source: trunk/source/level-1/l1-typesys.lisp @ 13067

Last change on this file since 13067 was 13067, checked in by rme, 10 years ago

Update copyright notices.

  • Property svn:eol-style set to native
  • Property svn:keywords set to Author Date Id Revision
File size: 152.8 KB
RevLine 
[6]1;;;-*- Mode: Lisp; Package: CCL -*-
2;;;
[13067]3;;;   Copyright (C) 2009 Clozure Associates
[6]4;;;   Copyright (C) 1994-2001 Digitool, Inc
[13066]5;;;   This file is part of Clozure CL. 
[6]6;;;
[13066]7;;;   Clozure CL is licensed under the terms of the Lisp Lesser GNU Public
8;;;   License , known as the LLGPL and distributed with Clozure CL as the
[6]9;;;   file "LICENSE".  The LLGPL consists of a preamble and the LGPL,
[13066]10;;;   which is distributed with Clozure CL as the file "LGPL".  Where these
[6]11;;;   conflict, the preamble takes precedence. 
12;;;
[13066]13;;;   Clozure CL is referenced in the preamble as the "LIBRARY."
[6]14;;;
15;;;   The LLGPL is also available online at
16;;;   http://opensource.franz.com/preamble.html
17
18;; This is a hacked-up version of the CMU CL type system.
19
[2326]20(in-package "CCL")
[6]21
22
[398]23
[6]24;;; This condition is signalled whenever we make a UNKNOWN-TYPE so that
25;;; compiler warnings can be emitted as appropriate.
26;;;
27(define-condition parse-unknown-type (condition)
[8854]28  ((specifier :reader parse-unknown-type-specifier :initarg :specifier))
29  (:report (lambda (c s) (print-unreadable-object (c s :type t)
30                           (format s "unknown type ~A" (parse-unknown-type-specifier c))))))
[6]31
32(defun parse-lambda-list (list)
33  (let* ((required)
34         (optional)
35         (keys)
36         (aux))
37    (let ((restp nil)
38          (rest nil)
39          (keyp nil)
40          (allowp nil)
41          (state :required))
42      (dolist (arg list)
43        (if (and (symbolp arg)
44                 (let ((name (symbol-name arg)))
45                   (and (/= (length name) 0)
46                        (char= (char name 0) #\&))))
47          (case arg
48            (&optional
49             (unless (eq state :required)
50               (error "Misplaced &optional in lambda-list: ~S." list))
51             (setq state '&optional))
52            (&rest
53             (unless (member state '(:required &optional))
54               (error "Misplaced &rest in lambda-list: ~S." list))
55             (setq state '&rest))
56            (&key
57             (unless (member state '(:required &optional :post-rest
58                                     ))
59               (error "Misplaced &key in lambda-list: ~S." list))
60             (setq keyp t)
61             (setq state '&key))
62            (&allow-other-keys
63             (unless (eq state '&key)
64               (error "Misplaced &allow-other-keys in lambda-list: ~S." list))
65             (setq allowp t  state '&allow-other-keys))
66            (&aux
67             (when (member state '(&rest))
68               (error "Misplaced &aux in lambda-list: ~S." list))
69             (setq state '&aux))
70            (t
71             (error "Unknown &keyword in lambda-list: ~S." arg)))
72          (case state
73            (:required (push arg required))
74            (&optional (push arg optional))
75            (&rest
76             (setq restp t  rest arg  state :post-rest))
77            (&key (push arg keys))
78            (&aux (push arg aux))
79            (t
80             (error "Found garbage in lambda-list when expecting a keyword: ~S." arg)))))
81     
82      (values (nreverse required) (nreverse optional) restp rest keyp (nreverse keys) allowp (nreverse aux)))))
83
84(defvar %deftype-expanders% (make-hash-table :test #'eq))
85(defvar *type-translators* (make-hash-table :test #'eq))
86(defvar *builtin-type-info* (make-hash-table :test #'equal))
87(defvar %builtin-type-cells% (make-hash-table :test 'equal))
88
89(defvar *use-implementation-types* t)
90
91(defun info-type-builtin (name)
92  (gethash name *builtin-type-info*))
93
94(defun (setf info-type-builtin) (val name)
95  (setf (gethash name *builtin-type-info*) val))
96
97(defun info-type-translator (name)
98  (gethash name *type-translators*))
99
100
101
102
[3963]103;;; Allow bootstrapping: mostly, allow us to bootstrap the type system
104;;; by having DEFTYPE expanders defined on built-in classes (the user
105;;; shouldn't be allowed to do so, at least not easily.
[6]106
107;(defvar *type-system-initialized* nil)
108
109(defun %deftype (name fn doc)
[1148]110  (clear-type-cache)
[6]111  (cond ((null fn)
112         (remhash name %deftype-expanders%))
113        ((and *type-system-initialized*
[12026]114              (or (built-in-type-p name)
115                  (let ((c (find-class name nil)))
116                    (and c (eq (class-name c) name)))))
[12045]117         (error "Cannot redefine type ~S because ~:[it is the name of a class~;it is a built-in type~]" name (built-in-type-p name)))
118        ((memq name *nx-known-declarations*)
119         (check-declaration-redefinition name 'deftype))
[6]120        (t (setf (gethash name %deftype-expanders%) fn)
121           (record-source-file name 'type)))
122  (set-documentation name 'type doc)   ; nil clears it.
123  name)
124
125(defun %define-type-translator (name fn doc)
126  (declare (ignore doc))
127  (setf (gethash name *type-translators*) fn)
128  name)
129
[3963]130;;;(defun %deftype-expander (name)
131;;;  (or (gethash name %deftype-expanders%)
132;;;      (and *compiling-file* (%cdr (assq name *compile-time-deftype-expanders*)))))
[6]133(defun %deftype-expander (name)
134  (gethash name %deftype-expanders%))
135
136(defun process-deftype-arglist (arglist &aux (in-optional? nil))
137  "Returns a NEW list similar to arglist except
138    inserts * as the default default for &optional args."
139  (mapcar #'(lambda (item)
140              (cond ((eq item '&optional) (setq in-optional? t) item)
141                    ((memq item lambda-list-keywords) (setq in-optional? nil) item)
142                    ((and in-optional? (symbolp item)) (list item ''*))
143                    (t item)))
144          arglist))
145
[279]146
[6]147(defun expand-type-macro (definer name arglist body env)
148  (setq name (require-type name 'symbol))
149  (multiple-value-bind (lambda doc)
150      (parse-macro-internal name arglist body env '*)
[12045]151    `(progn
152       (eval-when (:compile-toplevel)
153         (note-type-info ',name 'macro ,env))
154       (eval-when (:compile-toplevel :load-toplevel :execute)
155         (,definer ',name
156             (nfunction ,name ,lambda)
157           ,doc)))))
[6]158
159(defmacro deftype (name arglist &body body &environment env)
[929]160  "Define a new type, with syntax like DEFMACRO."
[6]161  (expand-type-macro '%deftype name arglist body env))
162
163(defmacro def-type-translator (name arglist &body body &environment env)
164  (expand-type-macro '%define-type-translator name arglist body env))
165
166
167(defun type-expand (form &optional env &aux def)
168  (while (setq def (cond ((symbolp form)
169                          (gethash form %deftype-expanders%))
170                         ((and (consp form) (symbolp (%car form)))
171                          (gethash (%car form) %deftype-expanders%))
172                         (t nil)))
173    (setq form (funcall def (if (consp form) form (list form)) env)))
174  form)
175
176(defmethod print-object ((tc type-class) stream)
177  (print-unreadable-object (tc stream :type t :identity t)
178    (format stream "~s" (type-class-name tc))))
179
180(defmethod print-object ((c ctype) stream)
181  (print-unreadable-object (c stream :type t)
182    (format stream "~S" (type-specifier c))))
183
184(defmethod make-load-form ((c ctype) &optional env)
185  (declare (ignore env))
186  `(specifier-type ',(type-specifier c)))
187
[10426]188(defmethod make-load-form ((cell type-cell) &optional env)
189  (declare (ignore env))
190  `(register-type-cell `,(type-cell-type-specifier cell)))
[6]191
[10426]192(defmethod print-object ((cell type-cell) stream)
193  (print-unreadable-object (cell stream :type t :identity t)
194    (format stream "for ~s" (type-cell-type-specifier cell))))
195
[6]196(defun make-key-info (&key name type)
197  (%istruct 'key-info name type))
198
199(defun type-class-or-lose (name)
200  (or (cdr (assq name *type-classes*))
201      (error "~S is not a defined type class." name)))
202
203(eval-when (:compile-toplevel :execute)
204
205(defconstant type-class-function-slots
206  '((:simple-subtypep . #.type-class-simple-subtypep)
207    (:complex-subtypep-arg1 . #.type-class-complex-subtypep-arg1)
208    (:complex-subtypep-arg2 . #.type-class-complex-subtypep-arg2)
209    (:simple-union . #.type-class-simple-union)
210    (:complex-union . #.type-class-complex-union)
211    (:simple-intersection . #.type-class-simple-intersection)
212    (:complex-intersection . #.type-class-complex-intersection)
213    (:simple-= . #.type-class-simple-=)
214    (:complex-= . #.type-class-complex-=)
215    (:unparse . #.type-class-unparse)))
216
217)
218
219(defun class-typep (form class)
220  (memq class (%inited-class-cpl (class-of form))))
221
222;;; CLASS-FUNCTION-SLOT-OR-LOSE  --  Interface
223;;;
224(defun class-function-slot-or-lose (name)
225  (or (cdr (assoc name type-class-function-slots))
226      (error "~S is not a defined type class method." name)))
227
228
229(eval-when (:compile-toplevel :execute)
230
231;;; INVOKE-TYPE-METHOD  --  Interface
232;;;
233;;;    Invoke a type method on TYPE1 and TYPE2.  If the two types have the same
234;;; class, invoke the simple method.  Otherwise, invoke any complex method.  If
235;;; there isn't a distinct complex-arg1 method, then swap the arguments when
236;;; calling type1's method.  If no applicable method, return DEFAULT.
237;;;
238
239(defmacro invoke-type-method (simple complex-arg2 type1 type2 &key
240                                     (default '(values nil t))
241                                     complex-arg1)
242  (let ((simple (class-function-slot-or-lose simple))
243        (cslot1 (class-function-slot-or-lose (or complex-arg1 complex-arg2)))
244        (cslot2 (class-function-slot-or-lose complex-arg2)))
245    (once-only ((n-type1 type1)
246                (n-type2 type2))
247      (once-only ((class1 `(ctype-class-info ,n-type1))
248                  (class2 `(ctype-class-info ,n-type2)))
249        `(if (eq ,class1 ,class2)
250           (funcall (%svref ,class1 ,simple) ,n-type1 ,n-type2)
251           ,(once-only ((complex1 `(%svref ,class1 ,cslot1))
252                        (complex2 `(%svref ,class2 ,cslot2)))
253              `(cond (,complex2 (funcall ,complex2 ,n-type1 ,n-type2))
254                     (,complex1
255                      ,(if complex-arg1
256                         `(funcall ,complex1 ,n-type1 ,n-type2)
257                         `(funcall ,complex1 ,n-type2 ,n-type1)))
258                     (t ,default))))))))
259
260
261;;;; Utilities:
262
263;;; ANY-TYPE-OP, EVERY-TYPE-OP  --  Interface
264;;;
265;;;    Like ANY and EVERY, except that we handle two-arg uncertain predicates.
266;;; If the result is uncertain, then we return Default from the block PUNT.
267;;; If LIST-FIRST is true, then the list element is the first arg, otherwise
268;;; the second.
269;;;
270(defmacro any-type-op (op thing list &key (default '(values nil nil))
271                                list-first)
272  (let ((n-this (gensym))
273          (n-thing (gensym))
274          (n-val (gensym))
275          (n-win (gensym))
276          (n-uncertain (gensym)))
277    `(let ((,n-thing ,thing)
278             (,n-uncertain nil))
279       (dolist (,n-this ,list
280                              (if ,n-uncertain
281                                (return-from PUNT ,default)
282                                nil))
283           (multiple-value-bind (,n-val ,n-win)
284                                    ,(if list-first
285                                         `(,op ,n-this ,n-thing)
286                                         `(,op ,n-thing ,n-this))
287             (unless ,n-win (setq ,n-uncertain t))
288             (when ,n-val (return t)))))))
289;;;
290(defmacro every-type-op (op thing list &key (default '(values nil nil))
291                                  list-first)
292  (let ((n-this (gensym))
293          (n-thing (gensym))
294          (n-val (gensym))
295          (n-win (gensym)))
296    `(let ((,n-thing ,thing))
297       (dolist (,n-this ,list t)
298           (multiple-value-bind (,n-val ,n-win)
299                                    ,(if list-first
300                                         `(,op ,n-this ,n-thing)
301                                         `(,op ,n-thing ,n-this))
302             (unless ,n-win (return-from PUNT ,default))
303             (unless ,n-val (return nil)))))))
304
305)
306
307 
308;;; VANILLA-INTERSECTION  --  Interface
309;;;
310;;;    Compute the intersection for types that intersect only when one is a
311;;; hierarchical subtype of the other.
312;;;
313(defun vanilla-intersection (type1 type2)
314  (multiple-value-bind (stp1 win1)
315                           (csubtypep type1 type2)
316    (multiple-value-bind (stp2 win2)
317                               (csubtypep type2 type1)
318      (cond (stp1 (values type1 t))
319              (stp2 (values type2 t))
320              ((and win1 win2) (values *empty-type* t))
321              (t
322               (values type1 nil))))))
323
324
325;;; VANILLA-UNION  --  Interface
326;;;
327(defun vanilla-union (type1 type2)
328  (cond ((csubtypep type1 type2) type2)
[279]329        ((csubtypep type2 type1) type1)
330        (t nil)))
[6]331
[279]332(defun hierarchical-intersection2 (type1 type2)
333  (multiple-value-bind (subtypep1 win1) (csubtypep type1 type2)
334    (multiple-value-bind (subtypep2 win2) (csubtypep type2 type1)
335      (cond (subtypep1 type1)
336            (subtypep2 type2)
337            ((and win1 win2) *empty-type*)
338            (t nil)))))
[6]339
[279]340(defun hierarchical-union2 (type1 type2)
341  (cond ((csubtypep type1 type2) type2)
342        ((csubtypep type2 type1) type1)
343        (t nil)))
344
[6]345;;; DELEGATE-COMPLEX-{SUBTYPEP-ARG2,INTERSECTION}  --  Interface
346;;;
347;;;    These functions are used as method for types which need a complex
348;;; subtypep method to handle some superclasses, but cover a subtree of the
349;;; type graph (i.e. there is no simple way for any other type class to be a
350;;; subtype.)  There are always still complex ways, namely UNION and MEMBER
351;;; types, so we must give TYPE1's method a chance to run, instead of
352;;; immediately returning NIL, T.
353;;;
354(defun delegate-complex-subtypep-arg2 (type1 type2)
355  (let ((subtypep-arg1
356         (type-class-complex-subtypep-arg1
357          (ctype-class-info type1))))
358    (if subtypep-arg1
359        (funcall subtypep-arg1 type1 type2)
360        (values nil t))))
361;;;
362(defun delegate-complex-intersection (type1 type2)
363  (let ((method (type-class-complex-intersection (ctype-class-info type1))))
364    (if (and method (not (eq method #'delegate-complex-intersection)))
365        (funcall method type2 type1)
[279]366        (hierarchical-intersection2 type1 type2))))
[6]367
368;;; HAS-SUPERCLASSES-COMPLEX-SUBTYPEP-ARG1  --  Internal
369;;;
370;;;    Used by DEFINE-SUPERCLASSES to define the SUBTYPE-ARG1 method.  Info is
371;;; a list of conses (SUPERCLASS-CLASS . {GUARD-TYPE-SPECIFIER | NIL}).  Will
372;;; never be called with a hairy type as type2, since the hairy type type2
373;;; method gets first crack.
374;;;
375#|
376(defun has-superclasses-complex-subtypep-arg1 (type1 type2 info)
377  (values
378   (and (typep type2 'class)
379        (dolist (x info nil)
380          (when (or (not (cdr x))
381                    (csubtypep type1 (specifier-type (cdr x))))
382            (return
383             (or (eq type2 (car x))
384                 (let ((inherits (layout-inherits (class-layout (car x)))))
385                   (dotimes (i (length inherits) nil)
386                     (when (eq type2 (layout-class (svref inherits i)))
387                       (return t)))))))))
388   t))
389|#
390
391(eval-when (:compile-toplevel :execute)
392;;; DEFINE-SUPERCLASSES  --  Interface
393;;;
394;;;    Takes a list of specs of the form (superclass &optional guard).
395;;; Consider one spec (with no guard): any instance of type-class is also a
396;;; subtype of SUPERCLASS and of any of its superclasses.  If there are
397;;; multiple specs, then some will have guards.  We choose the first spec whose
398;;; guard is a supertype of TYPE1 and use its superclass.  In effect, a
399;;; sequence of guards G0, G1, G2 is actually G0, (and G1 (not G0)),
400;;; (and G2 (not (or G0 G1))).
401;;;
402#|
403(defmacro define-superclasses (type-class &rest specs)
404  (let ((info
405         (mapcar #'(lambda (spec)
406                     (destructuring-bind (super &optional guard)
407                                         spec
408                       (cons (find-class super) guard)))
409                 specs)))
410    `(progn
411      (setf (type-class-complex-subtypep-arg1
412             (type-class-or-lose ',type-class))
413            #'(lambda (type1 type2)
414                (has-superclasses-complex-subtypep-arg1 type1 type2 ',info)))
415       
416       (setf (type-class-complex-subtypep-arg2
417              (type-class-or-lose ',type-class))
418             #'delegate-complex-subtypep-arg2)
419       
420       (setf (type-class-complex-intersection
421              (type-class-or-lose ',type-class))
422             #'delegate-complex-intersection))))
423|#
424
425); eval-when (compile eval)
426
[279]427
428(defun reparse-unknown-ctype (type)
429  (if (unknown-ctype-p type)
430    (specifier-type (type-specifier type))
431    type))
432
433(defun swapped-args-fun (f)
434  #'(lambda (x y)
435      (funcall f y x)))
436
437(defun equal-but-no-car-recursion (x y)
438  (cond ((eql x y) t)
439        ((consp x)
440         (and (consp y)
441              (eql (car x) (car y))
442              (equal-but-no-car-recursion (cdr x) (cdr y))))
443        (t nil)))
444
445(defun any/type (op thing list)
446  (declare (type function op))
447  (let ((certain? t))
448    (dolist (i list (values nil certain?))
449      (multiple-value-bind (sub-value sub-certain?) (funcall op thing i)
450        (if sub-certain?
451            (when sub-value (return (values t t)))
452            (setf certain? nil))))))
453
454(defun every/type (op thing list)
455  (declare (type function op))
456  (let ((certain? t))
457    (dolist (i list (if certain? (values t t) (values nil nil)))
458      (multiple-value-bind (sub-value sub-certain?) (funcall op thing i)
459        (if sub-certain?
460            (unless sub-value (return (values nil t)))
461            (setf certain? nil))))))
462
463(defun invoke-complex-=-other-method (type1 type2)
464  (let* ((type-class (ctype-class-info type1))
465         (method-fun (type-class-complex-= type-class)))
466    (if method-fun
467        (funcall (the function method-fun) type2 type1)
468        (values nil t))))
469
470(defun invoke-complex-subtypep-arg1-method (type1 type2 &optional subtypep win)
471  (let* ((type-class (ctype-class-info type1))
472         (method-fun (type-class-complex-subtypep-arg1 type-class)))
473    (if method-fun
474      (funcall (the function method-fun) type1 type2)
475      (values subtypep win))))
476
477(defun type-might-contain-other-types-p (type)
478  (or (hairy-ctype-p type)
479      (negation-ctype-p type)
480      (union-ctype-p type)
481      (intersection-ctype-p type)))
482
483
[6]484(eval-when (:compile-toplevel :execute)
485
486(defmacro define-type-method ((class method &rest more-methods)
487                                    lambda-list &body body)
488  `(progn
[9892]489     (let* ((fn (nfunction (,class ,method ,@more-methods)
490                           (lambda ,lambda-list ,@body))))
[6]491       ,@(mapcar #'(lambda (method)
492                         `(setf (%svref
493                                   (type-class-or-lose ',class)
494                             ,(class-function-slot-or-lose method))
495                                  fn))
496                     (cons method more-methods)))
497     nil))
498
499)
500
501
502(defun ctype-p (x)
[1668]503  (and (eql (typecode x) target::subtag-istruct)
[10309]504       (memq (istruct-type-name x)
[6]505             '#.(cons 'ctype 
506                      (cons 'unknown-ctype                             
507                            (append (mapcar #'class-name 
508                                            (class-direct-subclasses (find-class 'args-ctype)))
509                                    (mapcar #'class-name 
510                                            (class-direct-subclasses (find-class 'ctype)))))))))
511
512
513(setf (type-predicate 'ctype) 'ctype-p)
514
515
516;;;; Function and Values types.
517;;;
518;;;    Pretty much all of the general type operations are illegal on VALUES
519;;; types, since we can't discriminate using them, do SUBTYPEP, etc.  FUNCTION
520;;; types are acceptable to the normal type operations, but are generally
521;;; considered to be equivalent to FUNCTION.  These really aren't true types in
522;;; any type theoretic sense, but we still parse them into CTYPE structures for
523;;; two reasons:
524;;; -- Parsing and unparsing work the same way, and indeed we can't tell
525;;;    whether a type is a function or values type without parsing it.
526;;; -- Many of the places that can be annotated with real types can also be
527;;;    annotated function or values types.
528
529;; Methods on the VALUES type class.
530
531(defun make-values-ctype (&key
532                          required
533                          optional
534                          rest
535                          keyp
536                          keywords
537                          allowp)
538  (%istruct 'values-ctype
539            (type-class-or-lose 'values)
540            nil
541            required
542            optional
543            rest
544            keyp
545            keywords
546            allowp
547           ))
548
549(defun values-ctype-p (x) (istruct-typep x 'values-ctype))
550(setf (type-predicate 'values-ctype) 'values-ctype-p)
551
552
553(define-type-method (values :simple-subtypep :complex-subtypep-arg1)
554                    (type1 type2)
555  (declare (ignore type2))
556  (error "Subtypep is illegal on this type:~%  ~S" (type-specifier type1)))
557
558(define-type-method (values :complex-subtypep-arg2)
559                    (type1 type2)
560  (declare (ignore type1))
561  (error "Subtypep is illegal on this type:~%  ~S" (type-specifier type2)))
562
563
564(define-type-method (values :unparse) (type)
565  (cons 'values (unparse-args-types type)))
566
567
568;;; TYPE=-LIST  --  Internal
569;;;
570;;;    Return true if List1 and List2 have the same elements in the same
571;;; positions according to TYPE=.  We return NIL, NIL if there is an uncertain
572;;; comparison.
573;;;
574(defun type=-list (list1 list2)
575  (declare (list list1 list2))
576  (do ((types1 list1 (cdr types1))
577       (types2 list2 (cdr types2)))
578      ((or (null types1) (null types2))
579       (if (or types1 types2)
580           (values nil t)
581           (values t t)))
582    (multiple-value-bind (val win)
583                               (type= (first types1) (first types2))
584      (unless win
585          (return (values nil nil)))
586      (unless val
587          (return (values nil t))))))
588
589(define-type-method (values :simple-=) (type1 type2)
590  (let ((rest1 (args-ctype-rest type1))
[279]591        (rest2 (args-ctype-rest type2)))
[6]592    (cond ((or (args-ctype-keyp type1) (args-ctype-keyp type2)
[279]593               (args-ctype-allowp type1) (args-ctype-allowp type2))
[6]594             (values nil nil))
595            ((and rest1 rest2 (type/= rest1 rest2))
596             (type= rest1 rest2))
597            ((or rest1 rest2)
598             (values nil t))
599            (t
600             (multiple-value-bind (req-val req-win)
[279]601                 (type=-list (values-ctype-required type1)
602                             (values-ctype-required type2))
[6]603               (multiple-value-bind (opt-val opt-win)
[279]604                   (type=-list (values-ctype-optional type1)
605                               (values-ctype-optional type2))
[6]606                 (values (and req-val opt-val) (and req-win opt-win))))))))
607
608
609;; Methods on the FUNCTION type class.
610
611
612(defun make-function-ctype (&key
613                            required
614                            optional
615                            rest
616                            keyp
617                            keywords
618                            allowp
619                            wild-args
620                            returns)
621  (%istruct 'function-ctype
622            (type-class-or-lose 'function)
623            nil
624            required
625            optional
626            rest
627            keyp
628            keywords
629            allowp
630            wild-args
631            returns
632           ))
633
634(defun function-ctype-p (x) (istruct-typep x 'function-ctype))
635(setf (type-predicate 'function-ctype) 'function-ctype-p)
636
637;;; A flag that we can bind to cause complex function types to be unparsed as
638;;; FUNCTION.  Useful when we want a type that we can pass to TYPEP.
639;;;
640(defvar *unparse-function-type-simplify* nil)
641
642(define-type-method (function :unparse) (type)
643  (if *unparse-function-type-simplify*
644    'function
645    (list 'function
646            (if (function-ctype-wild-args type)
647                '*
648                (unparse-args-types type))
649            (type-specifier
650             (function-ctype-returns type)))))
651
652;;; Since all function types are equivalent to FUNCTION, they are all subtypes
653;;; of each other.
654;;;
[279]655
[6]656(define-type-method (function :simple-subtypep) (type1 type2)
[279]657 (flet ((fun-type-simple-p (type)
658          (not (or (function-ctype-rest type)
659                   (function-ctype-keyp type))))
660        (every-csubtypep (types1 types2)
661          (loop
662             for a1 in types1
663             for a2 in types2
664             do (multiple-value-bind (res sure-p)
665                    (csubtypep a1 a2)
666                  (unless res (return (values res sure-p))))
667             finally (return (values t t)))))
668   (macrolet ((3and (x y)
669                `(multiple-value-bind (val1 win1) ,x
670                   (if (and (not val1) win1)
671                       (values nil t)
672                       (multiple-value-bind (val2 win2) ,y
673                         (if (and val1 val2)
674                             (values t t)
675                             (values nil (and win2 (not val2)))))))))
676     (3and (values-subtypep (function-ctype-returns type1)
677                            (function-ctype-returns type2))
678           (cond ((function-ctype-wild-args type2) (values t t))
679                 ((function-ctype-wild-args type1)
680                  (cond ((function-ctype-keyp type2) (values nil nil))
681                        ((not (function-ctype-rest type2)) (values nil t))
682                        ((not (null (function-ctype-required type2))) (values nil t))
683                        (t (3and (type= *universal-type* (function-ctype-rest type2))
684                                 (every/type #'type= *universal-type*
685                                             (function-ctype-optional type2))))))
686                 ((not (and (fun-type-simple-p type1)
687                            (fun-type-simple-p type2)))
688                  (values nil nil))
689                 (t (multiple-value-bind (min1 max1) (function-type-nargs type1)
690                      (multiple-value-bind (min2 max2) (function-type-nargs type2)
691                        (cond ((or (> max1 max2) (< min1 min2))
692                               (values nil t))
693                              ((and (= min1 min2) (= max1 max2))
694                               (3and (every-csubtypep (function-ctype-required type1)
695                                                      (function-ctype-required type2))
696                                     (every-csubtypep (function-ctype-optional type1)
697                                                      (function-ctype-optional type2))))
698                              (t (every-csubtypep
699                                  (concatenate 'list
700                                               (function-ctype-required type1)
701                                               (function-ctype-optional type1))
702                                  (concatenate 'list
703                                               (function-ctype-required type2)
704                                               (function-ctype-optional type2)))))))))))))
[6]705
[279]706
[6]707                   
708;(define-superclasses function (function))       
709
710
711;;; The union or intersection of two FUNCTION types is FUNCTION.
[279]712;;; (unless the types are type=)
[6]713;;;
714(define-type-method (function :simple-union) (type1 type2)
[279]715  (if (type= type1 type2)
716    type1
717    (specifier-type 'function)))
718
[6]719;;;
720(define-type-method (function :simple-intersection) (type1 type2)
[279]721  (if (type= type1 type2)
722    type1
723    (specifier-type 'function)))
[6]724
725
[12467]726(define-type-method (function :complex-intersection) (type1 type2)
727  (declare (type function-ctype type2))
728  (let ((function (specifier-type 'function)))
729    (if (eq type1 function)
730      type2
731      (type-intersection2 type1 function))))
732
733
734
[6]735;;; ### Not very real, but good enough for redefining transforms according to
736;;; type:
737;;;
738(define-type-method (function :simple-=) (type1 type2)
739  (values (equalp type1 type2) t))
740
741;;; The CONSTANT-TYPE structure represents a use of the CONSTANT-ARGUMENT "type
742;;; specifier", which is only meaningful in function argument type specifiers
743;;; used within the compiler.
744;;;
745
746(defun clone-type-class-methods (src-tc dest-tc)
747  (do* ((n (uvsize src-tc))
748        (i 2 (1+ i)))
749       ((= i n) dest-tc)
750    (declare (fixnum i n))
751    (setf (%svref dest-tc i)
752          (%svref src-tc i))))
753
754(clone-type-class-methods (type-class-or-lose 'values) (type-class-or-lose 'constant))
755
756(defun make-constant-ctype (&key type)
757  (%istruct 'constant-ctype
758            (type-class-or-lose 'constant)
759            nil
760            type))
761
762(defun constant-ctype-p (x) (istruct-typep x 'constant-ctype))
763(setf (type-predicate 'constant-ctype) 'constant-ctype-p)
764
765(define-type-method (constant :unparse) (type)
766  `(constant-argument ,(type-specifier (constant-ctype-type type))))
767
768(define-type-method (constant :simple-=) (type1 type2)
769  (type= (constant-ctype-type type1) (constant-ctype-type type2)))
770
[9892]771(def-type-translator constant-argument (type &environment env)
772  (make-constant-ctype :type (specifier-type type env)))
[6]773
774
775;;; Parse-Args-Types  --  Internal
776;;;
777;;;    Given a lambda-list like values type specification and a Args-Type
778;;; structure, fill in the slots in the structure accordingly.  This is used
779;;; for both FUNCTION and VALUES types.
780;;;
781
[9892]782(defun parse-args-types (lambda-list result &optional env)
[6]783  (multiple-value-bind (required optional restp rest keyp keys allowp aux)
784                           (parse-lambda-list lambda-list)
785    (when aux
786      (error "&Aux in a FUNCTION or VALUES type: ~S." lambda-list))
[9892]787    (flet ((parse (spec) (specifier-type spec env)))
788      (setf (args-ctype-required result) (mapcar #'parse required))
789      (setf (args-ctype-optional result) (mapcar #'parse optional))
790      (setf (args-ctype-rest result) (if restp (parse rest) nil))
791      (setf (args-ctype-keyp result) keyp)
792      (let* ((key-info ()))
793        (dolist (key keys)
[6]794          (when (or (atom key) (/= (length key) 2))
[279]795            (signal-program-error "Keyword type description is not a two-list: ~S." key))
[6]796          (let ((kwd (first key)))
797            (when (member kwd key-info :test #'eq :key #'(lambda (x) (key-info-name x)))
[279]798              (signal-program-error "Repeated keyword ~S in lambda list: ~S." kwd lambda-list))
[6]799            (push (make-key-info :name kwd
[9892]800                                 :type (parse (second key))) key-info)))
801        (setf (args-ctype-keywords result) (nreverse key-info)))
802      (setf (args-ctype-allowp result) allowp))))
[6]803
804;;; Unparse-Args-Types  --  Internal
805;;;
806;;;    Return the lambda-list like type specification corresponding
807;;; to a Args-Type.
808;;;
809(defun unparse-args-types (type)
810  (let* ((result ()))
811
812    (dolist (arg (args-ctype-required type))
813      (push (type-specifier arg) result))
814
815    (when (args-ctype-optional type)
816      (push '&optional result)
817      (dolist (arg (args-ctype-optional type))
818          (push (type-specifier arg) result)))
819
820    (when (args-ctype-rest type)
821      (push '&rest result)
822      (push (type-specifier (args-ctype-rest type)) result))
823
824    (when (args-ctype-keyp type)
825      (push '&key result)
826      (dolist (key (args-ctype-keywords type))
827          (push (list (key-info-name key)
828                    (type-specifier (key-info-type key))) result)))
829
830    (when (args-ctype-allowp type)
831      (push '&allow-other-keys result))
832
833    (nreverse result)))
834
[9892]835(def-type-translator function (&optional (args '*) (result '*) &environment env)
[6]836  (let ((res (make-function-ctype
[9892]837                :returns (values-specifier-type result env))))
[6]838    (if (eq args '*)
839        (setf (function-ctype-wild-args res) t)
[9892]840        (parse-args-types args res env))
[6]841    res))
842
[9892]843(def-type-translator values (&rest values &environment env)
[6]844  (let ((res (make-values-ctype)))
[9892]845    (parse-args-types values res env)
[279]846    (when (or (values-ctype-keyp res) (values-ctype-allowp res))
847      (signal-program-error "&KEY or &ALLOW-OTHER-KEYS in values type: ~s"
848                            res))
[6]849    res))
850
851;;; Single-Value-Type  --  Interface
852;;;
853;;;    Return the type of the first value indicated by Type.  This is used by
854;;; people who don't want to have to deal with values types.
855;;;
856(defun single-value-type (type)
857  (declare (type ctype type))
858  (cond ((values-ctype-p type)
859         (or (car (args-ctype-required type))
[279]860             (if (args-ctype-optional type)
861                 (type-union (car (args-ctype-optional type))
862                             (specifier-type 'null)))
[6]863             (args-ctype-rest type)
[279]864             (specifier-type 'null)))
[6]865        ((eq type *wild-type*)
866         *universal-type*)
867        (t
868         type)))
869
870
871;;; FUNCTION-TYPE-NARGS  --  Interface
872;;;
873;;;    Return the minmum number of arguments that a function can be called
874;;; with, and the maximum number or NIL.  If not a function type, return
875;;; NIL, NIL.
876;;;
877(defun function-type-nargs (type)
878  (declare (type ctype type))
879  (if (function-ctype-p type)
880    (let ((fixed (length (args-ctype-required type))))
881        (if (or (args-ctype-rest type)
882                  (args-ctype-keyp type)
883                  (args-ctype-allowp type))
884        (values fixed nil)
885        (values fixed (+ fixed (length (args-ctype-optional type))))))
886    (values nil nil)))
887
888
889;;; Values-Types  --  Interface
890;;;
891;;;    Determine if Type corresponds to a definite number of values.  The first
892;;; value is a list of the types for each value, and the second value is the
893;;; number of values.  If the number of values is not fixed, then return NIL
894;;; and :Unknown.
895;;;
896(defun values-types (type)
897  (declare (type ctype type))
898  (cond ((eq type *wild-type*)
899           (values nil :unknown))
900          ((not (values-ctype-p type))
901           (values (list type) 1))
902          ((or (args-ctype-optional type)
903               (args-ctype-rest type)
904               (args-ctype-keyp type)
905               (args-ctype-allowp type))
906           (values nil :unknown))
907          (t
908           (let ((req (args-ctype-required type)))
909             (values (mapcar #'single-value-type req) (length req))))))
910
911
912;;; Values-Type-Types  --  Internal
913;;;
914;;;    Return two values:
915;;; 1] A list of all the positional (fixed and optional) types.
916;;; 2] The rest type (if any).  If keywords allowed, *universal-type*.  If no
917;;;    keywords or rest, *empty-type*.
918;;;
[279]919(defun values-type-types (type &optional (default-type *empty-type*))
[12045]920  (declare (type values-ctype type))
[6]921  (values (append (args-ctype-required type)
[279]922                  (args-ctype-optional type))
[6]923            (cond ((args-ctype-keyp type) *universal-type*)
[279]924                  ((args-ctype-rest type))
925                  (t default-type))))
[6]926
927
928;;; Fixed-Values-Op  --  Internal
929;;;
930;;;    Return a list of Operation applied to the types in Types1 and Types2,
931;;; padding with Rest2 as needed.  Types1 must not be shorter than Types2.  The
932;;; second value is T if Operation always returned a true second value.
933;;;
934(defun fixed-values-op (types1 types2 rest2 operation)
935  (declare (list types1 types2) (type ctype rest2) (type function operation))
936  (let ((exact t))
937    (values (mapcar #'(lambda (t1 t2)
938                              (multiple-value-bind (res win)
[279]939                                  (funcall operation t1 t2)
[6]940                                (unless win (setq exact nil))
941                                res))
942                        types1
943                        (append types2
[279]944                                (make-list (- (length types1) (length types2))
945                                           :initial-element rest2)))
[6]946              exact)))
947
948;;; Coerce-To-Values  --  Internal
949;;;
950;;; If Type isn't a values type, then make it into one:
951;;;    <type>  ==>  (values type &rest t)
952;;;
953(defun coerce-to-values (type)
954  (declare (type ctype type))
955  (if (values-ctype-p type)
956    type
[279]957    (make-values-ctype :required (list type))))
[6]958
959
960;;; Args-Type-Op  --  Internal
961;;;
962;;;    Do the specified Operation on Type1 and Type2, which may be any type,
963;;; including Values types.  With values types such as:
964;;;    (values a0 a1)
965;;;    (values b0 b1)
966;;;
967;;; We compute the more useful result:
968;;;    (values (<operation> a0 b0) (<operation> a1 b1))
969;;;
970;;; Rather than the precise result:
971;;;    (<operation> (values a0 a1) (values b0 b1))
972;;;
973;;; This has the virtue of always keeping the values type specifier outermost,
974;;; and retains all of the information that is really useful for static type
975;;; analysis.  We want to know what is always true of each value independently.
976;;; It is worthless to know that IF the first value is B0 then the second will
977;;; be B1.
978;;;
979;;; If the values count signatures differ, then we produce result with the
980;;; required value count chosen by Nreq when applied to the number of required
981;;; values in type1 and type2.  Any &key values become &rest T (anyone who uses
982;;; keyword values deserves to lose.)
983;;;
984;;; The second value is true if the result is definitely empty or if Operation
985;;; returned true as its second value each time we called it.  Since we
986;;; approximate the intersection of values types, the second value being true
987;;; doesn't mean the result is exact.
988;;;
[279]989(defun args-type-op (type1 type2 operation nreq default-type)
990  (declare (type ctype type1 type2 default-type)
991           (type function operation nreq))
992  (if (eq type1 type2)
993    (values type1 t)
994    (if (or (values-ctype-p type1) (values-ctype-p type2))
995      (let ((type1 (coerce-to-values type1))
[6]996            (type2 (coerce-to-values type2)))
997        (multiple-value-bind (types1 rest1)
[279]998            (values-type-types type1 default-type)
[6]999          (multiple-value-bind (types2 rest2)
[279]1000              (values-type-types type2 default-type)
[6]1001            (multiple-value-bind (rest rest-exact)
[279]1002                (funcall operation rest1 rest2)
[6]1003              (multiple-value-bind
1004                  (res res-exact)
1005                  (if (< (length types1) (length types2))
[279]1006                    (fixed-values-op types2 types1 rest1 operation)
1007                    (fixed-values-op types1 types2 rest2 operation))
1008                (let* ((req (funcall nreq
1009                                     (length (args-ctype-required type1))
1010                                     (length (args-ctype-required type2))))
1011                       (required (subseq res 0 req))
1012                       (opt (subseq res req))
1013                       (opt-last (position rest opt :test-not #'type=
1014                                           :from-end t)))
1015                  (if (find *empty-type* required :test #'type=)
1016                    (values *empty-type* t)
1017                    (values (make-values-ctype
1018                             :required required
1019                             :optional (if opt-last
1020                                         (subseq opt 0 (1+ opt-last))
1021                                         ())
1022                             :rest (if (eq rest *empty-type*) nil rest))
1023                            (and rest-exact res-exact)))))))))
1024      (funcall operation type1 type2))))
[6]1025
1026;;; Values-Type-Union, Values-Type-Intersection  --  Interface
1027;;;
1028;;;    Do a union or intersection operation on types that might be values
1029;;; types.  The result is optimized for utility rather than exactness, but it
1030;;; is guaranteed that it will be no smaller (more restrictive) than the
1031;;; precise result.
1032;;;
1033
1034(defun values-type-union (type1 type2)
1035  (declare (type ctype type1 type2))
1036  (cond ((or (eq type1 *wild-type*) (eq type2 *wild-type*)) *wild-type*)
[279]1037        ((eq type1 *empty-type*) type2)
1038        ((eq type2 *empty-type*) type1)
1039        (t
1040         (values (args-type-op type1 type2 #'type-union #'min *empty-type*)))))
[6]1041
1042(defun values-type-intersection (type1 type2)
1043  (declare (type ctype type1 type2))
1044  (cond ((eq type1 *wild-type*) (values type2 t))
1045        ((eq type2 *wild-type*) (values type1 t))
1046        (t
[279]1047         (args-type-op type1 type2 #'type-intersection #'max
1048                       (specifier-type 'null)))))
[6]1049
1050
1051;;; Values-Types-Intersect  --  Interface
1052;;;
1053;;;    Like Types-Intersect, except that it sort of works on values types.
1054;;; Note that due to the semantics of Values-Type-Intersection, this might
1055;;; return {T, T} when there isn't really any intersection (?).
1056;;;
1057(defun values-types-intersect (type1 type2)
1058  (cond ((or (eq type1 *empty-type*) (eq type2 *empty-type*))
1059           (values t t))
1060          ((or (values-ctype-p type1) (values-ctype-p type2))
1061           (multiple-value-bind (res win)
1062                                    (values-type-intersection type1 type2)
1063             (values (not (eq res *empty-type*))
1064                       win)))
1065          (t
1066           (types-intersect type1 type2))))
1067
1068;;; Values-Subtypep  --  Interface
1069;;;
1070;;;    A subtypep-like operation that can be used on any types, including
1071;;; values types.
1072;;;
1073
1074(defun values-subtypep (type1 type2)
1075  (declare (type ctype type1 type2))
1076  (cond ((eq type2 *wild-type*) (values t t))
[279]1077        ((eq type1 *wild-type*)
1078         (values (eq type2 *universal-type*) t))
1079        ((not (values-types-intersect type1 type2))
1080         (values nil t))
1081        (t
1082         (if (or (values-ctype-p type1) (values-ctype-p type2))
1083           (let ((type1 (coerce-to-values type1))
1084                 (type2 (coerce-to-values type2)))
1085             (multiple-value-bind (types1 rest1)
1086                 (values-type-types type1)
1087               (multiple-value-bind (types2 rest2)
1088                   (values-type-types type2)
1089                 (cond ((< (length (values-ctype-required type1))
1090                           (length (values-ctype-required type2)))
1091                        (values nil t))
1092                       ((< (length types1) (length types2))
1093                        (values nil nil))
1094                       ((or (values-ctype-keyp type1)
1095                            (values-ctype-keyp type2))
1096                        (values nil nil))
1097                       (t
1098                        (do ((t1 types1 (rest t1))
1099                             (t2 types2 (rest t2)))
1100                            ((null t2)
1101                             (csubtypep rest1 rest2))
1102                          (multiple-value-bind
1103                              (res win-p)
1104                              (csubtypep (first t1) (first t2))
1105                            (unless win-p
1106                              (return (values nil nil)))
1107                            (unless res
1108                              (return (values nil t))))))))))
1109           (csubtypep type1 type2)))))
[6]1110 
1111
1112;;;; Type method interfaces:
1113
1114;;; Csubtypep  --  Interface
1115;;;
1116;;;    Like subtypep, only works on Type structures.
1117;;;
1118(defun csubtypep (type1 type2)
1119  (declare (type ctype type1 type2))
1120  (unless (typep type1 'ctype)
1121    (report-bad-arg type1 'ctype))
1122  (unless (typep type2 'ctype)
1123    (report-bad-arg type2 'ctype))
1124  (cond ((or (eq type1 type2)
[279]1125             (eq type1 *empty-type*)
1126             (eq type2 *wild-type*))
1127         (values t t))
1128        (t
1129         (invoke-type-method :simple-subtypep :complex-subtypep-arg2
1130                             type1 type2
1131                             :complex-arg1 :complex-subtypep-arg1))))
[10426]1132
1133;;; Type1 is a type-epecifier; type2 is a TYPE-CELL which may cache
1134;;; a mapping between a type-specifier and a CTYPE.
1135(defun cell-csubtypep-2 (type-specifier type-cell)
1136  (let* ((type1 (specifier-type type-specifier))
1137         (type2 (or (type-cell-ctype type-cell)
1138                    (let* ((ctype (specifier-type
1139                                   (type-cell-type-specifier type-cell))))
1140                      (when (cacheable-ctype-p ctype)
1141                        (setf (type-cell-ctype type-cell) ctype))
1142                      ctype))))
1143    (cond ((or (eq type1 type2)
1144               (eq type1 *empty-type*)
1145               (eq type2 *wild-type*))
1146           (values t t))
1147          (t
1148           (invoke-type-method :simple-subtypep :complex-subtypep-arg2
1149                               type1 type2
1150                               :complex-arg1 :complex-subtypep-arg1)))))
1151                             
1152
1153
[6]1154;;; Type=  --  Interface
1155;;;
1156;;;    If two types are definitely equivalent, return true.  The second value
1157;;; indicates whether the first value is definitely correct.  This should only
1158;;; fail in the presence of Hairy types.
1159;;;
1160
1161(defun type= (type1 type2)
1162   (declare (type ctype type1 type2))
1163   (if (eq type1 type2)
1164     (values t t)
1165     (invoke-type-method :simple-= :complex-= type1 type2)))
1166
1167;;; TYPE/=  --  Interface
1168;;;
1169;;;    Not exactly the negation of TYPE=, since when the relationship is
1170;;; uncertain, we still return NIL, NIL.  This is useful in cases where the
1171;;; conservative assumption is =.
1172;;;
1173(defun type/= (type1 type2)
1174  (declare (type ctype type1 type2))
1175  (multiple-value-bind (res win)
[279]1176      (type= type1 type2)
[6]1177    (if win
1178        (values (not res) t)
1179        (values nil nil))))
1180
1181;;; Type-Union  --  Interface
1182;;;
1183;;;    Find a type which includes both types.  Any inexactness is represented
1184;;; by the fuzzy element types; we return a single value that is precise to the
1185;;; best of our knowledge.  This result is simplified into the canonical form,
1186;;; thus is not a UNION type unless there is no other way to represent the
1187;;; result.
1188;;;
1189
[279]1190(defun type-union (&rest input-types)
1191  (%type-union input-types))
1192
1193(defun %type-union (input-types)
1194  (let* ((simplified (simplify-unions input-types)))
1195    (cond ((null simplified) *empty-type*)
1196          ((null (cdr simplified)) (car simplified))
1197          (t (make-union-ctype simplified)))))
1198
1199(defun simplify-unions (types)
1200  (when types
1201    (multiple-value-bind (first rest)
1202        (if (union-ctype-p (car types))
1203          (values (car (union-ctype-types (car types)))
1204                  (append (cdr (union-ctype-types (car types)))
1205                          (cdr types)))
1206          (values (car types) (cdr types)))
1207      (let ((rest (simplify-unions rest)) u)
1208        (dolist (r rest (cons first rest))
1209          (when (setq u (type-union2 first r))
1210            (return (simplify-unions (nsubstitute u r rest)))))))))
1211
1212(defun type-union2 (type1 type2)
[6]1213  (declare (type ctype type1 type2))
[279]1214  (setq type1 (reparse-unknown-ctype type1))
1215  (setq type2 (reparse-unknown-ctype type2))
1216  (cond ((eq type1 type2) type1)
1217        ((csubtypep type1 type2) type2)
1218        ((csubtypep type2 type1) type1)
1219        (t
1220         (flet ((1way (x y)
1221                  (invoke-type-method :simple-union :complex-union
1222                                      x y
1223                                      :default nil)))
1224           (or (1way type1 type2)
1225               (1way type2 type1))))))
[6]1226
[279]1227;;; Return as restrictive and simple a type as we can discover that is
1228;;; no more restrictive than the intersection of TYPE1 and TYPE2. At
1229;;; worst, we arbitrarily return one of the arguments as the first
1230;;; value (trying not to return a hairy type).
1231(defun type-approx-intersection2 (type1 type2)
[12467]1232  (declare (type ctype type1 type2))
[279]1233  (cond ((type-intersection2 type1 type2))
1234        ((hairy-ctype-p type1) type2)
1235        (t type1)))
1236
1237
[6]1238;;; Type-Intersection  --  Interface
1239;;;
1240;;;    Return as restrictive a type as we can discover that is no more
1241;;; restrictive than the intersection of Type1 and Type2.  The second value is
1242;;; true if the result is exact.  At worst, we randomly return one of the
1243;;; arguments as the first value (trying not to return a hairy type).
1244;;;
1245
[279]1246(defun type-intersection (&rest input-types)
1247  (%type-intersection input-types))
1248
1249(defun %type-intersection (input-types)
1250  (let ((simplified (simplify-intersections input-types)))
[5602]1251    ;;(declare (type (vector ctype) simplified))
[279]1252    ;; We want to have a canonical representation of types (or failing
1253    ;; that, punt to HAIRY-TYPE). Canonical representation would have
1254    ;; intersections inside unions but not vice versa, since you can
1255    ;; always achieve that by the distributive rule. But we don't want
1256    ;; to just apply the distributive rule, since it would be too easy
1257    ;; to end up with unreasonably huge type expressions. So instead
1258    ;; we try to generate a simple type by distributing the union; if
1259    ;; the type can't be made simple, we punt to HAIRY-TYPE.
1260    (if (and (cdr simplified) (some #'union-ctype-p simplified))
[5602]1261      (let* ((first-union (find-if #'union-ctype-p simplified))
1262             (other-types (remove first-union simplified))
1263             (distributed (maybe-distribute-one-union first-union other-types)))
1264        (if distributed
1265          (apply #'type-union distributed)
1266          (make-hairy-ctype
1267           :specifier `(and ,@(mapcar #'type-specifier simplified)))))
1268      (cond
1269        ((null simplified) *universal-type*)
1270        ((null (cdr simplified)) (car simplified))
1271        (t (make-intersection-ctype
1272            (some #'(lambda (c) (ctype-enumerable c)) simplified)
1273            simplified))))))
[279]1274
1275(defun simplify-intersections (types)
1276  (when types
[12467]1277    (let ((first (if (typep (car types) 'ctype)
1278                   (%car types)
1279                   (specifier-type (%car types)))))
1280      (multiple-value-bind (first rest)
1281          (if (intersection-ctype-p first)
1282            (values (car (intersection-ctype-types first))
1283                    (append (cdr (intersection-ctype-types first))
[279]1284                            (cdr types)))
[12467]1285            (values first (cdr types)))
1286        (let ((rest (simplify-intersections rest)) u)
1287          (dolist (r rest (cons first rest))
1288            (when (setq u (type-intersection2 first r))
1289              (return (simplify-intersections (nsubstitute u r rest))))))))))
[279]1290
1291(defun type-intersection2 (type1 type2)
[6]1292  (declare (type ctype type1 type2))
[279]1293  (setq type1 (reparse-unknown-ctype type1))
1294  (setq type2 (reparse-unknown-ctype type2))
1295  (cond ((eq type1 type2)
1296         type1)
1297        ((or (intersection-ctype-p type1)
1298             (intersection-ctype-p type2))
1299         ;; Intersections of INTERSECTION-TYPE should have the
1300         ;; INTERSECTION-CTYPE-TYPES values broken out and intersected
1301         ;; separately. The full TYPE-INTERSECTION function knows how
1302         ;; to do that, so let it handle it.
1303         (type-intersection type1 type2))
1304        ;;
1305        ;; (AND (FUNCTION (T) T) GENERIC-FUNCTION) for instance, but
1306        ;; not (AND (FUNCTION (T) T) (FUNCTION (T) T)).
1307        ((let ((function (specifier-type 'function)))
1308           (or (and (function-ctype-p type1)
[12467]1309                    (not (function-ctype-p type2))
1310                    (neq function type2)
[279]1311                    (csubtypep type2 function)
1312                    (not (csubtypep function type2)))
1313               (and (function-ctype-p type2)
[12467]1314                    (not (function-ctype-p type1))
1315                    (neq function type1)
[279]1316                    (csubtypep type1 function)
1317                    (not (csubtypep function type1)))))
1318         nil)
1319        (t
1320         (flet ((1way (x y)
1321                  (invoke-type-method :simple-intersection
1322                                      :complex-intersection
1323                                      x y
1324                                      :default :no-type-method-found)))
1325           (let ((xy (1way type1 type2)))
1326             (or (and (not (eql xy :no-type-method-found)) xy)
1327                 (let ((yx (1way type2 type1)))
1328                   (or (and (not (eql yx :no-type-method-found)) yx)
1329                       (cond ((and (eql xy :no-type-method-found)
1330                                   (eql yx :no-type-method-found))
1331                              *empty-type*)
1332                             (t
1333                              nil))))))))))
[6]1334
[279]1335
1336
1337(defun maybe-distribute-one-union (union-type types)
1338  (let* ((intersection (apply #'type-intersection types))
1339         (union (mapcar (lambda (x) (type-intersection x intersection))
1340                        (union-ctype-types union-type))))
1341    (if (notany (lambda (x)
1342                  (or (hairy-ctype-p x)
1343                      (intersection-ctype-p x)))
1344                union)
1345        union
1346        nil)))
1347
[6]1348;;; Types-Intersect  --  Interface
1349;;;
1350;;;    The first value is true unless the types don't intersect.  The second
1351;;; value is true if the first value is definitely correct.  NIL is considered
1352;;; to intersect with any type.  If T is a subtype of either type, then we also
1353;;; return T, T.  This way we consider hairy types to intersect with T.
1354;;;
1355(defun types-intersect (type1 type2)
1356  (declare (type ctype type1 type2))
1357  (if (or (eq type1 *empty-type*) (eq type2 *empty-type*))
1358      (values t t)
[279]1359      (let ((intersection2 (type-intersection2 type1 type2)))
1360        (cond ((not intersection2)
[6]1361               (if (or (csubtypep *universal-type* type1)
1362                       (csubtypep *universal-type* type2))
1363                   (values t t)
1364                   (values t nil)))
[279]1365              ((eq intersection2 *empty-type*) (values nil t))
[6]1366              (t (values t t))))))
1367
1368;;; Type-Specifier  --  Interface
1369;;;
1370;;;    Return a Common Lisp type specifier corresponding to this type.
1371;;;
1372(defun type-specifier (type)
[117]1373  (unless (ctype-p type)
1374    (setq type (require-type type 'ctype)))
1375  (locally 
1376      (declare (type ctype type))
1377    (funcall (type-class-unparse (ctype-class-info type)) type)))
[6]1378
[11665]1379
1380(defconstant compound-only-type-specifiers
1381  ;; See CLHS Figure 4-4.
1382  '(and mod satisfies eql not values member or))
1383
1384
[6]1385;;; VALUES-SPECIFIER-TYPE  --  Interface
1386;;;
1387;;;    Return the type structure corresponding to a type specifier.  We pick
1388;;; off Structure types as a special case.
1389;;;
1390
[9892]1391(defun values-specifier-type-internal (orig env)
[6]1392  (or (info-type-builtin orig) ; this table could contain bytes etal and ands ors nots of built-in types - no classes
1393     
[9892]1394      ;; Now that we have our hands on the environment, we could pass it into type-expand,
1395      ;; but we'd have no way of knowing whether the expansion depended on the env, so
1396      ;; we wouldn't know if the result is safe to cache.   So for now don't let type
1397      ;; expanders see the env, which just means they won't see compile-time types.
1398      (let ((spec (type-expand orig #+not-yet env)))
[6]1399        (cond
1400         ((and (not (eq spec orig))
1401               (info-type-builtin spec)))
[9892]1402         ((or (eq (info-type-kind spec) :instance)
1403              (and (symbolp spec)
1404                   (typep (find-class spec nil env) 'compile-time-class)))
1405          (let* ((class-ctype (%class.ctype (find-class spec t env))))
[6]1406            (or (class-ctype-translation class-ctype)
1407                class-ctype)))
1408         ((typep spec 'class)
1409          (let* ((class-ctype (%class.ctype spec)))
1410            (or (class-ctype-translation class-ctype)
1411                class-ctype)))
1412         ((let ((cell (find-builtin-cell spec nil)))
1413           (and cell (cdr cell))))
1414         (t
[11665]1415          (when (member spec compound-only-type-specifiers)
1416            (error 'invalid-type-specifier :typespec spec))
[6]1417          (let* ((lspec (if (atom spec) (list spec) spec))
1418                 (fun (info-type-translator (car lspec))))
[9892]1419            (cond (fun (funcall fun lspec env))
[11665]1420                  ((or (and (consp spec)
1421                            (symbolp (car spec))
1422                            (not (or (find-class (car spec) nil env)
1423                                     (info-type-builtin (car spec)))))
[6]1424                       (symbolp spec))
1425                   (when *type-system-initialized*
1426                     (signal 'parse-unknown-type :specifier spec))
1427                   ;;
1428                   ;; Inhibit caching...
1429                   nil)
1430                  (t
[11665]1431                   (error 'invalid-type-specifier :typespec spec)))))))))
[6]1432
1433(eval-when (:compile-toplevel :execute)
[297]1434  (defconstant type-cache-size (ash 1 12))
[6]1435  (defconstant type-cache-mask (1- type-cache-size)))
1436
[9892]1437(defun compile-time-ctype-p (ctype)
1438  (and (typep ctype 'class-ctype)
1439       (typep (class-ctype-class ctype) 'compile-time-class)))
1440
1441
[586]1442;;; We can get in trouble if we try to cache certain kinds of ctypes,
1443;;; notably MEMBER types which refer to objects which might
1444;;; be stack-allocated or might be EQUAL without being EQL.
1445(defun cacheable-ctype-p (ctype)
[10309]1446  (case (istruct-cell-name (%svref ctype 0))
[586]1447    (member-ctype
1448     (dolist (m (member-ctype-members ctype) t)
1449       (when (or (typep m 'cons)
1450                 (typep m 'array))
[589]1451         (return nil))))
[586]1452    (union-ctype
1453     (every #'cacheable-ctype-p (union-ctype-types ctype)))
1454    (intersection-ctype
1455     (every #'cacheable-ctype-p (intersection-ctype-types ctype)))
1456    (array-ctype
1457     (cacheable-ctype-p (array-ctype-element-type ctype)))
1458    ((values-ctype function-ctype)
1459     (and (every #'cacheable-ctype-p (values-ctype-required ctype))
1460          (every #'cacheable-ctype-p (values-ctype-optional ctype))
1461          (let* ((rest (values-ctype-rest ctype)))
1462            (or (null rest) (cacheable-ctype-p rest)))
1463          (every #'(lambda (info)
1464                     (cacheable-ctype-p (key-info-type info)))
1465                 (values-ctype-keywords ctype))
[10309]1466          (or (not (eq (istruct-cell-name (%svref ctype 0)) 'function-ctype))
[586]1467              (let* ((result (function-ctype-returns ctype)))
1468                (or (null result)
1469                    (cacheable-ctype-p result))))))
[589]1470    (negation-ctype
1471     (cacheable-ctype-p (negation-ctype-type ctype)))
1472    (cons-ctype
1473     (and (cacheable-ctype-p (cons-ctype-car-ctype ctype))
1474          (cacheable-ctype-p (cons-ctype-cdr-ctype ctype))))
[9250]1475    (unknown-ctype nil)
[9892]1476    (class-ctype
1477     (not (typep (class-ctype-class ctype) 'compile-time-class)))
[1668]1478    ;; Anything else ?  Simple things (numbers, classes) can't lose.
[586]1479    (t t)))
1480               
1481     
1482   
1483
[6]1484(defun hash-type-specifier (spec)
1485  (logand (sxhash spec) type-cache-mask))
1486
1487(let* ((type-cache-specs (make-array type-cache-size))
1488       (type-cache-ctypes (make-array type-cache-size))
1489       (probes 0)
1490       (hits 0)
1491       (ncleared 0)
1492       (locked nil))
1493 
1494  (defun clear-type-cache ()
1495    (%init-misc 0 type-cache-specs)
1496    (%init-misc 0 type-cache-ctypes)
1497    (incf ncleared)
1498    nil)
1499
[9892]1500  (defun values-specifier-type (spec &optional env)
[6]1501    (if (typep spec 'class)
1502      (let* ((class-ctype (%class.ctype spec)))
1503        (or (class-ctype-translation class-ctype) class-ctype))
1504      (if locked
[9892]1505        (or (values-specifier-type-internal spec env)
[6]1506            (make-unknown-ctype :specifier spec))
1507        (unwind-protect
1508          (progn
1509            (setq locked t)
1510            (if (or (symbolp spec)
[12581]1511                    (and (consp spec)
1512                         (symbolp (car spec))
1513                         ;; hashing scheme uses equal, so only use when equivalent to eql
1514                         (not (and (eq (car spec) 'member)
1515                                   (some (lambda (x)
1516                                           (typep x '(or cons string bit-vector pathname)))
1517                                         (cdr spec))))))
[6]1518              (let* ((idx (hash-type-specifier spec)))
1519                (incf probes)
1520                (if (equal (svref type-cache-specs idx) spec)
1521                  (progn
1522                    (incf hits)
1523                    (svref type-cache-ctypes idx))
[9892]1524                  (let* ((ctype (values-specifier-type-internal spec env)))
[6]1525                    (if ctype
[586]1526                      (progn
1527                        (when (cacheable-ctype-p ctype)
1528                          (setf (svref type-cache-specs idx) (copy-tree spec)       ; in case it was stack-consed
1529                                (svref type-cache-ctypes idx) ctype))
1530                        ctype)
[6]1531                      (make-unknown-ctype :specifier spec)))))
[9892]1532              (values-specifier-type-internal spec env)))
[6]1533          (setq locked nil)))))
1534 
1535  (defun type-cache-hit-rate ()
1536    (values hits probes))
1537 
1538  (defun type-cache-locked-p ()
1539    locked)
1540
1541  (defun lock-type-cache ()
1542    (setq locked t)))
1543
1544                   
1545
1546 
1547
1548;;; SPECIFIER-TYPE  --  Interface
1549;;;
1550;;;    Like VALUES-SPECIFIER-TYPE, except that we guarantee to never return a
1551;;; VALUES type.
1552;;;
[9887]1553(defun specifier-type (x &optional env)
[9892]1554  (let ((res (values-specifier-type x env)))
[6]1555    (when (values-ctype-p res)
[279]1556      (signal-program-error "VALUES type illegal in this context:~%  ~S" x))
[6]1557    res))
1558
[9892]1559(defun single-value-specifier-type (x &optional env)
1560  (let ((res (specifier-type x env)))
[279]1561    (if (eq res *wild-type*)
1562        *universal-type*
1563        res)))
[6]1564
[9892]1565(defun standardized-type-specifier (spec &optional env)
1566  (handler-case
1567      (type-specifier (specifier-type spec env))
[12045]1568    (program-error () spec)
[9892]1569    (parse-unknown-type () spec)))
[9240]1570
[279]1571(defun modified-numeric-type (base
1572                              &key
1573                              (class      (numeric-ctype-class      base))
1574                              (format     (numeric-ctype-format     base))
1575                              (complexp   (numeric-ctype-complexp   base))
1576                              (low        (numeric-ctype-low        base))
1577                              (high       (numeric-ctype-high       base))
1578                              (enumerable (ctype-enumerable base)))
1579  (make-numeric-ctype :class class
1580                     :format format
1581                     :complexp complexp
1582                     :low low
1583                     :high high
1584                     :enumerable enumerable))
1585
[6]1586;;; Precompute-Types  --  Interface
1587;;;
1588;;;    Take a list of type specifiers, compute the translation and define it as
1589;;; a builtin type.
1590;;;
1591 
1592(defun precompute-types (specs)
1593  (dolist (spec specs)
1594    (let ((res (specifier-type spec)))
1595      (when (numeric-ctype-p res)
1596        (let ((pred (make-numeric-ctype-predicate res)))
1597          (when pred (setf (numeric-ctype-predicate res) pred))))
1598      (unless (unknown-ctype-p res)
[11665]1599        (setf (info-type-builtin spec) res)
1600        (setf (info-type-kind spec) :primitive)))))
[6]1601
1602;;;; Builtin types.
1603
1604;;; The NAMED-TYPE is used to represent *, T and NIL.  These types must be
1605;;; super or sub types of all types, not just classes and * & NIL aren't
1606;;; classes anyway, so it wouldn't make much sense to make them built-in
1607;;; classes.
1608;;;
1609
1610(defun define-named-ctype (name)
1611  (let* ((ctype (%istruct 'named-ctype
1612                          (type-class-or-lose 'named)
1613                          nil
1614                          name)))
1615    (setf (info-type-kind name) :builtin
1616          (info-type-builtin name) ctype)))
1617
1618
1619(defvar *wild-type* (define-named-ctype '*))
1620(defvar *empty-type* (define-named-ctype nil))
1621(defvar *universal-type* (define-named-ctype t))
1622
[7917]1623(defun named-ctype-p (x)
1624  (istruct-typep x 'named-ctype))
1625
1626(setf (type-predicate 'named-ctype) 'named-ctype-p)
1627
[6]1628(define-type-method (named :simple-=) (type1 type2)
1629  (values (eq type1 type2) t))
1630
[279]1631(define-type-method (named :complex-=) (type1 type2)
1632  (cond
1633    ((and (eq type2 *empty-type*)
1634          (intersection-ctype-p type1)
1635          ;; not allowed to be unsure on these... FIXME: keep the list
1636          ;; of CL types that are intersection types once and only
1637          ;; once.
1638          (not (or (type= type1 (specifier-type 'ratio))
1639                   (type= type1 (specifier-type 'keyword)))))
1640     ;; things like (AND (EQL 0) (SATISFIES ODDP)) or (AND FUNCTION
1641     ;; STREAM) can get here.  In general, we can't really tell
1642     ;; whether these are equal to NIL or not, so
1643     (values nil nil))
1644    ((type-might-contain-other-types-p type1)
1645     (invoke-complex-=-other-method type1 type2))
1646    (t (values nil t))))
1647
1648
[6]1649(define-type-method (named :simple-subtypep) (type1 type2)
1650  (values (or (eq type1 *empty-type*) (eq type2 *wild-type*)) t))
1651
1652(define-type-method (named :complex-subtypep-arg1) (type1 type2)
[279]1653  (cond ((eq type1 *empty-type*)
1654         t)
1655        (;; When TYPE2 might be the universal type in disguise
1656         (type-might-contain-other-types-p type2)
1657         ;; Now that the UNION and HAIRY COMPLEX-SUBTYPEP-ARG2 methods
1658         ;; can delegate to us (more or less as CALL-NEXT-METHOD) when
1659         ;; they're uncertain, we can't just barf on COMPOUND-TYPE and
1660         ;; HAIRY-TYPEs as we used to. Instead we deal with the
1661         ;; problem (where at least part of the problem is cases like
1662         ;;   (SUBTYPEP T '(SATISFIES FOO))
1663         ;; or
1664         ;;   (SUBTYPEP T '(AND (SATISFIES FOO) (SATISFIES BAR)))
1665         ;; where the second type is a hairy type like SATISFIES, or
1666         ;; is a compound type which might contain a hairy type) by
1667         ;; returning uncertainty.
1668         (values nil nil))
1669        (t
1670         ;; By elimination, TYPE1 is the universal type.
1671         (assert (or (eq type1 *wild-type*) (eq type1 *universal-type*)))
1672         ;; This case would have been picked off by the SIMPLE-SUBTYPEP
1673         ;; method, and so shouldn't appear here.
1674         (assert (not (eq type2 *universal-type*)))
1675         ;; Since TYPE2 is not EQ *UNIVERSAL-TYPE* and is not the
1676         ;; universal type in disguise, TYPE2 is not a superset of TYPE1.
1677         (values nil t))))
[6]1678
[279]1679
[6]1680(define-type-method (named :complex-subtypep-arg2) (type1 type2)
[279]1681  (assert (not (eq type2 *wild-type*))) ; * isn't really a type.
1682  (cond ((eq type2 *universal-type*)
1683         (values t t))
1684        ((type-might-contain-other-types-p type1)
1685         ;; those types can be *EMPTY-TYPE* or *UNIVERSAL-TYPE* in
1686         ;; disguise.  So we'd better delegate.
1687         (invoke-complex-subtypep-arg1-method type1 type2))
1688        (t
1689         ;; FIXME: This seems to rely on there only being 2 or 3
1690         ;; NAMED-TYPE values, and the exclusion of various
1691         ;; possibilities above. It would be good to explain it and/or
1692         ;; rewrite it so that it's clearer.
1693         (values (not (eq type2 *empty-type*)) t))))
[6]1694
[279]1695
[6]1696(define-type-method (named :complex-intersection) (type1 type2)
[279]1697  (hierarchical-intersection2 type1 type2))
[6]1698
1699(define-type-method (named :unparse) (x)
1700  (named-ctype-name x))
1701
1702
1703;;;; Hairy and unknown types:
1704
[279]1705;;; The Hairy-Type represents anything too wierd to be described
1706;;; reasonably or to be useful, such as SATISFIES.  We just remember
1707;;; the original type spec.
[6]1708;;;
1709
1710(defun make-hairy-ctype (&key specifier (enumerable t))
1711  (%istruct 'hairy-ctype
1712            (type-class-or-lose 'hairy)
1713            enumerable
1714            specifier))
1715
1716(defun hairy-ctype-p (x)
[10426]1717  (or (istruct-typep x 'hairy-ctype)
1718      (istruct-typep x 'unknown-ctype)))
[6]1719
1720(setf (type-predicate 'hairy-ctype) 'hairy-ctype-p)
1721
1722(define-type-method (hairy :unparse) (x) (hairy-ctype-specifier x))
1723
1724(define-type-method (hairy :simple-subtypep) (type1 type2)
1725  (let ((hairy-spec1 (hairy-ctype-specifier type1))
1726        (hairy-spec2 (hairy-ctype-specifier type2)))
[279]1727    (cond ((equal-but-no-car-recursion hairy-spec1 hairy-spec2)
[6]1728           (values t t))
1729          (t
1730           (values nil nil)))))
1731
1732(define-type-method (hairy :complex-subtypep-arg2) (type1 type2)
[279]1733  (invoke-complex-subtypep-arg1-method type1 type2))
[6]1734
1735(define-type-method (hairy :complex-subtypep-arg1) (type1 type2)
1736  (declare (ignore type1 type2))
1737  (values nil nil))
1738
[279]1739(define-type-method (hairy :complex-=) (type1 type2)
1740  (if (and (unknown-ctype-p type2)
1741           (let* ((specifier2 (unknown-ctype-specifier type2))
1742                  (name2 (if (consp specifier2)
1743                           (car specifier2)
1744                           specifier2)))
1745             (info-type-kind name2)))
1746      (let ((type2 (specifier-type (unknown-ctype-specifier type2))))
1747        (if (unknown-ctype-p type2)
1748            (values nil nil)
1749            (type= type1 type2)))
1750  (values nil nil)))
1751
[6]1752(define-type-method (hairy :simple-intersection :complex-intersection)
1753                    (type1 type2)
[279]1754  (if (type= type1 type2)
1755    type1
1756    nil))
[6]1757
1758
[279]1759(define-type-method (hairy :simple-union) 
1760    (type1 type2)
1761  (if (type= type1 type2)
1762      type1
1763      nil))
1764
[6]1765(define-type-method (hairy :simple-=) (type1 type2)
[279]1766  (if (equal-but-no-car-recursion (hairy-ctype-specifier type1)
1767                                  (hairy-ctype-specifier type2))
1768      (values t t)
1769      (values nil nil)))
[6]1770
1771
[279]1772
[6]1773(def-type-translator satisfies (&whole x fun)
[279]1774  (unless (symbolp fun)
1775    (report-bad-arg fun 'symbol))
[6]1776  (make-hairy-ctype :specifier x))
1777
[279]1778
1779;;; Negation Ctypes
1780(defun make-negation-ctype (&key type (enumerable t))
1781  (%istruct 'negation-ctype
1782            (type-class-or-lose 'negation)
1783            enumerable
1784            type))
[6]1785
[279]1786(defun negation-ctype-p (x)
1787  (istruct-typep x 'negation-ctype))
[6]1788
[279]1789(setf (type-predicate 'negation-ctype) 'negation-ctype-p)
[6]1790
[279]1791(define-type-method (negation :unparse) (x)
1792  `(not ,(type-specifier (negation-ctype-type x))))
1793
1794(define-type-method (negation :simple-subtypep) (type1 type2)
1795  (csubtypep (negation-ctype-type type2) (negation-ctype-type type1)))
1796
1797(define-type-method (negation :complex-subtypep-arg2) (type1 type2)
1798  (let* ((complement-type2 (negation-ctype-type type2))
1799         (intersection2 (type-intersection type1 complement-type2)))
1800    (if intersection2
1801        ;; FIXME: if uncertain, maybe try arg1?
1802        (type= intersection2 *empty-type*)
1803        (invoke-complex-subtypep-arg1-method type1 type2))))
1804
1805(define-type-method (negation :complex-subtypep-arg1) (type1 type2)
1806  (block nil
1807    ;; (Several logical truths in this block are true as long as
1808    ;; b/=T. As of sbcl-0.7.1.28, it seems impossible to construct a
1809    ;; case with b=T where we actually reach this type method, but
1810    ;; we'll test for and exclude this case anyway, since future
1811    ;; maintenance might make it possible for it to end up in this
1812    ;; code.)
1813    (multiple-value-bind (equal certain)
1814        (type= type2 *universal-type*)
1815      (unless certain
1816        (return (values nil nil)))
1817      (when equal
1818        (return (values t t))))
1819    (let ((complement-type1 (negation-ctype-type type1)))
1820      ;; Do the special cases first, in order to give us a chance if
1821      ;; subtype/supertype relationships are hairy.
1822      (multiple-value-bind (equal certain) 
1823          (type= complement-type1 type2)
1824        ;; If a = b, ~a is not a subtype of b (unless b=T, which was
1825        ;; excluded above).
1826        (unless certain
1827          (return (values nil nil)))
1828        (when equal
1829          (return (values nil t))))
1830      ;; KLUDGE: ANSI requires that the SUBTYPEP result between any
1831      ;; two built-in atomic type specifiers never be uncertain. This
1832      ;; is hard to do cleanly for the built-in types whose
1833      ;; definitions include (NOT FOO), i.e. CONS and RATIO. However,
1834      ;; we can do it with this hack, which uses our global knowledge
1835      ;; that our implementation of the type system uses disjoint
1836      ;; implementation types to represent disjoint sets (except when
1837      ;; types are contained in other types).  (This is a KLUDGE
1838      ;; because it's fragile. Various changes in internal
1839      ;; representation in the type system could make it start
1840      ;; confidently returning incorrect results.) -- WHN 2002-03-08
1841      (unless (or (type-might-contain-other-types-p complement-type1)
1842                  (type-might-contain-other-types-p type2))
1843        ;; Because of the way our types which don't contain other
1844        ;; types are disjoint subsets of the space of possible values,
1845        ;; (SUBTYPEP '(NOT AA) 'B)=NIL when AA and B are simple (and B
1846        ;; is not T, as checked above).
1847        (return (values nil t)))
1848      ;; The old (TYPE= TYPE1 TYPE2) branch would never be taken, as
1849      ;; TYPE1 and TYPE2 will only be equal if they're both NOT types,
1850      ;; and then the :SIMPLE-SUBTYPEP method would be used instead.
1851      ;; But a CSUBTYPEP relationship might still hold:
1852      (multiple-value-bind (equal certain)
1853          (csubtypep complement-type1 type2)
1854        ;; If a is a subtype of b, ~a is not a subtype of b (unless
1855        ;; b=T, which was excluded above).
1856        (unless certain
1857          (return (values nil nil)))
1858        (when equal
1859          (return (values nil t))))
1860      (multiple-value-bind (equal certain)
1861          (csubtypep type2 complement-type1)
1862        ;; If b is a subtype of a, ~a is not a subtype of b.  (FIXME:
1863        ;; That's not true if a=T. Do we know at this point that a is
1864        ;; not T?)
1865        (unless certain
1866          (return (values nil nil)))
1867        (when equal
1868          (return (values nil t))))
1869      ;; old CSR comment ca. 0.7.2, now obsoleted by the SIMPLE-CTYPE?
1870      ;; KLUDGE case above: Other cases here would rely on being able
1871      ;; to catch all possible cases, which the fragility of this type
1872      ;; system doesn't inspire me; for instance, if a is type= to ~b,
1873      ;; then we want T, T; if this is not the case and the types are
1874      ;; disjoint (have an intersection of *empty-type*) then we want
1875      ;; NIL, T; else if the union of a and b is the *universal-type*
1876      ;; then we want T, T. So currently we still claim to be unsure
1877      ;; about e.g. (subtypep '(not fixnum) 'single-float).
1878      ;;
1879      ;; OTOH we might still get here:
1880      (values nil nil))))
1881
1882(define-type-method (negation :complex-=) (type1 type2)
1883  ;; (NOT FOO) isn't equivalent to anything that's not a negation
1884  ;; type, except possibly a type that might contain it in disguise.
1885  (declare (ignore type2))
1886  (if (type-might-contain-other-types-p type1)
1887      (values nil nil)
1888      (values nil t)))
1889
1890(define-type-method (negation :simple-intersection) (type1 type2)
1891  (let ((not1 (negation-ctype-type type1))
1892        (not2 (negation-ctype-type type2)))
1893    (cond
1894      ((csubtypep not1 not2) type2)
1895      ((csubtypep not2 not1) type1)
1896      ;; Why no analagous clause to the disjoint in the SIMPLE-UNION2
1897      ;; method, below?  The clause would read
1898      ;;
1899      ;; ((EQ (TYPE-UNION NOT1 NOT2) *UNIVERSAL-TYPE*) *EMPTY-TYPE*)
1900      ;;
1901      ;; but with proper canonicalization of negation types, there's
1902      ;; no way of constructing two negation types with union of their
1903      ;; negations being the universal type.
1904      (t
1905       nil))))
1906
1907(define-type-method (negation :complex-intersection) (type1 type2)
1908  (cond
1909    ((csubtypep type1 (negation-ctype-type type2)) *empty-type*)
1910    ((eq (type-intersection type1 (negation-ctype-type type2)) *empty-type*)
1911     type1)
1912    (t nil)))
1913
1914(define-type-method (negation :simple-union) (type1 type2)
1915  (let ((not1 (negation-ctype-type type1))
1916        (not2 (negation-ctype-type type2)))
1917    (cond
1918      ((csubtypep not1 not2) type1)
1919      ((csubtypep not2 not1) type2)
1920      ((eq (type-intersection not1 not2) *empty-type*)
1921       *universal-type*)
1922      (t nil))))
1923
1924(define-type-method (negation :complex-union) (type1 type2)
1925  (cond
1926    ((csubtypep (negation-ctype-type type2) type1) *universal-type*)
1927    ((eq (type-intersection type1 (negation-ctype-type type2)) *empty-type*)
1928     type2)
1929    (t nil)))
1930
1931(define-type-method (negation :simple-=) (type1 type2)
1932  (type= (negation-ctype-type type1) (negation-ctype-type type2)))
1933
[9892]1934(def-type-translator not (typespec &environment env)
1935  (let* ((not-type (specifier-type typespec env))
[279]1936         (spec (type-specifier not-type)))
1937    (cond
1938      ;; canonicalize (NOT (NOT FOO))
1939      ((and (listp spec) (eq (car spec) 'not))
[9892]1940       (specifier-type (cadr spec) env))
[279]1941      ;; canonicalize (NOT NIL) and (NOT T)
1942      ((eq not-type *empty-type*) *universal-type*)
1943      ((eq not-type *universal-type*) *empty-type*)
1944      ((and (numeric-ctype-p not-type)
1945            (null (numeric-ctype-low not-type))
1946            (null (numeric-ctype-high not-type)))
1947       (make-negation-ctype :type not-type))
1948      ((numeric-ctype-p not-type)
1949       (type-union
1950        (make-negation-ctype
1951         :type (modified-numeric-type not-type :low nil :high nil))
1952        (cond
1953          ((null (numeric-ctype-low not-type))
1954           (modified-numeric-type
1955            not-type
1956            :low (let ((h (numeric-ctype-high not-type)))
1957                   (if (consp h) (car h) (list h)))
1958            :high nil))
1959          ((null (numeric-ctype-high not-type))
1960           (modified-numeric-type
1961            not-type
1962            :low nil
1963            :high (let ((l (numeric-ctype-low not-type)))
1964                    (if (consp l) (car l) (list l)))))
1965          (t (type-union
1966              (modified-numeric-type
1967               not-type
1968               :low nil
1969               :high (let ((l (numeric-ctype-low not-type)))
1970                       (if (consp l) (car l) (list l))))
1971              (modified-numeric-type
1972               not-type
1973               :low (let ((h (numeric-ctype-high not-type)))
1974                      (if (consp h) (car h) (list h)))
1975               :high nil))))))
1976      ((intersection-ctype-p not-type)
1977       (apply #'type-union
1978              (mapcar #'(lambda (x)
[9892]1979                          (specifier-type `(not ,(type-specifier x)) env))
[279]1980                      (intersection-ctype-types not-type))))
1981      ((union-ctype-p not-type)
1982       (apply #'type-intersection
1983              (mapcar #'(lambda (x)
[9892]1984                          (specifier-type `(not ,(type-specifier x)) env))
[279]1985                      (union-ctype-types not-type))))
1986      ((member-ctype-p not-type)
1987       (let ((members (member-ctype-members not-type)))
1988         (if (some #'floatp members)
1989           (let (floats)
1990             (dolist (pair '((0.0f0 . -0.0f0) (0.0d0 . -0.0d0)))
1991               (when (member (car pair) members)
1992                 (assert (not (member (cdr pair) members)))
1993                 (push (cdr pair) floats)
1994                 (setf members (remove (car pair) members)))
1995               (when (member (cdr pair) members)
1996                 (assert (not (member (car pair) members)))
1997                 (push (car pair) floats)
1998                 (setf members (remove (cdr pair) members))))
1999             (apply #'type-intersection
2000                    (if (null members)
2001                      *universal-type*
2002                      (make-negation-ctype
2003                       :type (make-member-ctype :members members)))
2004                    (mapcar
2005                     (lambda (x)
2006                       (let ((type (ctype-of x)))
2007                         (type-union
2008                          (make-negation-ctype
2009                           :type (modified-numeric-type type
2010                                                          :low nil :high nil))
2011                            (modified-numeric-type type
2012                                                   :low nil :high (list x))
2013                            (make-member-ctype :members (list x))
2014                            (modified-numeric-type type
2015                                                   :low (list x) :high nil))))
2016                     floats)))
2017             (make-negation-ctype :type not-type))))
2018      ((and (cons-ctype-p not-type)
2019            (eq (cons-ctype-car-ctype not-type) *universal-type*)
2020            (eq (cons-ctype-cdr-ctype not-type) *universal-type*))
2021       (make-negation-ctype :type not-type))
2022      ((cons-ctype-p not-type)
2023       (type-union
[9892]2024        (make-negation-ctype :type (specifier-type 'cons env))
[279]2025        (cond
2026          ((and (not (eq (cons-ctype-car-ctype not-type) *universal-type*))
2027                (not (eq (cons-ctype-cdr-ctype not-type) *universal-type*)))
2028           (type-union
2029            (make-cons-ctype
2030             (specifier-type `(not ,(type-specifier
[9892]2031                                     (cons-ctype-car-ctype not-type))) env)
[279]2032             *universal-type*)
2033            (make-cons-ctype
2034             *universal-type*
2035             (specifier-type `(not ,(type-specifier
[9892]2036                                     (cons-ctype-cdr-ctype not-type))) env))))
[279]2037          ((not (eq (cons-ctype-car-ctype not-type) *universal-type*))
2038           (make-cons-ctype
2039            (specifier-type `(not ,(type-specifier
[9892]2040                                    (cons-ctype-car-ctype not-type))) env)
[279]2041            *universal-type*))
2042          ((not (eq (cons-ctype-cdr-ctype not-type) *universal-type*))
2043           (make-cons-ctype
2044            *universal-type*
2045            (specifier-type `(not ,(type-specifier
[9892]2046                                    (cons-ctype-cdr-ctype not-type))) env)))
[279]2047          (t (error "Weird CONS type ~S" not-type)))))
2048      (t (make-negation-ctype :type not-type)))))
2049
2050
[6]2051;;;; Numeric types.
2052
2053;;; A list of all the float formats, in order of decreasing precision.
2054;;;
2055(eval-when (:compile-toplevel :load-toplevel :execute)
2056  (defconstant float-formats
2057    '(long-float double-float single-float short-float)))
2058
2059;;; The type of a float format.
2060;;;
2061(deftype float-format () `(member ,@float-formats))
2062
[318]2063(defun type-bound-number (x)
2064  (if (consp x)
2065      (destructuring-bind (result) x result)
2066      x))
2067
[6]2068(defun make-numeric-ctype (&key class 
2069                                format
2070                                (complexp :real)
2071                                low
2072                                high
2073                                enumerable
2074                                predicate)
[318]2075  ;; if interval is empty
2076  (if (and low
2077           high
2078           (if (or (consp low) (consp high)) ; if either bound is exclusive
2079             (>= (type-bound-number low) (type-bound-number high))
2080             (> low high)))
2081    *empty-type*
2082    (multiple-value-bind (canonical-low canonical-high)
2083        (case class
2084          (integer
2085           ;; INTEGER types always have their LOW and HIGH bounds
2086           ;; represented as inclusive, not exclusive values.
2087           (values (if (consp low)
2088                     (1+ (type-bound-number low))
2089                     low)
2090                   (if (consp high)
2091                     (1- (type-bound-number high))
2092                     high)))
2093          (t 
2094           ;; no canonicalization necessary
2095           (values low high)))
2096      (when (and (eq class 'rational)
2097                 (integerp canonical-low)
2098                 (integerp canonical-high)
2099                 (= canonical-low canonical-high))
2100        (setf class 'integer))
2101      (%istruct 'numeric-ctype
2102                (type-class-or-lose 'number)
2103                enumerable
2104                class
2105                format
2106                complexp
2107                canonical-low
2108                canonical-high
2109                predicate))))
[6]2110   
2111
2112(defun make-numeric-ctype-predicate (ctype)
2113  (let ((class (numeric-ctype-class ctype))
2114        (lo (numeric-ctype-low ctype))
2115        (hi (numeric-ctype-high ctype)))
2116    (if (eq class 'integer)
[1701]2117      (if (and hi
2118               lo
2119               (<= hi target::target-most-positive-fixnum)
2120               (>= lo target::target-most-negative-fixnum))     
[6]2121        #'(lambda (n)
2122            (and (fixnump n)
2123                 (locally (declare (fixnum n hi lo))
2124                   (and (%i>= n lo)
2125                        (%i<= n hi)))))))))
2126
2127(defun numeric-ctype-p (x)
2128  (istruct-typep x 'numeric-ctype))
2129
2130(setf (type-predicate 'numeric-ctype) 'numeric-ctype-p)
2131
2132(define-type-method (number :simple-=) (type1 type2)
2133  (values
2134   (and (eq (numeric-ctype-class type1) (numeric-ctype-class type2))
2135        (eq (numeric-ctype-format type1) (numeric-ctype-format type2))
2136        (eq (numeric-ctype-complexp type1) (numeric-ctype-complexp type2))
[279]2137        (equalp (numeric-ctype-low type1) (numeric-ctype-low type2))
2138        (equalp (numeric-ctype-high type1) (numeric-ctype-high type2)))
[6]2139   t))
2140
2141(define-type-method (number :unparse) (type)
[318]2142  (let* ((complexp (numeric-ctype-complexp type))
2143         (low (numeric-ctype-low type))
2144         (high (numeric-ctype-high type))
2145         (base (case (numeric-ctype-class type)
2146                 (integer 'integer)
2147                 (rational 'rational)
2148                 (float (or (numeric-ctype-format type) 'float))
2149                 (t 'real))))
[6]2150    (let ((base+bounds
[318]2151           (cond ((and (eq base 'integer) high low)
2152                  (let ((high-count (logcount high))
2153                        (high-length (integer-length high)))
2154                    (cond ((= low 0)
2155                           (cond ((= high 0) '(integer 0 0))
2156                                 ((= high 1) 'bit)
2157                                 ((and (= high-count high-length)
2158                                       (plusp high-length))
2159                                  `(unsigned-byte ,high-length))
2160                                 (t
2161                                  `(mod ,(1+ high)))))
[1701]2162                          ((and (= low target::target-most-negative-fixnum)
2163                                (= high target::target-most-positive-fixnum))
[318]2164                           'fixnum)
2165                          ((and (= low (lognot high))
2166                                (= high-count high-length)
2167                                (> high-count 0))
2168                           `(signed-byte ,(1+ high-length)))
2169                          (t
2170                           `(integer ,low ,high)))))
2171                 (high `(,base ,(or low '*) ,high))
2172                 (low
2173                  (if (and (eq base 'integer) (= low 0))
2174                      'unsigned-byte
2175                      `(,base ,low)))
2176                 (t base))))
[6]2177      (ecase complexp
[318]2178        (:real
2179         base+bounds)
2180        (:complex
2181         (if (eq base+bounds 'real)
[6]2182             'complex
2183             `(complex ,base+bounds)))
[318]2184        ((nil)
2185         (assert (eq base+bounds 'real))
2186         'number)))))
[6]2187
2188;;; Numeric-Bound-Test  --  Internal
2189;;;
2190;;;    Return true if X is "less than or equal" to Y, taking open bounds into
2191;;; consideration.  Closed is the predicate used to test the bound on a closed
2192;;; interval (e.g. <=), and Open is the predicate used on open bounds (e.g. <).
2193;;; Y is considered to be the outside bound, in the sense that if it is
2194;;; infinite (NIL), then the test suceeds, whereas if X is infinite, then the
2195;;; test fails (unless Y is also infinite).
2196;;;
2197;;;    This is for comparing bounds of the same kind, e.g. upper and upper.
2198;;; Use Numeric-Bound-Test* for different kinds of bounds.
2199;;;
2200(defmacro numeric-bound-test (x y closed open)
2201  `(cond ((not ,y) t)
2202           ((not ,x) nil)
2203           ((consp ,x)
2204            (if (consp ,y)
2205              (,closed (car ,x) (car ,y))
2206              (,closed (car ,x) ,y)))
2207           (t
2208            (if (consp ,y)
2209              (,open ,x (car ,y))
2210              (,closed ,x ,y)))))
2211
2212;;; Numeric-Bound-Test*  --  Internal
2213;;;
2214;;;    Used to compare upper and lower bounds.  This is different from the
2215;;; same-bound case:
2216;;; -- Since X = NIL is -infinity, whereas y = NIL is +infinity, we return true
2217;;;    if *either* arg is NIL.
2218;;; -- an open inner bound is "greater" and also squeezes the interval, causing
2219;;;    us to use the Open test for those cases as well.
2220;;;
2221(defmacro numeric-bound-test* (x y closed open)
2222  `(cond ((not ,y) t)
[2519]2223         ((not ,x) t)
2224         ((consp ,x)
2225          (if (consp ,y)
[6]2226              (,open (car ,x) (car ,y))
2227              (,open (car ,x) ,y)))
[2519]2228         (t
2229          (if (consp ,y)
[6]2230              (,open ,x (car ,y))
2231              (,closed ,x ,y)))))
2232
2233;;; Numeric-Bound-Max  --  Internal
2234;;;
2235;;;    Return whichever of the numeric bounds X and Y is "maximal" according to
2236;;; the predicates Closed (e.g. >=) and Open (e.g. >).  This is only meaningful
2237;;; for maximizing like bounds, i.e. upper and upper.  If Max-P is true, then
2238;;; we return NIL if X or Y is NIL, otherwise we return the other arg.
2239;;;
2240(defmacro numeric-bound-max (x y closed open max-p)
2241  (once-only ((n-x x)
[318]2242              (n-y y))
2243    `(cond
2244      ((not ,n-x) ,(if max-p nil n-y))
2245      ((not ,n-y) ,(if max-p nil n-x))
2246      ((consp ,n-x)
2247       (if (consp ,n-y)
2248         (if (,closed (car ,n-x) (car ,n-y)) ,n-x ,n-y)
2249         (if (,open (car ,n-x) ,n-y) ,n-x ,n-y)))
2250      (t
2251       (if (consp ,n-y)
2252         (if (,open (car ,n-y) ,n-x) ,n-y ,n-x)
2253         (if (,closed ,n-y ,n-x) ,n-y ,n-x))))))
[6]2254
2255
2256(define-type-method (number :simple-subtypep) (type1 type2)
2257  (let ((class1 (numeric-ctype-class type1))
2258          (class2 (numeric-ctype-class type2))
2259          (complexp2 (numeric-ctype-complexp type2))
2260          (format2 (numeric-ctype-format type2))
2261          (low1 (numeric-ctype-low type1))
2262          (high1 (numeric-ctype-high type1))
2263          (low2 (numeric-ctype-low type2))
2264          (high2 (numeric-ctype-high type2)))
2265    ;;
2266    ;; If one is complex and the other isn't, they are disjoint.
2267    (cond ((not (or (eq (numeric-ctype-complexp type1) complexp2)
2268                        (null complexp2)))
2269             (values nil t))
2270            ;;
2271            ;; If the classes are specified and different, the types are
2272            ;; disjoint unless type2 is rational and type1 is integer.
2273            ((not (or (eq class1 class2) (null class2)
2274                        (and (eq class1 'integer) (eq class2 'rational))))
2275             (values nil t))
2276            ;;
2277            ;; If the float formats are specified and different, the types
2278            ;; are disjoint.
2279            ((not (or (eq (numeric-ctype-format type1) format2)
2280                        (null format2)))
2281             (values nil t))
2282            ;;
2283            ;; Check the bounds.
2284            ((and (numeric-bound-test low1 low2 >= >)
2285                    (numeric-bound-test high1 high2 <= <))
2286             (values t t))
2287            (t
2288             (values nil t)))))
2289
2290;(define-superclasses number (generic-number))
2291
2292;;; NUMERIC-TYPES-ADJACENT  --  Internal
2293;;;
2294;;;    If the high bound of Low is adjacent to the low bound of High, then
2295;;; return T, otherwise NIL.
2296;;;
2297(defun numeric-types-adjacent (low high)
2298  (let ((low-bound (numeric-ctype-high low))
[318]2299        (high-bound (numeric-ctype-low high)))
[6]2300    (cond ((not (and low-bound high-bound)) nil)
2301            ((consp low-bound)
2302             (eql (car low-bound) high-bound))
2303            ((consp high-bound)
2304             (eql (car high-bound) low-bound))
2305            ((and (eq (numeric-ctype-class low) 'integer)
2306                    (eq (numeric-ctype-class high) 'integer))
2307             (eql (1+ low-bound) high-bound))
2308            (t
2309             nil))))
2310
2311;;;
[318]2312;;; Return a numeric type that is a supertype for both type1 and type2.
[6]2313;;;
2314(define-type-method (number :simple-union) (type1 type2)
2315  (declare (type numeric-ctype type1 type2))
2316  (cond ((csubtypep type1 type2) type2)
[318]2317        ((csubtypep type2 type1) type1)
2318        (t
2319         (let ((class1 (numeric-ctype-class type1))
2320               (format1 (numeric-ctype-format type1))
2321               (complexp1 (numeric-ctype-complexp type1))
2322               (class2 (numeric-ctype-class type2))
2323               (format2 (numeric-ctype-format type2))
2324               (complexp2 (numeric-ctype-complexp type2)))
[2526]2325           (cond
2326             ((and (eq class1 class2)
2327                   (eq format1 format2)
2328                   (eq complexp1 complexp2)
2329                   (or (numeric-types-intersect type1 type2)
2330                       (numeric-types-adjacent type1 type2)
2331                       (numeric-types-adjacent type2 type1)))
2332              (make-numeric-ctype
2333               :class class1
2334               :format format1
2335               :complexp complexp1
2336               :low (numeric-bound-max (numeric-ctype-low type1)
2337                                       (numeric-ctype-low type2)
2338                                       <= < t)
2339               :high (numeric-bound-max (numeric-ctype-high type1)
2340                                        (numeric-ctype-high type2)
2341                                        >= > t)))
2342             ;; FIXME: These two clauses are almost identical, and the
2343             ;; consequents are in fact identical in every respect.
2344             ((and (eq class1 'rational)
2345                   (eq class2 'integer)
2346                   (eq format1 format2)
2347                   (eq complexp1 complexp2)
2348                   (integerp (numeric-ctype-low type2))
2349                   (integerp (numeric-ctype-high type2))
2350                   (= (numeric-ctype-low type2) (numeric-ctype-high type2))
2351                   (or (numeric-types-adjacent type1 type2)
2352                       (numeric-types-adjacent type2 type1)))
2353              (make-numeric-ctype
2354               :class 'rational
2355               :format format1
2356               :complexp complexp1
2357               :low (numeric-bound-max (numeric-ctype-low type1)
2358                                       (numeric-ctype-low type2)
2359                                       <= < t)
2360               :high (numeric-bound-max (numeric-ctype-high type1)
2361                                        (numeric-ctype-high type2)
2362                                        >= > t)))
2363             ((and (eq class1 'integer)
2364                   (eq class2 'rational)
2365                   (eq format1 format2)
2366                   (eq complexp1 complexp2)
2367                   (integerp (numeric-ctype-low type1))
2368                   (integerp (numeric-ctype-high type1))
2369                   (= (numeric-ctype-low type1) (numeric-ctype-high type1))
2370                   (or (numeric-types-adjacent type1 type2)
2371                       (numeric-types-adjacent type2 type1)))
2372              (make-numeric-ctype
2373               :class 'rational
2374               :format format1
2375               :complexp complexp1
2376               :low (numeric-bound-max (numeric-ctype-low type1)
2377                                       (numeric-ctype-low type2)
2378                                       <= < t)
2379               :high (numeric-bound-max (numeric-ctype-high type1)
2380                                        (numeric-ctype-high type2)
2381                                        >= > t)))
2382             (t nil))))))
[6]2383
2384(setf (info-type-kind 'number) :primitive
2385      (info-type-builtin 'number) (make-numeric-ctype :complexp nil))
2386
[9892]2387(def-type-translator complex (&optional spec &environment env)
[6]2388  (if (eq spec '*)
[2472]2389      (make-numeric-ctype :complexp :complex)
2390      (labels ((not-numeric ()
2391                 (error "Component type for Complex is not numeric: ~S." spec))
2392               (not-real ()
2393                 (error "Component type for Complex is not a subtype of real: ~S." spec))
2394               (complex1 (component-type)
2395                 (unless (numeric-ctype-p component-type)
2396                   (not-numeric))
2397                 (when (eq (numeric-ctype-complexp component-type) :complex)
2398                   (not-real))
2399                 (let ((res (copy-uvector component-type)))
2400                   (setf (numeric-ctype-complexp res) :complex)
2401                   (setf (numeric-ctype-predicate res) nil) ; <<
2402                   res))
2403               (do-complex (ctype)
2404                 (cond
2405                   ((eq ctype *empty-type*) *empty-type*)
2406                   ((eq ctype *universal-type*) (not-real))
2407                   ((numeric-ctype-p ctype) (complex1 ctype))
2408                   ((union-ctype-p ctype)
2409                    (apply #'type-union
2410                           (mapcar #'do-complex (union-ctype-types ctype))))
2411                   ((member-ctype-p ctype)
2412                    (apply #'type-union
2413                           (mapcar (lambda (x) (do-complex (ctype-of x)))
2414                                   (member-ctype-members ctype))))
2415                   ((and (intersection-ctype-p ctype)
2416                         ;; just enough to handle simple types like RATIO.
2417                         (let ((numbers (remove-if-not
2418                                         #'numeric-ctype-p
2419                                         (intersection-ctype-types ctype))))
2420                           (and (car numbers)
2421                                (null (cdr numbers))
2422                                (eq (numeric-ctype-complexp (car numbers)) :real)
2423                                (complex1 (car numbers))))))
2424                   (t                   ; punt on harder stuff for now
2425                    (not-real)))))
[9892]2426        (let ((ctype (specifier-type spec env)))
[2472]2427          (do-complex ctype)))))
[6]2428
2429;;; Check-Bound  --  Internal
2430;;;
2431;;;    Check that X is a well-formed numeric bound of the specified Type.
2432;;; If X is *, return NIL, otherwise return the bound.
2433;;;
2434(defmacro check-bound (x type)
2435  `(cond ((eq ,x '*) nil)
2436           ((or (typep ,x ',type)
2437                (and (consp ,x) (typep (car ,x) ',type) (null (cdr ,x))))
2438            ,x)
2439           (t
2440            (error "Bound is not *, a ~A or a list of a ~A: ~S" ',type ',type ,x))))
2441
2442(def-type-translator integer (&optional low high)
2443  (let* ((l (check-bound low integer))
[1701]2444         (lb (if (consp l) (1+ (car l)) l))
2445         (h (check-bound high integer))
2446         (hb (if (consp h) (1- (car h)) h)))
[6]2447    (if (and hb lb (< hb lb))
2448      *empty-type*
2449      (make-numeric-ctype :class 'integer  :complexp :real
2450                          :enumerable (not (null (and l h)))
2451                          :low lb
2452                          :high hb))))
2453
2454(deftype mod (n)
2455  (unless (and (integerp n) (> n 0))
2456    (error "Bad N specified for MOD type specifier: ~S." n))
2457  `(integer 0 ,(1- n)))
2458
2459
2460(defmacro def-bounded-type (type class format)
2461  `(def-type-translator ,type (&optional low high)
2462     (let ((lb (check-bound low ,type))
2463             (hb (check-bound high ,type)))
2464       (unless (numeric-bound-test* lb hb <= <)
2465           (error "Lower bound ~S is not less than upper bound ~S." low high))
2466       (make-numeric-ctype :class ',class :format ',format :low lb :high hb))))
2467
2468(def-bounded-type rational rational nil)
[279]2469
2470(defun coerce-bound (bound type inner-coerce-bound-fun)
2471  (declare (type function inner-coerce-bound-fun))
2472  (cond ((eql bound '*)
2473         bound)
2474        ((consp bound)
2475         (destructuring-bind (inner-bound) bound
2476           (list (funcall inner-coerce-bound-fun inner-bound type))))
2477        (t
2478         (funcall inner-coerce-bound-fun bound type))))
2479
2480(defun inner-coerce-real-bound (bound type)
2481  (ecase type
2482    (rational (rationalize bound))
2483    (float (if (floatp bound)
2484               bound
2485               ;; Coerce to the widest float format available, to
2486               ;; avoid unnecessary loss of precision:
2487               (coerce bound 'long-float)))))
2488
2489(defun coerced-real-bound (bound type)
2490  (coerce-bound bound type #'inner-coerce-real-bound))
2491
2492(defun coerced-float-bound (bound type)
2493  (coerce-bound bound type #'coerce))
2494
[12045]2495#|
[279]2496(def-type-translator real (&optional (low '*) (high '*))
2497  (specifier-type `(or (float ,(coerced-real-bound  low 'float)
2498                              ,(coerced-real-bound high 'float))
2499                       (rational ,(coerced-real-bound  low 'rational)
2500                                 ,(coerced-real-bound high 'rational)))))
2501
2502(def-type-translator float (&optional (low '*) (high '*))
2503  (specifier-type
2504   `(or (single-float ,(coerced-float-bound  low 'single-float)
2505                      ,(coerced-float-bound high 'single-float))
2506        (double-float ,(coerced-float-bound  low 'double-float)
2507                      ,(coerced-float-bound high 'double-float)))))
[12045]2508|#
[279]2509
[6]2510(def-bounded-type float float nil)
2511(def-bounded-type real nil nil)
2512
2513(defmacro define-float-format (f)
2514  `(def-bounded-type ,f float ,f))
2515
2516(define-float-format short-float)
2517(define-float-format single-float)
2518(define-float-format double-float)
2519(define-float-format long-float)
2520
2521(defun numeric-types-intersect (type1 type2)
2522  (declare (type numeric-ctype type1 type2))
2523  (let* ((class1 (numeric-ctype-class type1))
[279]2524         (class2 (numeric-ctype-class type2))
2525         (complexp1 (numeric-ctype-complexp type1))
2526         (complexp2 (numeric-ctype-complexp type2))
2527         (format1 (numeric-ctype-format type1))
2528         (format2 (numeric-ctype-format type2))
2529         (low1 (numeric-ctype-low type1))
2530         (high1 (numeric-ctype-high type1))
2531         (low2 (numeric-ctype-low type2))
2532         (high2 (numeric-ctype-high type2)))
[6]2533    ;;
2534    ;; If one is complex and the other isn't, then they are disjoint.
2535    (cond ((not (or (eq complexp1 complexp2)
[279]2536                    (null complexp1) (null complexp2)))
2537           nil)
2538          ;;
2539          ;; If either type is a float, then the other must either be specified
2540          ;; to be a float or unspecified.  Otherwise, they are disjoint.
2541          ((and (eq class1 'float) (not (member class2 '(float nil)))) nil)
2542          ((and (eq class2 'float) (not (member class1 '(float nil)))) nil)
2543          ;;
2544          ;; If the float formats are specified and different, the types
2545          ;; are disjoint.
2546          ((not (or (eq format1 format2) (null format1) (null format2)))
2547           nil)
2548          (t
2549           ;;
2550           ;; Check the bounds.  This is a bit odd because we must always have
2551           ;; the outer bound of the interval as the second arg.
2552           (if (numeric-bound-test high1 high2 <= <)
2553             (or (and (numeric-bound-test low1 low2 >= >)
2554                      (numeric-bound-test* low1 high2 <= <))
2555                 (and (numeric-bound-test low2 low1 >= >)
2556                      (numeric-bound-test* low2 high1 <= <)))
2557             (or (and (numeric-bound-test* low2 high1 <= <)
2558                      (numeric-bound-test low2 low1 >= >))
2559                 (and (numeric-bound-test high2 high1 <= <)
2560                      (numeric-bound-test* high2 low1 >= >))))))))
[6]2561
2562;;; Round-Numeric-Bound  --  Internal
2563;;;
2564;;;    Take the numeric bound X and convert it into something that can be used
2565;;; as a bound in a numeric type with the specified Class and Format.  If up-p
2566;;; is true, then we round up as needed, otherwise we round down.  Up-p true
2567;;; implies that X is a lower bound, i.e. (N) > N.
2568;;;
2569;;; This is used by Numeric-Type-Intersection to mash the bound into the
2570;;; appropriate type number.  X may only be a float when Class is Float.
2571;;;
2572;;; ### Note: it is possible for the coercion to a float to overflow or
2573;;; underflow.  This happens when the bound doesn't fit in the specified
2574;;; format.  In this case, we should really return the appropriate
2575;;; {Most | Least}-{Positive | Negative}-XXX-Float float of desired format.
2576;;; But these conditions aren't currently signalled in any useful way.
2577;;;
2578;;; Also, when converting an open rational bound into a float we should
2579;;; probably convert it to a closed bound of the closest float in the specified
2580;;; format.  In general, open float bounds are fucked.
2581;;;
2582(defun round-numeric-bound (x class format up-p)
2583  (if x
2584    (let ((cx (if (consp x) (car x) x)))
2585        (ecase class
2586          ((nil rational) x)
2587          (integer
2588           (if (and (consp x) (integerp cx))
[279]2589             (if up-p (1+ cx) (1- cx))
2590             (if up-p (ceiling cx) (floor cx))))
[6]2591          (float
2592           (let ((res (if format (coerce cx format) (float cx))))
2593             (if (consp x) (list res) res)))))
2594    nil))
2595
2596;;; Number :Simple-Intersection type method  --  Internal
2597;;;
2598;;;    Handle the case of Type-Intersection on two numeric types.  We use
2599;;; Types-Intersect to throw out the case of types with no intersection.  If an
2600;;; attribute in Type1 is unspecified, then we use Type2's attribute, which
2601;;; must be at least as restrictive.  If the types intersect, then the only
2602;;; attributes that can be specified and different are the class and the
2603;;; bounds.
2604;;;
2605;;;    When the class differs, we use the more restrictive class.  The only
2606;;; interesting case is rational/integer, since rational includes integer.
2607;;;
2608;;;    We make the result lower (upper) bound the maximum (minimum) of the
2609;;; argument lower (upper) bounds.  We convert the bounds into the
2610;;; appropriate numeric type before maximizing.  This avoids possible confusion
2611;;; due to mixed-type comparisons (but I think the result is the same).
2612;;;
2613(define-type-method (number :simple-intersection) (type1 type2)
[12045]2614  (declare (type numeric-ctype type1 type2))
[6]2615  (if (numeric-types-intersect type1 type2)
2616    (let* ((class1 (numeric-ctype-class type1))
[279]2617           (class2 (numeric-ctype-class type2))
2618           (class (ecase class1
2619                    ((nil) class2)
2620                    ((integer float) class1)
2621                    (rational (if (eq class2 'integer) 'integer 'rational))))
2622           (format (or (numeric-ctype-format type1)
2623                       (numeric-ctype-format type2))))
2624      (make-numeric-ctype
2625       :class class
2626       :format format
2627       :complexp (or (numeric-ctype-complexp type1)
2628                     (numeric-ctype-complexp type2))
2629       :low (numeric-bound-max
2630             (round-numeric-bound (numeric-ctype-low type1)
2631                                  class format t)
2632             (round-numeric-bound (numeric-ctype-low type2)
2633                                  class format t)
[2519]2634             > >= nil)
[279]2635       :high (numeric-bound-max
2636              (round-numeric-bound (numeric-ctype-high type1)
2637                                   class format nil)
2638              (round-numeric-bound (numeric-ctype-high type2)
2639                                   class format nil)
[2519]2640              < <= nil)))
[279]2641    *empty-type*))
[6]2642
2643;;; Float-Format-Max  --  Interface
2644;;;
2645;;;    Given two float formats, return the one with more precision.  If either
2646;;; one is null, return NIL.
2647;;;
2648(defun float-format-max (f1 f2)
2649  (when (and f1 f2)
2650    (dolist (f float-formats (error "Bad float format: ~S." f1))
2651      (when (or (eq f f1) (eq f f2))
2652          (return f)))))
2653
2654
2655;;; Numeric-Contagion  --  Interface
2656;;;
2657;;;    Return the result of an operation on Type1 and Type2 according to the
2658;;; rules of numeric contagion.  This is always NUMBER, some float format
2659;;; (possibly complex) or RATIONAL.  Due to rational canonicalization, there
2660;;; isn't much we can do here with integers or rational complex numbers.
2661;;;
2662;;;    If either argument is not a Numeric-Type, then return NUMBER.  This is
2663;;; useful mainly for allowing types that are technically numbers, but not a
2664;;; Numeric-Type.
2665;;;
2666(defun numeric-contagion (type1 type2)
2667  (if (and (numeric-ctype-p type1) (numeric-ctype-p type2))
2668    (let ((class1 (numeric-ctype-class type1))
2669            (class2 (numeric-ctype-class type2))
2670            (format1 (numeric-ctype-format type1))
2671            (format2 (numeric-ctype-format type2))
2672            (complexp1 (numeric-ctype-complexp type1))
2673            (complexp2 (numeric-ctype-complexp type2)))
2674        (cond ((or (null complexp1)
[279]2675                   (null complexp2))
[6]2676               (specifier-type 'number))
2677              ((eq class1 'float)
2678               (make-numeric-ctype
2679                  :class 'float
2680                  :format (ecase class2
2681                              (float (float-format-max format1 format2))
2682                              ((integer rational) format1)
[279]2683                              ((nil)
2684                               ;; A double-float with any real number is a
2685                               ;; double-float.
2686                               (if (eq format1 'double-float)
2687                                 'double-float
2688                                 nil)))
[6]2689                  :complexp (if (or (eq complexp1 :complex)
[279]2690                                    (eq complexp2 :complex))
2691                              :complex
2692                              :real)))
[6]2693              ((eq class2 'float) (numeric-contagion type2 type1))
2694              ((and (eq complexp1 :real) (eq complexp2 :real))
2695               (make-numeric-ctype
2696                  :class (and class1 class2 'rational)
2697                  :complexp :real))
2698              (t
2699               (specifier-type 'number))))
2700    (specifier-type 'number)))
2701
[279]2702
2703
[6]2704
2705;;;; Array types:
2706
2707;;; The Array-Type is used to represent all array types, including things such
2708;;; as SIMPLE-STRING.
2709;;;
2710
2711(defun make-array-ctype (&key
2712                         (dimensions '*)
2713                         (complexp '*)
2714                         element-type
2715                         (specialized-element-type *wild-type*))
2716  (%istruct 'array-ctype
2717            (type-class-or-lose 'array)
2718            nil
2719            dimensions
2720            complexp
2721            element-type
[7950]2722            specialized-element-type
2723            (unless (eq specialized-element-type *wild-type*)
2724              (ctype-subtype specialized-element-type))))
[6]2725
2726(defun array-ctype-p (x) (istruct-typep x 'array-ctype))
2727(setf (type-predicate 'array-ctype) 'array-ctype-p)
2728
2729;;; Specialized-Element-Type-Maybe  --  Internal
2730;;;
2731;;;      What this does depends on the setting of the
2732;;; *use-implementation-types* switch.  If true, return the specialized element
2733;;; type, otherwise return the original element type.
2734;;;
2735(defun specialized-element-type-maybe (type)
2736  (declare (type array-ctype type))
2737  (if *use-implementation-types*
[1789]2738    (array-ctype-specialized-element-type type)
2739    (array-ctype-element-type type)))
[6]2740
2741(define-type-method (array :simple-=) (type1 type2)
[279]2742  (if (or (unknown-ctype-p (array-ctype-element-type type1))
2743          (unknown-ctype-p (array-ctype-element-type type2)))
2744    (multiple-value-bind (equalp certainp)
2745        (type= (array-ctype-element-type type1)
2746               (array-ctype-element-type type2))
2747      (assert (not (and (not equalp) certainp)))
2748      (values equalp certainp))
2749    (values (and (equal (array-ctype-dimensions type1)
2750                        (array-ctype-dimensions type2))
2751                 (eq (array-ctype-complexp type1)
2752                     (array-ctype-complexp type2))
2753                 (type= (specialized-element-type-maybe type1)
2754                        (specialized-element-type-maybe type2)))
2755            t)))
[6]2756
2757(define-type-method (array :unparse) (type)
2758  (let ((dims (array-ctype-dimensions type))
2759          (eltype (type-specifier (array-ctype-element-type type)))
2760          (complexp (array-ctype-complexp type)))
2761    (cond ((eq dims '*)
2762             (if (eq eltype '*)
2763               (if complexp 'array 'simple-array)
2764               (if complexp `(array ,eltype) `(simple-array ,eltype))))
2765            ((= (length dims) 1) 
2766             (if complexp
2767               (if (eq (car dims) '*)
2768                   (case eltype
2769                     (bit 'bit-vector)
[7917]2770                     ((character base-char) 'base-string)
[6]2771                     (* 'vector)
2772                     (t `(vector ,eltype)))
2773                   (case eltype
2774                     (bit `(bit-vector ,(car dims)))
[7917]2775                     ((character base-char) `(base-string ,(car dims)))
[6]2776                     (t `(vector ,eltype ,(car dims)))))
2777               (if (eq (car dims) '*)
2778                   (case eltype
2779                     (bit 'simple-bit-vector)
[7917]2780                     ((base-char character) 'simple-base-string)
[6]2781                     ((t) 'simple-vector)
2782                     (t `(simple-array ,eltype (*))))
2783                   (case eltype
2784                     (bit `(simple-bit-vector ,(car dims)))
[7917]2785                     ((base-char character) `(simple-base-string ,(car dims)))
[6]2786                     ((t) `(simple-vector ,(car dims)))
2787                     (t `(simple-array ,eltype ,dims))))))
2788            (t
2789             (if complexp
2790               `(array ,eltype ,dims)
2791               `(simple-array ,eltype ,dims))))))
2792
2793(define-type-method (array :simple-subtypep) (type1 type2)
2794  (let ((dims1 (array-ctype-dimensions type1))
[279]2795        (dims2 (array-ctype-dimensions type2))
2796        (complexp2 (array-ctype-complexp type2)))
2797    (cond (;; not subtypep unless dimensions are compatible
2798           (not (or (eq dims2 '*)
2799                    (and (not (eq dims1 '*))
2800                         (= (length (the list dims1))
2801                            (length (the list dims2)))
2802                         (every (lambda (x y)
2803                                  (or (eq y '*) (eql x y)))
2804                                (the list dims1)
2805                                (the list dims2)))))
2806           (values nil t))
2807          ;; not subtypep unless complexness is compatible
2808          ((not (or (eq complexp2 :maybe)
2809                    (eq (array-ctype-complexp type1) complexp2)))
2810           (values nil t))
2811          ;; Since we didn't fail any of the tests above, we win
2812          ;; if the TYPE2 element type is wild.
2813          ((eq (array-ctype-element-type type2) *wild-type*)
2814           (values t t))
2815          (;; Since we didn't match any of the special cases above, we
2816           ;; can't give a good answer unless both the element types
2817           ;; have been defined.
2818           (or (unknown-ctype-p (array-ctype-element-type type1))
2819               (unknown-ctype-p (array-ctype-element-type type2)))
2820           (values nil nil))
2821          (;; Otherwise, the subtype relationship holds iff the
2822           ;; types are equal, and they're equal iff the specialized
2823           ;; element types are identical.
2824           t
2825           (values (type= (specialized-element-type-maybe type1)
2826                          (specialized-element-type-maybe type2))
2827                   t)))))
[6]2828
2829; (define-superclasses array (string string) (vector vector) (array))
2830
2831
2832(defun array-types-intersect (type1 type2)
2833  (declare (type array-ctype type1 type2))
2834  (let ((dims1 (array-ctype-dimensions type1))
[279]2835        (dims2 (array-ctype-dimensions type2))
2836        (complexp1 (array-ctype-complexp type1))
2837        (complexp2 (array-ctype-complexp type2)))
2838    ;; See whether dimensions are compatible.
[6]2839    (cond ((not (or (eq dims1 '*) (eq dims2 '*)
[279]2840                    (and (= (length dims1) (length dims2))
2841                         (every (lambda (x y)
2842                                  (or (eq x '*) (eq y '*) (= x y)))
2843                                dims1 dims2))))
2844           (values nil t))
2845          ;; See whether complexpness is compatible.
2846          ((not (or (eq complexp1 :maybe)
2847                    (eq complexp2 :maybe)
2848                    (eq complexp1 complexp2)))
2849           (values nil t))
2850          ((or (eq (array-ctype-specialized-element-type type1) *wild-type*)
2851               (eq (array-ctype-specialized-element-type type2) *wild-type*)
2852               (type= (specialized-element-type-maybe type1)
2853                      (specialized-element-type-maybe type2)))
2854           (values t t))
2855          (t
2856           (values nil t)))))
[6]2857
2858(define-type-method (array :simple-intersection) (type1 type2)
2859  (declare (type array-ctype type1 type2))
2860  (if (array-types-intersect type1 type2)
2861    (let ((dims1 (array-ctype-dimensions type1))
[2528]2862          (dims2 (array-ctype-dimensions type2))
2863          (complexp1 (array-ctype-complexp type1))
2864          (complexp2 (array-ctype-complexp type2))
2865          (eltype1 (array-ctype-element-type type1))
2866          (eltype2 (array-ctype-element-type type2)))
2867      (specialize-array-type
2868       (make-array-ctype
2869        :dimensions (cond ((eq dims1 '*) dims2)
2870                          ((eq dims2 '*) dims1)
2871                          (t
2872                           (mapcar #'(lambda (x y) (if (eq x '*) y x))
2873                                   dims1 dims2)))
2874        :complexp (if (eq complexp1 :maybe) complexp2 complexp1)
2875        :element-type (cond
2876                        ((eq eltype1 *wild-type*) eltype2)
2877                        ((eq eltype2 *wild-type*) eltype1)
2878                        (t (type-intersection eltype1 eltype2))))))
2879      *empty-type*))
[6]2880
2881;;; Check-Array-Dimensions  --  Internal
2882;;;
2883;;;    Check a supplied dimension list to determine if it is legal.
2884;;;
2885(defun check-array-dimensions (dims)
2886  (typecase dims
2887    ((member *) dims)
2888    (integer
2889     (when (minusp dims)
[279]2890       (signal-program-error "Arrays can't have a negative number of dimensions: ~D." dims))
[6]2891     (when (>= dims array-rank-limit)
[279]2892       (signal-program-error "Array type has too many dimensions: ~S." dims))
[6]2893     (make-list dims :initial-element '*))
2894    (list
2895     (when (>= (length dims) array-rank-limit)
[279]2896       (signal-program-error "Array type has too many dimensions: ~S." dims))
[6]2897     (dolist (dim dims)
2898       (unless (eq dim '*)
2899           (unless (and (integerp dim)
2900                          (>= dim 0) (< dim array-dimension-limit))
[279]2901             (signal-program-error "Bad dimension in array type: ~S." dim))))
[6]2902     dims)
2903    (t
[279]2904     (signal-program-error "Array dimensions is not a list, integer or *:~%  ~S"
2905                           dims))))
[6]2906
[9892]2907(def-type-translator array (&optional element-type dimensions &environment env)
[6]2908  (specialize-array-type
2909   (make-array-ctype :dimensions (check-array-dimensions dimensions)
[279]2910                     :complexp :maybe
[9892]2911                     :element-type (specifier-type element-type env))))
[6]2912
[9892]2913(def-type-translator simple-array (&optional element-type dimensions &environment env)
[6]2914  (specialize-array-type
2915   (make-array-ctype :dimensions (check-array-dimensions dimensions)
[9892]2916                         :element-type (specifier-type element-type env)
[6]2917                         :complexp nil)))
2918
[1789]2919;;; Order matters here.
[6]2920(defparameter specialized-array-element-types
[2528]2921  '(nil bit (unsigned-byte 8) (signed-byte 8) (unsigned-byte 16)
[4876]2922    (signed-byte 16) (unsigned-byte 32) #+32-bit-target fixnum (signed-byte 32)
[3963]2923    #+64-bit-target (unsigned-byte 64)
[4876]2924    #+64-bit-target fixnum
[3963]2925    #+64-bit-target (signed-byte 64)
[1789]2926    character  short-float double-float))
[6]2927
2928(defun specialize-array-type (type)
[7950]2929  (let* ((eltype (array-ctype-element-type type))
2930         (specialized-type (if (eq eltype *wild-type*)
2931                             *wild-type*
2932                             (dolist (stype-name specialized-array-element-types
2933                                      *universal-type*)
2934                               (let ((stype (specifier-type stype-name)))
2935                                 (when (csubtypep eltype stype)
2936                                   (return stype)))))))
[6]2937   
[7950]2938    (setf (array-ctype-specialized-element-type type) specialized-type
2939          (array-ctype-typecode type) (unless (eq specialized-type *wild-type*)
2940                                        (ctype-subtype specialized-type)))
[6]2941    type))
2942
2943
2944;;;; Member types.
2945
2946;;; The Member-Type represents uses of the MEMBER type specifier.  We bother
2947;;; with this at this level because MEMBER types are fairly important and union
2948;;; and intersection are well defined.
2949
[318]2950(defun %make-member-ctype (members)
[6]2951  (%istruct 'member-ctype
2952            (type-class-or-lose 'member)
2953            t
2954            members))
2955
[318]2956(defun make-member-ctype (&key members)
2957  (let* ((singlep (subsetp '(-0.0f0 0.0f0) members))
2958         (doublep (subsetp '(-0.0d0 0.0d0) members))
2959         (union-types
2960          (if singlep
2961            (if doublep
2962              (list *ctype-of-single-float-0* *ctype-of-double-float-0*)
2963              (list *ctype-of-single-float-0*))
2964            (if doublep
[2530]2965              (list *ctype-of-double-float-0*)))))
[318]2966    (if union-types
2967      (progn
2968        (if singlep
2969          (setq members (set-difference '(-0.0f0 0.0f0) members)))
2970        (if doublep
2971          (setq members (set-difference '(-0.d00 0.0d0) members)))
2972        (make-union-ctype (if (null members)
2973                            union-types
2974                            (cons (%make-member-ctype members) union-types))))
2975      (%make-member-ctype members))))
2976       
2977
[6]2978(defun member-ctype-p (x) (istruct-typep x 'member-ctype))
2979(setf (type-predicate 'member-ctype) 'member-ctype-p)
2980
2981(define-type-method (member :unparse) (type)
[279]2982  (if (type= type (specifier-type 'standard-char))
2983    'standard-char
2984    (let ((members (member-ctype-members type)))
2985      (if (equal members '(nil))
[6]2986        'null
[279]2987        `(member ,@members)))))
[6]2988
2989(define-type-method (member :simple-subtypep) (type1 type2)
2990  (values (subsetp (member-ctype-members type1) (member-ctype-members type2))
2991            t))
2992
2993
2994(define-type-method (member :complex-subtypep-arg1) (type1 type2)
[279]2995  (every/type (swapped-args-fun #'ctypep)
2996              type2
2997              (member-ctype-members type1)))
[6]2998
2999;;; We punt if the odd type is enumerable and intersects with the member type.
3000;;; If not enumerable, then it is definitely not a subtype of the member type.
3001;;;
3002(define-type-method (member :complex-subtypep-arg2) (type1 type2)
3003  (cond ((not (ctype-enumerable type1)) (values nil t))
[279]3004          ((types-intersect type1 type2)
3005           (invoke-complex-subtypep-arg1-method type1 type2))
[6]3006          (t
3007           (values nil t))))
3008
3009(define-type-method (member :simple-intersection) (type1 type2)
3010  (let ((mem1 (member-ctype-members type1))
[279]3011        (mem2 (member-ctype-members type2)))
[6]3012    (values (cond ((subsetp mem1 mem2) type1)
[279]3013                  ((subsetp mem2 mem1) type2)
3014                  (t
3015                   (let ((res (intersection mem1 mem2)))
3016                     (if res
3017                       (make-member-ctype :members res)
3018                       *empty-type*))))
3019            t)))
[6]3020
3021(define-type-method (member :complex-intersection) (type1 type2)
3022  (block PUNT
[279]3023    (collect ((members))
[6]3024      (let ((mem2 (member-ctype-members type2)))
[279]3025        (dolist (member mem2)
3026          (multiple-value-bind (val win) (ctypep member type1)
3027            (unless win
3028              (return-from punt nil))
3029            (when val (members member))))
3030        (cond ((subsetp mem2 (members)) type2)
3031              ((null (members)) *empty-type*)
3032              (t
3033               (make-member-ctype :members (members))))))))
[6]3034
3035;;; We don't need a :COMPLEX-UNION, since the only interesting case is a union
3036;;; type, and the member/union interaction is handled by the union type
3037;;; method.
3038(define-type-method (member :simple-union) (type1 type2)
3039  (let ((mem1 (member-ctype-members type1))
[279]3040        (mem2 (member-ctype-members type2)))
[6]3041    (cond ((subsetp mem1 mem2) type2)
[279]3042          ((subsetp mem2 mem1) type1)
3043          (t
3044           (make-member-ctype :members (union mem1 mem2))))))
[6]3045
3046
3047(define-type-method (member :simple-=) (type1 type2)
3048  (let ((mem1 (member-ctype-members type1))
[279]3049        (mem2 (member-ctype-members type2)))
[6]3050    (values (and (subsetp mem1 mem2) (subsetp mem2 mem1))
[279]3051            t)))
[6]3052
3053(define-type-method (member :complex-=) (type1 type2)
3054  (if (ctype-enumerable type1)
3055    (multiple-value-bind (val win)
3056                               (csubtypep type2 type1)
3057        (if (or val (not win))
3058        (values nil nil)
3059        (values nil t)))
3060    (values nil t)))
3061
3062(def-type-translator member (&rest members)
[279]3063  (if members
3064    (collect ((non-numbers) (numbers))
3065      (dolist (m (remove-duplicates members))
3066        (if (and (numberp m)
3067                 (not (and (floatp m) (zerop m))))
3068          (numbers (ctype-of m))
3069          (non-numbers m)))
3070      (apply #'type-union
3071             (if (non-numbers)
3072               (make-member-ctype :members (non-numbers))
3073               *empty-type*)
3074             (numbers)))
3075    *empty-type*))
[6]3076
[279]3077
[6]3078
3079;;;; Union types:
3080
3081;;; The Union-Type represents uses of the OR type specifier which can't be
3082;;; canonicalized to something simpler.  Canonical form:
3083;;;
3084;;; 1] There is never more than one Member-Type component.
3085;;; 2] There are never any Union-Type components.
3086;;;
3087
3088(defun make-union-ctype (types)
3089  (declare (list types))
3090  (%istruct 'union-ctype
3091            (type-class-or-lose 'union)
3092            (every #'(lambda (x) (ctype-enumerable x)) types)
3093            types))
3094
3095(defun union-ctype-p (x) (istruct-typep x 'union-ctype))
3096(setf (type-predicate 'union-ctype) 'union-ctype-p)
3097
3098
3099;;;    If List, then return that, otherwise the OR of the component types.
3100;;;
3101(define-type-method (union :unparse) (type)
3102  (declare (type ctype type))
[279]3103    (cond
3104      ((type= type (specifier-type 'list)) 'list)
3105      ((type= type (specifier-type 'float)) 'float)
3106      ((type= type (specifier-type 'real)) 'real)
3107      ((type= type (specifier-type 'sequence)) 'sequence)
3108      ((type= type (specifier-type 'bignum)) 'bignum)
3109      (t `(or ,@(mapcar #'type-specifier (union-ctype-types type))))))
[6]3110
3111
3112
3113(define-type-method (union :simple-=) (type1 type2)
[279]3114  (multiple-value-bind (subtype certain?)
3115      (csubtypep type1 type2)
3116    (if subtype
3117      (csubtypep type2 type1)
3118      (if certain?
3119        (values nil t)
3120        (multiple-value-bind (subtype certain?)
3121            (csubtypep type2 type1)
3122          (declare (ignore subtype))
3123          (values nil certain?))))))
[6]3124
3125
[279]3126(define-type-method (union :complex-=) (type1 type2)
3127  (declare (ignore type1))
3128  (if (some #'type-might-contain-other-types-p 
3129            (union-ctype-types type2))
3130    (values nil nil)
3131    (values nil t)))
3132
3133
3134(defun union-simple-subtypep (type1 type2)
3135  (every/type (swapped-args-fun #'union-complex-subtypep-arg2)
3136              type2
3137              (union-ctype-types type1)))
3138
[6]3139(define-type-method (union :simple-subtypep) (type1 type2)
[279]3140  (union-simple-subtypep type1 type2))
[6]3141
[279]3142(defun union-complex-subtypep-arg1 (type1 type2)
3143  (every/type (swapped-args-fun #'csubtypep)
3144              type2
3145              (union-ctype-types type1)))
[6]3146
3147(define-type-method (union :complex-subtypep-arg1) (type1 type2)
[279]3148  (union-complex-subtypep-arg1 type1 type2))
[6]3149
[279]3150(defun union-complex-subtypep-arg2 (type1 type2)
3151  (multiple-value-bind (sub-value sub-certain?)
3152      (progn
3153        (assert (union-ctype-p type2))
3154        (assert (not (union-ctype-p type1)))
3155        (type= type1
3156               (apply #'type-union
3157                      (mapcar (lambda (x) (type-intersection type1 x))
3158                              (union-ctype-types type2)))))
3159    (if sub-certain?
3160      (values sub-value sub-certain?)
3161      (invoke-complex-subtypep-arg1-method type1 type2))))
3162
[6]3163(define-type-method (union :complex-subtypep-arg2) (type1 type2)
[279]3164  (union-complex-subtypep-arg2 type1 type2))
[6]3165
[279]3166(define-type-method (union :simple-intersection :complex-intersection)
3167    (type1 type2)
3168  (assert (union-ctype-p type2))
3169  (cond ((and (union-ctype-p type1)
3170              (union-simple-subtypep type1 type2)) type1)
3171        ((and (union-ctype-p type1)
3172              (union-simple-subtypep type2 type1)) type2)
3173        ((and (not (union-ctype-p type1))
3174              (union-complex-subtypep-arg2 type1 type2))
3175         type1)
3176        ((and (not (union-ctype-p type1))
3177              (union-complex-subtypep-arg1 type2 type1))
3178         type2)
3179        (t 
3180         (let ((accumulator *empty-type*))
3181           (dolist (t2 (union-ctype-types type2) accumulator)
3182             (setf accumulator
3183                   (type-union accumulator
3184                               (type-intersection type1 t2))))))))
[6]3185
3186
[279]3187
[9892]3188(def-type-translator or (&rest type-specifiers &environment env)
[279]3189  (apply #'type-union
[9892]3190         (mapcar #'(lambda (spec) (specifier-type spec env)) type-specifiers)))
[279]3191
3192
3193;;; Intersection types
3194(defun make-intersection-ctype (enumerable types)
3195  (%istruct 'intersection-ctype
3196            (type-class-or-lose 'intersection)
3197            enumerable
3198            types))
3199
3200(defun intersection-ctype-p (x)
3201  (istruct-typep x 'intersection-ctype))
3202(setf (type-predicate 'intersection-ctype) 'intersection-ctype-p)
3203
3204(define-type-method (intersection :unparse) (type)
3205  (declare (type ctype type))
3206  (or (find type '(ratio keyword) :key #'specifier-type :test #'type=)
3207      `(and ,@(mapcar #'type-specifier (intersection-ctype-types type)))))
3208
3209;;; shared machinery for type equality: true if every type in the set
3210;;; TYPES1 matches a type in the set TYPES2 and vice versa
3211(defun type=-set (types1 types2)
3212  (flet (;; true if every type in the set X matches a type in the set Y
3213         (type<=-set (x y)
3214           (declare (type list x y))
3215           (every (lambda (xelement)
3216                    (position xelement y :test #'type=