]> git.donarmstrong.com Git - lilypond.git/blobdiff - lily/include/smobs.hh
Run grand replace for 2015.
[lilypond.git] / lily / include / smobs.hh
index a8f3ac5164c70151d7c67c4d2b10e7296b6f6840..a816b67ca3df9e0f0f2228e5729102c06d0e0036 100644 (file)
@@ -1,9 +1,20 @@
 /*
-  smobs.hh -- declare smob related stuff.
+  This file is part of LilyPond, the GNU music typesetter.
 
-  source file of the GNU LilyPond music typesetter
+  Copyright (C) 1999--2015 Han-Wen Nienhuys <hanwen@xs4all.nl>
 
-  (c) 1999--2007 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
 
 #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:
   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>.
+
+  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.
+
+  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.
 
   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.
+  SCM pointer to the object itself.  Complex smobs are always under
+  control of the GUILE memory system.
 
   The constructor for a complex smob should have 3 steps:
 
-  * initialize all SCM members to a non-immediate value (like SCM_EOL)
+  * initialize all SCM members to aimmediate value (like SCM_EOL)
 
   * call smobify_self ()
 
@@ -43,7 +71,7 @@
 
   For example,
 
-  Complex_smob::Complex_smob () {
+  Complex_smob::Complex_smob : public Smob<Complex_smob> () {
   scm_member_ = SCM_EOL;
   smobify_self ();
   scm_member_ = <..what you want to store..>
 
   Complex_smob *p = new Complex_smob;
   list = scm_cons (p->self_scm (), list);
-  scm_gc_unprotect_object (p->self_scm ());
+  p->unprotect ();
 
-  Complex smobs are made with DECLARE_SMOBS (Classname) in the class
-  declaration.
+  Since unprotect returns the SCM object itself, this particular case
+  can be written as
 
-  CALLING INTERFACE
+  Complex_smob *p = new Complex_smob;
+  list = scm_cons (p->unprotect (), list);
 
-  Common public methods to C++ smob objects:
+  Complex smobs are created by deriving from Smob<Classname>.
 
-  unsmob (SCM x)  - unpacks X and returns pointer to the C++ object, or 0
-  if it has the wrong type.
+  CALLING INTERFACE
 
-  SCM equal_p (SCM a, SCM b) - compare A and B. Returns a Scheme boolean
+  Common public methods to C++ smob objects:
 
+  - 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.
 
   IMPLEMENTATION
 
-  For implementating a class, the following should be provided
+  For implementating a class, the following public members can be
+  provided in the top class itself:
 
-  - an equal_p () function (a default is in the
-  IMPLEMENT_DEFAULT_EQUAL_P macro in ly-smobs.icc)
+  - 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.
 
   - mark_smob () function, that calls scm_gc_mark () on all Scheme
-  objects in the class
+    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
+    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.
 
-  - A call to one of the IMPLEMENT_SMOBS or IMPLEMENT_SIMPLE_SMOBS macros
-  from file "ly-smobs.icc"
 */
 
-#define DECLARE_SIMPLE_SMOBS(CL)               \
-  public:                                      \
-  SCM smobbed_copy () const;                   \
-  DECLARE_BASE_SMOBS (CL)
-
-#define DECLARE_BASE_SMOBS(CL)                                 \
-  friend class Non_existent_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:
-
-#define DECLARE_SMOBS(CL)                      \
-  DECLARE_BASE_SMOBS (CL)                      \
-    protected:                                 \
-  virtual ~CL ();                              \
-  SCM unprotected_smobify_self ();             \
-  private:                                     \
-  void smobify_self ();                                \
-  SCM self_scm_;                               \
-  SCM protection_cons_;                                \
-  public:                                      \
-  SCM unprotect ();                            \
-  void protect ();                             \
-  SCM self_scm () const { return self_scm_; }  \
-  private:
-
-#define DECLARE_UNSMOB(CL, name)               \
-  inline CL *                                  \
-  unsmob_ ## name (SCM s)                      \
-  {                                            \
-    return CL::unsmob (s);                     \
+// 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);
   }
-
-#define DECLARE_TYPE_P(CL) extern SCM CL ## _type_p_proc
+};
+
+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.
+  //
+  // Most default functions are do-nothings.  void init() will
+  // recognize their address when not overriden and will then refrain
+  // altogether from passing the the respective callbacks to GUILE.
+  SCM mark_smob (void);
+  static SCM mark_trampoline (SCM); // Used for calling mark_smob
+  static size_t free_smob (SCM obj);
+  static SCM equal_p (SCM, SCM);
+  int print_smob (SCM, scm_print_state *);
+  static int print_trampoline (SCM, SCM, scm_print_state *);
+
+  // 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 use a static zero as "not here" indication.
+  static const int type_p_name_ = 0;
+
+  // LY_DECLARE_SMOB_PROC is used in the Super class definition for
+  // making a smob callable like a function.  Declaration has to be
+  // public.  It may be either be completed with a semicolon in which
+  // case a definition of the member function smob_proc has to be done
+  // outside of the class body, or the semicolon is left off and an
+  // inline function body is added immediately below.  It would be
+  // nice if this were a non-static member function but it would seem
+  // tricky to do the required trampolining for unsmobbing the first
+  // argument of the callback and using it as a this pointer.
+#define LY_DECLARE_SMOB_PROC(REQ, OPT, VAR, ARGLIST)                    \
+  static const int smob_proc_signature_ = ((REQ)<<8)|((OPT)<<4)|(VAR);  \
+  static SCM smob_proc ARGLIST
+
+  // a separate LY_DEFINE_SMOB_PROC seems sort of pointless as it
+  // would just result in SCM CLASS::smob_proc ARGLIST
+  //
+  // The default case without function functionality is recognized by
+  // smob_proc_signature being -1.
+  static const int smob_proc = 0;
+  static const int smob_proc_signature_ = -1;
+
+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;
+  }
+};
+
+// Simple smobs
+template <class Super>
+class Simple_smob : public Smob_base<Super> {
+public:
+  static size_t free_smob (SCM obj)
+  {
+    delete Smob_base<Super>::unregister_ptr (obj);
+    return 0;
+  }
+  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);
 
-extern bool parsed_objects_should_be_dead;
-
-#define ASSERT_LIVE_IS_ALLOWED()     \
-  static bool passed_here_once;\
-  if (parsed_objects_should_be_dead && !passed_here_once) { \
-    programming_error (string ("Parsed object should be dead: ")  + __PRETTY_FUNCTION__ ); \
-    passed_here_once = true;\
-  }    
+template <class Super>
+class Smob : public Smob_base<Super> {
+private:
+  SCM self_scm_;
+  SCM protection_cons_;
+  Smob (const Smob<Super> &); // Do not define!  Not copyable!
+protected:
+  Smob () : self_scm_ (SCM_UNDEFINED), protection_cons_ (SCM_EOL) { };
+public:
+  static size_t free_smob (SCM obj)
+  {
+    delete Smob_base<Super>::unregister_ptr (obj);
+    return 0;
+  }
+  SCM unprotected_smobify_self ()
+  {
+    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 () {
+    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 ();
+};
+
+// This does not appear to work with GUILEv2's garbage collector:
+// Objects are found in the GC phase but printing them will crash at
+// least some, so they are apparently not protected in spite of being
+// included in the GC scans.  So it would appear that scanning smobs
+// is not equivalent to marking them.  Ugh.
+#if !defined(NDEBUG) && !GUILEV2
+#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 */
-