]> git.donarmstrong.com Git - lilypond.git/blobdiff - lily/include/smobs.hh
Issue 4082/1: Reimplement Smobs via templates rather than preprocessor
[lilypond.git] / lily / include / smobs.hh
index e54fbd480ae9ce431a792a07902cee0e7f689be6..4bf07245febe0ea2d9925b18cd088b6c30eda574 100644 (file)
-/*   
-  smobs.hh -- declare smob related stuff.
-  
-  source file of the GNU LilyPond music typesetter
-  
-  (c) 1999--2004 Han-Wen Nienhuys <hanwen@cs.uu.nl>
-  
- */
+/*
+  This file is part of LilyPond, the GNU music typesetter.
+
+  Copyright (C) 1999--2014 Han-Wen Nienhuys <hanwen@xs4all.nl>
+
+  LilyPond is free software: you can redistribute it and/or modify
+  it under the terms of the GNU General Public License as published by
+  the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
+  (at your option) any later version.
+
+  LilyPond is distributed in the hope that it will be useful,
+  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+  GNU General Public License for more details.
+
+  You should have received a copy of the GNU General Public License
+  along with LilyPond.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
+*/
 
 #ifndef SMOBS_HH
 #define SMOBS_HH
 
 #include "lily-guile.hh"
-
+#include "warn.hh"
+#include <string>
 
 /*
   Smobs are GUILEs mechanism of exporting C(++) objects to the Scheme
   world.  They are documented in the GUILE manual.
 
 
-  In LilyPond, smobs are created from C++ objects through macros.
+  In LilyPond, C++ objects can be placed under the control of GUILE's
+  type system and garbage collection mechanism by inheriting from one
+  of several Smob base classes.
+
   There are two types of smob objects.
 
   1. Simple smobs are intended for simple objects like numbers:
-   immutable objects that can be copied without change of meaning.
+  immutable objects that can be copied without change of meaning.
 
-   To obtain an SCM version of a simple smob, use the member function
-   SCM smobbed_copy ().
+  To obtain an SCM version of a simple smob, use the member function
+  SCM smobbed_copy ().
 
-   Simple smobs are created by adding the
-   DECLARE_SIMPLE_SMOBS(Classname,) to the declaration
+  Simple smobs are created by deriving from Simple_smob<Classname>.
 
-  2. Complex smobs are objects that have an identity. These objects
-   carry this identity in the form of a self_scm () method, which is a
-   SCM pointer to the object itself.
+  A simple smob is only optionally under the reign of the GUILE
+  garbage collector: its usual life time is that of a normal C++
+  object.  While a smobbed_copy () is fully under control of the
+  garbage collector and will have its mark_smob function called during
+  garbage collection, an automatic variable of this type will not have
+  mark_smob called, but rather have its memory image in the call stack
+  scanned for contained non-immediate SCM values.  Anything requiring
+  more complex mark_smob behavior is not suitable for a simple smob.
 
-   The constructor for a complex smob should have 3 steps:
+  When you create a smobbed_copy, the _copy_ is fully managed by the
+  GUILE memory system.  As a corollary, multiple smobbed_copy calls
+  yield multiple GUILE objects generally not eq? to each other.
 
-   * initialize all SCM members to a non-immediate value (like SCM_EOL)
+  2. Complex smobs are objects that have an identity. These objects
+  carry this identity in the form of a self_scm () method, which is a
+  SCM pointer to the object itself.  Complex smobs are always under
+  control of the GUILE memory system.
 
-   * call smobify_self ()
+  The constructor for a complex smob should have 3 steps:
 
-   * initialize SCM members
+  * initialize all SCM members to an immediate value (like SCM_EOL)
 
-   For example,
+  * call smobify_self ()
 
-     Complex_smob::Complex_smob () {
-       scm_member_ =SCM_EOL;
-       smobify_self ();
-       scm_member_ = <..what you want to store..>
-     }
-   
-   after creation, the self_scm() field of a complex smob is protected
-   from Garbage Collection. This protection should be removed once the
-   object is put into another (reachable) Scheme data structure, ie.
+  * initialize SCM members
 
-      Complex_smob * p = new Complex_smob;
-      list = scm_cons (p->self_scm (), list);
-      scm_gc_unprotect_object (p->self_scm ());
+  For example,
 
-   Complex smobs are made with DECLARE_SMOBS(Classname,) in the class
-   declaration.
+  Complex_smob::Complex_smob : public Smob<Complex_smob> () {
+  scm_member_ = SCM_EOL;
+  smobify_self ();
+  scm_member_ = <..what you want to store..>
+  }
 
-   CALLING INTERFACE
-   
-   Common public methods to C++ smob objects:
+  after construction, the self_scm () field of a complex smob is
+  protected from Garbage Collection.  This protection should be
+  removed once the object is put into another (reachable) Scheme data
+  structure, i.e.
 
-   unsmob (SCM x)  - unpacks X and returns pointer to the C++ object, or 0
-     if it has the wrong type.
+  Complex_smob *p = new Complex_smob;
+  list = scm_cons (p->self_scm (), list);
+  p->unprotect ();
 
-   SCM equal_p (SCM a, SCM b) - compare A and B. Returns a Scheme boolean
+  Since unprotect returns the SCM object itself, this particular case
+  can be written as
 
-   
-   IMPLEMENTATION
-   
-   For implementating a class, the following should be provided
+  Complex_smob *p = new Complex_smob;
+  list = scm_cons (p->unprotect (), list);
 
-   - an equal_p() function (a default is in the
-     IMPLEMENT_DEFAULT_EQUAL_P macro in ly-smobs.icc)
+  Complex smobs are created by deriving from Smob<Classname>.
 
-   - mark_smob () function, that calls scm_gc_mark () on all Scheme
-     objects in the class
+  CALLING INTERFACE
 
-   - a print_smob () function, that displays a representation for
-     debugging purposes
+  Common public methods to C++ smob objects:
 
-   - A call to one of the IMPLEMENT_SMOBS or  IMPLEMENT_SIMPLE_SMOBS macros
-   from file "ly-smobs.icc"
-   
-*/
+  - unsmob (SCM x) - unpacks X and returns pointer to the C++ object,
+    or 0 if it has the wrong type.  This can be used as a boolean
+    condition at C++ level.
+  - smob_p (SCM x) returns #t or #f at Scheme level.
 
-#define DECLARE_SIMPLE_SMOBS(CL,dummy) \
-public: \
-       SCM smobbed_copy () const; \
-DECLARE_BASE_SMOBS(CL)
-
-
-#define DECLARE_BASE_SMOBS(CL) \
-       friend class Non_existant_class ; \
-private:\
-       static scm_t_bits smob_tag_;                            \
-       static SCM mark_smob (SCM);                             \
-       static size_t free_smob (SCM s);                        \
-       static int print_smob (SCM s, SCM p, scm_print_state*); \
-public: \
-       static SCM equal_p (SCM a, SCM b);\
-       static CL * unsmob (SCM s){\
-  if (SCM_NIMP (s) && SCM_CELL_TYPE (s) == smob_tag_)          \
-    return (CL*) SCM_CELL_WORD_1 (s);                          \
-  else                                                         \
-    return 0;                                                  \
-}                                                              \
-       static SCM smob_p (SCM);\
-       static void init_smobs ();                              \
-private:
+  IMPLEMENTATION
 
+  For implementating a class, the following public members can be
+  provided in the top class itself:
 
-#define DECLARE_SMOBS(CL,dummy)                                        \
-       DECLARE_BASE_SMOBS (CL) \
-protected:\
-       virtual ~CL ();\
-       SCM unprotected_smobify_self ();\
-private: \
-       SCM smobify_self ();                                    \
-       SCM self_scm_; \
-public: \
-       SCM self_scm () const { return self_scm_; } \
-private:
+  - SCM equal_p (SCM a, SCM b) - compare A and B. Returns a Scheme
+    boolean.  If the class does not define this function, equal? will
+    be equivalent to eq?.  The function will only be called when both
+    objects are of the respective type and not eq? to each other.
 
-#define DECLARE_UNSMOB(CL,name) \
-inline CL *                                            \
-unsmob_ ## name (SCM s)                        \
-{                                              \
-return  CL::unsmob (s);                                \
-}
+  - mark_smob () function, that calls scm_gc_mark () on all Scheme
+    objects in the class.  If the class does not define this function,
+    it must not contain non-immediate Scheme values.
 
+  - a print_smob () function, that displays a representation for
+    debugging purposes.  If the class does not define this function,
+    the output will be #<Classname> when printing.
 
+  - a static const type_p_name_[] string set to something like
+    "ly:grob?".  When provided, an accordingly named function for
+    checking for the given smob type will be available in Scheme.
 
-#endif /* SMOBS_HH */
+*/
 
+// Initialization class.  Create a variable or static data member of
+// this type at global scope (or creation will happen too late for
+// Scheme initialization), initialising with a function to be called.
+// Reference somewhere (like in the constructor of the containing
+// class) to make sure the variable is actually instantiated.
+
+class Scm_init {
+public:
+  Scm_init () { }
+  Scm_init (void (*fun) (void))
+  {
+    add_scm_init_func (fun);
+  }
+};
+
+template <class Super>
+class Smob_base
+{
+  static scm_t_bits smob_tag_;
+  static Scm_init scm_init_;
+  static void init (void);
+  static string smob_name_;
+  static Super *unchecked_unsmob (SCM s)
+  {
+    return reinterpret_cast<Super *> (SCM_SMOB_DATA (s));
+  }
+protected:
+  // reference scm_init_ in smob_tag which is sure to be called.  The
+  // constructor, in contrast, may not be called at all in classes
+  // like Smob1.
+  static scm_t_bits smob_tag () { (void) scm_init_; return smob_tag_; }
+  Smob_base () { }
+  static SCM register_ptr (Super *p);
+  static Super *unregister_ptr (SCM obj);
+private:
+  // Those fallbacks are _only_ for internal use by Smob_base.  They
+  // are characterized by no knowledge about the implemented type
+  // apart from the type's name.  Overriding them as a template
+  // specialization is _not_ intended since a type-dependent
+  // implementation will in general need access to possibly private
+  // parts of the Super class.  So any class-dependent override should
+  // be done by redefining the respective function in the Super class
+  // (where it will mask the private template member) rather than
+  // specializing a different template function/pointer.
+  //
+  // Since we consider those internal-only, two of them are actually
+  // implemented as literal zero constant.  That allows us to fall
+  // back to GUILE's default implementation.  Arguably the same could
+  // be done for print_smob, but the resulting default output of, say,
+  // #<Context_mod 0x7352414> would depend on memory layout, thus
+  // being unsuitable for regtest comparisons unless filtered.
+
+  static const int mark_smob = 0;
+  static const int equal_p = 0;
+  static int print_smob (SCM, SCM, scm_print_state *);
+  static size_t free_smob (SCM obj)
+  {
+    delete Smob_base<Super>::unregister_ptr (obj);
+    return 0;
+  }
+  // type_p_name_ can be overriden in the Super class with a static
+  // const char [] string.  This requires both a declaration in the
+  // class as well as a single instantiation outside.  Using a
+  // template specialization for supplying a different string name
+  // right in Smob_base<Super> itself seems tempting, but the C++
+  // rules would then require a specialization declaration at the
+  // class definition site as well as a specialization instantiation
+  // in a single compilation unit.  That requires just as much source
+  // code maintenance while being harder to understand and quite
+  // trickier in its failure symptoms when things go wrong.  So we
+  // just do things like with the other specializations.
+  static const int type_p_name_ = 0;
+public:
+  static bool is_smob (SCM s)
+  {
+    return SCM_SMOB_PREDICATE (smob_tag (), s);
+  }
+  static SCM smob_p (SCM s)
+  {
+    return is_smob (s) ? SCM_BOOL_T : SCM_BOOL_F;
+  }
+  static Super *unsmob (SCM s)
+  {
+    return is_smob (s) ? Super::unchecked_unsmob (s) : 0;
+  }
+};
+
+
+template <class Super>
+class Simple_smob : public Smob_base<Super> {
+public:
+  SCM smobbed_copy () const
+  {
+    Super *p = new Super(*static_cast<const Super *> (this));
+    return Smob_base<Super>::register_ptr (p);
+  }
+};
+
+void protect_smob (SCM smob, SCM *prot_cons);
+void unprotect_smob (SCM smob, SCM *prot_cons);
+
+template <class Super>
+class Smob : public Smob_base<Super> {
+private:
+  SCM self_scm_;
+  SCM protection_cons_;
+public:
+  SCM unprotected_smobify_self ()
+  {
+    self_scm_ = SCM_UNDEFINED;
+    self_scm_ = Smob_base<Super>::register_ptr (static_cast<Super *> (this));
+    return self_scm_;
+  }
+  void protect ()
+  {
+    protect_smob (self_scm_, &protection_cons_);
+  }
+  SCM unprotect ()
+  {
+    unprotect_smob (self_scm_, &protection_cons_);
+    return self_scm_;
+  }
+  void smobify_self () {
+    protection_cons_ = SCM_EOL;
+    self_scm_ = unprotected_smobify_self ();
+    protect ();
+  }
+  SCM self_scm () const { return self_scm_; }
+};
+
+extern bool parsed_objects_should_be_dead;
+class parsed_dead
+{
+  static vector<parsed_dead *> elements;
+  SCM data;
+  SCM readout_one ()
+  {
+    SCM res = data;
+    data = SCM_UNDEFINED;
+    return res;
+  }
+public:
+  parsed_dead () : data (SCM_UNDEFINED)
+  {
+    elements.push_back (this);
+  }
+  void checkin (SCM arg) { data = arg; }
+  static SCM readout ();
+};
+
+#ifndef NDEBUG
+#define ASSERT_LIVE_IS_ALLOWED(arg)                                     \
+  do {                                                                  \
+    static parsed_dead pass_here;                                       \
+    if (parsed_objects_should_be_dead)                                  \
+      pass_here.checkin (arg);                                          \
+  } while (0)
+#else
+#define ASSERT_LIVE_IS_ALLOWED(arg) do { (void)(arg); }  \
+  while (0)
+#endif
+
+#include "smobs.tcc"
+#endif /* SMOBS_HH */