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[factor.git] / core / alien / alien-docs.factor
index 99f3a2b0f434706bdac74f44e325267cfe3aa3c3..b7ccd9c47864553b49bfb2c29625392114979e08 100644 (file)
@@ -1,10 +1,31 @@
-USING: byte-arrays arrays help.syntax help.markup
-alien.syntax compiler definitions math libc eval
-debugger parser io io.backend system alien.accessors
-alien.libraries alien.c-types quotations kernel
-sequences ;
+USING: alien.accessors alien.c-types alien.libraries alien.strings
+alien.syntax byte-arrays cpu.x86 eval help.markup help.syntax io
+io.backend io.encodings.utf16 io.encodings.utf8 kernel math
+quotations sequences system ;
 IN: alien
 
+HELP: callee-cleanup?
+{ $values { "abi" abi } { "?" boolean } }
+{ $description { $link t } " if the calling convention is callee cleanup." } ;
+
+HELP: cdecl
+{ $description "This symbol is passed as the " { $snippet "abi" } " argument to " { $link alien-indirect } ", " { $link alien-callback } ", " { $link alien-assembly } ", and " { $link add-library } " to indicate that the standard C calling convention should be used, where the caller cleans up the stack frame after calling the function. This symbol only has meaning on 32-bit x86 platforms." } ;
+
+HELP: callsite-not-compiled
+{ $error-description "Thrown if the word calling the given word was not compiled with the optimizing compiler. This can happen when experimenting with the word in this listener. To fix the problem, place the word call in a word; word definitions are automatically compiled with the optimizing compiler. Only a few words relating to calling FFI functions throws this error." } ;
+
+HELP: stdcall
+{ $description "This symbol is passed as the " { $snippet "abi" } " argument to " { $link alien-indirect } ", " { $link alien-callback } ", " { $link alien-assembly } ", and " { $link add-library } " to indicate that the Windows API calling convention should be used, where the called function cleans up its own stack frame before returning to the caller. This symbol only has meaning on 32-bit x86 platforms." } ;
+
+HELP: fastcall
+{ $warning "In the current implementation this ABI only works for functions that take only integer and pointer arguments." }
+{ $description "This symbol is passed as the " { $snippet "abi" } " argument to " { $link alien-indirect } ", " { $link alien-callback } ", " { $link alien-assembly } ", and " { $link add-library } " to indicate that the \"fast call\" calling convention should be used, where the first two integer or pointer arguments are passed in registers and the function cleans up its own stack frame before returning to the caller. This symbol only has meaning on 32-bit x86 platforms." } ;
+
+HELP: thiscall
+{ $description "This symbol is passed as the " { $snippet "abi" } " argument to " { $link alien-indirect } ", " { $link alien-callback } ", " { $link alien-assembly } ", and " { $link add-library } " to indicate that Microsoft Visual C++ calling convention should be used, where the first argument (which must be a \"this\" pointer) is passed in a register and the function cleans up its own stack frame before returning to the caller. This symbol only has meaning on 32-bit x86 platforms." } ;
+
+{ cdecl stdcall fastcall thiscall } related-words
+
 HELP: >c-ptr
 { $values { "obj" object } { "c-ptr" c-ptr } }
 { $contract "Outputs a pointer to the binary data of this object." } ;
@@ -24,22 +45,24 @@ HELP: alien
 { $class-description "The class of alien pointers. See " { $link "syntax-aliens" } " for syntax and " { $link "c-data" } " for general information." } ;
 
 HELP: dll
-{ $class-description "The class of native library handles. See " { $link "syntax-aliens" } " for syntax and " { $link "dll.private" } " for general information." } ;
+{ $class-description "The class of native library handles. See " { $link "syntax-aliens" } " for syntax and " { $link "dll.private" } " for general information."
+$nl
+"The dll tuple has one slot 'path' which holds the filesystem path to the library being loaded in the systems " { $link native-string-encoding } ", usually " { $link utf8 } " on unices and " { $link utf16n } " on windows." } ;
 
-HELP: dll-valid? ( dll -- ? )
-{ $values { "dll" dll } { "?" "a boolean" } }
+HELP: dll-valid?
+{ $values { "dll" dll } { "?" boolean } }
 { $description "Returns true if the library exists and is loaded." } ;
 
 HELP: expired?
-{ $values { "c-ptr" c-ptr } { "?" "a boolean" } }
+{ $values { "c-ptr" c-ptr } { "?" boolean } }
 { $description "Tests if the alien is a relic from an earlier session. A byte array is never considered to have expired, whereas passing " { $link f } " always yields true." } ;
 
 HELP: <bad-alien>
-{ $values  { "alien" c-ptr } }
+{ $values { "alien" c-ptr } }
 { $description "Constructs an invalid alien pointer that has expired." } ;
 
-HELP: <displaced-alien> ( displacement c-ptr -- alien )
-{ $values { "displacement" "an integer" } { "c-ptr" c-ptr } { "alien" "a new alien" } }
+HELP: <displaced-alien>
+{ $values { "displacement" integer } { "c-ptr" c-ptr } { "alien" "a new alien" } }
 { $description "Creates a new alien address object, wrapping a raw memory address. The alien points to a location in memory which is offset by " { $snippet "displacement" } " from the address of " { $snippet "c-ptr" } "." }
 { $notes "Passing a value of " { $link f } " for " { $snippet "c-ptr" } " creates an alien with an absolute address; this is how " { $link <alien> } " is implemented."
 $nl
@@ -47,7 +70,18 @@ $nl
 
 { <alien> <displaced-alien> alien-address } related-words
 
-HELP: alien-address ( c-ptr -- addr )
+HELP: free-callback
+{ $values { "alien" alien } }
+{ $description "Releases the callback heap memory allocated for an alien callback." }
+{ $warning "If the callback is invoked (either from C or Factor) after it has been freed, then Factor may crash." } ;
+
+HELP: with-callback
+{ $values { "alien" alien } { "quot" quotation } }
+{ $description "Calls the quotation with an alien value on the stack which is supposed to be a callback. Resources for the callback is guaranteed to be released afterwards." } ;
+
+{ <callback> free-callback unregister-and-free-callback with-callback } related-words
+
+HELP: alien-address
 { $values { "c-ptr" c-ptr } { "addr" "a non-negative integer" } }
 { $description "Outputs the address of an alien." }
 { $notes "Taking the address of a " { $link byte-array } " is explicitly prohibited since byte arrays can be moved by the garbage collector between the time the address is taken, and when it is accessed. If you need to pass pointers to C functions which will persist across alien calls, you must allocate unmanaged memory instead. See " { $link "malloc" } "." } ;
@@ -60,48 +94,22 @@ HELP: <alien>
 HELP: c-ptr
 { $class-description "Class of objects consisting of aliens, byte arrays and " { $link f } ". These objects all can be used as values of " { $link pointer } " C types." } ;
 
-HELP: alien-invoke-error
-{ $error-description "Thrown if the word calling " { $link alien-invoke } " was not compiled with the optimizing compiler. This may be a result of one of several failure conditions:"
-    { $list
-        { "This can happen when experimenting with " { $link alien-invoke } " in this listener. To fix the problem, place the " { $link alien-invoke } " call in a word; word definitions are automatically compiled with the optimizing compiler." }
-        { "The return type or parameter list references an unknown C type." }
-        { "The symbol or library could not be found." }
-        { "One of the four inputs to " { $link alien-invoke } " is not a literal value. To call functions which are not known at compile-time, use " { $link alien-indirect } "." }
-    }
-} ;
-
 HELP: alien-invoke
-{ $values { "..." "zero or more objects passed to the C function" } { "return" "a C return type" } { "library" "a logical library name" } { "function" "a C function name" } { "parameters" "a sequence of C parameter types" } }
+{ $values { "args..." "zero or more objects passed to the C function" } { "return" "a C return type" } { "library" "a logical library name" } { "function" "a C function name" } { "parameters" "a sequence of C parameter types" } { "varargs?" boolean } { "return..." "the return value of the function, if not " { $link void } } }
 { $description "Calls a C library function with the given name. Input parameters are taken from the data stack, and the return value is pushed on the data stack after the function returns. A return type of " { $link void } " indicates that no value is to be expected." }
 { $notes "C type names are documented in " { $link "c-types-specs" } "." }
-{ $errors "Throws an " { $link alien-invoke-error } " if the word calling " { $link alien-invoke } " was not compiled with the optimizing compiler." } ;
-
-HELP: alien-indirect-error
-{ $error-description "Thrown if the word calling " { $link alien-indirect } " was not compiled with the optimizing compiler. This may be a result of one of two failure conditions:"
-    { $list
-        { "This can happen when experimenting with " { $link alien-indirect } " in this listener. To fix the problem, place the " { $link alien-indirect } " call in a word; word definitions are automatically compiled with the optimizing compiler." }
-        { "One of the three inputs to " { $link alien-indirect } " is not a literal value." }
-    }
-} ;
+{ $errors "Throws an " { $link callsite-not-compiled } " if the word calling " { $link alien-invoke } " was not compiled with the optimizing compiler." } ;
 
 HELP: alien-indirect
-{ $values { "..." "zero or more objects passed to the C function" } { "funcptr" "a C function pointer" } { "return" "a C return type" } { "parameters" "a sequence of C parameter types" } { "abi" "one of " { $snippet "\"cdecl\"" } " or " { $snippet "\"stdcall\"" } } }
+{ $values { "args..." "zero or more objects passed to the C function" } { "funcptr" "a C function pointer" } { "return" "a C return type" } { "parameters" "a sequence of C parameter types" } { "abi" "one of " { $link cdecl } " or " { $link stdcall } } { "return..." "the return value of the function, if not " { $link void } } }
 { $description
     "Invokes a C function pointer passed on the data stack. Input parameters are taken from the data stack following the function pointer, and the return value is pushed on the data stack after the function returns. A return type of " { $link void } " indicates that no value is to be expected."
 }
 { $notes "C type names are documented in " { $link "c-types-specs" } "." }
-{ $errors "Throws an " { $link alien-indirect-error } " if the word calling " { $link alien-indirect } " is not compiled." } ;
-
-HELP: alien-callback-error
-{ $error-description "Thrown if the word calling " { $link alien-callback } " was not compiled with the optimizing compiler. This may be a result of one of two failure conditions:"
-    { $list
-        { "This can happen when experimenting with " { $link alien-callback } " in this listener. To fix the problem, place the " { $link alien-callback } " call in a word; word definitions are automatically compiled with the optimizing compiler." }
-        { "One of the four inputs to " { $link alien-callback } " is not a literal value." }
-    }
-} ;
+{ $errors "Throws an " { $link callsite-not-compiled } " if the word calling " { $link alien-indirect } " is not compiled." } ;
 
 HELP: alien-callback
-{ $values { "return" "a C return type" } { "parameters" "a sequence of C parameter types" } { "abi" "one of " { $snippet "\"cdecl\"" } " or " { $snippet "\"stdcall\"" } } { "quot" quotation } { "alien" alien } }
+{ $values { "return" "a C return type" } { "parameters" "a sequence of C parameter types" } { "abi" "one of " { $link cdecl } " or " { $link stdcall } } { "quot" quotation } { "alien" alien } }
 { $description
     "Defines a callback from C to Factor which accepts the given set of parameters from the C caller, pushes them on the data stack, calls the quotation, and passes a return value back to the C caller. A return type of " { $snippet "void" } " indicates that no value is to be returned."
     $nl
@@ -114,26 +122,27 @@ HELP: alien-callback
     "A simple example, showing a C function which returns the difference of two given integers:"
     { $code
         ": difference-callback ( -- alien )"
-        "    int { int int } \"cdecl\" [ - ] alien-callback ;"
+        "    int { int int } cdecl [ - ] alien-callback ;"
     }
 }
-{ $errors "Throws an " { $link alien-callback-error } " if the word calling " { $link alien-callback } " is not compiled." } ;
-
-HELP: alien-assembly-error
-{ $error-description "Thrown if the word calling " { $link alien-assembly } " was not compiled with the optimizing compiler. This may be a result of one of two failure conditions:"
-    { $list
-        { "This can happen when experimenting with " { $link alien-assembly } " in this listener. To fix the problem, place the " { $link alien-assembly } " call in a word; word definitions are automatically compiled with the optimizing compiler." }
-        { "One of the four inputs to " { $link alien-assembly } " is not a literal value." }
-    }
-} ;
+{ $errors "Throws an " { $link callsite-not-compiled } " if the word calling " { $link alien-callback } " is not compiled." } ;
 
 HELP: alien-assembly
-{ $values { "..." "zero or more objects passed to the C function" } { "return" "a C return type" } { "parameters" "a sequence of C parameter types" } { "abi" "one of " { $snippet "\"cdecl\"" } " or " { $snippet "\"stdcall\"" } } { "quot" quotation } }
+{ $values { "args..." "zero or more objects passed to the C function" } { "return" "a C return type" } { "parameters" "a sequence of C parameter types" } { "abi" "one of " { $link cdecl } " or " { $link stdcall } } { "quot" quotation } { "return..." "the return value of the function, if not " { $link void } } }
 { $description
     "Invokes arbitrary machine code, generated at compile-time by the quotation. Input parameters are taken from the data stack, and the return value is pushed on the data stack after the function returns. A return type of " { $link void } " indicates that no value is to be expected."
+    $nl
+    "The quotation passed to this word must preserve the " { $link ds-reg } " and " { $link rs-reg } " registers. Note that this is not a " { $snippet "call" } " in the assembly sense, so there is no return address on the stack."
+    $nl
+    "It's important to mind the ABI. For instance, on x86.32, parameters are passed on the stack in " { $snippet "ESP" } ", while on x86.64 arguments are passed in " { $snippet "RDI" } ", " { $snippet "RSI" } ", " { $snippet "RDX" } ", and " { $snippet "RCX" } ", and then on the stack. On Windows 64, integers and pointers are passed in " { $snippet "RCX" } ", " { $snippet "RDX" } ", " { $snippet "R8" } ", and " { $snippet "R9" } "."
+    $nl
+    "There are Factor words for the input parameters, such as " { $snippet "param-reg-0" } " and " { $snippet "param-reg-1" } "."
+    $nl
+    "For output parameters, use " { $link return-reg } "."
+    $nl
 }
 { $notes "C type names are documented in " { $link "c-types-specs" } "." }
-{ $errors "Throws an " { $link alien-assembly-error } " if the word calling " { $link alien-assembly } " is not compiled." } ;
+{ $errors "Throws an " { $link callsite-not-compiled } " if the word calling " { $link alien-assembly } " is not compiled." } ;
 
 { alien-invoke alien-indirect alien-assembly alien-callback } related-words
 
@@ -150,9 +159,9 @@ ARTICLE: "aliens" "Alien addresses"
     <displaced-alien>
     alien-address
 }
-"Anywhere that a " { $link alien } " instance is accepted, the " { $link f } " singleton may be passed in to denote a null pointer."
+"Anywhere that an " { $link alien } " instance is accepted, the " { $link f } " singleton may be passed in to denote a null pointer."
 $nl
-"Usually alien objects do not have to created and dereferenced directly; instead declaring C function parameters and return values as having a " { $link pointer } " type such as " { $snippet "void*" } " takes care of the details."
+"Usually alien objects do not have to be created and dereferenced directly; instead declaring C function parameters and return values as having a " { $link pointer } " type such as " { $snippet "void*" } " takes care of the details."
 { $subsections
     "syntax-aliens"
     "alien-expiry"
@@ -198,6 +207,7 @@ ARTICLE: "alien-invoke" "Calling C from Factor"
 { $subsections
     POSTPONE: LIBRARY:
     POSTPONE: FUNCTION:
+    POSTPONE: FUNCTION-ALIAS:
 }
 "The above parsing words create word definitions which call a lower-level word; you can use it directly, too:"
 { $subsections alien-invoke }
@@ -234,7 +244,7 @@ $nl
 { $subsection alien-assembly } ;
 
 ARTICLE: "dll.private" "DLL handles"
-"DLL handles are a built-in class of objects which represent loaded native libraries. DLL handles are instances of the " { $link dll } " class, and have a literal syntax used for debugging prinouts; see " { $link "syntax-aliens" } "."
+"DLL handles are a built-in class of objects which represent loaded native libraries. DLL handles are instances of the " { $link dll } " class, and have a literal syntax used for debugging printouts; see " { $link "syntax-aliens" } "."
 $nl
 "Usually one never has to deal with DLL handles directly; the C library interface creates them as required. However if direct access to these operating system facilities is required, the following primitives can be used:"
 { $subsections
@@ -259,7 +269,7 @@ $nl
         $nl
         "If " { $snippet "image" } " is " { $snippet "NULL" } ", Factor will load an image file whose name is obtained by suffixing the executable name with " { $snippet ".image" } "."
         $nl
-        "The " { $snippet "argc" } " and " { $snippet "argv" } " parameters are interpreted just like normal command line arguments when running Factor stand-alone; see " { $link "cli" } "."
+        "The " { $snippet "argc" } " and " { $snippet "argv" } " parameters are interpreted just like normal command line arguments when running Factor stand-alone; see " { $link "command-line" } "."
         $nl
         "The " { $snippet "embedded" } " flag ensures that this function returns as soon as Factor has been initialized. Otherwise, Factor will start up normally."
     } }
@@ -281,7 +291,7 @@ $nl
     } }
 } ;
 
-ARTICLE: "embedding-restrictions" "Embedding API restrictions" 
+ARTICLE: "embedding-restrictions" "Embedding API restrictions"
 "The Factor VM is not thread safe, and does not support multiple instances. There must only be one Factor instance per process, and this instance must be consistently accessed from the same thread for its entire lifetime. Once initialized, a Factor instance cannot be destroyed other than by exiting the process." ;
 
 ARTICLE: "embedding-factor" "What embedding looks like from Factor"
@@ -291,14 +301,13 @@ $nl
 $nl
 "There is a word which can detect when Factor is embedded:"
 { $subsections embedded? }
-"No special support is provided for calling out from Factor into the owner process. The C library inteface works fine for this task - see " { $link "alien" } "." ;
+"No special support is provided for calling out from Factor into the owner process. The C library interface works fine for this task - see " { $link "alien" } "." ;
 
 ARTICLE: "embedding" "Embedding Factor into C applications"
 "The Factor " { $snippet "Makefile" } " builds the Factor VM both as an executable and a library. The library can be used by other applications. File names for the library on various operating systems:"
 { $table
     { "OS" "Library name" "Shared?" }
     { "Windows XP/Vista" { $snippet "factor.dll" } "Yes" }
-    ! { "Windows CE" { $snippet "factor-ce.dll" } "Yes" }
     { "Mac OS X" { $snippet "libfactor.dylib" } "Yes" }
     { "Other Unix" { $snippet "libfactor.a" } "No" }
 }