[project @ 2001-08-29 18:12:19 by sof]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / compMan / CmLink.lhs
index e072564..c7ac67e 100644 (file)
 %
-% (c) The University of Glasgow, 2000
+% (c) The University of Glasgow, 2001
 %
-\section[CmLink]{Linker for GHCI}
+\section[CmLink]{The compilation manager's linker}
 
 \begin{code}
-module CmLink ( Linkable(..),  Unlinked(..),
-               filterModuleLinkables, 
-               modname_of_linkable, is_package_linkable,
-               LinkResult(..),
-                link, 
-                PersistentLinkerState{-abstractly!-}, emptyPLS )
-where
+module CmLink (
+       LinkResult(..), link, unload,
 
+       filterModuleLinkables,
+       findModuleLinkable_maybe,
+
+        PersistentLinkerState{-abstractly!-}, emptyPLS,
+
+#ifdef GHCI
+       delListFromClosureEnv,
+       addListToClosureEnv,
+       linkExpr
+#endif
+  ) where
+
+
+#ifdef GHCI
+import ByteCodeLink    ( linkIModules, linkIExpr )
+#endif
 
 import Interpreter
-import CmStaticInfo    ( PackageConfigInfo )
-import Module          ( ModuleName, PackageName )
-import Outputable      ( SDoc )
-import Digraph         ( SCC(..), flattenSCC, flattenSCCs )
+import DriverPipeline
+import CmTypes
+import HscTypes                ( GhciMode(..) )
+import Name            ( Name )
+import Module          ( ModuleName )
+import FiniteMap
 import Outputable
-import Panic           ( panic )
+import ErrUtils                ( showPass )
+import CmdLineOpts     ( DynFlags(..) )
+import Util
+
+#ifdef GHCI
+import Exception       ( block )
+#endif
+
+import IOExts
+import List
+import Monad
+import IO
 
 #include "HsVersions.h"
-\end{code}
 
-\begin{code}
-data PersistentLinkerState 
+-- ---------------------------------------------------------------------------
+-- The Linker's state
+
+-- The PersistentLinkerState maps Names to actual closures (for
+-- interpreted code only), for use during linking.
+
+data PersistentLinkerState
    = PersistentLinkerState {
 
 #ifdef GHCI
        -- Current global mapping from RdrNames to closure addresses
         closure_env :: ClosureEnv,
 
-       -- the current global mapping from RdrNames of DataCons to 
+       -- the current global mapping from RdrNames of DataCons to
        -- info table addresses.
        -- When a new Unlinked is linked into the running image, or an existing
        -- module in the image is replaced, the itbl_env must be updated
        -- appropriately.
-        itbl_env    :: ItblEnv
+        itbl_env    :: ItblEnv,
+
+       -- the currently loaded interpreted modules
+       bcos_loaded :: [Linkable]
 
-       -- notionally here, but really lives in the C part of the linker:
-       --            object_symtab :: FiniteMap String Addr
 #else
        dummy :: ()     --  sigh, can't have an empty record
 #endif
 
      }
 
-data LinkResult 
-   = LinkOK   PersistentLinkerState
-   | LinkErrs PersistentLinkerState [SDoc]
+emptyPLS :: IO PersistentLinkerState
+#ifdef GHCI
+emptyPLS = return (PersistentLinkerState { closure_env = emptyFM,
+                                           itbl_env    = emptyFM,
+                                          bcos_loaded = [] })
+#else
+emptyPLS = return (PersistentLinkerState {dummy=()})
+#endif
+
+-- We also keep track of which object modules are currently loaded
+-- into the dynamic linker, so that we can unload them again later.
+--
+-- This state *must* match the actual state of the dyanmic linker at
+-- all times, which is why we keep it private here and don't
+-- put it in the PersistentLinkerState.
+--
+GLOBAL_VAR(v_ObjectsLoaded, [], [Linkable])
 
-data Unlinked
-   = DotO FilePath
-   | DotA FilePath
-   | DotDLL FilePath
-   | Trees [UnlinkedIBind] ItblEnv  -- bunch of interpretable bindings, +
-                                   -- a mapping from DataCons to their itbls
 
-instance Outputable Unlinked where
-   ppr (DotO path)   = text "DotO" <+> text path
-   ppr (DotA path)   = text "DotA" <+> text path
-   ppr (DotDLL path) = text "DotDLL" <+> text path
-   ppr (Trees binds _) = text "Trees" <+> ppr binds
+-- ---------------------------------------------------------------------------
+-- Utils
 
+findModuleLinkable_maybe :: [Linkable] -> ModuleName -> Maybe Linkable
+findModuleLinkable_maybe lis mod
+   = case [LM time nm us | LM time nm us <- lis, nm == mod] of
+        []   -> Nothing
+        [li] -> Just li
+        many -> pprPanic "findModuleLinkable" (ppr mod)
+
+filterModuleLinkables :: (ModuleName -> Bool) -> [Linkable] -> [Linkable]
+filterModuleLinkables p [] = []
+filterModuleLinkables p (li:lis)
+   = case li of
+        LM _ modnm _ -> if p modnm then retain else dump
+     where
+        dump   = filterModuleLinkables p lis
+        retain = li : dump
 
-isObject (DotO _) = True
-isObject (DotA _) = True
-isObject (DotDLL _) = True
-isObject _ = False
+linkableInSet :: Linkable -> [Linkable] -> Bool
+linkableInSet l objs_loaded =
+  case findModuleLinkable_maybe objs_loaded (linkableModName l) of
+       Nothing -> False
+       Just m  -> linkableTime l == linkableTime m
 
-nameOfObject (DotO fn)   = fn
-nameOfObject (DotA fn)   = fn
-nameOfObject (DotDLL fn) = fn
+-- These two are used to add/remove entries from the closure env for
+-- new bindings made at the prompt.
+#ifdef GHCI
+delListFromClosureEnv :: PersistentLinkerState -> [Name]
+       -> IO PersistentLinkerState
+delListFromClosureEnv pls names
+  = return pls{ closure_env = delListFromFM (closure_env pls) names }
 
-isInterpretable (Trees _ _) = True
-isInterpretable _ = False
+addListToClosureEnv :: PersistentLinkerState -> [(Name,HValue)]
+       -> IO PersistentLinkerState
+addListToClosureEnv pls new_bindings
+  = return pls{ closure_env = addListToFM (closure_env pls) new_bindings }
+#endif
 
-data Linkable
-   = LM ModuleName [Unlinked]
-   | LP PackageName
+-- ---------------------------------------------------------------------------
+-- Unloading old objects ready for a new compilation sweep.
+--
+-- The compilation manager provides us with a list of linkables that it
+-- considers "stable", i.e. won't be recompiled this time around.  For
+-- each of the modules current linked in memory,
+--
+--     * if the linkable is stable (and it's the same one - the
+--       user may have recompiled the module on the side), we keep it,
+--
+--     * otherwise, we unload it.
+--
+--      * we also implicitly unload all temporary bindings at this point.
 
-instance Outputable Linkable where
-   ppr (LM mod_nm unlinkeds) = text "LinkableM" <+> ppr mod_nm <+> ppr unlinkeds
-   ppr (LP package_nm)       = text "LinkableP" <+> ptext package_nm
+unload :: GhciMode
+       -> DynFlags
+       -> [Linkable]           -- stable linkables
+       -> PersistentLinkerState
+       -> IO PersistentLinkerState
+
+unload Batch dflags linkables pls = return pls
 
-emptyPLS :: IO PersistentLinkerState
 #ifdef GHCI
-emptyPLS = return (PersistentLinkerState { closure_env = emptyFM, 
-                                           itbl_env    = emptyFM })
+unload Interactive dflags linkables pls
+  = block $ do -- block, so we're safe from Ctrl-C in here
+       objs_loaded  <- readIORef v_ObjectsLoaded
+       objs_loaded' <- filterM (maybeUnload objs_to_keep) objs_loaded
+       writeIORef v_ObjectsLoaded objs_loaded'
+
+        bcos_loaded' <- filterM (maybeUnload bcos_to_keep) (bcos_loaded pls)
+
+               let objs_retained = map linkableModName objs_loaded'
+           bcos_retained = map linkableModName bcos_loaded'
+           itbl_env'     = filterNameMap bcos_retained (itbl_env pls)
+            closure_env'  = filterNameMap bcos_retained (closure_env pls)
+
+               let verb = verbosity dflags
+               when (verb >= 3) $ do
+           hPutStrLn stderr (showSDoc
+               (text "CmLink.unload: retaining objs" <+> ppr objs_retained))
+           hPutStrLn stderr (showSDoc
+               (text "CmLink.unload: retaining bcos" <+> ppr bcos_retained))
+
+               return pls{ itbl_env = itbl_env',
+                   closure_env = closure_env',
+                   bcos_loaded = bcos_loaded' }
+  where
+       (objs_to_keep, bcos_to_keep) = partition isObjectLinkable linkables
+
+       maybeUnload :: [Linkable] -> Linkable -> IO Bool
+       maybeUnload keep_linkables l@(LM time mod objs)
+          | linkableInSet l linkables
+               = return True
+          | otherwise
+               = do mapM unloadObj [ f | DotO f <- objs ]
+                    return False
 #else
-emptyPLS = return (PersistentLinkerState {})
+unload Interactive dflags linkables pls = panic "CmLink.unload: no interpreter"
 #endif
-\end{code}
 
-\begin{code}
--- The first arg is supposed to be DriverPipeline.doLink.
--- Passed in here to avoid a hard-to-avoid circular dependency
--- between CmLink and DriverPipeline.  Same deal as with
--- CmSummarise.summarise.
-link :: ([String] -> IO ()) 
-     -> Bool                   -- was the upsweep completely successful?
-     -> PackageConfigInfo 
-     -> [SCC Linkable] 
-     -> PersistentLinkerState 
+-----------------------------------------------------------------------------
+-- Linking
+
+data LinkResult
+   = LinkOK     PersistentLinkerState
+   | LinkFailed PersistentLinkerState
+
+link :: GhciMode               -- interactive or batch
+     -> DynFlags               -- dynamic flags
+     -> Bool                   -- attempt linking in batch mode?
+     -> [Linkable]
+     -> PersistentLinkerState
      -> IO LinkResult
 
-#ifndef GHCI_NOTYET
---link = panic "CmLink.link: not implemented"
-
--- For the moment, in the batch linker, we don't bother to
--- tell doLink which packages to link -- it just tries all that
--- are available.
-link doLink upsweep_complete_success pci groups pls1
-   | upsweep_complete_success
-   = do putStrLn "Hello from the Linker!"
-        putStrLn (showSDoc (vcat (map ppLinkableSCC groups)))
-        let o_files = concatMap getOfiles (flattenSCCs groups)
+-- For the moment, in the batch linker, we don't bother to tell doLink
+-- which packages to link -- it just tries all that are available.
+-- batch_attempt_linking should only be *looked at* in batch mode.  It
+-- should only be True if the upsweep was successful and someone
+-- exports main, i.e., we have good reason to believe that linking
+-- will succeed.
+
+-- There will be (ToDo: are) two lists passed to link.  These
+-- correspond to
+--
+--     1. The list of all linkables in the current home package.  This is
+--        used by the batch linker to link the program, and by the interactive
+--        linker to decide which modules from the previous link it can
+--        throw away.
+--     2. The list of modules on which we just called "compile".  This list
+--        is used by the interactive linker to decide which modules need
+--        to be actually linked this time around (or unlinked and re-linked
+--        if the module was recompiled).
+
+link mode dflags batch_attempt_linking linkables pls1
+   = do let verb = verbosity dflags
+        when (verb >= 3) $ do
+            hPutStrLn stderr "CmLink.link: linkables are ..."
+             hPutStrLn stderr (showSDoc (vcat (map ppr linkables)))
+       res <- link' mode dflags batch_attempt_linking linkables pls1
+        when (verb >= 3) $
+            hPutStrLn stderr "CmLink.link: done"
+       return res
+
+link' Batch dflags batch_attempt_linking linkables pls1
+   | batch_attempt_linking
+   = do let o_files = concatMap getOfiles linkables
+        when (verb >= 1) $
+             hPutStrLn stderr "ghc: linking ..."
+       -- don't showPass in Batch mode; doLink will do that for us.
         doLink o_files
-        putStrLn "Bye-bye from the Linker!"        
+       -- doLink only returns if it succeeds
         return (LinkOK pls1)
    | otherwise
-   = do putStrLn "LINKER: upsweep (partially?) failed; not doing batch linking"
+   = do when (verb >= 3) $ do
+           hPutStrLn stderr "CmLink.link(batch): upsweep (partially) failed OR"
+            hPutStrLn stderr "   Main.main not exported; not linking."
         return (LinkOK pls1)
    where
-      getOfiles (LP _)    = []
-      getOfiles (LM _ us) = map nameOfObject (filter isObject us)
+      verb = verbosity dflags
+      getOfiles (LM _ _ us) = map nameOfObject (filter isObject us)
 
-   
+#ifdef GHCI
+link' Interactive dflags batch_attempt_linking linkables pls
+    = do showPass dflags "Linking"
+        block $ do -- don't want to be interrupted by ^C in here
 
-ppLinkableSCC :: SCC Linkable -> SDoc
-ppLinkableSCC = ppr . flattenSCC
+           -- Always load objects first.  Objects aren't allowed to
+           -- depend on BCOs.
+           let (objs, bcos) = partition isObjectLinkable linkables
 
-#else
+           objs_loaded  <- readIORef v_ObjectsLoaded
+           objs_loaded' <- linkObjs objs objs_loaded
+           writeIORef v_ObjectsLoaded objs_loaded'
 
+           -- resolve symbols within the object files
+           ok <- resolveObjs
+           -- if resolving failed, unload all our object modules and
+           -- carry on.
+           if (not ok)
+               then do pls <- unload Interactive dflags [] pls
+                      return (LinkFailed pls)
+              else do
 
-link pci [] pls = return (LinkOK pls)
-link pci (groupSCC:groups) pls = do
-   let group = flattenSCC groupSCC
-   -- the group is either all objects or all interpretable, for now
-   if all isObject group
-       then do mapM loadObj [ file | DotO file <- group ]
-               resolveObjs
-               link pci groups pls
-    else if all isInterpretable group
-       then do (new_closure_env, new_itbl_env) <-
-                  linkIModules (closure_env pls)
-                               (itbl_env pls)
-                               [ trees | Trees trees <- group ]
-               link pci groups (PersistentLinkerState{
-                                  closure_env=new_closure_env,
-                                  itbl_env=new_itbl_env})
-    else
-       return (LinkErrs pls (ptext SLIT("linker: group must contain all objects or all interpreted modules")))
+           -- finally link the interpreted linkables
+           linkBCOs bcos [] pls
 #endif
 
+-----------------------------------------------------------------------------
+-- Linker for interactive mode
 
-modname_of_linkable (LM nm _) = nm
-modname_of_linkable (LP _)    = panic "modname_of_linkable: package"
+#ifdef GHCI
+linkObjs [] objs_loaded = return objs_loaded
+linkObjs (l@(LM _ m uls) : ls) objs_loaded
+   | linkableInSet l objs_loaded  = linkObjs ls objs_loaded -- already loaded
+   | otherwise = do mapM_ loadObj [ file | DotO file <- uls ]
+                   linkObjs ls (l:objs_loaded)
 
-is_package_linkable (LP _)   = True
-is_package_linkable (LM _ _) = False
+linkBCOs [] ul_trees pls = linkFinish pls ul_trees
+linkBCOs (l@(LM _ m uls) : ls) ul_trees pls
+   | linkableInSet l (bcos_loaded pls)
+       = linkBCOs ls ul_trees pls
+   | otherwise
+       = linkBCOs ls (uls++ul_trees) pls{bcos_loaded = l : bcos_loaded pls}
 
-filterModuleLinkables :: (ModuleName -> Bool) 
-                      -> [Linkable] 
-                      -> [Linkable]
-filterModuleLinkables p [] = []
-filterModuleLinkables p (li:lis)
-   = case li of
-        LP _       -> retain
-        LM modnm _ -> if p modnm then retain else dump
-     where
-        dump   = filterModuleLinkables p lis
-        retain = li : dump
+-- link all the interpreted code in one go.
+linkFinish pls ul_bcos = do
+
+   let stuff = [ (bcos,itbls) | BCOs bcos itbls <- ul_bcos ]
+
+   (ibinds, new_itbl_env, new_closure_env) <-
+       linkIModules (itbl_env pls) (closure_env pls) stuff
+
+   let new_pls = pls { closure_env = new_closure_env,
+                      itbl_env    = new_itbl_env
+                    }
+   return (LinkOK new_pls)
+#endif
+
+-- ---------------------------------------------------------------------------
+-- Link a single expression
+
+#ifdef GHCI
+linkExpr :: PersistentLinkerState -> UnlinkedBCOExpr -> IO HValue
+linkExpr PersistentLinkerState{ itbl_env = ie, closure_env = ce } bcos
+  = linkIExpr ie ce bcos
+#endif
 \end{code}