*** empty log message ***
[bpt/guile.git] / libguile / guardians.c
dissimilarity index 78%
index 7cf0952..f2c7c95 100644 (file)
-/*     Copyright (C) 1998, 1999, 2000 Free Software Foundation, Inc.
- * 
- * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
- * it under the terms of the GNU General Public License as published by
- * the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
- * any later version.
- * 
- * This program is distributed in the hope that it will be useful,
- * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
- * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
- * GNU General Public License for more details.
- * 
- * You should have received a copy of the GNU General Public License
- * along with this software; see the file COPYING.  If not, write to
- * the Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330,
- * Boston, MA 02111-1307 USA
- *
- * As a special exception, the Free Software Foundation gives permission
- * for additional uses of the text contained in its release of GUILE.
- *
- * The exception is that, if you link the GUILE library with other files
- * to produce an executable, this does not by itself cause the
- * resulting executable to be covered by the GNU General Public License.
- * Your use of that executable is in no way restricted on account of
- * linking the GUILE library code into it.
- *
- * This exception does not however invalidate any other reasons why
- * the executable file might be covered by the GNU General Public License.
- *
- * This exception applies only to the code released by the
- * Free Software Foundation under the name GUILE.  If you copy
- * code from other Free Software Foundation releases into a copy of
- * GUILE, as the General Public License permits, the exception does
- * not apply to the code that you add in this way.  To avoid misleading
- * anyone as to the status of such modified files, you must delete
- * this exception notice from them.
- *
- * If you write modifications of your own for GUILE, it is your choice
- * whether to permit this exception to apply to your modifications.
- * If you do not wish that, delete this exception notice.  */
-
-/* Software engineering face-lift by Greg J. Badros, 11-Dec-1999,
-   gjb@cs.washington.edu, http://www.cs.washington.edu/homes/gjb */
-
-\f
-
-/* This is an implementation of guardians as described in
- * R. Kent Dybvig, Carl Bruggeman, and David Eby (1993) "Guardians in
- * a Generation-Based Garbage Collector" ACM SIGPLAN Conference on
- * Programming Language Design and Implementation, June 1993
- * ftp://ftp.cs.indiana.edu/pub/scheme-repository/doc/pubs/guardians.ps.gz
- *
- * Author:      Michael N. Livshin
- * Modified by: Mikael Djurfeldt
- */
-
-
-#include "libguile/_scm.h"
-#include "libguile/ports.h"
-#include "libguile/print.h"
-#include "libguile/smob.h"
-
-#include "libguile/validate.h"
-#include "libguile/guardians.h"
-
-
-/* The live and zombies FIFOs are implemented as tconcs as described
-   in Dybvig's paper.  This decouples addition and removal of elements
-   so that no synchronization between these needs to take place.
-*/
-
-typedef struct tconc_t
-{
-  SCM head;
-  SCM tail;
-} tconc_t;
-
-#define TCONC_EMPTYP(tc) (SCM_EQ_P ((tc).head, (tc).tail))
-
-#define TCONC_IN(tc, obj, pair) \
-do { \
-  SCM_SETCAR ((tc).tail, obj); \
-  SCM_SETCAR (pair, SCM_BOOL_F); \
-  SCM_SETCDR (pair, SCM_EOL); \
-  SCM_SETCDR ((tc).tail, pair); \
-  (tc).tail = pair; \
-} while (0)
-
-#define TCONC_OUT(tc, res) \
-do { \
-  (res) = SCM_CAR ((tc).head); \
-  (tc).head = SCM_CDR ((tc).head); \
-} while (0)
-
-
-static long tc16_guardian;
-
-typedef struct guardian_t
-{
-  tconc_t live;
-  tconc_t zombies;
-  struct guardian_t *next;
-} guardian_t;
-
-#define GUARDIAN(x) ((guardian_t *) SCM_CELL_WORD_1 (x))
-#define GUARDIAN_LIVE(x) (GUARDIAN (x)->live)
-#define GUARDIAN_ZOMBIES(x) (GUARDIAN (x)->zombies)
-#define GUARDIAN_NEXT(x) (GUARDIAN (x)->next)
-
-
-/* during the gc mark phase, live guardians are linked into a list here. */
-static guardian_t *first_live_guardian = NULL;
-static guardian_t **current_link_field = NULL;
-
-
-/* mark a guardian by adding it to the live guardian list.  */
-static SCM
-guardian_mark (SCM ptr)
-{
-  *current_link_field = GUARDIAN (ptr);
-  current_link_field = &GUARDIAN_NEXT (ptr);
-  GUARDIAN_NEXT (ptr) = NULL;
-
-  /* the objects protected by the guardian are not marked here: that
-     would prevent them from ever getting collected.  instead marking
-     is done at the end of the mark phase by scm_guardian_zombify.  */
-  return SCM_BOOL_F;
-}
-
-
-static scm_sizet
-guardian_free (SCM ptr)
-{
-  scm_must_free (GUARDIAN (ptr));
-  return sizeof (guardian_t);
-}
-
-
-static int
-guardian_print (SCM g, SCM port, scm_print_state *pstate)
-{
-  scm_puts ("#<guardian live objs: ", port);
-  scm_display (scm_length (SCM_CDR (GUARDIAN_LIVE (g).head)), port);
-  scm_puts (" zombies: ", port);
-  scm_display (scm_length (SCM_CDR (GUARDIAN_ZOMBIES (g).head)), port);
-  scm_puts (">", port);
-
-  return 1;
-}
-
-
-/* This is the Scheme entry point for each guardian: If arg is an object, it's
- * added to the guardian's live list.  If arg is unbound, the next available
- * zombified object (or #f if none) is returned.
- */ 
-static SCM
-guardian_apply (SCM guardian, SCM arg)
-{
-  if (!SCM_UNBNDP (arg))
-    {
-      scm_guard (guardian, arg);
-      return SCM_UNSPECIFIED;
-    }
-  else
-    return scm_get_one_zombie (guardian);
-}
-
-
-void
-scm_guard (SCM guardian, SCM obj)
-{
-  if (!SCM_IMP (obj))
-    {
-      SCM z;
-
-      SCM_NEWCELL (z);
-
-      /* This critical section barrier will be replaced by a mutex. */
-      SCM_DEFER_INTS;
-      TCONC_IN (GUARDIAN_LIVE (guardian), obj, z);
-      SCM_ALLOW_INTS;
-    }
-}
-
-
-SCM
-scm_get_one_zombie (SCM guardian)
-{
-  SCM res = SCM_BOOL_F;
-
-  /* This critical section barrier will be replaced by a mutex. */
-  SCM_DEFER_INTS;
-  if (!TCONC_EMPTYP (GUARDIAN_ZOMBIES (guardian)))
-    TCONC_OUT (GUARDIAN_ZOMBIES (guardian), res);
-  SCM_ALLOW_INTS;
-  return res;
-}
-
-
-SCM_DEFINE (scm_make_guardian, "make-guardian", 0, 0, 0, 
-            (),
-            "Create a new guardian.\n"
-           "A guardian protects a set of objects from garbage collection,\n"
-           "allowing a program to apply cleanup or other actions.\n\n"
-
-           "make-guardian returns a procedure representing the guardian.\n"
-           "Calling the guardian procedure with an argument adds the\n"
-           "argument to the guardian's set of protected objects.\n"
-           "Calling the guardian procedure without an argument returns\n"
-           "one of the protected objects which are ready for garbage\n"
-           "collection or @code{#f} if no such object is available.\n"
-           "Objects which are returned in this way are removed from\n"
-           "the guardian.\n\n"
-
-            "See R. Kent Dybvig, Carl Bruggeman, and David Eby (1993)\n"
-            "\"Guardians in a Generation-Based Garbage Collector\".\n"
-            "ACM SIGPLAN Conference on Programming Language Design\n"
-            "and Implementation, June 1993.")
-#define FUNC_NAME s_scm_make_guardian
-{
-  guardian_t *g = SCM_MUST_MALLOC_TYPE (guardian_t);
-  SCM z1 = scm_cons (SCM_BOOL_F, SCM_EOL);
-  SCM z2 = scm_cons (SCM_BOOL_F, SCM_EOL);
-  SCM z;
-
-  /* A tconc starts out with one tail pair. */
-  g->live.head = g->live.tail = z1;
-  g->zombies.head = g->zombies.tail = z2;
-
-  SCM_NEWSMOB (z, tc16_guardian, g);
-
-  return z;
-}
-#undef FUNC_NAME
-
-
-/* called before gc mark phase begins to initialise the live guardian list. */
-static void *
-guardian_gc_init (void *dummy1, void *dummy2, void *dummy3)
-{
-  current_link_field = &first_live_guardian;
-  first_live_guardian = NULL;
-
-  return 0;
-}
-
-
-/* this is called by the garbage collector between the mark and sweep
-   phases.  for each marked guardian, it moves any unmarked object in
-   its live list (tconc) to its zombie list (tconc).  */
-static void *
-guardian_zombify (void *dummy1, void *dummy2, void *dummy3)
-{
-  guardian_t *first_guardian;
-  guardian_t **link_field = &first_live_guardian;
-
-  /* Note that new guardians may be stuck on the end of the live
-     guardian list as we run this loop.  As we move unmarked objects
-     to the zombie list and mark them, we may find some guarded
-     guardians.  The guardian mark function will stick them on the end
-     of this list, so they'll be processed properly.  */
-
-  do {
-    guardian_t *g;
-    
-    first_guardian = *link_field;
-    link_field = current_link_field;
-
-    /* first, scan all the guardians that are currently known to be live
-       and move their unmarked objects to zombie lists. */
-
-    for (g = first_guardian; g; g = g->next)
-      {
-        SCM tconc_tail = g->live.tail;
-        SCM *prev_ptr = &g->live.head;
-        SCM pair = g->live.head;
-
-        while (! SCM_EQ_P (pair, tconc_tail))
-          {
-            SCM next_pair = SCM_CDR (pair);
-
-            if (SCM_NMARKEDP (SCM_CAR (pair)))
-              {
-                /* got you, zombie! */
-
-                /* out of the live list! */
-                *prev_ptr = next_pair;
-
-                /* into the zombie list! */
-                TCONC_IN (g->zombies, SCM_CAR (pair), pair);
-              }
-            else
-              prev_ptr = SCM_CDRLOC (pair);
-
-            pair = next_pair;
-          }
-
-        /* Mark the cells of the live list (yes, the cells in the list,
-           even though we don't care about objects pointed to by the list
-           cars, since we know they are already marked).  */
-        for (pair = g->live.head; !SCM_NULLP (pair); pair = SCM_CDR (pair))
-          SCM_SETGCMARK (pair);
-      }
-
-    /* ghouston: Doesn't it seem a bit disturbing that if a zombie
-       is returned to full life after getting returned from the
-       guardian procedure, it may reference objects which are in a
-       guardian's zombie list?  Is it not necessary to move such
-       zombies back to the live list, to avoid allowing the
-       guardian procedure to return an object which is referenced,
-       so not collectable?  The paper doesn't give this
-       impression.
-
-       cmm: the paper does explicitly say that an object that is    
-       guarded more than once should be returned more than once.    
-       I believe this covers the above scenario. */
-
-    /* Preserve the zombies in their undead state, by marking to    
-       prevent collection.  Note that this may uncover zombified    
-       guardians -- if so, they'll be processed in the next loop. */
-    for (g = first_guardian; g != *link_field; g = g->next)
-      scm_gc_mark (g->zombies.head);
-  } while (current_link_field != link_field);
-  
-  return 0;
-}
-
-
-void
-scm_init_guardian()
-{
-  tc16_guardian = scm_make_smob_type ("guardian", 0);
-  scm_set_smob_mark (tc16_guardian, guardian_mark);
-  scm_set_smob_free (tc16_guardian, guardian_free);
-  scm_set_smob_print (tc16_guardian, guardian_print);
-  scm_set_smob_apply (tc16_guardian, guardian_apply, 0, 1, 0);
-
-  scm_c_hook_add (&scm_before_mark_c_hook, guardian_gc_init, 0, 0);
-  scm_c_hook_add (&scm_before_sweep_c_hook, guardian_zombify, 0, 0);
-
-#ifndef SCM_MAGIC_SNARFER
-#include "libguile/guardians.x"
-#endif
-}
-
-/*
-  Local Variables:
-  c-file-style: "gnu"
-  End:
-*/
+/* Copyright (C) 1998,1999,2000,2001 Free Software Foundation, Inc.
+ * 
+ * This library is free software; you can redistribute it and/or
+ * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
+ * License as published by the Free Software Foundation; either
+ * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
+ *
+ * This library is distributed in the hope that it will be useful,
+ * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+ * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
+ * Lesser General Public License for more details.
+ *
+ * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
+ * License along with this library; if not, write to the Free Software
+ * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
+ */
+
+\f
+
+/* This is an implementation of guardians as described in
+ * R. Kent Dybvig, Carl Bruggeman, and David Eby (1993) "Guardians in
+ * a Generation-Based Garbage Collector" ACM SIGPLAN Conference on
+ * Programming Language Design and Implementation, June 1993
+ * ftp://ftp.cs.indiana.edu/pub/scheme-repository/doc/pubs/guardians.ps.gz
+ *
+ * Original design:          Mikael Djurfeldt
+ * Original implementation:  Michael Livshin
+ * Hacked on since by:       everybody
+ *
+ * By this point, the semantics are actually quite different from
+ * those described in the abovementioned paper.  The semantic changes
+ * are there to improve safety and intuitiveness.  The interface is
+ * still (mostly) the one described by the paper, however.
+ *
+ * Boiled down again:        Marius Vollmer
+ *
+ * Now they should again behave like those described in the paper.
+ * Scheme guardians should be simple and friendly, not like the greedy
+ * monsters we had...
+ */
+
+
+#include "libguile/_scm.h"
+#include "libguile/async.h"
+#include "libguile/ports.h"
+#include "libguile/print.h"
+#include "libguile/smob.h"
+#include "libguile/validate.h"
+#include "libguile/root.h"
+#include "libguile/hashtab.h"
+#include "libguile/weaks.h"
+#include "libguile/deprecation.h"
+#include "libguile/eval.h"
+
+#include "libguile/guardians.h"
+
+
+/* The live and zombies FIFOs are implemented as tconcs as described
+   in Dybvig's paper.  This decouples addition and removal of elements
+   so that no synchronization between these needs to take place.
+*/
+
+typedef struct t_tconc
+{
+  SCM head;
+  SCM tail;
+} t_tconc;
+
+#define TCONC_EMPTYP(tc) (scm_is_eq ((tc).head, (tc).tail))
+
+#define TCONC_IN(tc, obj, pair) \
+do { \
+  SCM_SETCAR ((tc).tail, obj); \
+  SCM_SET_CELL_OBJECT_1 (pair, SCM_EOL); \
+  SCM_SET_CELL_OBJECT_0 (pair, SCM_BOOL_F); \
+  SCM_SETCDR ((tc).tail, pair); \
+  (tc).tail = pair; \
+} while (0)
+
+#define TCONC_OUT(tc, res) \
+do { \
+  (res) = SCM_CAR ((tc).head); \
+  (tc).head = SCM_CDR ((tc).head); \
+} while (0)
+
+
+static scm_t_bits tc16_guardian;
+
+typedef struct t_guardian
+{
+  t_tconc live;
+  t_tconc zombies;
+  struct t_guardian *next;
+} t_guardian;
+
+#define GUARDIAN_P(x)    SCM_SMOB_PREDICATE(tc16_guardian, x)
+#define GUARDIAN_DATA(x) ((t_guardian *) SCM_CELL_WORD_1 (x))
+
+static t_guardian *guardians;
+
+void
+scm_i_init_guardians_for_gc ()
+{
+  guardians = NULL;
+}
+
+/* mark a guardian by adding it to the live guardian list.  */
+static SCM
+guardian_mark (SCM ptr)
+{
+  t_guardian *g = GUARDIAN_DATA (ptr);
+  g->next = guardians;
+  guardians = g;
+
+  return SCM_BOOL_F;
+}
+
+/* Identify inaccessible objects and move them from the live list to
+   the zombie list.  An object is inaccessible when it is unmarked at
+   this point.  Therefore, the inaccessible objects are not marked yet
+   since that would prevent them from being recognized as
+   inaccessible.
+
+   The pairs that form the life list itself are marked, tho.
+*/
+void
+scm_i_identify_inaccessible_guardeds ()
+{
+  t_guardian *g;
+
+  for (g = guardians; g; g = g->next)
+    {
+      SCM pair, next_pair;
+      SCM *prev_ptr;
+
+      for (pair = g->live.head, prev_ptr = &g->live.head;
+          !scm_is_eq (pair, g->live.tail);
+          pair = next_pair)
+       {
+         SCM obj = SCM_CAR (pair);
+         next_pair = SCM_CDR (pair);
+         if (!SCM_GC_MARK_P (obj))
+           {
+             /* Unmarked, move to 'inaccessible' list.
+              */
+             *prev_ptr = next_pair;
+             TCONC_IN (g->zombies, obj, pair);
+           }
+         else
+           {
+             SCM_SET_GC_MARK (pair);
+             prev_ptr = SCM_CDRLOC (pair);
+           }
+       }
+      SCM_SET_GC_MARK (pair);
+    }
+}
+
+int
+scm_i_mark_inaccessible_guardeds ()
+{
+  t_guardian *g;
+  int again = 0;
+
+  /* We never need to see the guardians again that are processed here,
+     so we clear the list.  Calling scm_gc_mark below might find new
+     guardians, however (and other things), and we inform the GC about
+     this by returning non-zero.  See scm_mark_all in gc-mark.c
+  */
+
+  g = guardians;
+  guardians = NULL;
+
+  for (; g; g = g->next)
+    {
+      SCM pair;
+
+      for (pair = g->zombies.head;
+          !scm_is_eq (pair, g->zombies.tail);
+          pair = SCM_CDR (pair))
+       {
+         if (!SCM_GC_MARK_P (pair))
+           {
+             scm_gc_mark (SCM_CAR (pair));
+             SCM_SET_GC_MARK (pair);
+             again = 1;
+           }
+       }
+      SCM_SET_GC_MARK (pair);
+    }
+  return again;
+}
+
+static size_t
+guardian_free (SCM ptr)
+{
+  scm_gc_free (GUARDIAN_DATA (ptr), sizeof (t_guardian), "guardian");
+  return 0;
+}
+
+static int
+guardian_print (SCM guardian, SCM port, scm_print_state *pstate SCM_UNUSED)
+{
+  t_guardian *g = GUARDIAN_DATA (guardian);
+  
+  scm_puts ("#<guardian ", port);
+  scm_uintprint ((scm_t_bits) g, 16, port);
+
+  scm_puts (" (reachable: ", port);
+  scm_display (scm_length (SCM_CDR (g->live.head)), port);
+  scm_puts (" unreachable: ", port);
+  scm_display (scm_length (SCM_CDR (g->zombies.head)), port);
+  scm_puts (")", port);
+
+  scm_puts (">", port);
+
+  return 1;
+}
+
+static void
+scm_i_guard (SCM guardian, SCM obj)
+{
+  t_guardian *g = GUARDIAN_DATA (guardian);
+  
+  if (!SCM_IMP (obj))
+    {
+      SCM z;
+      z = scm_cons (SCM_BOOL_F, SCM_BOOL_F);
+      TCONC_IN (g->live, obj, z);
+    }
+}
+
+static SCM
+scm_i_get_one_zombie (SCM guardian)
+{
+  t_guardian *g = GUARDIAN_DATA (guardian);
+  SCM res = SCM_BOOL_F;
+
+  if (!TCONC_EMPTYP (g->zombies))
+    TCONC_OUT (g->zombies, res);
+
+  return res;
+}
+
+/* This is the Scheme entry point for each guardian: If OBJ is an
+ * object, it's added to the guardian's live list.  If OBJ is unbound,
+ * the next available unreachable object (or #f if none) is returned.
+ *
+ * If the second optional argument THROW_P is true (the default), then
+ * an error is raised if GUARDIAN is greedy and OBJ is already greedily
+ * guarded.  If THROW_P is false, #f is returned instead of raising the
+ * error, and #t is returned if everything is fine.
+ */ 
+static SCM
+guardian_apply (SCM guardian, SCM obj, SCM throw_p)
+{
+#if ENABLE_DEPRECATED
+  if (!SCM_UNBNDP (throw_p))
+    scm_c_issue_deprecation_warning
+      ("Using the 'throw?' argument of a guardian is deprecated "
+       "and ineffective.");
+#endif
+
+  if (!SCM_UNBNDP (obj))
+    {
+      scm_i_guard (guardian, obj);
+      return SCM_UNSPECIFIED;
+    }
+  else
+    return scm_i_get_one_zombie (guardian);
+}
+
+SCM_DEFINE (scm_make_guardian, "make-guardian", 0, 0, 0, 
+           (),
+"Create a new guardian.  A guardian protects a set of objects from\n"
+"garbage collection, allowing a program to apply cleanup or other\n"
+"actions.\n"
+"\n"
+"@code{make-guardian} returns a procedure representing the guardian.\n"
+"Calling the guardian procedure with an argument adds the argument to\n"
+"the guardian's set of protected objects.  Calling the guardian\n"
+"procedure without an argument returns one of the protected objects\n"
+"which are ready for garbage collection, or @code{#f} if no such object\n"
+"is available.  Objects which are returned in this way are removed from\n"
+"the guardian.\n"
+"\n"
+"You can put a single object into a guardian more than once and you can\n"
+"put a single object into more than one guardian.  The object will then\n"
+"be returned multiple times by the guardian procedures.\n"
+"\n"
+"An object is eligible to be returned from a guardian when it is no\n"
+"longer referenced from outside any guardian.\n"
+"\n"
+"There is no guarantee about the order in which objects are returned\n"
+"from a guardian.  If you want to impose an order on finalization\n"
+"actions, for example, you can do that by keeping objects alive in some\n"
+"global data structure until they are no longer needed for finalizing\n"
+"other objects.\n"
+"\n"
+"Being an element in a weak vector, a key in a hash table with weak\n"
+"keys, or a value in a hash table with weak value does not prevent an\n"
+"object from being returned by a guardian.  But as long as an object\n"
+"can be returned from a guardian it will not be removed from such a\n"
+"weak vector or hash table.  In other words, a weak link does not\n"
+"prevent an object from being considered collectable, but being inside\n"
+"a guardian prevents a weak link from being broken.\n"
+"\n"
+"A key in a weak key hash table can be though of as having a strong\n"
+"reference to its associated value as long as the key is accessible.\n"
+"Consequently, when the key only accessible from within a guardian, the\n"
+"reference from the key to the value is also considered to be coming\n"
+"from within a guardian.  Thus, if there is no other reference to the\n"
+           "value, it is eligible to be returned from a guardian.\n")
+#define FUNC_NAME s_scm_make_guardian
+{
+  t_guardian *g = scm_gc_malloc (sizeof (t_guardian), "guardian");
+  SCM z1 = scm_cons (SCM_BOOL_F, SCM_EOL);
+  SCM z2 = scm_cons (SCM_BOOL_F, SCM_EOL);
+  SCM z;
+
+  /* A tconc starts out with one tail pair. */
+  g->live.head = g->live.tail = z1;
+  g->zombies.head = g->zombies.tail = z2;
+
+  g->next = NULL;
+
+  SCM_NEWSMOB (z, tc16_guardian, g);
+
+  return z;
+}
+#undef FUNC_NAME
+
+void
+scm_init_guardians ()
+{
+  tc16_guardian = scm_make_smob_type ("guardian", 0);
+  scm_set_smob_mark (tc16_guardian, guardian_mark);
+  scm_set_smob_free (tc16_guardian, guardian_free);
+  scm_set_smob_print (tc16_guardian, guardian_print);
+#if ENABLE_DEPRECATED
+  scm_set_smob_apply (tc16_guardian, guardian_apply, 0, 2, 0);
+#else
+  scm_set_smob_apply (tc16_guardian, guardian_apply, 0, 1, 0);
+#endif
+
+#include "libguile/guardians.x"
+}
+
+/*
+  Local Variables:
+  c-file-style: "gnu"
+  End:
+*/