(Fcommand_execute): New arg SPECIAL. All callers changed.
[emacs.git] / lispref / internals.texi
blob76ba1043308cefacc1deb71e97900ba7b87cbd98
1 @c -*-texinfo-*-
2 @c This is part of the GNU Emacs Lisp Reference Manual.
3 @c Copyright (C) 1990, 1991, 1992, 1993 Free Software Foundation, Inc. 
4 @c See the file elisp.texi for copying conditions.
5 @setfilename ../info/internals
6 @node GNU Emacs Internals, Standard Errors, Tips, Top
7 @comment  node-name,  next,  previous,  up
8 @appendix GNU Emacs Internals
10 This chapter describes how the runnable Emacs executable is dumped with
11 the preloaded Lisp libraries in it, how storage is allocated, and some
12 internal aspects of GNU Emacs that may be of interest to C programmers.
14 @menu
15 * Building Emacs::      How to preload Lisp libraries into Emacs.
16 * Pure Storage::        A kludge to make preloaded Lisp functions sharable.
17 * Garbage Collection::  Reclaiming space for Lisp objects no longer used.
18 * Writing Emacs Primitives::   Writing C code for Emacs.
19 * Object Internals::    Data formats of buffers, windows, processes.
20 @end menu
22 @node Building Emacs, Pure Storage, GNU Emacs Internals, GNU Emacs Internals
23 @appendixsec Building Emacs
24 @cindex building Emacs
25 @pindex temacs
27   This section explains the steps involved in building the Emacs
28 executable.  You don't have to know this material to build and install
29 Emacs, since the makefiles do all these things automatically.  This
30 information is pertinent to Emacs maintenance.
32    Compilation of the C source files in the @file{src} directory
33 produces an executable file called @file{temacs}, also called a
34 @dfn{bare impure Emacs}.  It contains the Emacs Lisp interpreter and I/O
35 routines, but not the editing commands.
37 @cindex @file{loadup.el}
38   The command @w{@samp{temacs -l loadup}} uses @file{temacs} to create
39 the real runnable Emacs executable.  These arguments direct
40 @file{temacs} to evaluate the Lisp files specified in the file
41 @file{loadup.el}.  These files set up the normal Emacs editing
42 environment, resulting in an Emacs that is still impure but no longer
43 bare.
45   It takes a substantial time to load the standard Lisp files.  Luckily,
46 you don't have to do this each time you run Emacs; @file{temacs} can
47 dump out an executable program called @file{emacs} that has these files
48 preloaded.  @file{emacs} starts more quickly because it does not need to
49 load the files.  This is the Emacs executable that is normally
50 installed.
52   To create @file{emacs}, use the command @samp{temacs -batch -l loadup
53 dump}.  The purpose of @samp{-batch} here is to prevent @file{temacs}
54 from trying to initialize any of its data on the terminal; this ensures
55 that the tables of terminal information are empty in the dumped Emacs.
56 The argument @samp{dump} tells @file{loadup.el} to dump a new executable
57 named @file{emacs}.
59   Some operating systems don't support dumping.  On those systems, you
60 must start Emacs with the @samp{temacs -l loadup} command each time you
61 use it.  This takes a substantial time, but since you need to start
62 Emacs once a day at most---or once a week if you never log out---the
63 extra time is not too severe a problem.
65 @cindex @file{site-load.el}
66   You can specify additional files to preload by writing a library named
67 @file{site-load.el} that loads them.  You may need to increase the value
68 of @code{PURESIZE}, in @file{src/puresize.h}, to make room for the
69 additional data.  (Try adding increments of 20000 until it is big
70 enough.)  However, the advantage of preloading additional files
71 decreases as machines get faster.  On modern machines, it is usually not
72 advisable.
74   After @file{loadup.el} reads @file{site-load.el}, it finds the
75 documentation strings for primitive and preloaded functions (and
76 variables) in the file @file{etc/DOC} where they are stored, by calling
77 @code{Snarf-documentation} (@pxref{Accessing Documentation}).
79 @cindex @file{site-init.el}
80   You can specify other Lisp expressions to execute just before dumping
81 by putting them in a library named @file{site-init.el}.  This file is
82 executed after the documentation strings are found.
84   If you want to preload function or variable definitions, there are
85 three ways you can do this and make their documentation strings
86 accessible when you subsequently run Emacs:
88 @itemize @bullet
89 @item
90 Arrange to scan these files when producing the @file{etc/DOC} file,
91 and load them with @file{site-load.el}.
93 @item
94 Load the files with @file{site-init.el}, then copy the files into the
95 installation directory for Lisp files when you install Emacs.
97 @item
98 Specify a non-@code{nil} value for
99 @code{byte-compile-dynamic-docstrings} as a local variable in each these
100 files, and load them with either @file{site-load.el} or
101 @file{site-init.el}.  (This method has the drawback that the
102 documentation strings take up space in Emacs all the time.)
103 @end itemize
105   It is not advisable to put anything in @file{site-load.el} or
106 @file{site-init.el} that would alter any of the features that users
107 expect in an ordinary unmodified Emacs.  If you feel you must override
108 normal features for your site, do it with @file{default.el}, so that
109 users can override your changes if they wish.  @xref{Start-up Summary}.
111 @defun dump-emacs to-file from-file
112 @cindex unexec
113   This function dumps the current state of Emacs into an executable file
114 @var{to-file}.  It takes symbols from @var{from-file} (this is normally
115 the executable file @file{temacs}).
117 If you use this function in an Emacs that was already dumped, you must
118 set @code{command-line-processed} to @code{nil} first for good results.
119 @xref{Command Line Arguments}.
120 @end defun
122 @deffn Command emacs-version
123   This function returns a string describing the version of Emacs that is
124 running.  It is useful to include this string in bug reports.
126 @example
127 @group
128 (emacs-version)
129   @result{} "GNU Emacs 19.29.1 (i386-debian-linux) \
130  of Tue Jun  6 1995 on balloon"
131 @end group
132 @end example
134 Called interactively, the function prints the same information in the
135 echo area.
136 @end deffn
138 @defvar emacs-build-time
139 The value of this variable is the time at which Emacs was built at the
140 local site.
142 @example
143 @group
144 emacs-build-time
145      @result{} "Tue Jun  6 14:55:57 1995"
146 @end group
147 @end example
148 @end defvar
150 @defvar emacs-version
151 The value of this variable is the version of Emacs being run.  It is a
152 string such as @code{"19.29.1"}.
153 @end defvar
155   The following two variables did not exist before Emacs version 19.23,
156 which reduces their usefulness at present, but we hope they will be
157 convenient in the future.
159 @defvar emacs-major-version
160 The major version number of Emacs, as an integer.  For Emacs version
161 19.29, the value is 19.
162 @end defvar
164 @defvar emacs-minor-version
165 The minor version number of Emacs, as an integer.  For Emacs version
166 19.29, the value is 29.
167 @end defvar
169 @node Pure Storage, Garbage Collection, Building Emacs, GNU Emacs Internals
170 @appendixsec Pure Storage
171 @cindex pure storage
173   Emacs Lisp uses two kinds of storage for user-created Lisp objects:
174 @dfn{normal storage} and @dfn{pure storage}.  Normal storage is where
175 all the new data created during an Emacs session is kept; see the
176 following section for information on normal storage.  Pure storage is
177 used for certain data in the preloaded standard Lisp files---data that
178 should never change during actual use of Emacs.
180   Pure storage is allocated only while @file{temacs} is loading the
181 standard preloaded Lisp libraries.  In the file @file{emacs}, it is
182 marked as read-only (on operating systems that permit this), so that
183 the memory space can be shared by all the Emacs jobs running on the
184 machine at once.  Pure storage is not expandable; a fixed amount is
185 allocated when Emacs is compiled, and if that is not sufficient for the
186 preloaded libraries, @file{temacs} crashes.  If that happens, you must
187 increase the compilation parameter @code{PURESIZE} in the file
188 @file{src/puresize.h}.  This normally won't happen unless you try to
189 preload additional libraries or add features to the standard ones.
191 @defun purecopy object
192 This function makes a copy of @var{object} in pure storage and returns
193 it.  It copies strings by simply making a new string with the same
194 characters in pure storage.  It recursively copies the contents of
195 vectors and cons cells.  It does not make copies of other objects such
196 as symbols, but just returns them unchanged.  It signals an error if
197 asked to copy markers.
199 This function is a no-op except while Emacs is being built and dumped;
200 it is usually called only in the file @file{emacs/lisp/loaddefs.el}, but
201 a few packages call it just in case you decide to preload them.
202 @end defun
204 @defvar pure-bytes-used
205 The value of this variable is the number of bytes of pure storage
206 allocated so far.  Typically, in a dumped Emacs, this number is very
207 close to the total amount of pure storage available---if it were not,
208 we would preallocate less.
209 @end defvar
211 @defvar purify-flag
212 This variable determines whether @code{defun} should make a copy of the
213 function definition in pure storage.  If it is non-@code{nil}, then the
214 function definition is copied into pure storage.
216 This flag is @code{t} while loading all of the basic functions for
217 building Emacs initially (allowing those functions to be sharable and
218 non-collectible).  Dumping Emacs as an executable always writes
219 @code{nil} in this variable, regardless of the value it actually has
220 before and after dumping.
222 You should not change this flag in a running Emacs.
223 @end defvar
225 @node Garbage Collection, Writing Emacs Primitives, Pure Storage, GNU Emacs Internals
226 @appendixsec Garbage Collection
227 @cindex garbage collector
229 @cindex memory allocation
230   When a program creates a list or the user defines a new function (such
231 as by loading a library), that data is placed in normal storage.  If
232 normal storage runs low, then Emacs asks the operating system to
233 allocate more memory in blocks of 1k bytes.  Each block is used for one
234 type of Lisp object, so symbols, cons cells, markers, etc., are
235 segregated in distinct blocks in memory.  (Vectors, long strings,
236 buffers and certain other editing types, which are fairly large, are
237 allocated in individual blocks, one per object, while small strings are
238 packed into blocks of 8k bytes.)
240   It is quite common to use some storage for a while, then release it by
241 (for example) killing a buffer or deleting the last pointer to an
242 object.  Emacs provides a @dfn{garbage collector} to reclaim this
243 abandoned storage.  (This name is traditional, but ``garbage recycler''
244 might be a more intuitive metaphor for this facility.)
246   The garbage collector operates by finding and marking all Lisp objects
247 that are still accessible to Lisp programs.  To begin with, it assumes
248 all the symbols, their values and associated function definitions, and
249 any data presently on the stack, are accessible.  Any objects that can
250 be reached indirectly through other accessible objects are also
251 accessible.
253   When marking is finished, all objects still unmarked are garbage.  No
254 matter what the Lisp program or the user does, it is impossible to refer
255 to them, since there is no longer a way to reach them.  Their space
256 might as well be reused, since no one will miss them.  The second
257 (``sweep'') phase of the garbage collector arranges to reuse them.
259 @cindex free list
260   The sweep phase puts unused cons cells onto a @dfn{free list}
261 for future allocation; likewise for symbols and markers.  It compacts
262 the accessible strings so they occupy fewer 8k blocks; then it frees the
263 other 8k blocks.  Vectors, buffers, windows, and other large objects are
264 individually allocated and freed using @code{malloc} and @code{free}.
266 @cindex CL note---allocate more storage
267 @quotation
268 @b{Common Lisp note:} Unlike other Lisps, GNU Emacs Lisp does not
269 call the garbage collector when the free list is empty.  Instead, it
270 simply requests the operating system to allocate more storage, and
271 processing continues until @code{gc-cons-threshold} bytes have been
272 used.
274 This means that you can make sure that the garbage collector will not
275 run during a certain portion of a Lisp program by calling the garbage
276 collector explicitly just before it (provided that portion of the
277 program does not use so much space as to force a second garbage
278 collection).
279 @end quotation
281 @deffn Command garbage-collect
282 This command runs a garbage collection, and returns information on
283 the amount of space in use.  (Garbage collection can also occur
284 spontaneously if you use more than @code{gc-cons-threshold} bytes of
285 Lisp data since the previous garbage collection.)
287 @code{garbage-collect} returns a list containing the following
288 information:
290 @example
291 @group
292 ((@var{used-conses} . @var{free-conses})
293  (@var{used-syms} . @var{free-syms})
294 @end group
295  (@var{used-markers} . @var{free-markers})
296  @var{used-string-chars} 
297  @var{used-vector-slots}
298  (@var{used-floats} . @var{free-floats}))
300 @group
301 (garbage-collect)
302      @result{} ((3435 . 2332) (1688 . 0)
303            (57 . 417) 24510 3839 (4 . 1))
304 @end group
305 @end example
307 Here is a table explaining each element:
309 @table @var
310 @item used-conses
311 The number of cons cells in use.
313 @item free-conses
314 The number of cons cells for which space has been obtained from the
315 operating system, but that are not currently being used.
317 @item used-syms
318 The number of symbols in use.
320 @item free-syms
321 The number of symbols for which space has been obtained from the
322 operating system, but that are not currently being used.
324 @item used-markers
325 The number of markers in use.
327 @item free-markers
328 The number of markers for which space has been obtained from the
329 operating system, but that are not currently being used.
331 @item used-string-chars
332 The total size of all strings, in characters.
334 @item used-vector-slots
335 The total number of elements of existing vectors.
337 @item used-floats
338 @c Emacs 19 feature
339 The number of floats in use.
341 @item free-floats
342 @c Emacs 19 feature
343 The number of floats for which space has been obtained from the
344 operating system, but that are not currently being used.
345 @end table
346 @end deffn
348 @defopt gc-cons-threshold
349 The value of this variable is the number of bytes of storage that must
350 be allocated for Lisp objects after one garbage collection in order to
351 trigger another garbage collection.  A cons cell counts as eight bytes,
352 a string as one byte per character plus a few bytes of overhead, and so
353 on; space allocated to the contents of buffers does not count.  Note
354 that the subsequent garbage collection does not happen immediately when
355 the threshold is exhausted, but only the next time the Lisp evaluator is
356 called.
358 The initial threshold value is 300,000.  If you specify a larger
359 value, garbage collection will happen less often.  This reduces the
360 amount of time spent garbage collecting, but increases total memory use.
361 You may want to do this when running a program that creates lots of
362 Lisp data.
364 You can make collections more frequent by specifying a smaller value,
365 down to 10,000.  A value less than 10,000 will remain in effect only
366 until the subsequent garbage collection, at which time
367 @code{garbage-collect} will set the threshold back to 10,000.
368 @end defopt
370 @c Emacs 19 feature
371 @defun memory-limit
372 This function returns the address of the last byte Emacs has allocated,
373 divided by 1024.  We divide the value by 1024 to make sure it fits in a
374 Lisp integer.
376 You can use this to get a general idea of how your actions affect the
377 memory usage.
378 @end defun
380 @node Writing Emacs Primitives, Object Internals, Garbage Collection, GNU Emacs Internals
381 @appendixsec Writing Emacs Primitives
382 @cindex primitive function internals
384   Lisp primitives are Lisp functions implemented in C.  The details of
385 interfacing the C function so that Lisp can call it are handled by a few
386 C macros.  The only way to really understand how to write new C code is
387 to read the source, but we can explain some things here.
389   An example of a special form is the definition of @code{or}, from
390 @file{eval.c}.  (An ordinary function would have the same general
391 appearance.)
393 @cindex garbage collection protection
394 @smallexample
395 @group
396 DEFUN ("or", For, Sor, 0, UNEVALLED, 0,
397   "Eval args until one of them yields non-nil, then return that value.\n\
398 The remaining args are not evalled at all.\n\
399 @end group
400 @group
401 If all args return nil, return nil.")
402   (args)
403      Lisp_Object args;
405   register Lisp_Object val;
406   Lisp_Object args_left;
407   struct gcpro gcpro1;
408 @end group
410 @group
411   if (NULL (args))
412     return Qnil;
414   args_left = args;
415   GCPRO1 (args_left);
416 @end group
418 @group
419   do
420     @{
421       val = Feval (Fcar (args_left));
422       if (!NULL (val))
423         break;
424       args_left = Fcdr (args_left);
425     @}
426   while (!NULL (args_left));
427 @end group
429 @group
430   UNGCPRO;
431   return val;
433 @end group
434 @end smallexample
436   Let's start with a precise explanation of the arguments to the
437 @code{DEFUN} macro.  Here is a template for them:
439 @example
440 DEFUN (@var{lname}, @var{fname}, @var{sname}, @var{min}, @var{max}, @var{interactive}, @var{doc})
441 @end example
443 @table @var
444 @item lname
445 This is the name of the Lisp symbol to define as the function name; in
446 the example above, it is @code{or}.
448 @item fname
449 This is the C function name for this function.  This is
450 the name that is used in C code for calling the function.  The name is,
451 by convention, @samp{F} prepended to the Lisp name, with all dashes
452 (@samp{-}) in the Lisp name changed to underscores.  Thus, to call this
453 function from C code, call @code{For}.  Remember that the arguments must
454 be of type @code{Lisp_Object}; various macros and functions for creating
455 values of type @code{Lisp_Object} are declared in the file
456 @file{lisp.h}.
458 @item sname
459 This is a C variable name to use for a structure that holds the data for
460 the subr object that represents the function in Lisp.  This structure
461 conveys the Lisp symbol name to the initialization routine that will
462 create the symbol and store the subr object as its definition.  By
463 convention, this name is always @var{fname} with @samp{F} replaced with
464 @samp{S}.
466 @item min
467 This is the minimum number of arguments that the function requires.  The
468 function @code{or} allows a minimum of zero arguments.
470 @item max
471 This is the maximum number of arguments that the function accepts, if
472 there is a fixed maximum.  Alternatively, it can be @code{UNEVALLED},
473 indicating a special form that receives unevaluated arguments, or
474 @code{MANY}, indicating an unlimited number of evaluated arguments (the
475 equivalent of @code{&rest}).  Both @code{UNEVALLED} and @code{MANY} are
476 macros.  If @var{max} is a number, it may not be less than @var{min} and
477 it may not be greater than seven.
479 @item interactive
480 This is an interactive specification, a string such as might be used as
481 the argument of @code{interactive} in a Lisp function.  In the case of
482 @code{or}, it is 0 (a null pointer), indicating that @code{or} cannot be
483 called interactively.  A value of @code{""} indicates a function that
484 should receive no arguments when called interactively.
486 @item doc
487 This is the documentation string.  It is written just like a
488 documentation string for a function defined in Lisp, except you must
489 write @samp{\n\} at the end of each line.  In particular, the first line
490 should be a single sentence.
491 @end table
493   After the call to the @code{DEFUN} macro, you must write the argument
494 name list that every C function must have, followed by ordinary C
495 declarations for the arguments.  For a function with a fixed maximum
496 number of arguments, declare a C argument for each Lisp argument, and
497 give them all type @code{Lisp_Object}.  When a Lisp function has no
498 upper limit on the number of arguments, its implementation in C actually
499 receives exactly two arguments: the first is the number of Lisp
500 arguments, and the second is the address of a block containing their
501 values.  They have types @code{int} and @w{@code{Lisp_Object *}}.
503   Within the function @code{For} itself, note the use of the macros
504 @code{GCPRO1} and @code{UNGCPRO}.  @code{GCPRO1} is used to ``protect''
505 a variable from garbage collection---to inform the garbage collector that
506 it must look in that variable and regard its contents as an accessible
507 object.  This is necessary whenever you call @code{Feval} or anything
508 that can directly or indirectly call @code{Feval}.  At such a time, any
509 Lisp object that you intend to refer to again must be protected somehow.
510 @code{UNGCPRO} cancels the protection of the variables that are
511 protected in the current function.  It is necessary to do this explicitly.
513   For most data types, it suffices to protect at least one pointer to
514 the object; as long as the object is not recycled, all pointers to it
515 remain valid.  This is not so for strings, because the garbage collector
516 can move them.  When the garbage collector moves a string, it relocates
517 all the pointers it knows about; any other pointers become invalid.
518 Therefore, you must protect all pointers to strings across any point
519 where garbage collection may be possible.
521   The macro @code{GCPRO1} protects just one local variable.  If you want
522 to protect two, use @code{GCPRO2} instead; repeating @code{GCPRO1} will
523 not work.  Macros @code{GCPRO3} and @code{GCPRO4} also exist.
525   These macros implicitly use local variables such as @code{gcpro1}; you
526 must declare these explicitly, with type @code{struct gcpro}.  Thus, if
527 you use @code{GCPRO2}, you must declare @code{gcpro1} and @code{gcpro2}.
528 Alas, we can't explain all the tricky details here.
530   You must not use C initializers for static or global variables unless
531 they are never written once Emacs is dumped.  These variables with
532 initializers are allocated in an area of memory that becomes read-only
533 (on certain operating systems) as a result of dumping Emacs.  @xref{Pure
534 Storage}.
536   Do not use static variables within functions---place all static
537 variables at top level in the file.  This is necessary because Emacs on
538 some operating systems defines the keyword @code{static} as a null
539 macro.  (This definition is used because those systems put all variables
540 declared static in a place that becomes read-only after dumping, whether
541 they have initializers or not.)
543   Defining the C function is not enough to make a Lisp primitive
544 available; you must also create the Lisp symbol for the primitive and
545 store a suitable subr object in its function cell.  The code looks like
546 this:
548 @example
549 defsubr (&@var{subr-structure-name});
550 @end example
552 @noindent
553 Here @var{subr-structure-name} is the name you used as the third
554 argument to @code{DEFUN}.
556   If you add a new primitive to a file that already has Lisp primitives
557 defined in it, find the function (near the end of the file) named
558 @code{syms_of_@var{something}}, and add the call to @code{defsubr}
559 there.  If the file doesn't have this function, or if you create a new
560 file, add to it a @code{syms_of_@var{filename}} (e.g.,
561 @code{syms_of_myfile}).  Then find the spot in @file{emacs.c} where all
562 of these functions are called, and add a call to
563 @code{syms_of_@var{filename}} there.
565   The function @code{syms_of_@var{filename}} is also the place to define
566 any C variables that are to be visible as Lisp variables.
567 @code{DEFVAR_LISP} makes a C variable of type @code{Lisp_Object} visible
568 in Lisp.  @code{DEFVAR_INT} makes a C variable of type @code{int}
569 visible in Lisp with a value that is always an integer.
570 @code{DEFVAR_BOOL} makes a C variable of type @code{int} visible in Lisp
571 with a value that is either @code{t} or @code{nil}.
573   Here is another example function, with more complicated arguments.
574 This comes from the code for the X Window System, and it demonstrates
575 the use of macros and functions to manipulate Lisp objects.
577 @smallexample
578 @group
579 DEFUN ("coordinates-in-window-p", Fcoordinates_in_window_p,
580   Scoordinates_in_window_p, 2, 2,
581   "xSpecify coordinate pair: \nXExpression which evals to window: ",
582   "Return non-nil if POSITIONS is in WINDOW.\n\  
583   \(POSITIONS is a list, (SCREEN-X SCREEN-Y)\)\n\
584 @end group
585 @group
586   Returned value is list of positions expressed\n\
587   relative to window upper left corner.")
588   (coordinate, window)
589      register Lisp_Object coordinate, window;
591   register Lisp_Object xcoord, ycoord;
592 @end group
594 @group
595   if (!CONSP (coordinate)) wrong_type_argument (Qlistp, coordinate);
596   CHECK_WINDOW (window, 2);
597   xcoord = Fcar (coordinate);
598   ycoord = Fcar (Fcdr (coordinate));
599   CHECK_NUMBER (xcoord, 0);
600   CHECK_NUMBER (ycoord, 1);
601 @end group
602 @group
603   if ((XINT (xcoord) < XINT (XWINDOW (window)->left))
604       || (XINT (xcoord) >= (XINT (XWINDOW (window)->left)
605                             + XINT (XWINDOW (window)->width))))
606     return Qnil;
607   XFASTINT (xcoord) -= XFASTINT (XWINDOW (window)->left);
608 @end group
609 @group
610   if (XINT (ycoord) == (screen_height - 1))
611     return Qnil;
612 @end group
613 @group
614   if ((XINT (ycoord) < XINT (XWINDOW (window)->top))
615       || (XINT (ycoord) >= (XINT (XWINDOW (window)->top)
616                             + XINT (XWINDOW (window)->height)) - 1))
617     return Qnil;
618 @end group
619 @group
620   XFASTINT (ycoord) -= XFASTINT (XWINDOW (window)->top);
621   return (Fcons (xcoord, Fcons (ycoord, Qnil)));
623 @end group
624 @end smallexample
626   Note that C code cannot call functions by name unless they are defined
627 in C.  The way to call a function written in Lisp is to use
628 @code{Ffuncall}, which embodies the Lisp function @code{funcall}.  Since
629 the Lisp function @code{funcall} accepts an unlimited number of
630 arguments, in C it takes two: the number of Lisp-level arguments, and a
631 one-dimensional array containing their values.  The first Lisp-level
632 argument is the Lisp function to call, and the rest are the arguments to
633 pass to it.  Since @code{Ffuncall} can call the evaluator, you must
634 protect pointers from garbage collection around the call to
635 @code{Ffuncall}.
637   The C functions @code{call0}, @code{call1}, @code{call2}, and so on,
638 provide handy ways to call a Lisp function conveniently with a fixed
639 number of arguments.  They work by calling @code{Ffuncall}.
641   @file{eval.c} is a very good file to look through for examples;
642 @file{lisp.h} contains the definitions for some important macros and
643 functions.
645 @node Object Internals,  , Writing Emacs Primitives, GNU Emacs Internals
646 @appendixsec Object Internals
647 @cindex object internals
649   GNU Emacs Lisp manipulates many different types of data.  The actual
650 data are stored in a heap and the only access that programs have to it is
651 through pointers.  Pointers are thirty-two bits wide in most
652 implementations.  Depending on the operating system and type of machine
653 for which you compile Emacs, twenty-four to twenty-six bits are used to
654 address the object, and the remaining six to eight bits are used for a
655 tag that identifies the object's type.
657   Because Lisp objects are represented as tagged pointers, it is always
658 possible to determine the Lisp data type of any object.  The C data type
659 @code{Lisp_Object} can hold any Lisp object of any data type.  Ordinary
660 variables have type @code{Lisp_Object}, which means they can hold any
661 type of Lisp value; you can determine the actual data type only at run
662 time.  The same is true for function arguments; if you want a function
663 to accept only a certain type of argument, you must check the type
664 explicitly using a suitable predicate (@pxref{Type Predicates}).
665 @cindex type checking internals
667 @menu
668 * Buffer Internals::    Components of a buffer structure.
669 * Window Internals::    Components of a window structure.
670 * Process Internals::   Components of a process structure.
671 @end menu
673 @node Buffer Internals, Window Internals, Object Internals, Object Internals
674 @appendixsubsec Buffer Internals
675 @cindex internals, of buffer
676 @cindex buffer internals
678   Buffers contain fields not directly accessible by the Lisp programmer.
679 We describe them here, naming them by the names used in the C code.
680 Many are accessible indirectly in Lisp programs via Lisp primitives.
682 @table @code
683 @item name
684 The buffer name is a string that names the buffer.  It is guaranteed to
685 be unique.  @xref{Buffer Names}.
687 @item save_modified
688 This field contains the time when the buffer was last saved, as an integer.
689 @xref{Buffer Modification}.
691 @item modtime
692 This field contains the modification time of the visited file.  It is
693 set when the file is written or read.  Every time the buffer is written
694 to the file, this field is compared to the modification time of the
695 file.  @xref{Buffer Modification}.
697 @item auto_save_modified
698 This field contains the time when the buffer was last auto-saved.
700 @item last_window_start
701 This field contains the @code{window-start} position in the buffer as of
702 the last time the buffer was displayed in a window.
704 @item undo_list
705 This field points to the buffer's undo list.  @xref{Undo}.
707 @item syntax_table_v
708 This field contains the syntax table for the buffer.  @xref{Syntax Tables}.
710 @item downcase_table
711 This field contains the conversion table for converting text to lower case.
712 @xref{Case Table}.
714 @item upcase_table
715 This field contains the conversion table for converting text to upper case.
716 @xref{Case Table}.
718 @item case_canon_table
719 This field contains the conversion table for canonicalizing text for
720 case-folding search.  @xref{Case Table}.
722 @item case_eqv_table
723 This field contains the equivalence table for case-folding search.
724 @xref{Case Table}.
726 @item display_table
727 This field contains the buffer's display table, or @code{nil} if it doesn't
728 have one.  @xref{Display Tables}.
730 @item markers
731 This field contains the chain of all markers that currently point into
732 the buffer.  Deletion of text in the buffer, and motion of the buffer's
733 gap, must check each of these markers and perhaps update it.
734 @xref{Markers}.
736 @item backed_up
737 This field is a flag that tells whether a backup file has been made
738 for the visited file of this buffer.
740 @item mark
741 This field contains the mark for the buffer.  The mark is a marker,
742 hence it is also included on the list @code{markers}.  @xref{The Mark}.
744 @item mark_active
745 This field is non-@code{nil} if the buffer's mark is active.
747 @item local_var_alist
748 This field contains the association list describing the variables local
749 in this buffer, and their values, with the exception of local variables
750 that have special slots in the buffer object.  (Those slots are omitted
751 from this table.)  @xref{Buffer-Local Variables}.
753 @item base_buffer
754 This field holds the buffer's base buffer (if it is an indirect buffer),
755 or @code{nil}.
757 @item keymap
758 This field holds the buffer's local keymap.  @xref{Keymaps}.
760 @item overlay_center
761 This field holds the current overlay center position.  @xref{Overlays}.
763 @item overlays_before
764 This field holds a list of the overlays in this buffer that end at or
765 before the current overlay center position.  They are sorted in order of
766 decreasing end position.
768 @item overlays_after
769 This field holds a list of the overlays in this buffer that end after
770 the current overlay center position.  They are sorted in order of
771 increasing beginning position.
772 @end table
774 @node Window Internals, Process Internals, Buffer Internals, Object Internals
775 @appendixsubsec Window Internals
776 @cindex internals, of window
777 @cindex window internals
779   Windows have the following accessible fields:
781 @table @code
782 @item frame
783 The frame that this window is on.
785 @item mini_p
786 Non-@code{nil} if this window is a minibuffer window.
788 @item buffer
789 The buffer that the window is displaying.  This may change often during
790 the life of the window.
792 @item dedicated
793 Non-@code{nil} if this window is dedicated to its buffer.
795 @item pointm
796 @cindex window point internals
797 This is the value of point in the current buffer when this window is
798 selected; when it is not selected, it retains its previous value.
800 @item start
801 The position in the buffer that is the first character to be displayed
802 in the window.
804 @item force_start
805 If this flag is non-@code{nil}, it says that the window has been
806 scrolled explicitly by the Lisp program.  This affects what the next
807 redisplay does if point is off the screen: instead of scrolling the
808 window to show the text around point, it moves point to a location that
809 is on the screen.
811 @item last_modified
812 The @code{modified} field of the window's buffer, as of the last time
813 a redisplay completed in this window.
815 @item last_point
816 The buffer's value of point, as of the last time
817 a redisplay completed in this window.
819 @item left
820 This is the left-hand edge of the window, measured in columns.  (The
821 leftmost column on the screen is @w{column 0}.)
823 @item top
824 This is the top edge of the window, measured in lines.  (The top line on
825 the screen is @w{line 0}.)
827 @item height
828 The height of the window, measured in lines.
830 @item width
831 The width of the window, measured in columns.
833 @item next
834 This is the window that is the next in the chain of siblings.  It is
835 @code{nil} in a window that is the rightmost or bottommost of a group of
836 siblings.
838 @item prev
839 This is the window that is the previous in the chain of siblings.  It is
840 @code{nil} in a window that is the leftmost or topmost of a group of
841 siblings.
843 @item parent
844 Internally, Emacs arranges windows in a tree; each group of siblings has
845 a parent window whose area includes all the siblings.  This field points
846 to a window's parent.
848 Parent windows do not display buffers, and play little role in display
849 except to shape their child windows.  Emacs Lisp programs usually have
850 no access to the parent windows; they operate on the windows at the
851 leaves of the tree, which actually display buffers.
853 @item hscroll
854 This is the number of columns that the display in the window is scrolled
855 horizontally to the left.  Normally, this is 0.
857 @item use_time
858 This is the last time that the window was selected.  The function
859 @code{get-lru-window} uses this field.
861 @item display_table
862 The window's display table, or @code{nil} if none is specified for it.
864 @item update_mode_line
865 Non-@code{nil} means this window's mode line needs to be updated.
867 @item base_line_number
868 The line number of a certain position in the buffer, or @code{nil}.
869 This is used for displaying the line number of point in the mode line.
871 @item base_line_pos
872 The position in the buffer for which the line number is known, or
873 @code{nil} meaning none is known.
875 @item region_showing
876 If the region (or part of it) is highlighted in this window, this field
877 holds the mark position that made one end of that region.  Otherwise,
878 this field is @code{nil}.
879 @end table
881 @node Process Internals,  , Window Internals, Object Internals
882 @appendixsubsec Process Internals
883 @cindex internals, of process
884 @cindex process internals
886   The fields of a process are:
888 @table @code
889 @item name
890 A string, the name of the process.
892 @item command
893 A list containing the command arguments that were used to start this
894 process.
896 @item filter
897 A function used to accept output from the process instead of a buffer,
898 or @code{nil}.
900 @item sentinel
901 A function called whenever the process receives a signal, or @code{nil}.
903 @item buffer
904 The associated buffer of the process.
906 @item pid
907 An integer, the Unix process @sc{id}.
909 @item childp
910 A flag, non-@code{nil} if this is really a child process.
911 It is @code{nil} for a network connection.
913 @item mark
914 A marker indicating the position of the end of the last output from this
915 process inserted into the buffer.  This is often but not always the end
916 of the buffer.
918 @item kill_without_query
919 If this is non-@code{nil}, killing Emacs while this process is still
920 running does not ask for confirmation about killing the process.
922 @item raw_status_low
923 @itemx raw_status_high
924 These two fields record 16 bits each of the process status returned by
925 the @code{wait} system call.
927 @item status
928 The process status, as @code{process-status} should return it.
930 @item tick
931 @itemx update_tick
932 If these two fields are not equal, a change in the status of the process
933 needs to be reported, either by running the sentinel or by inserting a
934 message in the process buffer.
936 @item pty_flag
937 Non-@code{nil} if communication with the subprocess uses a @sc{pty};
938 @code{nil} if it uses a pipe.
940 @item infd
941 The file descriptor for input from the process.
943 @item outfd
944 The file descriptor for output to the process.
946 @item subtty
947 The file descriptor for the terminal that the subprocess is using.  (On
948 some systems, there is no need to record this, so the value is
949 @code{nil}.)
951 @item tty_name
952 The name of the terminal that the subprocess is using,
953 or @code{nil} if it is using pipes.
954 @end table