]> gitweb.factorcode.org Git - factor.git/blobdiff - basis/alien/c-types/c-types-docs.factor
alien: fix docs for FUNCTION: not using a ; anymore
[factor.git] / basis / alien / c-types / c-types-docs.factor
old mode 100755 (executable)
new mode 100644 (file)
index 890a6f2..c425d29
@@ -1,79 +1,91 @@
-USING: alien alien.complex help.syntax help.markup libc kernel.private
-byte-arrays strings hashtables alien.syntax alien.strings sequences
-io.encodings.string debugger destructors vocabs.loader
-classes.struct ;
-QUALIFIED: math
+USING: alien alien.syntax byte-arrays classes.struct help.markup
+help.syntax kernel math sequences ;
 IN: alien.c-types
 
-HELP: byte-length
-{ $values { "seq" "A byte array or float array" } { "n" "a non-negative integer" } }
-{ $contract "Outputs the size of the byte array, struct, or specialized array data in bytes." } ;
-
 HELP: heap-size
-{ $values { "type" string } { "size" math:integer } }
+{ $values { "name" c-type-name } { "size" math:integer } }
 { $description "Outputs the number of bytes needed for a heap-allocated value of this C type." }
 { $examples
-    "On a 32-bit system, you will get the following output:"
-    { $unchecked-example "USE: alien\n\"void*\" heap-size ." "4" }
+    { $example "USING: alien alien.c-types prettyprint ;\nint heap-size ." "4" }
 }
 { $errors "Throws a " { $link no-c-type } " error if the type does not exist." } ;
 
-HELP: stack-size
-{ $values { "type" string } { "size" math:integer } }
-{ $description "Outputs the number of bytes to reserve on the C stack by a value of this C type. In most cases this is equal to " { $link heap-size } ", except on some platforms where C structs are passed by invisible reference, in which case a C struct type only uses as much space as a pointer on the C stack." }
-{ $errors "Throws a " { $link no-c-type } " error if the type does not exist." } ;
-
 HELP: <c-type>
-{ $values { "type" hashtable } }
+{ $values { "c-type" c-type } }
 { $description "Creates a prototypical C type. User code should use higher-level facilities to define C types; see " { $link "c-data" } "." } ;
 
 HELP: no-c-type
-{ $values { "type" string } }
+{ $values { "name" c-type-name } }
 { $description "Throws a " { $link no-c-type } " error." }
-{ $error-description "Thrown by " { $link c-type } " if a given string does not name a C type. When thrown during compile time, indicates a typo in an " { $link alien-invoke } " or " { $link alien-callback } " form." } ;
-
-HELP: c-types
-{ $var-description "Global variable holding a hashtable mapping C type names to C types. Use the " { $link c-type } " word to look up C types." } ;
+{ $error-description "Thrown by " { $link c-type } " if a given word is not a C type." } ;
 
-HELP: c-type
-{ $values { "name" string } { "type" hashtable } }
+HELP: lookup-c-type
+{ $values { "name" c-type-name } { "c-type" c-type } }
 { $description "Looks up a C type by name." }
-{ $errors "Throws a " { $link no-c-type } " error if the type does not exist." } ;
+{ $errors "Throws a " { $link no-c-type } " error if the type does not exist, or the word is not a C type." } ;
 
-HELP: c-getter
-{ $values { "name" string } { "quot" { $quotation "( c-ptr n -- obj )" } } }
-{ $description "Outputs a quotation which reads values of this C type from a C structure." }
+HELP: alien-value
+{ $values { "c-ptr" c-ptr } { "offset" integer } { "c-type" c-type-name } { "value" object } }
+{ $description "Loads a value at a byte offset from a base C pointer." }
 { $errors "Throws a " { $link no-c-type } " error if the type does not exist." } ;
 
-HELP: c-setter
-{ $values { "name" string } { "quot" { $quotation "( obj c-ptr n -- )" } } }
-{ $description "Outputs a quotation which writes values of this C type to a C structure." }
-{ $errors "Throws an error if the type does not exist." } ;
-
-HELP: box-parameter
-{ $values { "n" math:integer } { "ctype" string } }
-{ $description "Generates code for converting a C value stored at  offset " { $snippet "n" } " from the top of the stack into a Factor object to be pushed on the data stack." }
-{ $notes "This is an internal word used by the compiler when compiling callbacks." } ;
-
-HELP: box-return
-{ $values { "ctype" string } }
-{ $description "Generates code for converting a C value stored in return registers into a Factor object to be pushed on the data stack." }
-{ $notes "This is an internal word used by the compiler when compiling alien calls." } ;
-
-HELP: unbox-return
-{ $values { "ctype" string } }
-{ $description "Generates code for converting a Factor value on the data stack into a C value to be stored in the return registers." }
-{ $notes "This is an internal word used by the compiler when compiling callbacks." } ;
-
-HELP: define-deref
-{ $values { "name" "a word name" } }
-{ $description "Defines a word " { $snippet "*name" } " with stack effect " { $snippet "( c-ptr -- value )" } " for reading a value with C type " { $snippet "name" } " stored at an alien pointer." }
-{ $notes "This is an internal word called when defining C types, there is no need to call it on your own." } ;
+HELP: set-alien-value
+{ $values { "value" object } { "c-ptr" c-ptr } { "offset" integer } { "c-type" c-type-name } }
+{ $description "Stores a value at a byte offset from a base C pointer." }
+{ $errors "Throws a " { $link no-c-type } " error if the type does not exist." } ;
 
-HELP: define-out
-{ $values { "name" "a word name" } }
-{ $description "Defines a word " { $snippet "<" { $emphasis "name" } ">" } " with stack effect " { $snippet "( value -- array )" } ". This word allocates a byte array large enough to hold a value with C type " { $snippet "name" } ", and writes the value at the top of the stack to the array." }
-{ $notes "This is an internal word called when defining C types, there is no need to call it on your own." } ;
+HELP: char
+{ $description "This C type represents a one-byte signed integer type. Input values will be converted to " { $link math:integer } "s and truncated to eight bits; output values will be returned as " { $link math:fixnum } "s." } ;
+HELP: uchar
+{ $description "This C type represents a one-byte unsigned integer type. Input values will be converted to " { $link math:integer } "s and truncated to eight bits; output values will be returned as " { $link math:fixnum } "s." } ;
+HELP: short
+{ $description "This C type represents a two-byte signed integer type. Input values will be converted to " { $link math:integer } "s and truncated to sixteen bits; output values will be returned as " { $link math:fixnum } "s." } ;
+HELP: ushort
+{ $description "This C type represents a two-byte unsigned integer type. Input values will be converted to " { $link math:integer } "s and truncated to sixteen bits; output values will be returned as " { $link math:fixnum } "s." } ;
+HELP: int
+{ $description "This C type represents a four-byte signed integer type. Input values will be converted to " { $link math:integer } "s and truncated to 32 bits; output values will be returned as " { $link math:integer } "s." } ;
+HELP: uint
+{ $description "This C type represents a four-byte unsigned integer type. Input values will be converted to " { $link math:integer } "s and truncated to 32 bits; output values will be returned as " { $link math:integer } "s." } ;
+HELP: long
+{ $description "This C type represents a four- or eight-byte signed integer type. On Windows and on 32-bit Unix platforms, it will be four bytes. On 64-bit Unix platforms, it will be eight bytes. Input values will be converted to " { $link math:integer } "s and truncated to 32 or 64 bits; output values will be returned as " { $link math:integer } "s." } ;
+HELP: intptr_t
+{ $description "This C type represents a signed integer type large enough to hold any pointer value; that is, on 32-bit platforms, it will be four bytes, and on 64-bit platforms, it will be eight bytes. Input values will be converted to " { $link math:integer } "s and truncated to 32 or 64 bits; output values will be returned as " { $link math:integer } "s." } ;
+HELP: ulong
+{ $description "This C type represents a four- or eight-byte unsigned integer type. On Windows and on 32-bit Unix platforms, it will be four bytes. On 64-bit Unix platforms, it will be eight bytes. Input values will be converted to " { $link math:integer } "s and truncated to 32 or 64 bits; output values will be returned as " { $link math:integer } "s." } ;
+HELP: uintptr_t
+{ $description "This C type represents an unsigned integer type large enough to hold any pointer value; that is, on 32-bit platforms, it will be four bytes, and on 64-bit platforms, it will be eight bytes. Input values will be converted to " { $link math:integer } "s and truncated to 32 or 64 bits; output values will be returned as " { $link math:integer } "s." } ;
+HELP: ptrdiff_t
+{ $description "This C type represents a signed integer type large enough to hold the distance between two pointer values; that is, on 32-bit platforms, it will be four bytes, and on 64-bit platforms, it will be eight bytes. Input values will be converted to " { $link math:integer } "s and truncated to 32 or 64 bits; output values will be returned as " { $link math:integer } "s." } ;
+HELP: size_t
+{ $description "This C type represents unsigned size values of the size expected by the platform's standard C library (usually four bytes on a 32-bit platform, and eight on a 64-bit platform). Input values will be converted to " { $link math:integer } "s and truncated to the appropriate size; output values will be returned as " { $link math:integer } "s." } ;
+HELP: longlong
+{ $description "This C type represents an eight-byte signed integer type. Input values will be converted to " { $link math:integer } "s and truncated to 64 bits; output values will be returned as " { $link math:integer } "s." } ;
+HELP: ulonglong
+{ $description "This C type represents an eight-byte unsigned integer type. Input values will be converted to " { $link math:integer } "s and truncated to 64 bits; output values will be returned as " { $link math:integer } "s." } ;
+HELP: void
+{ $description "This symbol is not a valid C type, but it can be used as the return type for a " { $link POSTPONE: FUNCTION: } " or " { $link POSTPONE: CALLBACK: } " definition or for an " { $link alien-invoke } " or " { $link alien-callback } " call." } ;
+HELP: void*
+{ $description "This C type represents a generic pointer to C memory. See " { $link pointer } " for information on pointer C types." } ;
+HELP: c-string
+{ $description "This C type represents a pointer to a C string. See " { $link "c-strings" } " for details about using strings with the FFI." } ;
+HELP: float
+{ $description "This C type represents a single-precision IEEE 754 floating-point type. Input values will be converted to Factor " { $link math:float } "s and demoted to single-precision; output values will be returned as Factor " { $link math:float } "s." } ;
+HELP: double
+{ $description "This C type represents a double-precision IEEE 754 floating-point type. Input values will be converted to Factor " { $link math:float } "s; output values will be returned as Factor " { $link math:float } "s." } ;
+
+HELP: pointer:
+{ $syntax "pointer: c-type" }
+{ $description "Constructs a " { $link pointer } " C type." } ;
+
+HELP: pointer
+{ $class-description "Represents a pointer C type. The " { $snippet "to" } " slot contains the C type being pointed to. Both " { $link byte-array } " and " { $link alien } " values can be provided as pointer function inputs, but see " { $link "byte-arrays-gc" } " for notes about passing byte arrays into C functions. Objects with methods on " { $link >c-ptr } ", such as structs and specialized arrays, may also be used as pointer inputs."
+$nl
+"Pointer output values are represented in Factor as " { $link alien } "s. If the pointed-to type is a struct, the alien will automatically be wrapped in a struct object if it is not null."
+$nl
+"In " { $link POSTPONE: TYPEDEF: } ", " { $link POSTPONE: FUNCTION: } ", " { $link POSTPONE: CALLBACK: } ", and " { $link POSTPONE: STRUCT: } " definitions, pointer types can be created by suffixing " { $snippet "*" } " to a C type name. Outside of FFI definitions, a pointer C type can be created using the " { $link POSTPONE: pointer: } " syntax word:"
+{ $unchecked-example "FUNCTION: int* foo ( char* bar )" }
+{ $unchecked-example ": foo ( bar -- int* )
+    pointer: int f \"foo\" { pointer: char } f alien-invoke ;" } } ;
 
 ARTICLE: "byte-arrays-gc" "Byte arrays and the garbage collector"
 "The Factor garbage collector can move byte arrays around, and it is only safe to pass byte arrays to C functions if the garbage collector will not run while C code still has a reference to the data."
@@ -88,45 +100,10 @@ $nl
 "If this condition is not satisfied, " { $link "malloc" } " must be used instead."
 { $warning "Failure to comply with these requirements can lead to crashes, data corruption, and security exploits." } ;
 
-ARTICLE: "c-out-params" "Output parameters in C"
-"A frequently-occurring idiom in C code is the \"out parameter\". If a C function returns more than one value, the caller passes pointers of the correct type, and the C function writes its return values to those locations."
-$nl
-"Each numerical C type, together with " { $snippet "void*" } ", has an associated " { $emphasis "out parameter constructor" } " word which takes a Factor object as input, constructs a byte array of the correct size, and converts the Factor object to a C value stored into the byte array:"
-{ $subsection <char> }
-{ $subsection <uchar> }
-{ $subsection <short> }
-{ $subsection <ushort> }
-{ $subsection <int> }
-{ $subsection <uint> }
-{ $subsection <long> }
-{ $subsection <ulong> }
-{ $subsection <longlong> }
-{ $subsection <ulonglong> }
-{ $subsection <float> }
-{ $subsection <double> }
-{ $subsection <void*> }
-"You call the out parameter constructor with the required initial value, then pass the byte array to the C function, which receives a pointer to the start of the byte array's data area. The C function then returns, leaving the result in the byte array; you read it back using the next set of words:"
-{ $subsection *char }
-{ $subsection *uchar }
-{ $subsection *short }
-{ $subsection *ushort }
-{ $subsection *int }
-{ $subsection *uint }
-{ $subsection *long }
-{ $subsection *ulong }
-{ $subsection *longlong }
-{ $subsection *ulonglong }
-{ $subsection *float }
-{ $subsection *double }
-{ $subsection *void* }
-"Note that while structure and union types do not get these words defined for them, there is no loss of generality since " { $link <void*> } " and " { $link *void* } " may be used." ;
-
-ARTICLE: "c-types-specs" "C type specifiers"
-"C types are identified by special words, and type names occur as parameters to the " { $link alien-invoke } ", " { $link alien-indirect } " and " { $link alien-callback } " words. New C types can be defined by the words " { $link POSTPONE: STRUCT: } ", " { $link POSTPONE: UNION-STRUCT: } ", " { $link POSTPONE: CALLBACK: } ", and " { $link POSTPONE: TYPEDEF: } "."
-$nl
-"The following numerical types are available; a " { $snippet "u" } " prefix denotes an unsigned type:"
+ARTICLE: "c-types.primitives" "Primitive C types"
+"The following numerical types are defined in the " { $vocab-link "alien.c-types" } " vocabulary; a " { $snippet "u" } " prefix denotes an unsigned type:"
 { $table
-    { "C type" "Notes" }
+    { { $strong "C type" } { $strong "Notes" } }
     { { $link char } "always 1 byte" }
     { { $link uchar } { } }
     { { $link short } "always 2 bytes" }
@@ -139,15 +116,66 @@ $nl
     { { $link ulonglong } { } }
     { { $link float } { "single-precision float (not the same as Factor's " { $link math:float } " class!)" } }
     { { $link double } { "double-precision float (the same format as Factor's " { $link math:float } " objects)" } }
-    { { $link complex-float } { "C99 or Fortran " { $snippet "complex float" } " type, converted to and from Factor " { $link math:complex } " values" } }
-    { { $link complex-double } { "C99 or Fortran " { $snippet "complex double" } " type, converted to and from Factor " { $link math:complex } " values" } }
 }
-"When making alien calls, Factor numbers are converted to and from the above types in a canonical way. Converting a Factor number to a C value may result in a loss of precision."
+"C99 complex number types are defined in the " { $vocab-link "alien.complex" } " vocabulary."
 $nl
-"Pointer types are specified by suffixing a C type with " { $snippet "*" } ", for example " { $snippet "float*" } ". One special case is " { $link void* } ", which denotes a generic pointer; " { $link void } " by itself is not a valid C type specifier. With the exception of strings (see " { $link "c-strings" } "), all pointer types are identical to " { $snippet "void*" } " as far as the C library interface is concerned."
+"When making alien calls, Factor numbers are converted to and from the above types in a canonical way. Converting a Factor number to a C value may result in a loss of precision." ;
+
+ARTICLE: "c-types.pointers" "Pointer and array types"
+"Pointer types are specified by suffixing a C type with " { $snippet "*" } ", for example " { $snippet "float*" } ". One special case is " { $link void* } ", which denotes a generic pointer; " { $link void } " by itself is not a valid C type specifier. This syntax constructs a " { $link pointer } " object to represent the C type."
 $nl
 "Fixed-size array types are supported; the syntax consists of a C type name followed by dimension sizes in brackets; the following denotes a 3 by 4 array of integers:"
 { $code "int[3][4]" }
-"Fixed-size arrays differ from pointers in that they are allocated inside structures and unions; however when used as function parameters they behave exactly like pointers and thus the dimensions only serve as documentation."
+"Fixed-size arrays differ from pointers in that they are allocated inside structures and unions; however, when used as function parameters, they behave exactly like pointers with the dimensions only serving as documentation." ;
+
+ARTICLE: "c-types.ambiguity" "Word name clashes with C types"
+"Note that some of the C type word names clash with commonly-used Factor words:"
+{ $list
+  { { $link float } " clashes with the " { $link math:float } " word in the " { $vocab-link "math" } " vocabulary" }
+}
+"If you use the wrong vocabulary, you will see a " { $link no-c-type } " error. For example, the following is " { $strong "not" } " valid, and will raise an error because the " { $link math:float } " word from the " { $vocab-link "math" } " vocabulary is not a C type:"
+{ $code
+  "USING: alien.syntax math prettyprint ;"
+  "FUNCTION: float magic_number ( )"
+  "magic_number 3.0 + ."
+}
+"The following won't work either; now the problem is that there are two vocabularies in the search path that define a word named " { $snippet "float" } ":"
+{ $code
+  "USING: alien.c-types alien.syntax math prettyprint ;"
+  "FUNCTION: float magic_number ( )"
+  "magic_number 3.0 + ."
+}
+"The correct solution is to use one of " { $link POSTPONE: FROM: } ", " { $link POSTPONE: QUALIFIED: } " or " { $link POSTPONE: QUALIFIED-WITH: } " to disambiguate word lookup:"
+{ $code
+  "USING: alien.syntax math prettyprint ;"
+  "QUALIFIED-WITH: alien.c-types c"
+  "FUNCTION: c:float magic_number ( )"
+  "magic_number 3.0 + ."
+}
+"See " { $link "word-search-semantics" } " for details." ;
+
+ARTICLE: "c-types.structs" "Struct and union types"
+"Struct and union types are identified by their class word. See " { $link "classes.struct" } "." ;
+
+ARTICLE: "c-types-specs" "C type specifiers"
+"C types are identified by special words. Type names occur as parameters to the " { $link alien-invoke } ", " { $link alien-indirect } " and " { $link alien-callback } " words."
 $nl
-"Structure and union types are specified by the name of the structure or union." ;
+"Defining new C types:"
+{ $subsections
+    POSTPONE: STRUCT:
+    POSTPONE: UNION-STRUCT:
+    POSTPONE: CALLBACK:
+    POSTPONE: TYPEDEF:
+}
+"Getting the c-type of a class:"
+{ $subsections lookup-c-type }
+{ $heading "Related articles" }
+{ $subsections
+    "c-types.primitives"
+    "c-types.pointers"
+    "c-types.ambiguity"
+    "c-types.structs"
+}
+;
+
+ABOUT: "c-types-specs"