]> asedeno.scripts.mit.edu Git - cl-protobufs.git/blobdiff - define-proto.lisp
Don't kluge *asdf-verbose* on asdf3.
[cl-protobufs.git] / define-proto.lisp
index 00219e6f19267c271f52234544ffe67b9b6b62b3..96c5f2f3d00d48517437a37361cab6fc5974d062 100644 (file)
@@ -2,7 +2,7 @@
 ;;;                                                                  ;;;
 ;;; Free Software published under an MIT-like license. See LICENSE   ;;;
 ;;;                                                                  ;;;
-;;; Copyright (c) 2012 Google, Inc.  All rights reserved.            ;;;
+;;; Copyright (c) 2012-2013 Google, Inc.  All rights reserved.       ;;;
 ;;;                                                                  ;;;
 ;;; Original author: Scott McKay                                     ;;;
 ;;;                                                                  ;;;
 
 ;;; Protocol buffer defining macros
 
+;;; Base class for all Protobufs-defined classes
+
+(defclass base-protobuf-message ()
+  ;; Just one slot, to hold a size cached by 'object-size'
+  ((%cached-size :type (or null fixnum)
+                 :initform nil))
+  (:documentation
+   "The base class for all user-defined Protobufs messages."))
+
+
+;;; The macros
+
 ;; Define a schema named 'type', corresponding to a .proto file of that name
 (defmacro define-schema (type (&key name syntax package lisp-package import optimize
                                     options documentation)
@@ -33,9 +45,7 @@
          (lisp-pkg (and lisp-package (if (stringp lisp-package) lisp-package (string lisp-package))))
          (options  (remove-options
                      (loop for (key val) on options by #'cddr
-                           collect (make-instance 'protobuf-option
-                                     :name  (if (symbolp key) (slot-name->proto key) key)
-                                     :value val))
+                           collect (make-option (if (symbolp key) (slot-name->proto key) key) val))
                      "optimize_for" "lisp_package"))
          (imports  (if (listp import) import (list import)))
          (schema   (make-instance 'protobuf-schema
                      :lisp-package (or lisp-pkg (substitute #\- #\_ package))
                      :imports  imports
                      :options  (if optimize
-                                 (append options (list (make-instance 'protobuf-option
-                                                         :name  "optimize_for"
-                                                         :value (if (eq optimize :speed) "SPEED" "CODE_SIZE")
-                                                         :type  'symbol)))
+                                 (append options
+                                         (list (make-option "optimize_for" (if (eq optimize :speed) "SPEED" "CODE_SIZE") 'symbol)))
                                  options)
                      :documentation documentation))
          (*protobuf* schema)
-         (*protobuf-package* (or (find-proto-package lisp-pkg) *package*)))
+         (*protobuf-package* (or (find-proto-package lisp-pkg) *package*))
+         (*protobuf-rpc-package* (or (find-proto-package (format nil "~A-~A" lisp-pkg 'rpc)) *package*)))
     (process-imports schema imports)
     (with-collectors ((forms collect-form))
       (dolist (msg messages)
         (assert (and (listp msg)
-                     (member (car msg) '(define-enum define-message define-extend define-service))) ()
+                     (member (car msg) '(define-enum define-message define-extend define-service
+                                         define-type-alias))) ()
                 "The body of ~S must be one of ~{~S~^ or ~}"
-                'define-schema '(define-enum define-message define-extend define-service))
+                'define-schema
+                '(define-enum define-message define-extend define-service define-type-alias))
         ;; The macro-expander will return a form that consists
         ;; of 'progn' followed by a symbol naming what we've expanded
         ;; (define-enum, define-message, define-extend, define-service),
           (map () #'collect-form definers)
           (ecase model-type
             ((define-enum)
-             (setf (proto-enums schema) (nconc (proto-enums schema) (list model))))
+             (appendf (proto-enums schema) (list model)))
+            ((define-type-alias)
+             (appendf (proto-type-aliases schema) (list model)))
             ((define-message define-extend)
              (setf (proto-parent model) schema)
-             (setf (proto-messages schema) (nconc (proto-messages schema) (list model)))
+             (appendf (proto-messages schema) (list model))
              (when (eq (proto-message-type model) :extends)
-               (setf (proto-extenders schema) (nconc (proto-extenders schema) (list model)))))
+               (appendf (proto-extenders schema) (list model))))
             ((define-service)
-             (setf (proto-services schema) (nconc (proto-services schema) (list model)))))))
+             (appendf (proto-services schema) (list model))))))
       (let ((var (intern (format nil "*~A*" type) *protobuf-package*)))
         `(progn
            ,@forms
                                    ',type ',name)
                    (map () #'protobufs-warn warnings))))
              (setq ,var new-schema)
-             (record-protobuf ,var)
-             ,@(with-collectors ((messages collect-message))
-                 (labels ((collect-messages (message)
-                            (collect-message message)
-                            (map () #'collect-messages (proto-messages message))))
-                   (map () #'collect-messages (proto-messages schema)))
-                 (append 
-                   (mapcar #'(lambda (m) `(record-protobuf ,m)) messages)
-                   (when (eq optimize :speed)
-                     (append (mapcar #'generate-object-size  messages)
-                             (mapcar #'generate-serializer   messages)
-                             (mapcar #'generate-deserializer messages)))))
-             ,var))))))
+             (record-protobuf ,var))
+           ,@(with-collectors ((messages collect-message))
+               (labels ((collect-messages (message)
+                          (collect-message message)
+                          (map () #'collect-messages (proto-messages message))))
+                 (map () #'collect-messages (proto-messages schema)))
+               (append 
+                (mapcar #'(lambda (m) `(record-protobuf ,m)) messages)
+                (when (eq optimize :speed)
+                  (append (mapcar #'generate-object-size  messages)
+                          (mapcar #'generate-serializer   messages)
+                          (mapcar #'generate-deserializer messages)))))
+           ,var)))))
+
+(defmacro with-proto-source-location ((type name definition-type
+                                       &optional pathname start-pos end-pos)
+                                      &body body)
+  "Establish a context which causes the generated Lisp code to have
+   source location information that points to the .proto file.
+   'type' is the name of the Lisp definition (a symbol).
+   'name' is the name of the Protobufs definition (a string).
+   'definition-type' is the kind of definition, e.g., 'protobuf-enum'.
+   'pathname', 'start-pos' and 'end-pos' give the location of the definition
+   in the .proto file."
+  `(progn
+     (record-proto-source-location ',type ,name ',definition-type
+                                   ,pathname ,start-pos ,end-pos)
+     ,@body))
+
+#+ccl
+(defun record-proto-source-location (type name definition-type
+                                     &optional pathname start-pos end-pos)
+  (declare (ignore name))
+  (when (and ccl::*record-source-file*
+             (typep pathname '(or string pathname)))
+    (let ((ccl::*loading-toplevel-location* (ccl::make-source-note :filename  pathname
+                                                                   :start-pos start-pos
+                                                                   :end-pos   end-pos)))
+      (ccl:record-source-file type definition-type))))
+
+#-(or ccl)
+(defun record-proto-source-location (type name definition-type
+                                     &optional pathname start-pos end-pos)
+  (declare (ignorable name type definition-type pathname start-pos end-pos)))
 
 ;; Define an enum type named 'type' and a Lisp 'deftype'
-(defmacro define-enum (type (&key name conc-name alias-for options documentation)
+(defmacro define-enum (type (&key name conc-name alias-for options
+                                  documentation source-location)
                        &body values)
   "Define a Protobufs enum type and a Lisp 'deftype' named 'type'.
    'name' can be used to override the defaultly generated Protobufs enum name.
    The body consists of the enum values in the form 'name' or (name index)."
   (let* ((name    (or name (class-name->proto type)))
          (options (loop for (key val) on options by #'cddr
-                        collect (make-instance 'protobuf-option
-                                  :name  (if (symbolp key) (slot-name->proto key) key)
-                                  :value val)))
+                        collect (make-option (if (symbolp key) (slot-name->proto key) key) val)))
          (conc-name (conc-name-for-type type conc-name))
          (index -1)
          (enum  (make-instance 'protobuf-enum
                   :class  type
                   :name   name
                   :qualified-name (make-qualified-name *protobuf* name)
+                  :parent *protobuf*
                   :alias-for alias-for
                   :options options
-                  :documentation documentation)))
+                  :documentation documentation
+                  :source-location source-location)))
     (with-collectors ((vals  collect-val)
                       (forms collect-form))
       (dolist (val values)
-        (let* ((idx  (if (listp val) (second val) (incf index)))
+        ;; Allow old (name index) and new (name :index index)
+        (let* ((idx  (if (listp val)
+                       (if (eq (second val) :index) (third val) (second val))
+                       (incf index)))
                (name (if (listp val) (first val)  val))
                (val-name  (kintern (if conc-name (format nil "~A~A" conc-name name) (symbol-name name))))
                (enum-name (if conc-name (format nil "~A~A" conc-name name) (symbol-name name)))
+               (vname     (enum-name->proto enum-name))
                (enum-val  (make-instance 'protobuf-enum-value
-                            :name  (enum-name->proto enum-name)
-                            :index idx
-                            :value val-name)))
+                            :name   vname
+                            :qualified-name (make-qualified-name enum vname)
+                            :index  idx
+                            :value  val-name
+                            :parent enum)))
           (collect-val val-name)
-          (setf (proto-values enum) (nconc (proto-values enum) (list enum-val)))))
+          (appendf (proto-values enum) (list enum-val))))
+      (multiple-value-bind (allow bool foundp) (find-option options "allow_alias")
+        (declare (ignore bool))
+        (when (and foundp (not (boolean-true-p allow)))
+          (dolist (v1 (proto-values enum))
+            (dolist (v2 (proto-values enum))
+              (unless (or (eq v1 v2)
+                          (not (eql (proto-index v1) (proto-index v2))))
+                (error "The enum values ~S and ~S in ~S have the same index and you have not used 'option allow_alias = true'"
+                       (proto-name v1) (proto-name v2) (proto-class enum)))))))
       (if alias-for
         ;; If we've got an alias, define a a type that is the subtype of
         ;; the Lisp enum so that typep and subtypep work
       `(progn
          define-enum
          ,enum
-         ,forms))))
+         ((with-proto-source-location (,type ,name protobuf-enum ,@source-location)
+            ,@forms))))))
+
+;; Helper for message-like forms
+(defun generate-message-forms (type fields env &aux (index 0))
+  "Generates the forms used by DEFINE-MESSAGE and DEFINE-GROUP."
+  (with-accessors ((alias-for proto-alias-for)
+                   (conc-name proto-conc-name)
+                   (documentation proto-documentation))
+      *protobuf*
+    (with-collectors ((slots collect-slot)
+                      (forms collect-form)
+                      ;; The typedef needs to be first in forms otherwise ccl warns.
+                      ;; We'll collect them separately and splice them in first.
+                      (type-forms collect-type-form))
+      (dolist (field fields)
+        (case (car field)
+          ((define-enum define-message define-extend define-extension define-group
+             define-type-alias)
+           (destructuring-bind (&optional progn model-type model definers extra-field extra-slot)
+               (macroexpand-1 field env)
+             (assert (eq progn 'progn) ()
+                     "The macroexpansion for ~S failed" field)
+             (map () #'collect-form definers)
+             (ecase model-type
+               ((define-enum)
+                (appendf (proto-enums *protobuf*) (list model)))
+               ((define-type-alias)
+                (appendf (proto-type-aliases *protobuf*) (list model)))
+               ((define-message define-extend)
+                (setf (proto-parent model) *protobuf*)
+                (appendf (proto-messages *protobuf*) (list model))
+                (when (eq (proto-message-type model) :extends)
+                  (appendf (proto-extenders *protobuf*) (list model))))
+               ((define-group)
+                (setf (proto-parent model) *protobuf*)
+                (appendf (proto-messages *protobuf*) (list model))
+                (when extra-slot
+                  (collect-slot extra-slot))
+                (appendf (proto-fields *protobuf*) (list extra-field)))
+               ((define-extension)
+                (appendf (proto-extensions *protobuf*) (list model))))))
+          (otherwise
+           (multiple-value-bind (field slot idx)
+               (process-field field index :conc-name conc-name :alias-for alias-for)
+             (assert (not (find-field *protobuf* (proto-index field))) ()
+                     "The field ~S overlaps with another field in ~S"
+                     (proto-value field) (proto-class *protobuf*))
+             (setq index idx)
+             (when slot
+               (collect-slot slot))
+             (appendf (proto-fields *protobuf*) (list field))))))
+      (if alias-for
+        ;; If we've got an alias, define a type that is the subtype of
+        ;; the Lisp class that typep and subtypep work
+        (unless (or (eq type alias-for) (find-class type nil))
+          (collect-type-form `(deftype ,type () ',alias-for)))
+        ;; If no alias, define the class now
+        (collect-type-form `(defclass ,type (#+use-base-protobuf-message base-protobuf-message)
+                              ,slots
+                              ,@(and documentation `((:documentation ,documentation))))))
+      (nconc type-forms forms))))
+
 
 ;; Define a message named 'name' and a Lisp 'defclass'
-(defmacro define-message (type (&key name conc-name alias-for options documentation)
+(defmacro define-message (type (&key name conc-name alias-for options
+                                     documentation source-location)
                           &body fields &environment env)
   "Define a message named 'type' and a Lisp 'defclass'.
    'name' can be used to override the defaultly generated Protobufs message name.
    the case that trying to (de)serialize into a Lisp object won't work.
    'options' is a set of keyword/value pairs, both of which are strings.
 
-   Fields take the form (slot &key type name default reader)
+   Fields take the form (slot &key type name default reader writer)
    'slot' can be either a symbol giving the field name, or a list whose
    first element is the slot name and whose second element is the index.
    'type' is the type of the slot.
    'writer' is a Lisp slot writer function to use to set the value."
   (let* ((name    (or name (class-name->proto type)))
          (options (loop for (key val) on options by #'cddr
-                        collect (make-instance 'protobuf-option
-                                  :name  (if (symbolp key) (slot-name->proto key) key)
-                                  :value val)))
+                        collect (make-option (if (symbolp key) (slot-name->proto key) key) val)))
          (conc-name (conc-name-for-type type conc-name))
          (message (make-instance 'protobuf-message
                     :class type
                     :alias-for alias-for
                     :conc-name conc-name
                     :options   (remove-options options "default" "packed")
-                    :documentation documentation))
-         (index 0)
+                    :documentation documentation
+                    :source-location source-location))
          ;; Only now can we bind *protobuf* to the new message
          (*protobuf* message))
-    (with-collectors ((slots collect-slot)
-                      (forms collect-form))
-      (dolist (field fields)
-        (case (car field)
-          ((define-enum define-message define-extend define-extension define-group)
-           (destructuring-bind (&optional progn model-type model definers extra-field extra-slot)
-               (macroexpand-1 field env)
-             (assert (eq progn 'progn) ()
-                     "The macroexpansion for ~S failed" field)
-             (map () #'collect-form definers)
-             (ecase model-type
-               ((define-enum)
-                (setf (proto-enums message) (nconc (proto-enums message) (list model))))
-               ((define-message define-extend)
-                (setf (proto-parent model) message)
-                (setf (proto-messages message) (nconc (proto-messages message) (list model)))
-                (when (eq (proto-message-type model) :extends)
-                  (setf (proto-extenders message) (nconc (proto-extenders message) (list model)))))
-               ((define-group)
-                (setf (proto-parent model) message)
-                (setf (proto-messages message) (nconc (proto-messages message) (list model)))
-                (when extra-slot
-                  (collect-slot extra-slot))
-                (setf (proto-fields message) (nconc (proto-fields message) (list extra-field))))
-               ((define-extension)
-                (setf (proto-extensions message) (nconc (proto-extensions message) (list model)))))))
-          (otherwise
-           (multiple-value-bind (field slot idx)
-               (process-field field index :conc-name conc-name :alias-for alias-for)
-             (assert (not (find-field message (proto-index field))) ()
-                     "The field ~S overlaps with another field in ~S"
-                     (proto-value field) (proto-class message))
-             (setq index idx)
-             (when slot
-               (collect-slot slot))
-             (setf (proto-fields message) (nconc (proto-fields message) (list field)))))))
-      (if alias-for
-        ;; If we've got an alias, define a a type that is the subtype of
-        ;; the Lisp class that typep and subtypep work
-        (unless (or (eq type alias-for) (find-class type nil))
-          (collect-form `(deftype ,type () ',alias-for)))
-        ;; If no alias, define the class now
-        (collect-form `(defclass ,type () (,@slots)
-                         ,@(and documentation `((:documentation ,documentation))))))
-      `(progn
-         define-message
-         ,message
-         ,forms))))
+    `(progn
+       define-message
+       ,message
+       ((with-proto-source-location (,type ,name protobuf-message ,@source-location)
+          ,@(generate-message-forms type fields env))))))
 
 (defun conc-name-for-type (type conc-name)
   (and conc-name
        (typecase conc-name
-         ((member t) (format nil "~A-" type))
-         ((or string symbol) (string conc-name))
+         ((member t) (format nil "~:@(~A~)-" type))
+         ((or string symbol) (string-upcase (string conc-name)))
          (t nil))))
 
 (defmacro define-extension (from to)
    The body consists only  of fields.
    'options' is a set of keyword/value pairs, both of which are strings.
 
-   Fields take the form (slot &key type name default reader)
+   Fields take the form (slot &key type name default reader writer)
    'slot' can be either a symbol giving the field name, or a list whose
    first element is the slot name and whose second element is the index.
    'type' is the type of the slot.
    'reader' is a Lisp slot reader function to use to get the value, instead of
    using 'slot-value'; this is often used when aliasing an existing class.
    'writer' is a Lisp slot writer function to use to set the value."
-  (let* ((name    (or name (class-name->proto type)))
-         (options (loop for (key val) on options by #'cddr
-                        collect (make-instance 'protobuf-option
-                                  :name  (if (symbolp key) (slot-name->proto key) key)
-                                  :value val)))
-         (message   (find-message *protobuf* name))
-         (conc-name (or (conc-name-for-type type conc-name)
-                        (and message (proto-conc-name message))))
-         (alias-for (and message (proto-alias-for message)))
-         (extends (and message
-                       (make-instance 'protobuf-message
-                         :class  type
-                         :name   name
-                         :qualified-name (make-qualified-name *protobuf* name)
-                         :parent (proto-parent message)
-                         :alias-for alias-for
-                         :conc-name conc-name
-                         :enums    (copy-list (proto-enums message))
-                         :messages (copy-list (proto-messages message))
-                         :fields   (copy-list (proto-fields message))
-                         :options  (remove-options
-                                     (or options (copy-list (proto-options message))) "default" "packed")
-                         :extensions (copy-list (proto-extensions message))
-                         :message-type :extends         ;this message is an extension
-                         :documentation documentation)))
-         ;; Only now can we bind *protobuf* to the new extended message
-         (*protobuf* extends)
-         (index 0))
-    (assert message ()
-            "There is no message named ~A to extend" name)
-    (assert (eq type (proto-class message)) ()
-            "The type ~S doesn't match the type of the message being extended ~S"
-            type message)
-    (with-collectors ((forms collect-form))
-      (dolist (field fields)
-        (assert (not (member (car field)
-                             '(define-enum define-message define-extend define-extension))) ()
-                "The body of ~S can only contain field and group definitions" 'define-extend)
-        (case (car field)
-          ((define-group)
-           (destructuring-bind (&optional progn model-type model definers extra-field extra-slot)
-               (macroexpand-1 field env)
-             (assert (eq progn 'progn) ()
-                     "The macroexpansion for ~S failed" field)
-             (map () #'collect-form definers)
-             (ecase model-type
-               ((define-group)
-                (setf (proto-parent model) extends)
-                (setf (proto-messages extends) (nconc (proto-messages extends) (list model)))
-                (when extra-slot
-                  ;;--- Refactor to get rid of all this duplicated code!
-                  (let* ((inits  (cdr extra-slot))
-                         (sname  (car extra-slot))
-                         (stable (fintern "~A-VALUES" sname))
-                         (stype  (getf inits :type))
-                         (reader (or (getf inits :accessor)
-                                     (getf inits :reader)
-                                     (intern (if conc-name (format nil "~A~A" conc-name sname) (symbol-name sname))
-                                             *protobuf-package*)))
-                         (writer (or (getf inits :writer)
-                                     (intern (format nil "~A-~A" 'set reader) *protobuf-package*)))
-                         (default (getf inits :initform)))
-                    (collect-form `(without-redefinition-warnings ()
-                                     (let ((,stable #+ccl  (make-hash-table :test #'eq :weak t)
-                                                    #+sbcl (make-hash-table :test #'eq :weakness :value)))
-                                       ,@(and reader `((defmethod ,reader ((object ,type))
-                                                         (gethash object ,stable ,default))))
-                                       ,@(and writer `((defmethod ,writer ((object ,type) value)
-                                                         (declare (type ,stype value))
-                                                         (setf (gethash object ,stable) value))))
-                                       ;; For Python compatibility
-                                       (defmethod get-extension ((object ,type) (slot (eql ',sname)))
-                                         (values (gethash object ,stable ,default)))
-                                       (defmethod set-extension ((object ,type) (slot (eql ',sname)) value)
-                                         (setf (gethash object ,stable) value))
-                                       (defmethod has-extension ((object ,type) (slot (eql ',sname)))
-                                         (multiple-value-bind (value foundp)
-                                             (gethash object ,stable)
-                                           (declare (ignore value))
-                                           foundp))
-                                       (defmethod clear-extension ((object ,type) (slot (eql ',sname)))
-                                         (remhash object ,stable)))
-                                     ,@(and writer
-                                            ;; 'defsetf' needs to be visible at compile time
-                                            `((eval-when (:compile-toplevel :load-toplevel :execute)
-                                                (defsetf ,reader ,writer))))))))
-                (setf (proto-message-type extra-field) :extends) ;this field is an extension
-                (setf (proto-fields extends) (nconc (proto-fields extends) (list extra-field)))
-                (setf (proto-extended-fields extends) (nconc (proto-extended-fields extends) (list extra-field)))))))
-          (otherwise
-           (multiple-value-bind (field slot idx)
-               (process-field field index :conc-name conc-name :alias-for alias-for)
-             (assert (not (find-field extends (proto-index field))) ()
-                     "The field ~S overlaps with another field in ~S"
-                     (proto-value field) (proto-class extends))
-             (assert (index-within-extensions-p idx message) ()
-                     "The index ~D is not in range for extending ~S"
-                     idx (proto-class message))
-             (setq index idx)
-             (when slot
-               (let* ((inits  (cdr slot))
-                      (sname  (car slot))
-                      (stable (fintern "~A-VALUES" sname))
-                      (stype  (getf inits :type))
-                      (reader (or (getf inits :accessor)
-                                  (getf inits :reader)
-                                  (intern (if conc-name (format nil "~A~A" conc-name sname) (symbol-name sname))
-                                          *protobuf-package*)))
-                      (writer (or (getf inits :writer)
-                                  (intern (format nil "~A-~A" 'set reader) *protobuf-package*)))
-                      (default (getf inits :initform)))
-                 ;; For the extended slots, each slot gets its own table
-                 ;; keyed by the object, which lets us avoid having a slot in each
-                 ;; instance that holds a table keyed by the slot name
-                 ;; Multiple 'define-extends' on the same class in the same image
-                 ;; will result in harmless redefinitions, so squelch the warnings
-                 ;;--- Maybe these methods need to be defined in 'define-message'?
-                 (collect-form `(without-redefinition-warnings ()
-                                  (let ((,stable #+ccl  (make-hash-table :test #'eq :weak t)
-                                                 #+sbcl (make-hash-table :test #'eq :weakness :value)))
-                                    ,@(and reader `((defmethod ,reader ((object ,type))
-                                                      (gethash object ,stable ,default))))
-                                    ,@(and writer `((defmethod ,writer ((object ,type) value)
-                                                      (declare (type ,stype value))
-                                                      (setf (gethash object ,stable) value))))
-                                    (defmethod get-extension ((object ,type) (slot (eql ',sname)))
-                                      (values (gethash object ,stable ,default)))
-                                    (defmethod set-extension ((object ,type) (slot (eql ',sname)) value)
-                                      (setf (gethash object ,stable) value))
-                                    (defmethod has-extension ((object ,type) (slot (eql ',sname)))
-                                      (multiple-value-bind (value foundp)
-                                          (gethash object ,stable)
-                                        (declare (ignore value))
-                                        foundp))
-                                    (defmethod clear-extension ((object ,type) (slot (eql ',sname)))
-                                      (remhash object ,stable)))
-                                  ,@(and writer
-                                         `((eval-when (:compile-toplevel :load-toplevel :execute)
-                                             (defsetf ,reader ,writer))))))
-                 ;; This so that (de)serialization works
-                 (setf (proto-reader field) reader
-                       (proto-writer field) writer)))
-             (setf (proto-message-type field) :extends)         ;this field is an extension
-             (setf (proto-fields extends) (nconc (proto-fields extends) (list field)))
-             (setf (proto-extended-fields extends) (nconc (proto-extended-fields extends) (list field)))))))
-      `(progn
-         define-extend
-         ,extends
-         ,forms))))
+  (flet ((gen-extend-field-forms (slot &optional field)
+           (let* ((inits  (cdr slot))
+                  (sname  (car slot))
+                  (stable (fintern "~A-VALUES" sname))
+                  (stype  (getf inits :type))
+                  (reader (or (getf inits :accessor)
+                              (getf inits :reader)
+                              (intern (if conc-name (format nil "~A~A" conc-name sname) (symbol-name sname))
+                                      *protobuf-package*)))
+                  (writer (or (getf inits :writer)
+                              (intern (format nil "~A-~A" 'set reader) *protobuf-package*)))
+                  (default (getf inits :initform)))
+             (when field
+               ;; This so that (de)serialization works
+               (setf (proto-reader field) reader
+                     (proto-writer field) writer))
+
+             ;; For the extended slots, each slot gets its own table
+             ;; keyed by the object, which lets us avoid having a slot in each
+             ;; instance that holds a table keyed by the slot name.
+             ;; Multiple 'define-extends' on the same class in the same image
+             ;; will result in harmless redefinitions, so squelch the warnings
+             ;;--- Maybe these methods need to be defined in 'define-message'?
+             `(without-redefinition-warnings ()
+                (let ((,stable (tg:make-weak-hash-table :weakness :value :test #'eq)))
+                  ,@(and reader `((defmethod ,reader ((object ,type))
+                                    (gethash object ,stable ,default))))
+                  ,@(and writer `((defmethod ,writer ((object ,type) value)
+                                    (declare (type ,stype value))
+                                    (setf (gethash object ,stable) value))))
+                  ;; For Python compatibility
+                  (defmethod get-extension ((object ,type) (slot (eql ',sname)))
+                    (values (gethash object ,stable ,default)))
+                  (defmethod set-extension ((object ,type) (slot (eql ',sname)) value)
+                    (setf (gethash object ,stable) value))
+                  (defmethod has-extension ((object ,type) (slot (eql ',sname)))
+                    (multiple-value-bind (value foundp)
+                        (gethash object ,stable)
+                      (declare (ignore value))
+                      foundp))
+                  (defmethod clear-extension ((object ,type) (slot (eql ',sname)))
+                    (remhash object ,stable)))
+                ;; 'defsetf' needs to be visible at compile time
+                ,@(and writer `((eval-when (:compile-toplevel :load-toplevel :execute)
+                                  (defsetf ,reader ,writer)))))))
+         (process-extend-field (field)
+           (setf (proto-message-type field) :extends) ;this field is an extension
+           (appendf (proto-fields *protobuf*) (list field))
+           (appendf (proto-extended-fields *protobuf*) (list field))))
+    (let* ((name    (or name (class-name->proto type)))
+           (options (loop for (key val) on options by #'cddr
+                          collect (make-option (if (symbolp key) (slot-name->proto key) key) val)))
+           (message   (find-message *protobuf* type))
+           (conc-name (or (conc-name-for-type type conc-name)
+                          (and message (proto-conc-name message))))
+           (alias-for (and message (proto-alias-for message)))
+           (extends (and message
+                         (make-instance 'protobuf-message
+                           :class  (proto-class message)
+                           :name   (proto-name message)
+                           :qualified-name (proto-qualified-name message)
+                           :parent *protobuf*
+                           :alias-for alias-for
+                           :conc-name conc-name
+                           :enums    (copy-list (proto-enums message))
+                           :messages (copy-list (proto-messages message))
+                           :fields   (copy-list (proto-fields message))
+                           :extensions (copy-list (proto-extensions message))
+                           :options  (remove-options
+                                      (or options (copy-list (proto-options message))) "default" "packed")
+                           :message-type :extends ;this message is an extension
+                           :documentation documentation
+                           :type-aliases  (copy-list (proto-type-aliases message)))))
+           ;; Only now can we bind *protobuf* to the new extended message
+           (*protobuf* extends)
+           (index 0))
+      (assert message ()
+              "There is no message named ~A to extend" name)
+      (assert (eq type (proto-class message)) ()
+              "The type ~S doesn't match the type of the message being extended ~S"
+              type message)
+      (with-collectors ((forms collect-form))
+        (dolist (field fields)
+          (assert (not (member (car field)
+                               '(define-enum define-message define-extend define-extension
+                                 define-type-alias))) ()
+                                 "The body of ~S can only contain field and group definitions" 'define-extend)
+          (case (car field)
+            ((define-group)
+             (destructuring-bind (&optional progn model-type model definers extra-field extra-slot)
+                 (macroexpand-1 field env)
+               (assert (and (eq progn 'progn)
+                            (eq model-type 'define-group))
+                            ()
+                       "The macroexpansion for ~S failed" field)
+               (map () #'collect-form definers)
+               (setf (proto-parent model) extends)
+               (appendf (proto-messages extends) (list model))
+               (when extra-slot
+                 (collect-form (gen-extend-field-forms extra-slot)))
+               (process-extend-field extra-field)))
+            (otherwise
+             (multiple-value-bind (field slot idx)
+                 (process-field field index :conc-name conc-name :alias-for alias-for)
+               (assert (not (find-field extends (proto-index field))) ()
+                       "The field ~S overlaps with another field in ~S"
+                       (proto-value field) (proto-class extends))
+               (assert (index-within-extensions-p idx message) ()
+                       "The index ~D is not in range for extending ~S"
+                       idx (proto-class message))
+               (setq index idx)
+               (when slot
+                 (collect-form (gen-extend-field-forms slot field)))
+               (process-extend-field field)))))
+        `(progn
+           define-extend
+           ,extends
+           ,forms)))))
 
 (defun index-within-extensions-p (index message)
   (let ((extensions (proto-extensions message)))
                    (i<= index (proto-extension-to ext))))
           extensions)))
 
-(defmacro define-group (type (&key index arity name conc-name alias-for reader options documentation)
+(defmacro define-group (type (&key index arity name conc-name alias-for reader options
+                                   documentation source-location)
                         &body fields &environment env)
   "Define a message named 'type' and a Lisp 'defclass', *and* a field named type.
    This is deprecated in Protobufs, but if you have to use it, you must give
    the case that trying to (de)serialize into a Lisp object won't work.
    'options' is a set of keyword/value pairs, both of which are strings.
 
-   Fields take the form (slot &key type name default reader)
+   Fields take the form (slot &key type name default reader writer)
    'slot' can be either a symbol giving the field name, or a list whose
    first element is the slot name and whose second element is the index.
    'type' is the type of the slot.
   (let* ((slot    (or type (and name (proto->slot-name name *protobuf-package*))))
          (name    (or name (class-name->proto type)))
          (options (loop for (key val) on options by #'cddr
-                        collect (make-instance 'protobuf-option
-                                  :name  (if (symbolp key) (slot-name->proto key) key)
-                                  :value val)))
+                        collect (make-option (if (symbolp key) (slot-name->proto key) key) val)))
          (conc-name (conc-name-for-type type conc-name))
          (reader  (or reader
                       (let ((msg-conc (proto-conc-name *protobuf*)))
                     :type  name
                     :class type
                     :qualified-name (make-qualified-name *protobuf* (slot-name->proto slot))
+                    :parent *protobuf*
                     :required arity
                     :index index
                     :value slot
                     :conc-name conc-name
                     :options   (remove-options options "default" "packed")
                     :message-type :group                ;this message is a group
-                    :documentation documentation))
-         (index 0)
+                    :documentation documentation
+                    :source-location source-location))
          ;; Only now can we bind *protobuf* to the (group) message
          (*protobuf* message))
-    (with-collectors ((slots collect-slot)
-                      (forms collect-form))
-      (dolist (field fields)
-        (case (car field)
-          ((define-enum define-message define-extend define-extension define-group)
-           (destructuring-bind (&optional progn model-type model definers extra-field extra-slot)
-               (macroexpand-1 field env)
-             (assert (eq progn 'progn) ()
-                     "The macroexpansion for ~S failed" field)
-             (map () #'collect-form definers)
-             (ecase model-type
-               ((define-enum)
-                (setf (proto-enums message) (nconc (proto-enums message) (list model))))
-               ((define-message define-extend)
-                (setf (proto-parent model) message)
-                (setf (proto-messages message) (nconc (proto-messages message) (list model)))
-                (when (eq (proto-message-type model) :extends)
-                  (setf (proto-extenders message) (nconc (proto-extenders message) (list model)))))
-               ((define-group)
-                (setf (proto-parent model) message)
-                (setf (proto-messages message) (nconc (proto-messages message) (list model)))
-                (when extra-slot
-                  (collect-slot extra-slot))
-                (setf (proto-fields message) (nconc (proto-fields message) (list extra-field))))
-               ((define-extension)
-                (setf (proto-extensions message) (nconc (proto-extensions message) (list model)))))))
-          (otherwise
-           (multiple-value-bind (field slot idx)
-               (process-field field index :conc-name conc-name :alias-for alias-for)
-             (assert (not (find-field message (proto-index field))) ()
-                     "The field ~S overlaps with another field in ~S"
-                     (proto-value field) (proto-class message))
-             (setq index idx)
-             (when slot
-               (collect-slot slot))
-             (setf (proto-fields message) (nconc (proto-fields message) (list field)))))))
-      (if alias-for
-        ;; If we've got an alias, define a a type that is the subtype of
-        ;; the Lisp class that typep and subtypep work
-        (unless (or (eq type alias-for) (find-class type nil))
-          (collect-form `(deftype ,type () ',alias-for)))
-        ;; If no alias, define the class now
-        (collect-form `(defclass ,type () (,@slots)
-                         ,@(and documentation `((:documentation ,documentation))))))
-      `(progn
-         define-group
-         ,message
-         ,forms
-         ,mfield
-         ,mslot))))
+    `(progn
+       define-group
+       ,message
+       ((with-proto-source-location (,type ,name protobuf-message ,@source-location)
+          ,@(generate-message-forms type fields env)))
+       ,mfield
+       ,mslot)))
 
 (defun process-field (field index &key conc-name alias-for)
   "Process one field descriptor within 'define-message' or 'define-extend'.
     (setq index 19999))
   (destructuring-bind (slot &rest other-options 
                        &key type reader writer name (default nil default-p) packed
-                            options documentation &allow-other-keys) field
-    (let* ((idx  (if (listp slot) (second slot) (iincf index)))
+                            ((:index idx)) options documentation &allow-other-keys) field
+    ;; Allow old ((slot index) ...) or new (slot :index ...),
+    ;; but only allow one of those two to be used simultaneously
+    (assert (if idx (not (listp slot)) t) ()
+            "Use either ((slot index) ...)  or (slot :index index ...), but not both")
+    (let* ((idx  (or idx (if (listp slot) (second slot) (iincf index))))
            (slot (if (listp slot) (first slot) slot))
            (reader (or reader
                        (and conc-name
            (options (append
                      (loop for (key val) on other-options by #'cddr
                            unless (member key '(:type :reader :writer :name :default :packed :documentation))
-                             collect (make-instance 'protobuf-option
-                                       :name  (slot-name->proto key)
-                                       :value val))
+                             collect (make-option (slot-name->proto key) val))
                      (loop for (key val) on options by #'cddr
-                         collect (make-instance 'protobuf-option
-                                   :name  (if (symbolp key) (slot-name->proto key) key)
-                                   :value val)))))
+                           collect (make-option (if (symbolp key) (slot-name->proto key) key) val)))))
       (multiple-value-bind (ptype pclass)
           (clos-type-to-protobuf-type type)
         (multiple-value-bind (reqd vectorp)
                           :type  ptype
                           :class pclass
                           :qualified-name (make-qualified-name *protobuf* (or name (slot-name->proto slot)))
+                          :parent *protobuf*
                           ;; One of :required, :optional or :repeated
                           :required reqd
                           :index  idx
                           :documentation documentation)))
             (values field cslot idx)))))))
 
+(defparameter *rpc-package* nil
+  "The Lisp package that implements RPC.
+   This should be set when an RPC package that uses CL-Protobufs gets loaded.")
+(defparameter *rpc-call-function* nil
+  "The Lisp function that implements RPC client-side calls.
+   This should be set when an RPC package that uses CL-Protobufs gets loaded.")
+
 ;; Define a service named 'type' with generic functions declared for
 ;; each of the methods within the service
-(defmacro define-service (type (&key name options documentation)
+(defmacro define-service (type (&key name options
+                                     documentation source-location)
                           &body method-specs)
   "Define a service named 'type' and Lisp 'defgeneric' for all its methods.
    'name' can be used to override the defaultly generated Protobufs service name.
    'options' is a set of keyword/value pairs, both of which are strings.
 
-   The body is a set of method specs of the form (name (input-type output-type) &key options).
+   The body is a set of method specs of the form (name (input-type [=>] output-type) &key options).
    'input-type' and 'output-type' may also be of the form (type &key name)."
   (let* ((name    (or name (class-name->proto type)))
          (options (loop for (key val) on options by #'cddr
-                        collect (make-instance 'protobuf-option
-                                  :name  (if (symbolp key) (slot-name->proto key) key)
-                                  :value val)))
+                        collect (make-option (if (symbolp key) (slot-name->proto key) key) val)))
          (service (make-instance 'protobuf-service
                     :class type
                     :name  name
                     :qualified-name (make-qualified-name *protobuf* name)
+                    :parent *protobuf*
                     :options options
-                    :documentation documentation))
+                    :documentation documentation
+                    :source-location source-location))
          (index 0))
     (with-collectors ((forms collect-form))
       (dolist (method method-specs)
-        (destructuring-bind (function (input-type output-type) &key name options documentation) method
-          (let* ((input-name (and (listp input-type)
+        (destructuring-bind (function (&rest types)
+                             &key name options documentation source-location) method
+          (let* ((input-type   (first types))
+                 (output-type  (if (string= (string (second types)) "=>") (third types) (second types)))
+                 (streams-type (if (string= (string (second types)) "=>")
+                                 (getf (cdddr types) :streams)
+                                 (getf (cddr  types) :streams)))
+                 (input-name (and (listp input-type)
                                   (getf (cdr input-type) :name)))
                  (input-type (if (listp input-type) (car input-type) input-type))
                  (output-name (and (listp output-type)
                                    (getf (cdr output-type) :name)))
                  (output-type (if (listp output-type) (car output-type) output-type))
+                 (streams-name (and (listp streams-type)
+                                    (getf (cdr streams-type) :name)))
+                 (streams-type (if (listp streams-type) (car streams-type) streams-type))
                  (options (loop for (key val) on options by #'cddr
-                                collect (make-instance 'protobuf-option
-                                          :name  (if (symbolp key) (slot-name->proto key) key)
-                                          :value val)))
-                 (package   *protobuf-package*)
-                 (client-fn function)
-                 (server-fn (intern (format nil "~A-~A" 'do function) package))
+                                collect (make-option (if (symbolp key) (slot-name->proto key) key) val)))
+                 (package   *protobuf-rpc-package*)
+                 (client-fn (intern (format nil "~A-~A" 'call function) package))
+                 (server-fn (intern (format nil "~A-~A" function 'impl) package))
                  (method  (make-instance 'protobuf-method
                             :class function
                             :name  (or name (class-name->proto function))
                             :qualified-name (make-qualified-name *protobuf* (or name (class-name->proto function)))
+                            :parent service
                             :client-stub client-fn
                             :server-stub server-fn
                             :input-type  input-type
                             :input-name  (or input-name (class-name->proto input-type))
                             :output-type output-type
                             :output-name (or output-name (class-name->proto output-type))
+                            :streams-type streams-type
+                            :streams-name (and streams-type
+                                               (or streams-name (class-name->proto streams-type)))
                             :index (iincf index)
                             :options options
-                            :documentation documentation)))
-            (setf (proto-methods service) (nconc (proto-methods service) (list method)))
-            ;; The following are the hooks to CL-Stubby
-            (let* ((vinput    (intern (format nil "~A-~A" (symbol-name input-type) 'in) package))
-                   (voutput   (intern (format nil "~A-~A" (symbol-name output-type) 'out) package))
+                            :documentation documentation
+                            :source-location source-location)))
+            (appendf (proto-methods service) (list method))
+            ;; The following are the hooks to an RPC implementation
+            (let* ((vrequest  (intern (symbol-name 'request) package))
                    (vchannel  (intern (symbol-name 'channel) package))
                    (vcallback (intern (symbol-name 'callback) package)))
               ;; The client side stub, e.g., 'read-air-reservation'.
-              ;; The expectation is that CL-Stubby will provide macrology to make it
+              ;; The expectation is that the RPC implementation will provide code to make it
               ;; easy to implement a method for this on each kind of channel (HTTP, TCP socket,
               ;; IPC, etc). Unlike C++/Java/Python, we don't need a client-side subclass,
               ;; because we can just use multi-methods.
-              ;; The CL-Stubby macros take care of serializing the input, transmitting the
+              ;; The 'do-XXX' method calls the RPC code with the channel, the method
+              ;; (i.e., a 'protobuf-method' object), the request and the callback function.
+              ;; The RPC code should take care of serializing the input, transmitting the
               ;; request over the wire, waiting for input (or not if it's asynchronous),
-              ;; filling in the output, and calling the callback (if it's asynchronous).
-              ;; It's not very Lispy to side-effect an output object, but it makes
-              ;; asynchronous calls simpler.
-              (collect-form `(defgeneric ,client-fn (,vchannel ,vinput ,voutput &key ,vcallback)
+              ;; filling in the output, and either returning the response (if synchronous)
+              ;; or calling the callback with the response as an argument (if asynchronous).
+              ;; It will also deserialize the response so that the client code sees the
+              ;; response as an application object.
+              (collect-form `(defgeneric ,client-fn (,vchannel ,vrequest &key ,vcallback)
                                ,@(and documentation `((:documentation ,documentation)))
-                               #-sbcl (declare (values ,output-type))))
+                               #+(or ccl)
+                               (declare (values ,output-type))
+                               (:method (,vchannel (,vrequest ,input-type) &key ,vcallback)
+                                 (declare (ignorable ,vchannel ,vcallback))
+                                 (let ((call (and *rpc-package* *rpc-call-function*)))
+                                   (assert call ()
+                                           "There is no RPC package loaded!")
+                                   (funcall call ,vchannel ',method ,vrequest
+                                            :callback ,vcallback)))))
               ;; The server side stub, e.g., 'do-read-air-reservation'.
               ;; The expectation is that the server-side program will implement
               ;; a method with the business logic for this on each kind of channel
               ;; (HTTP, TCP socket, IPC, etc), possibly on a server-side subclass
-              ;; of the input class
+              ;; of the input class.
               ;; The business logic is expected to perform the correct operations on
               ;; the input object, which arrived via Protobufs, and produce an output
-              ;; of the given type, which will be serialized as a result.
+              ;; of the given type, which will be serialized and sent back over the wire.
               ;; The channel objects hold client identity information, deadline info,
-              ;; etc, and can be side-effected to indicate success or failure
-              ;; CL-Stubby provides the channel classes and does (de)serialization, etc
-              (collect-form `(defgeneric ,server-fn (,vchannel ,vinput ,voutput)
+              ;; etc, and can be side-effected to indicate success or failure.
+              ;; The RPC code provides the channel classes and does (de)serialization, etc
+              (collect-form `(defgeneric ,server-fn (,vchannel ,vrequest)
                                ,@(and documentation `((:documentation ,documentation)))
-                               #-sbcl (declare (values ,output-type))))))))
+                               #+(or ccl)
+                               (declare (values ,output-type))))))))
       `(progn
          define-service
          ,service
-         ,forms))))
+         ((with-proto-source-location (,type ,name protobuf-service ,@source-location)
+            ,@forms))))))
+
+
+;; Lisp-only type aliases
+(defmacro define-type-alias (type (&key name alias-for documentation source-location)
+                             &key lisp-type proto-type serializer deserializer)
+  "Define a Protobufs type alias Lisp 'deftype' named 'type'.
+   'lisp-type' is the name of the Lisp type.
+   'proto-type' is the name of a primitive Protobufs type, e.g., 'int32' or 'string'.
+   'serializer' is a function that takes a Lisp object and generates a Protobufs object.
+   'deserializer' is a function that takes a Protobufs object and generates a Lisp object.
+   If 'alias-for' is given, no Lisp 'deftype' will be defined."
+  (multiple-value-bind (type-str proto)
+      (lisp-type-to-protobuf-type proto-type)
+    (assert (keywordp proto) ()
+            "The alias ~S must resolve to a Protobufs primitive type"
+            type)
+    (let* ((name  (or name (class-name->proto type)))
+           (alias (make-instance 'protobuf-type-alias
+                    :class  type
+                    :name   name
+                    :lisp-type  lisp-type
+                    :proto-type proto
+                    :proto-type-str type-str
+                    :serializer   serializer
+                    :deserializer deserializer
+                    :qualified-name (make-qualified-name *protobuf* name)
+                    :parent *protobuf*
+                    :documentation documentation
+                    :source-location source-location)))
+      (with-collectors ((forms collect-form))
+        (if alias-for
+            ;; If we've got an alias, define a a type that is the subtype of
+            ;; the Lisp enum so that typep and subtypep work
+            (unless (eq type alias-for)
+              (collect-form `(deftype ,type () ',alias-for)))
+            ;; If no alias, define the Lisp enum type now
+            (collect-form `(deftype ,type () ',lisp-type)))
+        `(progn
+           define-type-alias
+           ,alias
+           ((with-proto-source-location (,type ,name protobuf-type-alias ,@source-location)
+              ,@forms)))))))
 
 \f
 ;;; Ensure everything in a Protobufs schema is defined
 
-(defvar *undefined-messages*)
+(defvar *undefined-messages* nil
+  "Bound to a list of undefined messages during schame validation.")
 
 ;; A very useful tool during development...
 (defun ensure-all-schemas ()
 (defgeneric ensure-method (trace service method)
   (:method (trace service (method protobuf-method))
     (ensure-type trace service method (proto-input-type method))
-    (ensure-type trace service method (proto-output-type method))))
+    (ensure-type trace service method (proto-output-type method))
+    (ensure-type trace service method (proto-streams-type method))))
 
 ;; 'message' and 'field' can be a message and a field or a service and a method
 (defun ensure-type (trace message field type)