm_dynwind_begin (scm_t_dynwind_flags flags)
1293 The function @code{scm_dynwind_begin} starts a new dynamic context and
1294 makes it the `current' one.
1295
1296 The @var{flags} argument determines the default behavior of the
1297 context.  Normally, use 0.  This will result in a context that can not
1298 be reentered with a captured continuation.  When you are prepared to
1299 handle reentries, include @code{SCM_F_DYNWIND_REWINDABLE} in
1300 @var{flags}.
1301
1302 Being prepared for reentry means that the effects of unwind handlers
1303 can be undone on reentry.  In the example above, we want to prevent a
1304 memory leak on non-local exit and thus register an unwind handler that
1305 frees the memory.  But once the memory is freed, we can not get it
1306 back on reentry.  Thus reentry can not be allowed.
1307
1308 The consequence is that continuations become less useful when
1309 non-reenterable contexts are captured, but you don't need to worry
1310 about that too much.
1311
1312 The context is ended either implicitly when a non-local exit happens,
1313 or explicitly with @code{scm_dynwind_end}.  You must make sure that a
1314 dynwind context is indeed ended properly.  If you fail to call
1315 @code{scm_dynwind_end} for each @code{scm_dynwind_begin}, the behavior
1316 is undefined.
1317 @end deftypefn
1318
1319 @deftypefn {C Function} void scm_dynwind_end ()
1320 End the current dynamic context explicitly and make the previous one
1321 current.
1322 @end deftypefn
1323
1324 @deftp {C Type} scm_t_wind_flags
1325 This is an enumeration of several flags that modify the behavior of
1326 @code{scm_dynwind_unwind_handler} and
1327 @code{scm_dynwind_rewind_handler}.  The flags are listed in the
1328 following table.
1329
1330 @table @code
1331 @item SCM_F_WIND_EXPLICITLY
1332 @vindex SCM_F_WIND_EXPLICITLY
1333 The registered action is also carried out when the dynwind context is
1334 entered or left locally.
1335 @end table
1336 @end deftp
1337
1338 @deftypefn {C Function} void scm_dynwind_unwind_handler (void (*func)(void *), void *data, scm_t_wind_flags flags)
1339 @deftypefnx {C Function} void scm_dynwind_unwind_handler_with_scm (void (*func)(SCM), SCM data, scm_t_wind_flags flags)
1340 Arranges for @var{func} to be called with @var{data} as its arguments
1341 when the current context ends implicitly.  If @var{flags} contains
1342 @code{SCM_F_WIND_EXPLICITLY}, @var{func} is also called when the
1343 context ends explicitly with @code{scm_dynwind_end}.
1344
1345 The function @code{scm_dynwind_unwind_handler_with_scm} takes care that
1346 @var{data} is protected from garbage collection.
1347 @end deftypefn
1348
1349 @deftypefn {C Function} void scm_dynwind_rewind_handler (void (*func)(void *), void *data, scm_t_wind_flags flags)
1350 @deftypefnx {C Function} void scm_dynwind_rewind_handler_with_scm (void (*func)(SCM), SCM data, scm_t_wind_flags flags)
1351 Arrange for @var{func} to be called with @var{data} as its argument when
1352 the current context is restarted by rewinding the stack.  When @var{flags}
1353 contains @code{SCM_F_WIND_EXPLICITLY}, @var{func} is called immediately
1354 as well.
1355
1356 The function @code{scm_dynwind_rewind_handler_with_scm} takes care that
1357 @var{data} is protected from garbage collection.
1358 @end deftypefn
1359
1360 @deftypefn {C Function} void scm_dynwind_free (void *mem)
1361 Arrange for @var{mem} to be freed automatically whenever the current
1362 context is exited, whether normally or non-locally.
1363 @code{scm_dynwind_free (mem)} is an equivalent shorthand for
1364 @code{scm_dynwind_unwind_handler (free, mem, SCM_F_WIND_EXPLICITLY)}.
1365 @end deftypefn
1366
1367
1368 @node Handling Errors
1369 @subsection How to Handle Errors
1370
1371 Error handling is based on @code{catch} and @code{throw}.  Errors are
1372 always thrown with a @var{key} and four arguments:
1373
1374 @itemize @bullet
1375 @item
1376 @var{key}: a symbol which indicates the type of error.  The symbols used
1377 by libguile are listed below.
1378
1379 @item
1380 @var{subr}: the name of the procedure from which the error is thrown, or
1381 @code{#f}.
1382
1383 @item
1384 @var{message}: a string (possibly language and system dependent)
1385 describing the error.  The tokens @code{~A} and @code{~S} can be
1386 embedded within the message: they will be replaced with members of the
1387 @var{args} list when the message is printed.  @code{~A} indicates an
1388 argument printed using @code{display}, while @code{~S} indicates an
1389 argument printed using @code{write}.  @var{message} can also be
1390 @code{#f}, to allow it to be derived from the @var{key} by the error
1391 handler (may be useful if the @var{key} is to be thrown from both C and
1392 Scheme).
1393
1394 @item
1395 @var{args}: a list of arguments to be used to expand @code{~A} and
1396 @code{~S} tokens in @var{message}.  Can also be @code{#f} if no
1397 arguments are required.
1398
1399 @item
1400 @var{rest}: a list of any additional objects required. e.g., when the
1401 key is @code{'system-error}, this contains the C errno value.  Can also
1402 be @code{#f} if no additional objects are required.
1403 @end itemize
1404
1405 In addition to @code{catch} and @code{throw}, the following Scheme
1406 facilities are available:
1407
1408 @deffn {Scheme Procedure} display-error stack port subr message args rest
1409 @deffnx {C Function} scm_display_error (stack, port, subr, message, args, rest)
1410 Display an error message to the output port @var{port}.
1411 @var{stack} is the saved stack for the error, @var{subr} is
1412 the name of the procedure in which the error occurred and
1413 @var{message} is the actual error message, which may contain
1414 formatting instructions. These will format the arguments in
1415 the list @var{args} accordingly.  @var{rest} is currently
1416 ignored.
1417 @end deffn
1418
1419 The following are the error keys defined by libguile and the situations
1420 in which they are used:
1421
1422 @itemize @bullet
1423 @item
1424 @cindex @code{error-signal}
1425 @code{error-signal}: thrown after receiving an unhandled fatal signal
1426 such as SIGSEGV, SIGBUS, SIGFPE etc.  The @var{rest} argument in the throw
1427 contains the coded signal number (at present this is not the same as the
1428 usual Unix signal number).
1429
1430 @item
1431 @cindex @code{system-error}
1432 @code{system-error}: thrown after the operating system indicates an
1433 error condition.  The @var{rest} argument in the throw contains the
1434 errno value.
1435
1436 @item
1437 @cindex @code{numerical-overflow}
1438 @code{numerical-overflow}: numerical overflow.
1439
1440 @item
1441 @cindex @code{out-of-range}
1442 @code{out-of-range}: the arguments to a procedure do not fall within the
1443 accepted domain.
1444
1445 @item
1446 @cindex @code{wrong-type-arg}
1447 @code{wrong-type-arg}: an argument to a procedure has the wrong type.
1448
1449 @item
1450 @cindex @code{wrong-number-of-args}
1451 @code{wrong-number-of-args}: a procedure was called with the wrong number
1452 of arguments.
1453
1454 @item
1455 @cindex @code{memory-allocation-error}
1456 @code{memory-allocation-error}: memory allocation error.
1457
1458 @item
1459 @cindex @code{stack-overflow}
1460 @code{stack-overflow}: stack overflow error.
1461
1462 @item
1463 @cindex @code{regular-expression-syntax}
1464 @code{regular-expression-syntax}: errors generated by the regular
1465 expression library.
1466
1467 @item
1468 @cindex @code{misc-error}
1469 @code{misc-error}: other errors.
1470 @end itemize
1471
1472
1473 @subsubsection C Support
1474
1475 In the following C functions, @var{SUBR} and @var{MESSAGE} parameters
1476 can be @code{NULL} to give the effect of @code{#f} described above.
1477
1478 @deftypefn {C Function} SCM scm_error (SCM @var{key}, char *@var{subr}, char *@var{message}, SCM @var{args}, SCM @var{rest})
1479 Throw an error, as per @code{scm-error} (@pxref{Error Reporting}).
1480 @end deftypefn
1481
1482 @deftypefn {C Function} void scm_syserror (char *@var{subr})
1483 @deftypefnx {C Function} void scm_syserror_msg (char *@var{subr}, char *@var{message}, SCM @var{args})
1484 Throw an error with key @code{system-error} and supply @code{errno} in
1485 the @var{rest} argument.  For @code{scm_syserror} the message is
1486 generated using @code{strerror}.
1487
1488 Care should be taken that any code in between the failing operation
1489 and the call to these routines doesn't change @code{errno}.
1490 @end deftypefn
1491
1492 @deftypefn {C Function} void scm_num_overflow (char *@var{subr})
1493 @deftypefnx {C Function} void scm_out_of_range (char *@var{subr}, SCM @var{bad_value})
1494 @deftypefnx {C Function} void scm_wrong_num_args (SCM @var{proc})
1495 @deftypefnx {C Function} void scm_wrong_type_arg (char *@var{subr}, int @var{argnum}, SCM @var{bad_value})
1496 @deftypefnx {C Function} void scm_memory_error (char *@var{subr})
1497 Throw an error with the various keys described above.
1498
1499 For @code{scm_wrong_num_args}, @var{proc} should be a Scheme symbol
1500 which is the name of the procedure incorrectly invoked.
1501 @end deftypefn
1502
1503
1504 @c Local Variables:
1505 @c TeX-master: "guile.texi"
1506 @c End: