Remove Control.Parallel*, now in package parallel
[haskell-directory.git] / GHC / ForeignPtr.hs
index ee95828..dc1f02f 100644 (file)
@@ -20,7 +20,9 @@ module GHC.ForeignPtr
        FinalizerPtr,
        newForeignPtr_,
        mallocForeignPtr,
+       mallocPlainForeignPtr,
        mallocForeignPtrBytes,
+       mallocPlainForeignPtrBytes,
        addForeignPtrFinalizer, 
        touchForeignPtr,
        unsafeForeignPtrToPtr,
@@ -31,15 +33,15 @@ module GHC.ForeignPtr
   ) where
 
 import Control.Monad   ( sequence_ )
-import Foreign.Ptr
 import Foreign.Storable
 
+import GHC.Show
 import GHC.List        ( null )
 import GHC.Base
 import GHC.IOBase
-import GHC.Ptr         ( Ptr(..) )
+import GHC.STRef       ( STRef(..) )
+import GHC.Ptr         ( Ptr(..), FunPtr )
 import GHC.Err
-import GHC.Show
 
 -- |The type 'ForeignPtr' represents references to objects that are
 -- maintained in a foreign language, i.e., that are not part of the
@@ -57,9 +59,21 @@ import GHC.Show
 -- type argument of 'ForeignPtr' should normally be an instance of
 -- class 'Storable'.
 --
-data ForeignPtr a 
-  = ForeignPtr ForeignObj# !(IORef [IO ()])
-  | MallocPtr (MutableByteArray# RealWorld) !(IORef [IO ()])
+data ForeignPtr a = ForeignPtr Addr# ForeignPtrContents
+       -- we cache the Addr# in the ForeignPtr object, but attach
+       -- the finalizer to the IORef (or the MutableByteArray# in
+       -- the case of a MallocPtr).  The aim of the representation
+       -- is to make withForeignPtr efficient; in fact, withForeignPtr
+       -- should be just as efficient as unpacking a Ptr, and multiple
+       -- withForeignPtrs can share an unpacked ForeignPtr.  Note
+       -- that touchForeignPtr only has to touch the ForeignPtrContents
+       -- object, because that ensures that whatever the finalizer is
+       -- attached to is kept alive.
+
+data ForeignPtrContents
+  = PlainForeignPtr !(IORef [IO ()])
+  | MallocPtr      (MutableByteArray# RealWorld) !(IORef [IO ()])
+  | PlainPtr       (MutableByteArray# RealWorld)
 
 instance Eq (ForeignPtr a) where
     p == q  =  unsafeForeignPtrToPtr p == unsafeForeignPtrToPtr q
@@ -70,6 +84,7 @@ instance Ord (ForeignPtr a) where
 instance Show (ForeignPtr a) where
     showsPrec p f = showsPrec p (unsafeForeignPtrToPtr f)
 
+
 -- |A Finalizer is represented as a pointer to a foreign function that, at
 -- finalisation time, gets as an argument a plain pointer variant of the
 -- foreign pointer that the finalizer is associated with.
@@ -86,6 +101,13 @@ newConcForeignPtr :: Ptr a -> IO () -> IO (ForeignPtr a)
 -- in fact there is no guarantee that the finalizer will eventually
 -- run at all.
 --
+-- Note that references from a finalizer do not necessarily prevent
+-- another object from being finalized.  If A's finalizer refers to B
+-- (perhaps using 'touchForeignPtr', then the only guarantee is that
+-- B's finalizer will never be started before A's.  If both A and B
+-- are unreachable, then both finalizers will start together.  See
+-- 'touchForeignPtr' for more on finalizer ordering.
+--
 newConcForeignPtr p finalizer
   = do fObj <- newForeignPtr_ p
        addForeignPtrConcFinalizer fObj finalizer
@@ -102,13 +124,22 @@ mallocForeignPtr :: Storable a => IO (ForeignPtr a)
 -- although it may be implemented differently internally: you may not
 -- assume that the memory returned by 'mallocForeignPtr' has been
 -- allocated with 'Foreign.Marshal.Alloc.malloc'.
+--
+-- GHC notes: 'mallocForeignPtr' has a heavily optimised
+-- implementation in GHC.  It uses pinned memory in the garbage
+-- collected heap, so the 'ForeignPtr' does not require a finalizer to
+-- free the memory.  Use of 'mallocForeignPtr' and associated
+-- functions is strongly recommended in preference to 'newForeignPtr'
+-- with a finalizer.
+-- 
 mallocForeignPtr = doMalloc undefined
   where doMalloc :: Storable b => b -> IO (ForeignPtr b)
         doMalloc a = do
          r <- newIORef []
          IO $ \s ->
            case newPinnedByteArray# size s of { (# s, mbarr# #) ->
-            (# s, MallocPtr mbarr# r #)
+            (# s, ForeignPtr (byteArrayContents# (unsafeCoerce# mbarr#))
+                             (MallocPtr mbarr# r) #)
             }
            where (I# size) = sizeOf a
 
@@ -119,7 +150,42 @@ mallocForeignPtrBytes (I# size) = do
   r <- newIORef []
   IO $ \s ->
      case newPinnedByteArray# size s      of { (# s, mbarr# #) ->
-       (# s, MallocPtr mbarr# r #)
+       (# s, ForeignPtr (byteArrayContents# (unsafeCoerce# mbarr#))
+                       (MallocPtr mbarr# r) #)
+     }
+
+-- | Allocate some memory and return a 'ForeignPtr' to it.  The memory
+-- will be released automatically when the 'ForeignPtr' is discarded.
+--
+-- GHC notes: 'mallocPlainForeignPtr' has a heavily optimised
+-- implementation in GHC.  It uses pinned memory in the garbage
+-- collected heap, as for mallocForeignPtr. Unlike mallocForeignPtr, a
+-- ForeignPtr created with mallocPlainForeignPtr carries no finalizers.
+-- It is not possible to add a finalizer to a ForeignPtr created with
+-- mallocPlainForeignPtr. This is useful for ForeignPtrs that will live
+-- only inside Haskell (such as those created for packed strings).
+-- Attempts to add a finalizer to a ForeignPtr created this way, or to
+-- finalize such a pointer, will throw an exception.
+-- 
+mallocPlainForeignPtr :: Storable a => IO (ForeignPtr a)
+mallocPlainForeignPtr = doMalloc undefined
+  where doMalloc :: Storable b => b -> IO (ForeignPtr b)
+        doMalloc a = IO $ \s ->
+            case newPinnedByteArray# size s of { (# s, mbarr# #) ->
+             (# s, ForeignPtr (byteArrayContents# (unsafeCoerce# mbarr#))
+                              (PlainPtr mbarr#) #)
+            }
+            where (I# size) = sizeOf a
+
+-- | This function is similar to 'mallocForeignPtrBytes', except that
+-- the internally an optimised ForeignPtr representation with no
+-- finalizer is used. Attempts to add a finalizer will cause an
+-- exception to be thrown.
+mallocPlainForeignPtrBytes :: Int -> IO (ForeignPtr a)
+mallocPlainForeignPtrBytes (I# size) = IO $ \s ->
+    case newPinnedByteArray# size s      of { (# s, mbarr# #) ->
+       (# s, ForeignPtr (byteArrayContents# (unsafeCoerce# mbarr#))
+                        (PlainPtr mbarr#) #)
      }
 
 addForeignPtrFinalizer :: FinalizerPtr a -> ForeignPtr a -> IO ()
@@ -145,45 +211,42 @@ addForeignPtrConcFinalizer :: ForeignPtr a -> IO () -> IO ()
 -- are finalized objects, so a finalizer should not refer to a 'Handle'
 -- (including @stdout@, @stdin@ or @stderr@).
 --
-addForeignPtrConcFinalizer f@(ForeignPtr fo r) finalizer = do
+addForeignPtrConcFinalizer (ForeignPtr a c) finalizer = 
+  addForeignPtrConcFinalizer_ c finalizer
+
+addForeignPtrConcFinalizer_ f@(PlainForeignPtr r) finalizer = do
   fs <- readIORef r
   writeIORef r (finalizer : fs)
   if (null fs)
      then IO $ \s ->
-             let p = unsafeForeignPtrToPtr f in
-             case mkWeak# fo () (foreignPtrFinalizer r p) s of 
-                (# s1, w #) -> (# s1, () #)
+             case r of { IORef (STRef r#) ->
+             case mkWeak# r# () (foreignPtrFinalizer r) s of {  (# s1, w #) ->
+             (# s1, () #) }}
      else return ()
-addForeignPtrConcFinalizer f@(MallocPtr fo r) finalizer = do 
+addForeignPtrConcFinalizer_ f@(MallocPtr fo r) finalizer = do 
   fs <- readIORef r
   writeIORef r (finalizer : fs)
   if (null fs)
      then  IO $ \s -> 
-              let p = unsafeForeignPtrToPtr f in
-              case mkWeak# fo () (do foreignPtrFinalizer r p
-                                     touchPinnedByteArray# fo) s of 
+              case mkWeak# fo () (do foreignPtrFinalizer r; touch f) s of
                  (# s1, w #) -> (# s1, () #)
      else return ()
 
+addForeignPtrConcFinalizer_ _ _ =
+  error "GHC.ForeignPtr: attempt to add a finalizer to plain pointer"
+
 foreign import ccall "dynamic" 
   mkFinalizer :: FinalizerPtr a -> Ptr a -> IO ()
 
-foreignPtrFinalizer :: IORef [IO ()] -> Ptr a -> IO ()
-foreignPtrFinalizer r p = do
-  fs <- readIORef r
-  sequence_ fs
+foreignPtrFinalizer :: IORef [IO ()] -> IO ()
+foreignPtrFinalizer r = do fs <- readIORef r; sequence_ fs
 
 newForeignPtr_ :: Ptr a -> IO (ForeignPtr a)
 -- ^Turns a plain memory reference into a foreign pointer that may be
 -- associated with finalizers by using 'addForeignPtrFinalizer'.
 newForeignPtr_ (Ptr obj) =  do
   r <- newIORef []
-  IO $ \ s# ->
-    case mkForeignObj# obj s# of
-      (# s1#, fo# #) -> (# s1#,  ForeignPtr fo# r #)
-
-touchPinnedByteArray# :: MutableByteArray# RealWorld -> IO ()
-touchPinnedByteArray# ba# = IO $ \s -> case touch# ba# s of s -> (# s, () #)
+  return (ForeignPtr obj (PlainForeignPtr r))
 
 touchForeignPtr :: ForeignPtr a -> IO ()
 -- ^This function ensures that the foreign object in
@@ -192,8 +255,8 @@ touchForeignPtr :: ForeignPtr a -> IO ()
 -- does a 'touchForeignPtr' after it
 -- executes the user action.
 -- 
--- Note that this function should not be used to express liveness
--- dependencies between 'ForeignPtr's.  For example, if the finalizer
+-- Note that this function should not be used to express dependencies
+-- between finalizers on 'ForeignPtr's.  For example, if the finalizer
 -- for a 'ForeignPtr' @F1@ calls 'touchForeignPtr' on a second
 -- 'ForeignPtr' @F2@, then the only guarantee is that the finalizer
 -- for @F2@ is never started before the finalizer for @F1@.  They
@@ -207,12 +270,12 @@ touchForeignPtr :: ForeignPtr a -> IO ()
 -- between the finalizers, but even then the runtime sometimes runs
 -- multiple finalizers sequentially in a single thread (for
 -- performance reasons), so synchronisation between finalizers could
--- result in artificial deadlock.
+-- result in artificial deadlock.  Another alternative is to use
+-- explicit reference counting.
 --
-touchForeignPtr (ForeignPtr fo r)
-   = IO $ \s -> case touch# fo s of s -> (# s, () #)
-touchForeignPtr (MallocPtr fo r)
-   = touchPinnedByteArray# fo
+touchForeignPtr (ForeignPtr fo r) = touch r
+
+touch r = IO $ \s -> case touch# r s of s -> (# s, () #)
 
 unsafeForeignPtrToPtr :: ForeignPtr a -> Ptr a
 -- ^This function extracts the pointer component of a foreign
@@ -229,8 +292,7 @@ unsafeForeignPtrToPtr :: ForeignPtr a -> Ptr a
 -- than combinations of 'unsafeForeignPtrToPtr' and
 -- 'touchForeignPtr'.  However, the later routines
 -- are occasionally preferred in tool generated marshalling code.
-unsafeForeignPtrToPtr (ForeignPtr fo r) = Ptr (foreignObjToAddr# fo)
-unsafeForeignPtrToPtr (MallocPtr  fo r) = Ptr (byteArrayContents# (unsafeCoerce# fo))
+unsafeForeignPtrToPtr (ForeignPtr fo r) = Ptr fo
 
 castForeignPtr :: ForeignPtr a -> ForeignPtr b
 -- ^This function casts a 'ForeignPtr'
@@ -240,11 +302,13 @@ castForeignPtr f = unsafeCoerce# f
 -- | Causes the finalizers associated with a foreign pointer to be run
 -- immediately.
 finalizeForeignPtr :: ForeignPtr a -> IO ()
-finalizeForeignPtr foreignPtr = do
+finalizeForeignPtr (ForeignPtr _ (PlainPtr _)) = return () -- no effect
+finalizeForeignPtr (ForeignPtr _ foreignPtr) = do
        finalizers <- readIORef refFinalizers
        sequence_ finalizers
        writeIORef refFinalizers []
        where
                refFinalizers = case foreignPtr of
-                       (ForeignPtr _ ref) -> ref
-                       (MallocPtr  _ ref) -> ref
+                       (PlainForeignPtr ref) -> ref
+                       (MallocPtr     _ ref) -> ref
+