vm/vm.hpp

   1 using namespace std;
   2
   3 namespace factor {
   4
   5 struct growable_array;
   6 struct code_root;
   7
   8 struct factor_vm {
   9   //
  10   // vvvvvv
  11   // THESE FIELDS ARE ACCESSED DIRECTLY FROM FACTOR. See:
  12   //   basis/vm/vm.factor
  13   //   basis/compiler/constants/constants.factor
  14
  15   /* Current context */
  16   context* ctx;
  17
  18   /* Spare context -- for callbacks */
  19   context* spare_ctx;
  20
  21   /* New objects are allocated here, use the data->nursery reference
  22      instead from c++ code. */
  23   bump_allocator nursery;
  24
  25   /* Add this to a shifted address to compute write barrier offsets */
  26   cell cards_offset;
  27   cell decks_offset;
  28
  29   /* cdecl signal handler address, used by signal handler subprimitives */
  30   cell signal_handler_addr;
  31
  32   /* are we handling a memory error? used to detect double faults */
  33   cell faulting_p;
  34
  35   /* Various special objects, accessed by special-object and
  36         set-special-object primitives */
  37   cell special_objects[special_object_count];
  38
  39   // THESE FIELDS ARE ACCESSED DIRECTLY FROM FACTOR.
  40   // ^^^^^^
  41   //
  42
  43   /* Handle to the main thread we run in */
  44   THREADHANDLE thread;
  45
  46   /* Data stack and retain stack sizes */
  47   cell datastack_size, retainstack_size, callstack_size;
  48
  49   /* Stack of callback IDs */
  50   std::vector<int> callback_ids;
  51
  52   /* Next callback ID */
  53   int callback_id;
  54
  55   /* List of callback function descriptors for PPC */
  56   std::list<void**> function_descriptors;
  57
  58   /* Pooling unused contexts to make context allocation cheaper */
  59   std::list<context*> unused_contexts;
  60
  61   /* Active contexts, for tracing by the GC */
  62   std::set<context*> active_contexts;
  63
  64   /* Canonical truth value. In Factor, 't' */
  65   cell true_object;
  66
  67   /* External entry points */
  68   c_to_factor_func_type c_to_factor_func;
  69
  70   /* Is profiling enabled? */
  71   volatile cell sampling_profiler_p;
  72   fixnum samples_per_second;
  73
  74   /* Global variables used to pass fault handler state from signal handler
  75      to VM */
  76   bool signal_resumable;
  77   cell signal_number;
  78   cell signal_fault_addr;
  79   cell signal_fault_pc;
  80   unsigned int signal_fpu_status;
  81
  82   /* Pipe used to notify Factor multiplexer of signals */
  83   int signal_pipe_input, signal_pipe_output;
  84
  85   /* State kept by the sampling profiler */
  86   std::vector<profiling_sample> samples;
  87   std::vector<cell> sample_callstacks;
  88
  89   /* GC is off during heap walking */
  90   bool gc_off;
  91
  92   /* Data heap */
  93   data_heap* data;
  94
  95   /* Code heap */
  96   code_heap* code;
  97
  98   /* Pinned callback stubs */
  99   callback_heap* callbacks;
 100
 101   /* Only set if we're performing a GC */
 102   gc_state* current_gc;
 103   volatile cell current_gc_p;
 104
 105   /* Set if we're in the jit */
 106   volatile fixnum current_jit_count;
 107
 108   /* Mark stack */
 109   std::vector<cell> mark_stack;
 110
 111   /* If not NULL, we push GC events here */
 112   std::vector<gc_event>* gc_events;
 113
 114   /* If a runtime function needs to call another function which potentially
 115      allocates memory, it must wrap any references to the data and code
 116      heaps with data_root and code_root smart pointers, which register
 117      themselves here. See data_roots.hpp and code_roots.hpp */
 118
 119   std::vector<cell*> data_roots;
 120   std::vector<code_root*> code_roots;
 121
 122   /* Debugger */
 123   bool fep_p;
 124   bool fep_help_was_shown;
 125   bool fep_disabled;
 126   bool full_output;
 127
 128   /* Canonical bignums */
 129   cell bignum_zero;
 130   cell bignum_pos_one;
 131   cell bignum_neg_one;
 132
 133   /* Method dispatch statistics */
 134   dispatch_statistics dispatch_stats;
 135
 136   /* Number of entries in a polymorphic inline cache */
 137   cell max_pic_size;
 138
 139   /* Incrementing object counter for identity hashing */
 140   cell object_counter;
 141
 142   /* Sanity check to ensure that monotonic counter doesn't decrease */
 143   uint64_t last_nano_count;
 144
 145   /* Stack for signal handlers, only used on Unix */
 146   segment* signal_callstack_seg;
 147
 148   /* Are we already handling a fault? Used to catch double memory faults */
 149   static bool fatal_erroring_p;
 150
 151   /* Safepoint state */
 152   volatile safepoint_state safepoint;
 153
 154   // contexts
 155   context* new_context();
 156   void init_context(context* ctx);
 157   void delete_context();
 158   void init_contexts(cell datastack_size_, cell retainstack_size_,
 159                      cell callstack_size_);
 160   void delete_contexts();
 161   cell begin_callback(cell quot);
 162   void end_callback();
 163   void primitive_current_callback();
 164   void primitive_context_object();
 165   void primitive_context_object_for();
 166   void primitive_set_context_object();
 167   cell stack_to_array(cell bottom, cell top, vm_error_type error);
 168   cell datastack_to_array(context* ctx);
 169   void primitive_datastack();
 170   void primitive_datastack_for();
 171   cell retainstack_to_array(context* ctx);
 172   void primitive_retainstack();
 173   void primitive_retainstack_for();
 174   cell array_to_stack(array* array, cell bottom);
 175   void set_datastack(context* ctx, array* array);
 176   void primitive_set_datastack();
 177   void set_retainstack(context* ctx, array* array);
 178   void primitive_set_retainstack();
 179   void primitive_check_datastack();
 180   void primitive_load_locals();
 181
 182   // run
 183   void primitive_exit();
 184   void primitive_nano_count();
 185   void primitive_sleep();
 186   void primitive_set_slot();
 187
 188   // objects
 189   void primitive_special_object();
 190   void primitive_set_special_object();
 191   void primitive_identity_hashcode();
 192   void compute_identity_hashcode(object* obj);
 193   void primitive_compute_identity_hashcode();
 194   cell object_size(cell tagged);
 195   cell clone_object(cell obj_);
 196   void primitive_clone();
 197   void primitive_become();
 198
 199   // sampling_profiler
 200   void clear_samples();
 201   void record_sample(bool prolog_p);
 202   void record_callstack_sample(cell* begin, cell* end, bool prolog_p);
 203   void start_sampling_profiler(fixnum rate);
 204   void end_sampling_profiler();
 205   void set_sampling_profiler(fixnum rate);
 206   void primitive_sampling_profiler();
 207   void primitive_get_samples();
 208   void primitive_clear_samples();
 209
 210   // errors
 211   void general_error(vm_error_type error, cell arg1, cell arg2);
 212   void type_error(cell type, cell tagged);
 213   void not_implemented_error();
 214   void verify_memory_protection_error(cell addr);
 215   void memory_protection_error(cell pc, cell addr);
 216   void signal_error(cell signal);
 217   void divide_by_zero_error();
 218   void fp_trap_error(unsigned int fpu_status);
 219   void primitive_unimplemented();
 220   void memory_signal_handler_impl();
 221   void synchronous_signal_handler_impl();
 222   void fp_signal_handler_impl();
 223
 224   // bignum
 225   int bignum_equal_p(bignum* x, bignum* y);
 226   enum bignum_comparison bignum_compare(bignum* x, bignum* y);
 227   bignum* bignum_add(bignum* x, bignum* y);
 228   bignum* bignum_subtract(bignum* x, bignum* y);
 229   bignum* bignum_square(bignum* x_);
 230   bignum* bignum_multiply(bignum* x, bignum* y);
 231   void bignum_divide(bignum* numerator, bignum* denominator, bignum** quotient,
 232                      bignum** remainder);
 233   bignum* bignum_quotient(bignum* numerator, bignum* denominator);
 234   bignum* bignum_remainder(bignum* numerator, bignum* denominator);
 235   cell bignum_to_cell(bignum* bn);
 236   fixnum bignum_to_fixnum_strict(bignum* bn);
 237   fixnum bignum_to_fixnum(bignum* bn);
 238   int64_t bignum_to_long_long(bignum* bn);
 239   uint64_t bignum_to_ulong_long(bignum* bn);
 240   bignum* double_to_bignum(double x);
 241   int bignum_equal_p_unsigned(bignum* x, bignum* y);
 242   enum bignum_comparison bignum_compare_unsigned(bignum* x, bignum* y);
 243   bignum* bignum_add_unsigned(bignum* x_, bignum* y_, int negative_p);
 244   bignum* bignum_subtract_unsigned(bignum* x_, bignum* y_);
 245   bignum* bignum_multiply_unsigned(bignum* x_, bignum* y_, int negative_p);
 246   bignum* bignum_multiply_unsigned_small_factor(bignum* x, bignum_digit_type y,
 247                                                 int negative_p);
 248   void bignum_destructive_add(bignum* bn, bignum_digit_type n);
 249   void bignum_destructive_scale_up(bignum* bn, bignum_digit_type factor);
 250   void bignum_divide_unsigned_large_denominator(
 251       bignum* numerator_, bignum* denominator_, bignum** quotient,
 252       bignum** remainder, int q_negative_p, int r_negative_p);
 253   void bignum_divide_unsigned_normalized(bignum* u, bignum* v, bignum* q);
 254   bignum_digit_type bignum_divide_subtract(bignum_digit_type* v_start,
 255                                            bignum_digit_type* v_end,
 256                                            bignum_digit_type guess,
 257                                            bignum_digit_type* u_start);
 258   void bignum_divide_unsigned_medium_denominator(
 259       bignum* numerator_, bignum_digit_type denominator, bignum** quotient,
 260       bignum** remainder, int q_negative_p, int r_negative_p);
 261   void bignum_destructive_normalization(bignum* source, bignum* target,
 262                                         int shift_left);
 263   void bignum_destructive_unnormalization(bignum* bn, int shift_right);
 264   bignum_digit_type bignum_digit_divide(
 265       bignum_digit_type uh, bignum_digit_type ul, bignum_digit_type v,
 266       bignum_digit_type* q) /* return value */;
 267   bignum_digit_type bignum_digit_divide_subtract(bignum_digit_type v1,
 268                                                  bignum_digit_type v2,
 269                                                  bignum_digit_type guess,
 270                                                  bignum_digit_type* u);
 271   void bignum_divide_unsigned_small_denominator(
 272       bignum* numerator_, bignum_digit_type denominator, bignum** quotient,
 273       bignum** remainder, int q_negative_p, int r_negative_p);
 274   bignum_digit_type bignum_destructive_scale_down(
 275       bignum* bn, bignum_digit_type denominator);
 276   bignum* bignum_remainder_unsigned_small_denominator(bignum* n,
 277                                                       bignum_digit_type d,
 278                                                       int negative_p);
 279   bignum* bignum_digit_to_bignum(bignum_digit_type digit, int negative_p);
 280   bignum* allot_bignum(bignum_length_type length, int negative_p);
 281   bignum* allot_bignum_zeroed(bignum_length_type length, int negative_p);
 282   bignum* bignum_shorten_length(bignum* bn, bignum_length_type length);
 283   bignum* bignum_trim(bignum* bn);
 284   bignum* bignum_new_sign(bignum* x_, int negative_p);
 285   bignum* bignum_maybe_new_sign(bignum* x_, int negative_p);
 286   void bignum_destructive_copy(bignum* source, bignum* target);
 287   bignum* bignum_bitwise_not(bignum* x_);
 288   bignum* bignum_arithmetic_shift(bignum* arg1, fixnum n);
 289   bignum* bignum_bitwise_and(bignum* arg1, bignum* arg2);
 290   bignum* bignum_bitwise_ior(bignum* arg1, bignum* arg2);
 291   bignum* bignum_bitwise_xor(bignum* arg1, bignum* arg2);
 292   bignum* bignum_magnitude_ash(bignum* arg1_, fixnum n);
 293   bignum* bignum_pospos_bitwise_op(int op, bignum* arg1_, bignum* arg2_);
 294   bignum* bignum_posneg_bitwise_op(int op, bignum* arg1_, bignum* arg2_);
 295   bignum* bignum_negneg_bitwise_op(int op, bignum* arg1_, bignum* arg2_);
 296   void bignum_negate_magnitude(bignum* arg);
 297   bignum* bignum_integer_length(bignum* x_);
 298   int bignum_logbitp(int shift, bignum* arg);
 299   int bignum_unsigned_logbitp(int shift, bignum* bn);
 300   bignum* bignum_gcd(bignum* a_, bignum* b_);
 301
 302   //data heap
 303   void init_card_decks();
 304   void set_data_heap(data_heap* data_);
 305   void init_data_heap(cell young_size, cell aging_size, cell tenured_size);
 306   void primitive_size();
 307   data_heap_room data_room();
 308   void primitive_data_room();
 309   void begin_scan();
 310   void end_scan();
 311   cell instances(cell type);
 312   void primitive_all_instances();
 313
 314   template <typename Generation, typename Iterator>
 315   inline void each_object(Generation* gen, Iterator& iterator) {
 316     cell obj = gen->first_object();
 317     while (obj) {
 318       iterator((object*)obj);
 319       obj = gen->next_object_after(obj);
 320     }
 321   }
 322
 323   template <typename Iterator> inline void each_object(Iterator& iterator) {
 324
 325     /* The nursery can't be iterated because there may be gaps between
 326        the objects (see factor_vm::reallot_array) so we require it to
 327        be empty first. */
 328     FACTOR_ASSERT(data->nursery->occupied_space() == 0);
 329
 330     gc_off = true;
 331     each_object(data->tenured, iterator);
 332     each_object(data->aging, iterator);
 333     gc_off = false;
 334   }
 335
 336   /* the write barrier must be called any time we are potentially storing a
 337      pointer from an older generation to a younger one */
 338   inline void write_barrier(cell* slot_ptr) {
 339     *(char*)(cards_offset + ((cell)slot_ptr >> card_bits)) = card_mark_mask;
 340     *(char*)(decks_offset + ((cell)slot_ptr >> deck_bits)) = card_mark_mask;
 341   }
 342
 343   inline void write_barrier(object* obj, cell size) {
 344     cell start = (cell)obj & (~card_size + 1);
 345     cell end = ((cell)obj + size + card_size - 1) & (~card_size + 1);
 346
 347     for (cell offset = start; offset < end; offset += card_size)
 348       write_barrier((cell*)offset);
 349   }
 350
 351   // data heap checker
 352   void check_data_heap();
 353
 354   // gc
 355   void end_gc();
 356   void set_current_gc_op(gc_op op);
 357   void start_gc_again();
 358   void collect_nursery();
 359   void collect_aging();
 360   void collect_to_tenured();
 361   void update_code_roots_for_sweep();
 362   void update_code_roots_for_compaction();
 363   void collect_mark_impl();
 364   void collect_sweep_impl();
 365   void collect_full();
 366   void collect_compact_impl();
 367   void collect_compact_code_impl();
 368   void collect_compact();
 369   void collect_growing_heap(cell requested_size);
 370   void gc(gc_op op, cell requested_size);
 371   void primitive_minor_gc();
 372   void primitive_full_gc();
 373   void primitive_compact_gc();
 374   void primitive_enable_gc_events();
 375   void primitive_disable_gc_events();
 376   object* allot_object(cell type, cell size);
 377   object* allot_large_object(cell type, cell size);
 378
 379   /* Allocates memory */
 380   template <typename Type> Type* allot(cell size) {
 381     return (Type*)allot_object(Type::type_number, size);
 382   }
 383
 384   // generic arrays
 385   template <typename Array> Array* allot_uninitialized_array(cell capacity);
 386   template <typename Array>
 387   bool reallot_array_in_place_p(Array* array, cell capacity);
 388   template <typename Array> Array* reallot_array(Array* array_, cell capacity);
 389
 390   // debug
 391   void print_chars(ostream& out, string* str);
 392   void print_word(ostream& out, word* word, cell nesting);
 393   void print_factor_string(ostream& out, string* str);
 394   void print_array(ostream& out, array* array, cell nesting);
 395   void print_byte_array(ostream& out, byte_array* array, cell nesting);
 396   void print_tuple(ostream& out, tuple* tuple, cell nesting);
 397   void print_alien(ostream& out, alien* alien, cell nesting);
 398   void print_nested_obj(ostream& out, cell obj, fixnum nesting);
 399   void print_obj(ostream& out, cell obj);
 400   void print_objects(ostream& out, cell* start, cell* end);
 401   void print_datastack(ostream& out);
 402   void print_retainstack(ostream& out);
 403   void print_callstack(ostream& out);
 404   void print_callstack_object(ostream& out, callstack* obj);
 405   void dump_cell(ostream& out, cell x);
 406   void dump_memory(ostream& out, cell from, cell to);
 407   template <typename Generation>
 408   void dump_generation(ostream& out, const char* name, Generation* gen);
 409   void dump_generations(ostream& out);
 410   void dump_objects(ostream& out, cell type);
 411   void dump_edges(ostream& out);
 412   void find_data_references(ostream& out, cell look_for_);
 413   void dump_code_heap(ostream& out);
 414   void factorbug_usage(bool advanced_p);
 415   void factorbug();
 416   void primitive_die();
 417
 418   // arrays
 419   inline void set_array_nth(array* array, cell slot, cell value);
 420   array* allot_array(cell capacity, cell fill_);
 421   void primitive_array();
 422   cell allot_array_4(cell v1_, cell v2_, cell v3_, cell v4_);
 423   void primitive_resize_array();
 424   cell std_vector_to_array(std::vector<cell>& elements);
 425
 426   // strings
 427   string* allot_string_internal(cell capacity);
 428   void fill_string(string* str_, cell start, cell capacity, cell fill);
 429   string* allot_string(cell capacity, cell fill);
 430   void primitive_string();
 431   bool reallot_string_in_place_p(string* str, cell capacity);
 432   string* reallot_string(string* str_, cell capacity);
 433   void primitive_resize_string();
 434   void primitive_set_string_nth_fast();
 435
 436   // booleans
 437   cell tag_boolean(cell untagged) {
 438     return (untagged ? true_object : false_object);
 439   }
 440
 441   // byte arrays
 442   byte_array* allot_byte_array(cell size);
 443   void primitive_byte_array();
 444   void primitive_uninitialized_byte_array();
 445   void primitive_resize_byte_array();
 446
 447   template <typename Type> byte_array* byte_array_from_value(Type* value);
 448
 449   // tuples
 450   void primitive_tuple();
 451   void primitive_tuple_boa();
 452
 453   // words
 454   word* allot_word(cell name_, cell vocab_, cell hashcode_);
 455   void primitive_word();
 456   void primitive_word_code();
 457   void primitive_optimized_p();
 458   void primitive_wrapper();
 459   void jit_compile_word(cell word_, cell def_, bool relocating);
 460   cell find_all_words();
 461   void compile_all_words();
 462
 463   // math
 464   void primitive_bignum_to_fixnum();
 465   void primitive_bignum_to_fixnum_strict();
 466   void primitive_float_to_fixnum();
 467   void primitive_fixnum_divint();
 468   void primitive_fixnum_divmod();
 469   bignum* fixnum_to_bignum(fixnum);
 470   bignum* cell_to_bignum(cell);
 471   bignum* long_long_to_bignum(int64_t n);
 472   bignum* ulong_long_to_bignum(uint64_t n);
 473   inline fixnum sign_mask(fixnum x);
 474   inline fixnum branchless_max(fixnum x, fixnum y);
 475   inline fixnum branchless_abs(fixnum x);
 476   void primitive_fixnum_shift();
 477   void primitive_fixnum_to_bignum();
 478   void primitive_float_to_bignum();
 479   void primitive_bignum_eq();
 480   void primitive_bignum_add();
 481   void primitive_bignum_subtract();
 482   void primitive_bignum_multiply();
 483   void primitive_bignum_divint();
 484   void primitive_bignum_divmod();
 485   void primitive_bignum_mod();
 486   void primitive_bignum_gcd();
 487   void primitive_bignum_and();
 488   void primitive_bignum_or();
 489   void primitive_bignum_xor();
 490   void primitive_bignum_shift();
 491   void primitive_bignum_less();
 492   void primitive_bignum_lesseq();
 493   void primitive_bignum_greater();
 494   void primitive_bignum_greatereq();
 495   void primitive_bignum_not();
 496   void primitive_bignum_bitp();
 497   void primitive_bignum_log2();
 498   inline cell unbox_array_size();
 499   void primitive_fixnum_to_float();
 500   void primitive_format_float();
 501   void primitive_float_eq();
 502   void primitive_float_add();
 503   void primitive_float_subtract();
 504   void primitive_float_multiply();
 505   void primitive_float_divfloat();
 506   void primitive_float_less();
 507   void primitive_float_lesseq();
 508   void primitive_float_greater();
 509   void primitive_float_greatereq();
 510   void primitive_float_bits();
 511   void primitive_bits_float();
 512   void primitive_double_bits();
 513   void primitive_bits_double();
 514   fixnum to_fixnum(cell tagged);
 515   fixnum to_fixnum_strict(cell tagged);
 516   cell to_cell(cell tagged);
 517   cell from_signed_8(int64_t n);
 518   int64_t to_signed_8(cell obj);
 519   cell from_unsigned_8(uint64_t n);
 520   uint64_t to_unsigned_8(cell obj);
 521   float to_float(cell value);
 522   double to_double(cell value);
 523   inline void overflow_fixnum_add(fixnum x, fixnum y);
 524   inline void overflow_fixnum_subtract(fixnum x, fixnum y);
 525   inline void overflow_fixnum_multiply(fixnum x, fixnum y);
 526   inline cell from_signed_cell(fixnum x);
 527   inline cell from_unsigned_cell(cell x);
 528   inline cell allot_float(double n);
 529   inline bignum* float_to_bignum(cell tagged);
 530   inline double untag_float(cell tagged);
 531   inline double untag_float_check(cell tagged);
 532   inline fixnum float_to_fixnum(cell tagged);
 533   inline double fixnum_to_float(cell tagged);
 534
 535   // tagged
 536   template <typename Type> Type* untag_check(cell value);
 537
 538   // io
 539   void init_c_io();
 540   void io_error_if_not_EINTR();
 541   FILE* safe_fopen(char* filename, char* mode);
 542   int safe_fgetc(FILE* stream);
 543   size_t safe_fread(void* ptr, size_t size, size_t nitems, FILE* stream);
 544   void safe_fputc(int c, FILE* stream);
 545   size_t safe_fwrite(void* ptr, size_t size, size_t nitems, FILE* stream);
 546   int safe_ftell(FILE* stream);
 547   void safe_fseek(FILE* stream, off_t offset, int whence);
 548   void safe_fflush(FILE* stream);
 549   void safe_fclose(FILE* stream);
 550   void primitive_fopen();
 551   FILE* pop_file_handle();
 552   FILE* peek_file_handle();
 553   void primitive_fgetc();
 554   void primitive_fread();
 555   void primitive_fputc();
 556   void primitive_fwrite();
 557   void primitive_ftell();
 558   void primitive_fseek();
 559   void primitive_fflush();
 560   void primitive_fclose();
 561
 562   // code_block
 563   cell compute_entry_point_address(cell obj);
 564   cell compute_entry_point_pic_address(word* w, cell tagged_quot);
 565   cell compute_entry_point_pic_address(cell w_);
 566   cell compute_entry_point_pic_tail_address(cell w_);
 567   cell code_block_owner(code_block* compiled);
 568   void update_word_references(code_block* compiled, bool reset_inline_caches);
 569   void undefined_symbol();
 570   cell compute_dlsym_address(array* literals, cell index);
 571 #ifdef FACTOR_PPC
 572   cell compute_dlsym_toc_address(array* literals, cell index);
 573 #endif
 574   cell compute_vm_address(cell arg);
 575   void store_external_address(instruction_operand op);
 576   cell lookup_external_address(relocation_type rel_type,
 577                                code_block* compiled,
 578                                array* parameters,
 579                                cell index);
 580   cell compute_here_address(cell arg, cell offset, code_block* compiled);
 581   void initialize_code_block(code_block* compiled, cell literals);
 582   void initialize_code_block(code_block* compiled);
 583   void fixup_labels(array* labels, code_block* compiled);
 584   code_block* allot_code_block(cell size, code_block_type type);
 585   code_block* add_code_block(code_block_type type, cell code_, cell labels_,
 586                              cell owner_, cell relocation_, cell parameters_,
 587                              cell literals_, cell frame_size_untagged);
 588
 589   //code heap
 590   template <typename Iterator> void each_code_block(Iterator& iter) {
 591     code->allocator->iterate(iter);
 592   }
 593
 594   void init_code_heap(cell size);
 595   void update_code_heap_words(bool reset_inline_caches);
 596   void initialize_code_blocks();
 597   void primitive_modify_code_heap();
 598   void primitive_code_room();
 599   void primitive_strip_stack_traces();
 600   cell code_blocks();
 601   void primitive_code_blocks();
 602
 603   // callbacks
 604   void init_callbacks(cell size);
 605   void primitive_free_callback();
 606   void primitive_callback();
 607   void primitive_callback_room();
 608
 609   // image
 610   void init_objects(image_header* h);
 611   void load_data_heap(FILE* file, image_header* h, vm_parameters* p);
 612   void load_code_heap(FILE* file, image_header* h, vm_parameters* p);
 613   bool save_image(const vm_char* saving_filename, const vm_char* filename);
 614   void primitive_save_image();
 615   void primitive_save_image_and_exit();
 616   void fixup_data(cell data_offset, cell code_offset);
 617   void fixup_code(cell data_offset, cell code_offset);
 618   FILE* open_image(vm_parameters* p);
 619   void load_image(vm_parameters* p);
 620   bool read_embedded_image_footer(FILE* file, embedded_image_footer* footer);
 621   bool embedded_image_p();
 622
 623   template <typename Iterator, typename Fixup>
 624   void iterate_callstack_object(callstack* stack_, Iterator& iterator,
 625                                 Fixup& fixup);
 626   template <typename Iterator>
 627   void iterate_callstack_object(callstack* stack_, Iterator& iterator);
 628
 629   callstack* allot_callstack(cell size);
 630   cell second_from_top_stack_frame(context* ctx);
 631   cell capture_callstack(context* ctx);
 632   void primitive_callstack();
 633   void primitive_callstack_for();
 634   cell frame_predecessor(cell frame_top);
 635   void primitive_callstack_to_array();
 636   void primitive_innermost_stack_frame_executing();
 637   void primitive_innermost_stack_frame_scan();
 638   void primitive_set_innermost_stack_frame_quot();
 639   void primitive_callstack_bounds();
 640
 641   template <typename Iterator, typename Fixup>
 642   void iterate_callstack(context* ctx, Iterator& iterator, Fixup& fixup);
 643   template <typename Iterator>
 644   void iterate_callstack(context* ctx, Iterator& iterator);
 645
 646   // cpu-*
 647   void dispatch_signal_handler(cell* sp, cell* pc, cell newpc);
 648
 649   // alien
 650   char* pinned_alien_offset(cell obj);
 651   cell allot_alien(cell delegate_, cell displacement);
 652   cell allot_alien(void* address);
 653   void primitive_displaced_alien();
 654   void primitive_alien_address();
 655   void* alien_pointer();
 656   void primitive_dlopen();
 657   void primitive_dlsym();
 658   void primitive_dlsym_raw();
 659   void primitive_dlclose();
 660   void primitive_dll_validp();
 661   char* alien_offset(cell obj);
 662
 663   // quotations
 664   void primitive_jit_compile();
 665   cell lazy_jit_compile_entry_point();
 666   void primitive_array_to_quotation();
 667   void primitive_quotation_code();
 668   code_block* jit_compile_quot(cell owner_, cell quot_, bool relocating);
 669   void jit_compile_quot(cell quot_, bool relocating);
 670   fixnum quot_code_offset_to_scan(cell quot_, cell offset);
 671   cell lazy_jit_compile(cell quot);
 672   bool quot_compiled_p(quotation* quot);
 673   void primitive_quot_compiled_p();
 674   cell find_all_quotations();
 675   void initialize_all_quotations();
 676
 677   // dispatch
 678   cell search_lookup_alist(cell table, cell klass);
 679   cell search_lookup_hash(cell table, cell klass, cell hashcode);
 680   cell nth_superclass(tuple_layout* layout, fixnum echelon);
 681   cell nth_hashcode(tuple_layout* layout, fixnum echelon);
 682   cell lookup_tuple_method(cell obj, cell methods);
 683   cell lookup_method(cell obj, cell methods);
 684   void primitive_lookup_method();
 685   cell object_class(cell obj);
 686   cell method_cache_hashcode(cell klass, array* array);
 687   void update_method_cache(cell cache, cell klass, cell method);
 688   void primitive_mega_cache_miss();
 689   void primitive_reset_dispatch_stats();
 690   void primitive_dispatch_stats();
 691
 692   // inline cache
 693   void init_inline_caching(int max_size);
 694   void deallocate_inline_cache(cell return_address);
 695   cell determine_inline_cache_type(array* cache_entries);
 696   void update_pic_count(cell type);
 697   code_block* compile_inline_cache(fixnum index, cell generic_word_,
 698                                    cell methods_, cell cache_entries_,
 699                                    bool tail_call_p);
 700   cell inline_cache_size(cell cache_entries);
 701   cell add_inline_cache_entry(cell cache_entries_, cell klass_, cell method_);
 702   void update_pic_transitions(cell pic_size);
 703   cell inline_cache_miss(cell return_address);
 704
 705   // entry points
 706   void c_to_factor(cell quot);
 707   template <typename Func> Func get_entry_point(cell n);
 708   void unwind_native_frames(cell quot, cell to);
 709   cell get_fpu_state();
 710   void set_fpu_state(cell state);
 711
 712   // factor
 713   void default_parameters(vm_parameters* p);
 714   bool factor_arg(const vm_char* str, const vm_char* arg, cell* value);
 715   void init_parameters_from_args(vm_parameters* p, int argc, vm_char** argv);
 716   void prepare_boot_image();
 717   void init_factor(vm_parameters* p);
 718   void pass_args_to_factor(int argc, vm_char** argv);
 719   void start_factor(vm_parameters* p);
 720   void stop_factor();
 721   void start_embedded_factor(vm_parameters* p);
 722   void start_standalone_factor(int argc, vm_char** argv);
 723   char* factor_eval_string(char* string);
 724   void factor_eval_free(char* result);
 725   void factor_yield();
 726   void factor_sleep(long us);
 727
 728   // os-*
 729   void primitive_existsp();
 730   void move_file(const vm_char* path1, const vm_char* path2);
 731   void init_ffi();
 732   void ffi_dlopen(dll* dll);
 733   void* ffi_dlsym(dll* dll, symbol_char* symbol);
 734   void* ffi_dlsym_raw(dll* dll, symbol_char* symbol);
 735 #ifdef FACTOR_PPC
 736   void* ffi_dlsym_toc(dll* dll, symbol_char* symbol);
 737 #endif
 738   void ffi_dlclose(dll* dll);
 739   void c_to_factor_toplevel(cell quot);
 740   void init_signals();
 741   void start_sampling_profiler_timer();
 742   void end_sampling_profiler_timer();
 743   static void open_console();
 744   static void close_console();
 745   static void lock_console();
 746   static void unlock_console();
 747   static void ignore_ctrl_c();
 748   static void handle_ctrl_c();
 749
 750 // os-windows
 751 #if defined(WINDOWS)
 752   HANDLE sampler_thread;
 753   void sampler_thread_loop();
 754
 755   const vm_char* vm_executable_path();
 756   const vm_char* default_image_path();
 757   void windows_image_path(vm_char* full_path, vm_char* temp_path,
 758                           unsigned int length);
 759   BOOL windows_stat(vm_char* path);
 760
 761   LONG exception_handler(PEXCEPTION_RECORD e, void* frame, PCONTEXT c,
 762                          void* dispatch);
 763
 764 #else  // UNIX
 765   void dispatch_signal(void* uap, void(handler)());
 766   void unix_init_signals();
 767 #endif
 768
 769 #ifdef __APPLE__
 770   void call_fault_handler(exception_type_t exception,
 771                           exception_data_type_t code,
 772                           MACH_EXC_STATE_TYPE* exc_state,
 773                           MACH_THREAD_STATE_TYPE* thread_state,
 774                           MACH_FLOAT_STATE_TYPE* float_state);
 775 #endif
 776
 777   factor_vm(THREADHANDLE thread_id);
 778   ~factor_vm();
 779 };
 780
 781 }