chiark / gitweb /
doc/concepts.tex: Mention class-slot initializers; cross-ref to metaclasses.
[sod] / doc / concepts.tex
1 %%% -*-latex-*-
2 %%%
3 %%% Conceptual background
4 %%%
5 %%% (c) 2015 Straylight/Edgeware
6 %%%
7
8 %%%----- Licensing notice ---------------------------------------------------
9 %%%
10 %%% This file is part of the Sensible Object Design, an object system for C.
11 %%%
12 %%% SOD is free software; you can redistribute it and/or modify
13 %%% it under the terms of the GNU General Public License as published by
14 %%% the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
15 %%% (at your option) any later version.
16 %%%
17 %%% SOD is distributed in the hope that it will be useful,
18 %%% but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
19 %%% MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
20 %%% GNU General Public License for more details.
21 %%%
22 %%% You should have received a copy of the GNU General Public License
23 %%% along with SOD; if not, write to the Free Software Foundation,
24 %%% Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
25
26 \chapter{Concepts} \label{ch:concepts}
27
28 %%%--------------------------------------------------------------------------
29 \section{Modules} \label{sec:concepts.modules}
30
31 A \emph{module} is the top-level syntactic unit of input to the Sod
32 translator.  As described above, given an input module, the translator
33 generates C source and header files.
34
35 A module can \emph{import} other modules.  This makes the type names and
36 classes defined in those other modules available to class definitions in the
37 importing module.  Sod's module system is intentionally very simple.  There
38 are no private declarations or attempts to hide things.
39
40 As well as importing existing modules, a module can include a number of
41 different kinds of \emph{items}:
42 \begin{itemize}
43 \item \emph{class definitions} describe new classes, possibly in terms of
44   existing classes;
45 \item \emph{type name declarations} introduce new type names to Sod's
46   parser;\footnote{%
47     This is unfortunately necessary because C syntax, upon which Sod's input
48     language is based for obvious reasons, needs to treat type names
49     differently from other kinds of identifiers.} %
50   and
51 \item \emph{code fragments} contain literal C code to be dropped into an
52   appropriate place in an output file.
53 \end{itemize}
54 Each kind of item, and, indeed, a module as a whole, can have a collection of
55 \emph{properties} associated with it.  A property has a \emph{name} and a
56 \emph{value}.  Properties are an open-ended way of attaching additional
57 information to module items, so extensions can make use of them without
58 having to implement additional syntax.
59
60 %%%--------------------------------------------------------------------------
61 \section{Classes, instances, and slots} \label{sec:concepts.classes}
62
63 For the most part, Sod takes a fairly traditional view of what it means to be
64 an object system.
65
66 An \emph{object} maintains \emph{state} and exhibits \emph{behaviour}.  An
67 object's state is maintained in named \emph{slots}, each of which can store a
68 C value of an appropriate (scalar or aggregate) type.  An object's behaviour
69 is stimulated by sending it \emph{messages}.  A message has a name, and may
70 carry a number of arguments, which are C values; sending a message may result
71 in the state of receiving object (or other objects) being changed, and a C
72 value being returned to the sender.
73
74 Every object is a (direct) instance of some \emph{class}.  The class
75 determines which slots its instances have, which messages its instances can
76 be sent, and which methods are invoked when those messages are received.  The
77 Sod translator's main job is to read class definitions and convert them into
78 appropriate C declarations, tables, and functions.  An object cannot
79 (usually) change its direct class, and the direct class of an object is not
80 affected by, for example, the static type of a pointer to it.
81
82
83 \subsection{Superclasses and inheritance}
84 \label{sec:concepts.classes.inherit}
85
86 \subsubsection{Class relationships}
87 Each class has zero or more \emph{direct superclasses}.
88
89 A class with no direct superclasses is called a \emph{root class}.  The Sod
90 runtime library includes a root class named @|SodObject|; making new root
91 classes is somewhat tricky, and won't be discussed further here.
92
93 Classes can have more than one direct superclass, i.e., Sod supports
94 \emph{multiple inheritance}.  A Sod class definition for a class~$C$ lists
95 the direct superclasses of $C$ in a particular order.  This order is called
96 the \emph{local precedence order} of $C$, and the list which consists of $C$
97 follows by $C$'s direct superclasses in local precedence order is called the
98 $C$'s \emph{local precedence list}.
99
100 The multiple inheritance in Sod works similarly to multiple inheritance in
101 Lisp-like languages, such as Common Lisp, EuLisp, Dylan, and Python, which is
102 very different from how multiple inheritance works in \Cplusplus.\footnote{%
103   The latter can be summarized as `badly'.  By default in \Cplusplus, an
104   instance receives an additional copy of superclass's state for each path
105   through the class graph from the instance's direct class to that
106   superclass, though this behaviour can be overridden by declaring
107   superclasses to be @|virtual|.  Also, \Cplusplus\ offers only trivial
108   method combination (\xref{sec:concepts.methods}), leaving programmers to
109   deal with delegation manually and (usually) statically.} %
110
111 If $C$ is a class, then the \emph{superclasses} of $C$ are
112 \begin{itemize}
113 \item $C$ itself, and
114 \item the superclasses of each of $C$'s direct superclasses.
115 \end{itemize}
116 The \emph{proper superclasses} of a class $C$ are the superclasses of $C$
117 except for $C$ itself.  If a class $B$ is a (direct, proper) superclass of
118 $C$, then $C$ is a \emph{(direct, proper) subclass} of $B$.  If $C$ is a root
119 class then the only superclass of $C$ is $C$ itself, and $C$ has no proper
120 superclasses.
121
122 If an object is a direct instance of class~$C$ then the object is also an
123 (indirect) instance of every superclass of $C$.
124
125 If $C$ has a proper superclass $B$, then $B$ must not have $C$ as a direct
126 superclass.  In different terms, if we construct a graph, whose vertices are
127 classes, and draw an edge from each class to each of its direct superclasses,
128 then this graph must be acyclic.  In yet other terms, the `is a superclass
129 of' relation is a partial order on classes.
130
131 \subsubsection{The class precedence list}
132 This partial order is not quite sufficient for our purposes.  For each class
133 $C$, we shall need to extend it into a total order on $C$'s superclasses.
134 This calculation is called \emph{superclass linearization}, and the result is
135 a \emph{class precedence list}, which lists each of $C$'s superclasses
136 exactly once.  If a superclass $B$ precedes (resp.\ follows) some other
137 superclass $A$ in $C$'s class precedence list, then we say that $B$ is a more
138 (resp.\ less) \emph{specific} superclass of $C$ than $A$ is.
139
140 The superclass linearization algorithm isn't fixed, and extensions to the
141 translator can introduce new linearizations for special effects, but the
142 following properties are expected to hold.
143 \begin{itemize}
144 \item The first class in $C$'s class precedence list is $C$ itself; i.e.,
145   $C$ is always its own most specific superclass.
146 \item If $A$ and $B$ are both superclasses of $C$, and $A$ is a proper
147   superclass of $B$ then $A$ appears after $B$ in $C$'s class precedence
148   list, i.e., $B$ is a more specific superclass of $C$ than $A$ is.
149 \end{itemize}
150 The default linearization algorithm used in Sod is the \emph{C3} algorithm,
151 which has a number of good properties described in~\cite{Barrett:1996:MSL}.
152 It works as follows.
153 \begin{itemize}
154 \item A \emph{merge} of some number of input lists is a single list
155   containing each item that is in any of the input lists exactly once, and no
156   other items; if an item $x$ appears before an item $y$ in any input list,
157   then $x$ also appears before $y$ in the merge.  If a collection of lists
158   have no merge then they are said to be \emph{inconsistent}.
159 \item The class precedence list of a class $C$ is a merge of the local
160   precedence list of $C$ together with the class precedence lists of each of
161   $C$'s direct superclasses.
162 \item If there are no such merges, then the definition of $C$ is invalid.
163 \item Suppose that there are multiple candidate merges.  Consider the
164   earliest position in these candidate merges at which they disagree.  The
165   \emph{candidate classes} at this position are the classes appearing at this
166   position in the candidate merges.  Each candidate class must be a
167   superclass of distinct direct superclasses of $C$, since otherwise the
168   candidates would be ordered by their common subclass's class precedence
169   list.  The class precedence list contains, at this position, that candidate
170   class whose subclass appears earliest in $C$'s local precedence order.
171 \end{itemize}
172
173 \subsubsection{Class links and chains}
174 The definition for a class $C$ may distinguish one of its proper superclasses
175 as being the \emph{link superclass} for class $C$.  Not every class need have
176 a link superclass, and the link superclass of a class $C$, if it exists, need
177 not be a direct superclass of $C$.
178
179 Superclass links must obey the following rule: if $C$ is a class, then there
180 must be no three distinct superclasses $X$, $Y$ and~$Z$ of $C$ such that $Z$
181 is the link superclass of both $X$ and $Y$.  As a consequence of this rule,
182 the superclasses of $C$ can be partitioned into linear \emph{chains}, such
183 that superclasses $A$ and $B$ are in the same chain if and only if one can
184 trace a path from $A$ to $B$ by following superclass links, or \emph{vice
185 versa}.
186
187 Since a class links only to one of its proper superclasses, the classes in a
188 chain are naturally ordered from most- to least-specific.  The least specific
189 class in a chain is called the \emph{chain head}; the most specific class is
190 the \emph{chain tail}.  Chains are often named after their chain head
191 classes.
192
193 \subsection{Names}
194 \label{sec:concepts.classes.names}
195
196 Classes have a number of other attributes:
197 \begin{itemize}
198 \item A \emph{name}, which is a C identifier.  Class names must be globally
199   unique.  The class name is used in the names of a number of associated
200   definitions, to be described later.
201 \item A \emph{nickname}, which is also a C identifier.  Unlike names,
202   nicknames are not required to be globally unique.  If $C$ is any class,
203   then all the superclasses of $C$ must have distinct nicknames.
204 \end{itemize}
205
206
207 \subsection{Slots} \label{sec:concepts.classes.slots}
208
209 Each class defines a number of \emph{slots}.  Much like a structure member, a
210 slot has a \emph{name}, which is a C identifier, and a \emph{type}.  Unlike
211 many other object systems, different superclasses of a class $C$ can define
212 slots with the same name without ambiguity, since slot references are always
213 qualified by the defining class's nickname.
214
215 \subsubsection{Slot initializers}
216 As well as defining slot names and types, a class can also associate an
217 \emph{initial value} with each slot defined by itself or one of its
218 subclasses.  A class $C$ provides an \emph{initialization message} (see
219 \xref{sec:concepts.lifecycle.birth}, and \xref{sec:structures.root.sodclass})
220 whose methods set the slots of a \emph{direct} instance of the class to the
221 correct initial values.  If several of $C$'s superclasses define initializers
222 for the same slot then the initializer from the most specific such class is
223 used.  If none of $C$'s superclasses define an initializer for some slot then
224 that slot will be left uninitialized.
225
226 The initializer for a slot with scalar type may be any C expression.  The
227 initializer for a slot with aggregate type must contain only constant
228 expressions if the generated code is expected to be processed by a
229 implementation of C89.  Initializers will be evaluated once each time an
230 instance is initialized.
231
232 Slots are initialized in reverse-precedence order of their defining classes;
233 i.e., slots defined by a less specific superclass are initialized earlier
234 than slots defined by a more specific superclass.  Slots defined by the same
235 class are initialized in the order in which they appear in the class
236 definition.
237
238 The initializer for a slot may refer to other slots in the same object, via
239 the @|me| pointer: in an initializer for a slot defined by a class $C$, @|me|
240 has type `pointer to $C$'.  (Note that the type of @|me| depends only on the
241 class which defined the slot, not the class which defined the initializer.)
242
243 A class can also define \emph{class slot initializers}, which provide values
244 for a slot defined by its metaclass; see \xref{sec:concepts.metaclasses} for
245 details.
246
247
248 \subsection{C language integration} \label{sec:concepts.classes.c}
249
250 For each class~$C$, the Sod translator defines a C type, the \emph{class
251 type}, with the same name.  This is the usual type used when considering an
252 object as an instance of class~$C$.  No entire object will normally have a
253 class type,\footnote{%
254   In general, a class type only captures the structure of one of the
255   superclass chains of an instance.  A full instance layout contains multiple
256   chains.  See \xref{sec:structures.layout} for the full details.} %
257 so access to instances is almost always via pointers.
258
259 \subsubsection{Access to slots}
260 The class type for a class~$C$ is actually a structure.  It contains one
261 member for each class in $C$'s superclass chain, named with that class's
262 nickname.  Each of these members is also a structure, containing the
263 corresponding class's slots, one member per slot.  There's nothing special
264 about these slot members: C code can access them in the usual way.
265
266 For example, if @|MyClass| has the nickname @|mine|, and defines a slot @|x|
267 of type @|int|, then the simple function
268 \begin{prog}
269   int get_x(MyClass *m) \{ return (m@->mine.x); \}
270 \end{prog}
271 will extract the value of @|x| from an instance of @|MyClass|.
272
273 All of this means that there's no such thing as `private' or `protected'
274 slots.  If you want to hide implementation details, the best approach is to
275 stash them in a dynamically allocated private structure, and leave a pointer
276 to it in a slot.  (This will also help preserve binary compatibility, because
277 the private structure can grow more members as needed.  See
278 \xref{sec:concepts.compatibility} for more details.)
279
280
281 \subsubsection{Sending messages}
282 Sod defines a macro for each message.  If a class $C$ defines a message $m$,
283 then the macro is called @|$C$_$m$|.  The macro takes a pointer to the
284 receiving object as its first argument, followed by the message arguments, if
285 any, and returns the value returned by the object's effective method for the
286 message (if any).  If you have a pointer to an instance of any of $C$'s
287 subclasses, then you can send it the message; it doesn't matter whether the
288 subclass is on the same chain.  Note that the receiver argument is evaluated
289 twice, so it's not safe to write a receiver expression which has
290 side-effects.
291
292 For example, suppose we defined
293 \begin{prog}
294   [nick = soupy]                                                \\
295   class Super: SodObject \{                                     \\ \ind
296     void msg(const char *m);                                  \-\\
297   \}                                                            \\+
298   class Sub: Super \{                                           \\ \ind
299     void soupy.msg(const char *m)
300       \{ printf("sub sent `\%s'@\\n", m); \}                  \-\\
301   \}
302 \end{prog}
303 then we can send the message like this:
304 \begin{prog}
305   Sub *sub = /* \dots\ */;                                      \\
306   Super_msg(sub, "hello");
307 \end{prog}
308
309 What happens under the covers is as follows.  The structure pointed to by the
310 instance pointer has a member named @|_vt|, which points to a structure
311 called a `virtual table', or \emph{vtable}, which contains various pieces of
312 information about the object's direct class and layout, and holds pointers to
313 method entries for the messages which the object can receive.  The
314 message-sending macro in the example above expands to something similar to
315 \begin{prog}
316   sub@->_vt.sub.msg(sub, "Hello");
317 \end{prog}
318
319 The vtable contains other useful information, such as a pointer to the
320 instance's direct class's \emph{class object} (described below).  The full
321 details of the contents and layout of vtables are given in
322 \xref{sec:structures.layout.vtable}.
323
324
325 \subsubsection{Class objects}
326 In Sod's object system, classes are objects too.  Therefore classes are
327 themselves instances; the class of a class is called a \emph{metaclass}.  The
328 consequences of this are explored in \xref{sec:concepts.metaclasses}.  The
329 \emph{class object} has the same name as the class, suffixed with
330 `@|__class|'\footnote{%
331   This is not quite true.  @|$C$__class| is actually a macro.  See
332   \xref{sec:structures.layout.additional} for the gory details.} %
333 and its type is usually @|SodClass|; @|SodClass|'s nickname is @|cls|.
334
335 A class object's slots contain or point to useful information, tables and
336 functions for working with that class's instances.  (The @|SodClass| class
337 doesn't define any messages, so it doesn't have any methods other than for
338 the @|SodObject| lifecycle messages @|init| and @|teardown|; see
339 \xref{sec:concepts.lifecycle}.  In Sod, a class slot containing a function
340 pointer is not at all the same thing as a method.)
341
342 \subsubsection{Conversions}
343 Suppose one has a value of type pointer-to-class-type for some class~$C$, and
344 wants to convert it to a pointer-to-class-type for some other class~$B$.
345 There are three main cases to distinguish.
346 \begin{itemize}
347 \item If $B$ is a superclass of~$C$, in the same chain, then the conversion
348   is an \emph{in-chain upcast}.  The conversion can be performed using the
349   appropriate generated upcast macro (see below), or by simply casting the
350   pointer, using C's usual cast operator (or the \Cplusplus\ @|static_cast<>|
351   operator).
352 \item If $B$ is a superclass of~$C$, in a different chain, then the
353   conversion is a \emph{cross-chain upcast}.  The conversion is more than a
354   simple type change: the pointer value must be adjusted.  If the direct
355   class of the instance in question is not known, the conversion will require
356   a lookup at runtime to find the appropriate offset by which to adjust the
357   pointer.  The conversion can be performed using the appropriate generated
358   upcast macro (see below); the general case is handled by the macro
359   \descref{SOD_XCHAIN}{mac}.
360 \item If $B$ is a subclass of~$C$ then the conversion is a \emph{downcast};
361   otherwise the conversion is a~\emph{cross-cast}.  In either case, the
362   conversion can fail: the object in question might not be an instance of~$B$
363   after all.  The macro \descref{SOD_CONVERT}{mac} and the function
364   \descref{sod_convert}{fun} perform general conversions.  They return a null
365   pointer if the conversion fails.  (These are therefore your analogue to the
366   \Cplusplus\ @|dynamic_cast<>| operator.)
367 \end{itemize}
368 The Sod translator generates macros for performing both in-chain and
369 cross-chain upcasts.  For each class~$C$, and each proper superclass~$B$
370 of~$C$, a macro is defined: given an argument of type pointer to class type
371 of~$C$, it returns a pointer to the same instance, only with type pointer to
372 class type of~$B$, adjusted as necessary in the case of a cross-chain
373 conversion.  The macro is named by concatenating
374 \begin{itemize}
375 \item the name of class~$C$, in upper case,
376 \item the characters `@|__CONV_|', and
377 \item the nickname of class~$B$, in upper case;
378 \end{itemize}
379 e.g., if $C$ is named @|MyClass|, and $B$'s name is @|SuperClass| with
380 nickname @|super|, then the macro @|MYCLASS__CONV_SUPER| converts a
381 @|MyClass~*| to a @|SuperClass~*|.  See
382 \xref{sec:structures.layout.additional} for the formal description.
383
384 %%%--------------------------------------------------------------------------
385 \section{Keyword arguments} \label{sec:concepts.keywords}
386
387 In standard C, the actual arguments provided to a function are matched up
388 with the formal arguments given in the function definition according to their
389 ordering in a list.  Unless the (rather cumbersome) machinery for dealing
390 with variable-length argument tails (@|<stdarg.h>|) is used, exactly the
391 correct number of arguments must be supplied, and in the correct order.
392
393 A \emph{keyword argument} is matched by its distinctive \emph{name}, rather
394 than by its position in a list.  Keyword arguments may be \emph{omitted},
395 causing some default behaviour by the function.  A function can detect
396 whether a particular keyword argument was supplied: so the default behaviour
397 need not be the same as that caused by any specific value of the argument.
398
399 Keyword arguments can be provided in three ways.
400 \begin{enumerate}
401 \item Directly, as a variable-length argument tail, consisting (for the most
402   part) of alternating keyword names, as pointers to null-terminated strings,
403   and argument values, and terminated by a null pointer.  This is somewhat
404   error-prone, and the support library defines some macros which help ensure
405   that keyword argument lists are well formed.
406 \item Indirectly, through a @|va_list| object capturing a variable-length
407   argument tail passed to some other function.  Such indirect argument tails
408   have the same structure as the direct argument tails described above.
409   Because @|va_list| objects are hard to copy, the keyword-argument support
410   library consistently passes @|va_list| objects \emph{by reference}
411   throughout its programming interface.
412 \item Indirectly, through a vector of @|struct kwval| objects, each of which
413   contains a keyword name, as a pointer to a null-terminated string, and the
414   \emph{address} of a corresponding argument value.  (This indirection is
415   necessary so that the items in the vector can be of uniform size.)
416   Argument vectors are rather inconvenient to use, but are the only practical
417   way in which a caller can decide at runtime which arguments to include in a
418   call, which is useful when writing wrapper functions.
419 \end{enumerate}
420
421 Keyword arguments are provided as a general feature for C functions.
422 However, Sod has special support for messages which accept keyword arguments
423 (\xref{sec:concepts.methods.keywords}); and they play an essential rôle in
424 the instance construction protocol (\xref{sec:concepts.lifecycle.birth}).
425
426 %%%--------------------------------------------------------------------------
427 \section{Messages and methods} \label{sec:concepts.methods}
428
429 Objects can be sent \emph{messages}.  A message has a \emph{name}, and
430 carries a number of \emph{arguments}.  When an object is sent a message, a
431 function, determined by the receiving object's class, is invoked, passing it
432 the receiver and the message arguments.  This function is called the
433 class's \emph{effective method} for the message.  The effective method can do
434 anything a C function can do, including reading or updating program state or
435 object slots, sending more messages, calling other functions, issuing system
436 calls, or performing I/O; if it finishes, it may return a value, which is
437 returned in turn to the message sender.
438
439 The set of messages an object can receive, characterized by their names,
440 argument types, and return type, is determined by the object's class.  Each
441 class can define new messages, which can be received by any instance of that
442 class.  The messages defined by a single class must have distinct names:
443 there is no `function overloading'.  As with slots
444 (\xref{sec:concepts.classes.slots}), messages defined by distinct classes are
445 always distinct, even if they have the same names: references to messages are
446 always qualified by the defining class's name or nickname.
447
448 Messages may take any number of arguments, of any non-array value type.
449 Since message sends are effectively function calls, arguments of array type
450 are implicitly converted to values of the corresponding pointer type.  While
451 message definitions may ascribe an array type to an argument, the formal
452 argument will have pointer type, as is usual for C functions.  A message may
453 accept a variable-length argument suffix, denoted @|\dots|.
454
455 A class definition may include \emph{direct methods} for messages defined by
456 it or any of its superclasses.
457
458 Like messages, direct methods define argument lists and return types, but
459 they may also have a \emph{body}, and a \emph{rôle}.
460
461 A direct method need not have the same argument list or return type as its
462 message.  The acceptable argument lists and return types for a method depend
463 on the message, in particular its method combination
464 (\xref{sec:concepts.methods.combination}), and the method's rôle.
465
466 A direct method body is a block of C code, and the Sod translator usually
467 defines, for each direct method, a function with external linkage, whose body
468 contains a copy of the direct method body.  Within the body of a direct
469 method defined for a class $C$, the variable @|me|, of type pointer to class
470 type of $C$, refers to the receiving object.
471
472
473 \subsection{Effective methods and method combinations}
474 \label{sec:concepts.methods.combination}
475
476 For each message a direct instance of a class might receive, there is a set
477 of \emph{applicable methods}, which are exactly the direct methods defined on
478 the object's class and its superclasses.  These direct methods are combined
479 together to form the \emph{effective method} for that particular class and
480 message.  Direct methods can be combined into an effective method in
481 different ways, according to the \emph{method combination} specified by the
482 message.  The method combination determines which direct method rôles are
483 acceptable, and, for each rôle, the appropriate argument lists and return
484 types.
485
486 One direct method, $M$, is said to be more (resp.\ less) \emph{specific} than
487 another, $N$, with respect to a receiving class~$C$, if the class defining
488 $M$ is a more (resp.\ less) specific superclass of~$C$ than the class
489 defining $N$.
490
491 \subsubsection{The standard method combination}
492 The default method combination is called the \emph{standard method
493 combination}; other method combinations are useful occasionally for special
494 effects.  The standard method combination accepts four direct method rôles,
495 called `primary' (the default), @|before|, @|after|, and @|around|.
496
497 All direct methods subject to the standard method combination must have
498 argument lists which \emph{match} the message's argument list:
499 \begin{itemize}
500 \item the method's arguments must have the same types as the message, though
501   the arguments may have different names; and
502 \item if the message accepts a variable-length argument suffix then the
503   direct method must instead have a final argument of type @|va_list|.
504 \end{itemize}
505 Primary and @|around| methods must have the same return type as the message;
506 @|before| and @|after| methods must return @|void| regardless of the
507 message's return type.
508
509 If there are no applicable primary methods then no effective method is
510 constructed: the vtables contain null pointers in place of pointers to method
511 entry functions.
512
513 \begin{figure}
514   \hbox to\hsize{\hss\hbox{\begin{tikzpicture}
515     [order/.append style={color=green!70!black},
516      code/.append style={font=\sffamily},
517      action/.append style={font=\itshape},
518      method/.append style={rectangle, draw=black, thin, fill=blue!30,
519                            text height=\ht\strutbox, text depth=\dp\strutbox,
520                            minimum width=40mm}]
521
522     \def\delgstack#1#2#3{
523       \node (#10) [method, #2] {#3};
524       \node (#11) [method, above=6mm of #10] {#3};
525       \draw [->] ($(#10.north)!.5!(#10.north west) + (0mm, 1mm)$) --
526                  ++(0mm, 4mm)
527         node [code, left=4pt, midway] {next_method};
528       \draw [<-] ($(#10.north)!.5!(#10.north east) + (0mm, 1mm)$) --
529                  ++(0mm, 4mm)
530         node [action, right=4pt, midway] {return};
531       \draw [->] ($(#11.north)!.5!(#11.north west) + (0mm, 1mm)$) --
532                  ++(0mm, 4mm)
533         node [code, left=4pt, midway] {next_method}
534         node (ld) [above] {$\smash\vdots\mathstrut$};
535       \draw [<-] ($(#11.north)!.5!(#11.north east) + (0mm, 1mm)$) --
536                  ++(0mm, 4mm)
537         node [action, right=4pt, midway] {return}
538         node (rd) [above] {$\smash\vdots\mathstrut$};
539       \draw [->] ($(ld.north) + (0mm, 1mm)$) -- ++(0mm, 4mm)
540         node [code, left=4pt, midway] {next_method};
541       \draw [<-] ($(rd.north) + (0mm, 1mm)$) -- ++(0mm, 4mm)
542         node [action, right=4pt, midway] {return};
543       \node (p) at ($(ld.north)!.5!(rd.north)$) {};
544       \node (#1n) [method, above=5mm of p] {#3};
545       \draw [->, order] ($(#10.south east) + (4mm, 1mm)$) --
546                           ($(#1n.north east) + (4mm, -1mm)$)
547         node [midway, right, align=left]
548         {Most to \\ least \\ specific};}
549
550     \delgstack{a}{}{@|around| method}
551     \draw [<-] ($(a0.south)!.5!(a0.south west) - (0mm, 1mm)$) --
552                ++(0mm, -4mm);
553     \draw [->] ($(a0.south)!.5!(a0.south east) - (0mm, 1mm)$) --
554                ++(0mm, -4mm)
555       node [action, right=4pt, midway] {return};
556
557     \draw [->] ($(an.north)!.6!(an.north west) + (0mm, 1mm)$) --
558                ++(-8mm, 8mm)
559       node [code, midway, left=3mm] {next_method}
560       node (b0) [method, above left = 1mm + 4mm and -6mm - 4mm] {};
561     \node (b1) [method] at ($(b0) - (2mm, 2mm)$) {};
562     \node (bn) [method] at ($(b1) - (2mm, 2mm)$) {@|before| method};
563     \draw [->, order] ($(bn.west) - (6mm, 0mm)$) -- ++(12mm, 12mm)
564       node [midway, above left, align=center] {Most to \\ least \\ specific};
565     \draw [->] ($(b0.north east) + (-10mm, 1mm)$) -- ++(8mm, 8mm)
566       node (p) {};
567
568     \delgstack{m}{above right=1mm and 0mm of an.west |- p}{Primary method}
569     \draw [->] ($(mn.north)!.5!(mn.north west) + (0mm, 1mm)$) -- ++(0mm, 4mm)
570       node [code, left=4pt, midway] {next_method}
571       node [above right = 0mm and -8mm]
572       {$\vcenter{\hbox{\Huge\textcolor{red}{!}}}
573         \vcenter{\hbox{\begin{tabular}[c]{l}
574                          \textsf{next_method} \\
575                          pointer is null
576                        \end{tabular}}}$};
577
578     \draw [->, color=blue, dotted]
579         ($(m0.south)!.2!(m0.south east) - (0mm, 1mm)$) --
580         ($(an.north)!.2!(an.north east) + (0mm, 1mm)$)
581       node [midway, sloped, below] {Return value};
582
583     \draw [<-] ($(an.north)!.6!(an.north east) + (0mm, 1mm)$) --
584                ++(8mm, 8mm)
585       node [action, midway, right=3mm] {return}
586       node (f0) [method, above right = 1mm and -6mm] {};
587     \node (f1) [method] at ($(f0) + (-2mm, 2mm)$) {};
588     \node (fn) [method] at ($(f1) + (-2mm, 2mm)$) {@|after| method};
589     \draw [<-, order] ($(f0.east) + (6mm, 0mm)$) -- ++(-12mm, 12mm)
590       node [midway, above right, align=center]
591       {Least to \\ most \\ specific};
592     \draw [<-] ($(fn.north west) + (6mm, 1mm)$) -- ++(-8mm, 8mm);
593
594   \end{tikzpicture}}\hss}
595
596   \caption{The standard method combination}
597   \label{fig:concepts.methods.stdmeth}
598 \end{figure}
599
600 The effective method for a message with standard method combination works as
601 follows (see also~\xref{fig:concepts.methods.stdmeth}).
602 \begin{enumerate}
603
604 \item If any applicable methods have the @|around| rôle, then the most
605   specific such method, with respect to the class of the receiving object, is
606   invoked.
607
608   Within the body of an @|around| method, the variable @|next_method| is
609   defined, having pointer-to-function type.  The method may call this
610   function, as described below, any number of times.
611
612   If there any remaining @|around| methods, then @|next_method| invokes the
613   next most specific such method, returning whichever value that method
614   returns; otherwise the behaviour of @|next_method| is to invoke the
615   @|before| methods (if any), followed by the most specific primary method,
616   followed by the @|after| methods (if any), and to return whichever value
617   was returned by the most specific primary method, as described in the
618   following items.  That is, the behaviour of the least specific @|around|
619   method's @|next_method| function is exactly the behaviour that the
620   effective method would have if there were no @|around| methods.  Note that
621   if the least-specific @|around| method calls its @|next_method| more than
622   once then the whole sequence of @|before|, primary, and @|after| methods
623   occurs multiple times.
624
625   The value returned by the most specific @|around| method is the value
626   returned by the effective method.
627
628 \item If any applicable methods have the @|before| rôle, then they are all
629   invoked, starting with the most specific.
630
631 \item The most specific applicable primary method is invoked.
632
633   Within the body of a primary method, the variable @|next_method| is
634   defined, having pointer-to-function type.  If there are no remaining less
635   specific primary methods, then @|next_method| is a null pointer.
636   Otherwise, the method may call the @|next_method| function any number of
637   times.
638
639   The behaviour of the @|next_method| function, if it is not null, is to
640   invoke the next most specific applicable primary method, and to return
641   whichever value that method returns.
642
643   If there are no applicable @|around| methods, then the value returned by
644   the most specific primary method is the value returned by the effective
645   method; otherwise the value returned by the most specific primary method is
646   returned to the least specific @|around| method, which called it via its
647   own @|next_method| function.
648
649 \item If any applicable methods have the @|after| rôle, then they are all
650   invoked, starting with the \emph{least} specific.  (Hence, the most
651   specific @|after| method is invoked with the most `afterness'.)
652
653 \end{enumerate}
654
655 A typical use for @|around| methods is to allow a base class to set up the
656 dynamic environment appropriately for the primary methods of its subclasses,
657 e.g., by claiming a lock, and releasing it afterwards.
658
659 The @|next_method| function provided to methods with the primary and
660 @|around| rôles accepts the same arguments, and returns the same type, as the
661 message, except that one or two additional arguments are inserted at the
662 front of the argument list.  The first additional argument is always the
663 receiving object, @|me|.  If the message accepts a variable argument suffix,
664 then the second addition argument is a @|va_list|; otherwise there is no
665 second additional argument; otherwise, In the former case, a variable
666 @|sod__master_ap| of type @|va_list| is defined, containing a separate copy
667 of the argument pointer (so the method body can process the variable argument
668 suffix itself, and still pass a fresh copy on to the next method).
669
670 A method with the primary or @|around| rôle may use the convenience macro
671 @|CALL_NEXT_METHOD|, which takes no arguments itself, and simply calls
672 @|next_method| with appropriate arguments: the receiver @|me| pointer, the
673 argument pointer @|sod__master_ap| (if applicable), and the method's
674 arguments.  If the method body has overwritten its formal arguments, then
675 @|CALL_NEXT_METHOD| will pass along the updated values, rather than the
676 original ones.
677
678 A primary or @|around| method which invokes its @|next_method| function is
679 said to \emph{extend} the message behaviour; a method which does not invoke
680 its @|next_method| is said to \emph{override} the behaviour.  Note that a
681 method may make a decision to override or extend at runtime.
682
683 \subsubsection{Aggregating method combinations}
684 A number of other method combinations are provided.  They are called
685 `aggregating' method combinations because, instead of invoking just the most
686 specific primary method, as the standard method combination does, they invoke
687 the applicable primary methods in turn and aggregate the return values from
688 each.
689
690 The aggregating method combinations accept the same four rôles as the
691 standard method combination, and @|around|, @|before|, and @|after| methods
692 work in the same way.
693
694 The aggregating method combinations provided are as follows.
695 \begin{description} \let\makelabel\code
696 \item[progn] The message must return @|void|.  The applicable primary methods
697   are simply invoked in turn, most specific first.
698 \item[sum] The message must return a numeric type.\footnote{%
699     The Sod translator does not check this, since it doesn't have enough
700     insight into @|typedef| names.} %
701   The applicable primary methods are invoked in turn, and their return values
702   added up.  The final result is the sum of the individual values.
703 \item[product] The message must return a numeric type.  The applicable
704   primary methods are invoked in turn, and their return values multiplied
705   together.  The final result is the product of the individual values.
706 \item[min] The message must return a scalar type.  The applicable primary
707   methods are invoked in turn.  The final result is the smallest of the
708   individual values.
709 \item[max] The message must return a scalar type.  The applicable primary
710   methods are invoked in turn.  The final result is the largest of the
711   individual values.
712 \item[and] The message must return a scalar type.  The applicable primary
713   methods are invoked in turn.  If any method returns zero then the final
714   result is zero and no further methods are invoked.  If all of the
715   applicable primary methods return nonzero, then the final result is the
716   result of the last primary method.
717 \item[or] The message must return a scalar type.  The applicable primary
718   methods are invoked in turn.  If any method returns nonzero then the final
719   result is that nonzero value and no further methods are invoked.  If all of
720   the applicable primary methods return zero, then the final result is zero.
721 \end{description}
722
723 There is also a @|custom| aggregating method combination, which is described
724 in \xref{sec:fixme.custom-aggregating-method-combination}.
725
726
727 \subsection{Method entries} \label{sec:concepts.methods.entry}
728
729 Each instance is associated with its direct class \fixme{direct instances}
730
731 The effective methods for each class are determined at translation time, by
732 the Sod translator.  For each effective method, one or more \emph{method
733 entry functions} are constructed.  A method entry function has three
734 responsibilities.
735 \begin{itemize}
736 \item It converts the receiver pointer to the correct type.  Method entry
737   functions can perform these conversions extremely efficiently: there are
738   separate method entries for each chain of each class which can receive a
739   message, so method entry functions are in the privileged situation of
740   knowing the \emph{exact} class of the receiving object.
741 \item If the message accepts a variable-length argument tail, then two method
742   entry functions are created for each chain of each class: one receives a
743   variable-length argument tail, as intended, and captures it in a @|va_list|
744   object; the other accepts an argument of type @|va_list| in place of the
745   variable-length tail and arranges for it to be passed along to the direct
746   methods.
747 \item It invokes the effective method with the appropriate arguments.  There
748   might or might not be an actual function corresponding to the effective
749   method itself: the translator may instead open-code the effective method's
750   behaviour into each method entry function; and the machinery for handling
751   `delegation chains', such as is used for @|around| methods and primary
752   methods in the standard method combination, is necessarily scattered among
753   a number of small functions.
754 \end{itemize}
755
756
757 \subsection{Messages with keyword arguments}
758 \label{sec:concepts.methods.keywords}
759
760 A message or a direct method may declare that it accepts keyword arguments.
761 A message which accepts keyword arguments is called a \emph{keyword message};
762 a direct method which accepts keyword arguments is called a \emph{keyword
763 method}.
764
765 While method combinations may set their own rules, usually keyword methods
766 can only be defined on keyword messages, and all methods defined on a keyword
767 message must be keyword methods.  The direct methods defined on a keyword
768 message may differ in the keywords they accept, both from each other, and
769 from the message.  If two superclasses of some common class both define
770 keyword methods on the same message, and the methods both accept a keyword
771 argument with the same name, then these two keyword arguments must also have
772 the same type.  Different applicable methods may declare keyword arguments
773 with the same name but different defaults; see below.
774
775 The keyword arguments acceptable in a message sent to an object are the
776 keywords listed in the message definition, together with all of the keywords
777 accepted by any applicable method.  There is no easy way to determine at
778 runtime whether a particular keyword is acceptable in a message to a given
779 instance.
780
781 At runtime, a direct method which accepts one or more keyword arguments
782 receives an additional argument named @|suppliedp|.  This argument is a small
783 structure.  For each keyword argument named $k$ accepted by the direct
784 method, @|suppliedp| contains a one-bit-wide bitfield member of type
785 @|unsigned|, also named $k$.  If a keyword argument named $k$ was passed in
786 the message, then @|suppliedp.$k$| is one, and $k$ contains the argument
787 value; otherwise @|suppliedp.$k$| is zero, and $k$ contains the default value
788 from the direct method definition if there was one, or an unspecified value
789 otherwise.
790
791 %%%--------------------------------------------------------------------------
792 \section{The object lifecycle} \label{sec:concepts.lifecycle}
793
794 \subsection{Creation} \label{sec:concepts.lifecycle.birth}
795
796 Construction of a new instance of a class involves three steps.
797 \begin{enumerate}
798 \item \emph{Allocation} arranges for there to be storage space for the
799   instance's slots and associated metadata.
800 \item \emph{Imprinting} fills in the instance's metadata, associating the
801   instance with its class.
802 \item \emph{Initialization} stores appropriate initial values in the
803   instance's slots, and maybe links it into any external data structures as
804   necessary.
805 \end{enumerate}
806 The \descref{SOD_DECL}[macro]{mac} handles constructing instances with
807 automatic storage duration (`on the stack').  Similarly, the
808 \descref{SOD_MAKE}[macro]{mac} and the \descref{sod_make}{fun} and
809 \descref{sod_makev}{fun} functions construct instances allocated from the
810 standard @|malloc| heap.  Programmers can add support for other allocation
811 strategies by using the \descref{SOD_INIT}[macro]{mac} and the
812 \descref{sod_init}{fun} and \descref{sod_initv}{fun} functions, which package
813 up imprinting and initialization.
814
815 \subsubsection{Allocation}
816 Instances of most classes (specifically including those classes defined by
817 Sod itself) can be held in any storage of sufficient size.  The in-memory
818 layout of an instance of some class~$C$ is described by the type @|struct
819 $C$__ilayout|, and if the relevant class is known at compile time then the
820 best way to discover the layout size is with the @|sizeof| operator.  Failing
821 that, the size required to hold an instance of $C$ is available in a slot in
822 $C$'s class object, as @|$C$__class@->cls.initsz|.
823
824 It is not in general sufficient to declare, or otherwise allocate, an object
825 of the class type $C$.  The class type only describes a single chain of the
826 object's layout.  It is nearly always an error to use the class type as if it
827 is a \emph{complete type}, e.g., to declare objects or arrays of the class
828 type, or to enquire about its size or alignment requirements.
829
830 Instance layouts may be declared as objects with automatic storage duration
831 (colloquially, `allocated on the stack') or allocated dynamically, e.g.,
832 using @|malloc|.  They may be included as members of structures or unions, or
833 elements of arrays.  Sod's runtime system doesn't retain addresses of
834 instances, so, for example, Sod doesn't make using fancy allocators which
835 sometimes move objects around in memory any more difficult than it needs to
836 be.
837
838 There isn't any way to discover the alignment required for a particular
839 class's instances at runtime; it's best to be conservative and assume that
840 the platform's strictest alignment requirement applies.
841
842 The following simple function correctly allocates and returns space for an
843 instance of a class given a pointer to its class object @<cls>.
844 \begin{prog}
845   void *allocate_instance(const SodClass *cls)                  \\ \ind
846     \{ return malloc(cls@->cls.initsz); \}
847 \end{prog}
848
849 \subsubsection{Imprinting}
850 Once storage has been allocated, it must be \emph{imprinted} before it can be
851 used as an instance of a class, e.g., before any messages can be sent to it.
852
853 Imprinting an instance stores some metadata about its direct class in the
854 instance structure, so that the rest of the program (and Sod's runtime
855 library) can tell what sort of object it is, and how to use it.\footnote{%
856   Specifically, imprinting an instance's storage involves storing the
857   appropriate vtable pointers in the right places in it.} %
858 A class object's @|imprint| slot points to a function which will correctly
859 imprint storage for one of that class's instances.
860
861 Once an instance's storage has been imprinted, it is technically possible to
862 send messages to the instance; however the instance's slots are still
863 uninitialized at this point, so the applicable methods are unlikely to do
864 much of any use unless they've been written specifically for the purpose.
865
866 The following simple function imprints storage at address @<p> as an instance
867 of a class, given a pointer to its class object @<cls>.
868 \begin{prog}
869   void imprint_instance(const SodClass *cls, void *p)           \\ \ind
870     \{ cls@->cls.imprint(p); \}
871 \end{prog}
872
873 \subsubsection{Initialization}
874 The final step for constructing a new instance is to \emph{initialize} it, to
875 establish the necessary invariants for the instance itself and the
876 environment in which it operates.
877
878 Details of initialization are necessarily class-specific, but typically it
879 involves setting the instance's slots to appropriate values, and possibly
880 linking it into some larger data structure to keep track of it.  It is
881 possible for initialization methods to attempt to allocate resources, but
882 this must be done carefully: there is currently no way to report an error
883 from object initialization, so the object must be marked as incompletely
884 initialized, and left in a state where it will be safe to tear down later.
885
886 Initialization is performed by sending the imprinted instance an @|init|
887 message, defined by the @|SodObject| class.  This message uses a nonstandard
888 method combination which works like the standard combination, except that the
889 \emph{default behaviour}, if there is no overriding method, is to initialize
890 the instance's slots, as described below, and to invoke each superclass's
891 initialization fragments.  This default behaviour may be invoked multiple
892 times if some method calls on its @|next_method| more than once, unless some
893 other method takes steps to prevent this.
894
895 Slots are initialized in a well-defined order.
896 \begin{itemize}
897 \item Slots defined by a more specific superclass are initialized after slots
898   defined by a less specific superclass.
899 \item Slots defined by the same class are initialized in the order in which
900   their definitions appear.
901 \end{itemize}
902
903 A class can define \emph{initialization fragments}: pieces of literal code to
904 be executed to set up a new instance.  Each superclass's initialization
905 fragments are executed with @|me| bound to an instance pointer of the
906 appropriate superclass type, immediately after that superclass's slots (if
907 any) have been initialized; therefore, fragments defined by a more specific
908 superclass are executed after fragments defined by a less specific
909 superclass.  A class may define more than one initialization fragment: the
910 fragments are executed in the order in which they appear in the class
911 definition.  It is possible for an initialization fragment to use @|return|
912 or @|goto| for special control-flow effects, but this is not likely to be a
913 good idea.
914
915 The @|init| message accepts keyword arguments
916 (\xref{sec:concepts.methods.keywords}).  The set of acceptable keywords is
917 determined by the applicable methods as usual, but also by the
918 \emph{initargs} defined by the receiving instance's class and its
919 superclasses, which are made available to slot initializers and
920 initialization fragments.
921
922 There are two kinds of initarg definitions.  \emph{User initargs} are defined
923 by an explicit @|initarg| item appearing in a class definition: the item
924 defines a name, type, and (optionally) a default value for the initarg.
925 \emph{Slot initargs} are defined by attaching an @|initarg| property to a
926 slot or slot initializer item: the property's value determines the initarg's
927 name, while the type is taken from the underlying slot type; slot initargs do
928 not have default values.  Both kinds define a \emph{direct initarg} for the
929 containing class.
930
931 Initargs are inherited.  The \emph{applicable} direct initargs for an @|init|
932 effective method are those defined by the receiving object's class, and all
933 of its superclasses.  Applicable direct initargs with the same name are
934 merged to form \emph{effective initargs}.  An error is reported if two
935 applicable direct initargs have the same name but different types.  The
936 default value of an effective initarg is taken from the most specific
937 applicable direct initarg which specifies a defalt value; if no applicable
938 direct initarg specifies a default value then the effective initarg has no
939 default.
940
941 All initarg values are made available at runtime to user code --
942 initialization fragments and slot initializer expressions -- through local
943 variables and a @|suppliedp| structure, as in a direct method
944 (\xref{sec:concepts.methods.keywords}).  Furthermore, slot initarg
945 definitions influence the initialization of slots.
946
947 The process for deciding how to initialize a particular slot works as
948 follows.
949 \begin{enumerate}
950 \item If there are any slot initargs defined on the slot, or any of its slot
951   initializers, \emph{and} the sender supplied a value for one or more of the
952   corresponding effective initargs, then the value of the most specific slot
953   initarg is stored in the slot.
954 \item Otherwise, if there are any slot initializers defined which include an
955   initializer expression, then the initializer expression from the most
956   specific such slot initializer is evaluated and its value stored in the
957   slot.
958 \item Otherwise, the slot is left uninitialized.
959 \end{enumerate}
960 Note that the default values (if any) of effective initargs do \emph{not}
961 affect this procedure.
962
963
964 \subsection{Destruction}
965 \label{sec:concepts.lifecycle.death}
966
967 Destruction of an instance, when it is no longer required, consists of two
968 steps.
969 \begin{enumerate}
970 \item \emph{Teardown} releases any resources held by the instance and
971   disentangles it from any external data structures.
972 \item \emph{Deallocation} releases the memory used to store the instance so
973   that it can be reused.
974 \end{enumerate}
975 Teardown alone, for objects which require special deallocation, or for which
976 deallocation occurs automatically (e.g., instances with automatic storage
977 duration, or instances whose storage will be garbage-collected), is performed
978 using the \descref{sod_teardown}[function]{fun}.  Destruction of instances
979 allocated from the standard @|malloc| heap is done using the
980 \descref{sod_destroy}[function]{fun}.
981
982 \subsubsection{Teardown}
983 Details of teardown are necessarily class-specific, but typically it
984 involves releasing resources held by the instance, and disentangling it from
985 any data structures it might be linked into.
986
987 Teardown is performed by sending the instance the @|teardown| message,
988 defined by the @|SodObject| class.  The message returns an integer, used as a
989 boolean flag.  If the message returns zero, then the instance's storage
990 should be deallocated.  If the message returns nonzero, then it is safe for
991 the caller to forget about instance, but should not deallocate its storage.
992 This is \emph{not} an error return: if some teardown method fails then the
993 program may be in an inconsistent state and should not continue.
994
995 This simple protocol can be used, for example, to implement a reference
996 counting system, as follows.
997 \begin{prog}
998   [nick = ref]                                                  \\
999   class ReferenceCountedObject: SodObject \{                    \\ \ind
1000     unsigned nref = 1;                                          \\-
1001     void inc() \{ me@->ref.nref++; \}                           \\-
1002     [role = around]                                             \\
1003     int obj.teardown()                                          \\
1004     \{                                                          \\ \ind
1005       if (--\,--me@->ref.nref) return (1);                      \\
1006       else return (CALL_NEXT_METHOD);                         \-\\
1007     \}                                                        \-\\
1008   \}
1009 \end{prog}
1010
1011 The @|teardown| message uses a nonstandard method combination which works
1012 like the standard combination, except that the \emph{default behaviour}, if
1013 there is no overriding method, is to execute the superclass's teardown
1014 fragments, and to return zero.  This default behaviour may be invoked
1015 multiple times if some method calls on its @|next_method| more than once,
1016 unless some other method takes steps to prevent this.
1017
1018 A class can define \emph{teardown fragments}: pieces of literal code to be
1019 executed to shut down an instance.  Each superclass's teardown fragments are
1020 executed with @|me| bound to an instance pointer of the appropriate
1021 superclass type; fragments defined by a more specific superclass are executed
1022 before fragments defined by a less specific superclass.  A class may define
1023 more than one teardown fragment: the fragments are executed in the order in
1024 which they appear in the class definition.  It is possible for an
1025 initialization fragment to use @|return| or @|goto| for special control-flow
1026 effects, but this is not likely to be a good idea.  Similarly, it's probably
1027 a better idea to use an @|around| method to influence the return value than
1028 to write an explicit @|return| statement in a teardown fragment.
1029
1030 \subsubsection{Deallocation}
1031 The details of instance deallocation are obviously specific to the allocation
1032 strategy used by the instance, and this is often orthogonal from the object's
1033 class.
1034
1035 The code which makes the decision to destroy an object may often not be aware
1036 of the object's direct class.  Low-level details of deallocation often
1037 require the proper base address of the instance's storage, which can be
1038 determined using the \descref{SOD_INSTBASE}[macro]{mac}.
1039
1040 %%%--------------------------------------------------------------------------
1041 \section{Metaclasses} \label{sec:concepts.metaclasses}
1042
1043 %%%--------------------------------------------------------------------------
1044 \section{Compatibility considerations} \label{sec:concepts.compatibility}
1045
1046 Sod doesn't make source-level compatibility especially difficult.  As long as
1047 classes, slots, and messages don't change names or dissappear, and slots and
1048 messages retain their approximate types, everything will be fine.
1049
1050 Binary compatibility is much more difficult.  Unfortunately, Sod classes have
1051 rather fragile binary interfaces.\footnote{%
1052   Research suggestion: investigate alternative instance and vtable layouts
1053   which improve binary compatibility, probably at the expense of instance
1054   compactness, and efficiency of slot access and message sending.  There may
1055   be interesting trade-offs to be made.} %
1056
1057 If instances are allocated \fixme{incomplete}
1058
1059 %%%----- That's all, folks --------------------------------------------------
1060
1061 %%% Local variables:
1062 %%% mode: LaTeX
1063 %%% TeX-master: "sod.tex"
1064 %%% TeX-PDF-mode: t
1065 %%% End: