[project @ 2000-04-10 12:12:27 by simonpj]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / deSugar / DsCCall.lhs
index e76b251..052a9a2 100644 (file)
@@ -1,35 +1,50 @@
 %
-% (c) The AQUA Project, Glasgow University, 1994-1996
+% (c) The AQUA Project, Glasgow University, 1994-1998
 %
 \section[DsCCall]{Desugaring \tr{_ccall_}s and \tr{_casm_}s}
 
 \begin{code}
-#include "HsVersions.h"
-
-module DsCCall ( dsCCall ) where
+module DsCCall 
+       ( dsCCall
+       , mkCCall
+       , unboxArg
+       , boxResult
+       , resultWrapper
+       ) where
 
-import Ubiq
+#include "HsVersions.h"
 
 import CoreSyn
 
 import DsMonad
 import DsUtils
 
-import CoreUtils       ( coreExprType )
-import Id              ( dataConArgTys, mkTupleCon )
+import CoreUtils       ( exprType, mkCoerce )
+import Id              ( Id, mkWildId )
+import MkId            ( mkCCallOpId, realWorldPrimId )
 import Maybes          ( maybeToBool )
-import PprStyle                ( PprStyle(..) )
-import PprType         ( GenType{-instances-} )
-import PrelInfo                ( byteArrayPrimTy, getStatePairingConInfo,
-                         packStringForCId, realWorldStatePrimTy,
-                         realWorldStateTy, realWorldTy, stateDataCon,
-                         stringTy )
-import Pretty
-import PrimOp          ( PrimOp(..) )
-import Type            ( isPrimType, maybeAppDataTyCon, eqTy )
-import Util            ( pprPanic, pprError, panic )
-
-maybeBoxedPrimType = panic "DsCCall.maybeBoxedPrimType"
+import PrimOp          ( PrimOp(..), CCall(..), CCallTarget(..) )
+import DataCon         ( DataCon, splitProductType_maybe, dataConSourceArity, dataConWrapId )
+import CallConv
+import Type            ( isUnLiftedType, splitAlgTyConApp_maybe, mkFunTys,
+                         splitTyConApp_maybe, tyVarsOfType, mkForAllTys, 
+                         isNewType, repType, isUnLiftedType, mkFunTy,
+                         Type
+                       )
+import TysPrim         ( byteArrayPrimTy, realWorldStatePrimTy,
+                         byteArrayPrimTyCon, mutableByteArrayPrimTyCon, intPrimTy
+                       )
+import TysWiredIn      ( unitDataConId, stringTy,
+                         unboxedPairDataCon,
+                         mkUnboxedTupleTy, unboxedTupleCon,
+                         boolTy, trueDataCon, falseDataCon, trueDataConId, falseDataConId,
+                         unitTy
+                       )
+import Literal         ( mkMachInt )
+import CStrings                ( CLabelString )
+import Unique          ( Unique, Uniquable(..), ioTyConKey )
+import VarSet          ( varSetElems )
+import Outputable
 \end{code}
 
 Desugaring of @ccall@s consists of adding some state manipulation,
@@ -37,7 +52,7 @@ unboxing any boxed primitive arguments and boxing the result if
 desired.
 
 The state stuff just consists of adding in
-@\ s -> case s of { S# s# -> ... }@ in an appropriate place.
+@PrimIO (\ s -> case s of { S# s# -> ... })@ in an appropriate place.
 
 The unboxing is straightforward, as all information needed to unbox is
 available from the type.  For each boxed-primitive argument, we
@@ -68,233 +83,225 @@ follows:
 \end{verbatim}
 
 \begin{code}
-dsCCall :: FAST_STRING         -- C routine to invoke
+dsCCall :: CLabelString        -- C routine to invoke
        -> [CoreExpr]   -- Arguments (desugared)
-       -> Bool                 -- True <=> might cause Haskell GC
-       -> Bool                 -- True <=> really a "_casm_"
-       -> Type         -- Type of the result (a boxed-prim type)
+       -> Bool         -- True <=> might cause Haskell GC
+       -> Bool         -- True <=> really a "_casm_"
+       -> Type         -- Type of the result: IO t
        -> DsM CoreExpr
 
-dsCCall label args may_gc is_asm result_ty
-  = newSysLocalDs realWorldStateTy     `thenDs` \ old_s ->
-
-    mapAndUnzipDs unboxArg (Var old_s : args)  `thenDs` \ (final_args, arg_wrappers) ->
-
-    boxResult result_ty                                `thenDs` \ (final_result_ty, res_wrapper) ->
-
-    let
-       the_ccall_op = CCallOp label is_asm may_gc
-                              (map coreExprType final_args)
-                              final_result_ty
-    in
-    mkPrimDs the_ccall_op
-              [] -- ***NOTE*** no ty apps; the types are inside the_ccall_op.
-              final_args       `thenDs` \ the_prim_app ->
+dsCCall lbl args may_gc is_asm result_ty
+  = mapAndUnzipDs unboxArg args        `thenDs` \ (unboxed_args, arg_wrappers) ->
+    boxResult result_ty                `thenDs` \ (ccall_result_ty, res_wrapper) ->
+    getUniqueDs                        `thenDs` \ uniq ->
     let
-       the_body = foldr apply (res_wrapper the_prim_app) arg_wrappers
+       the_ccall    = CCall (StaticTarget lbl) is_asm may_gc cCallConv
+       the_prim_app = mkCCall uniq the_ccall unboxed_args ccall_result_ty
     in
-    returnDs (Lam (ValBinder old_s) the_body)
+    returnDs (foldr ($) (res_wrapper the_prim_app) arg_wrappers)
+
+mkCCall :: Unique -> CCall 
+       -> [CoreExpr]   -- Args
+       -> Type         -- Result type
+       -> CoreExpr
+-- Construct the ccall.  The only tricky bit is that the ccall Id should have
+-- no free vars, so if any of the arg tys do we must give it a polymorphic type.
+--     [I forget *why* it should have no free vars!]
+-- For example:
+--     mkCCall ... [s::StablePtr (a->b), x::Addr, c::Char]
+--
+-- Here we build a ccall thus
+--     (ccallid::(forall a b.  StablePtr (a -> b) -> Addr -> Char -> IO Addr))
+--                     a b s x c
+mkCCall uniq the_ccall val_args res_ty
+  = mkApps (mkVarApps (Var the_ccall_id) tyvars) val_args
   where
-    apply f x = f x
+    arg_tys = map exprType val_args
+    body_ty = (mkFunTys arg_tys res_ty)
+    tyvars  = varSetElems (tyVarsOfType body_ty)
+    ty             = mkForAllTys tyvars body_ty
+    the_ccall_id = mkCCallOpId uniq the_ccall ty
 \end{code}
 
 \begin{code}
 unboxArg :: CoreExpr                   -- The supplied argument
-        -> DsM (CoreExpr,                      -- To pass as the actual argument
+        -> DsM (CoreExpr,              -- To pass as the actual argument
                 CoreExpr -> CoreExpr   -- Wrapper to unbox the arg
                )
-unboxArg arg
+-- Example: if the arg is e::Int, unboxArg will return
+--     (x#::Int#, \W. case x of I# x# -> W)
+-- where W is a CoreExpr that probably mentions x#
 
-  -- Primitive types
-  -- ADR Question: can this ever be used?  None of the PrimTypes are
-  -- instances of the CCallable class.
-  | isPrimType arg_ty
+unboxArg arg
+  -- Unlifted types: nothing to unbox
+  | isUnLiftedType arg_ty
   = returnDs (arg, \body -> body)
 
-  -- Strings
-  | arg_ty `eqTy` stringTy
-  -- ToDo (ADR): - allow synonyms of Strings too?
-  = newSysLocalDs byteArrayPrimTy              `thenDs` \ prim_arg ->
-    mkAppDs (Var packStringForCId) [] [arg]    `thenDs` \ pack_appn ->
+  -- Newtypes
+  | isNewType arg_ty
+  = unboxArg (mkCoerce (repType arg_ty) arg_ty arg)
+      
+  -- Booleans
+  | arg_ty == boolTy
+  = newSysLocalDs intPrimTy            `thenDs` \ prim_arg ->
     returnDs (Var prim_arg,
-             \body -> Case pack_appn (PrimAlts []
-                                                   (BindDefault prim_arg body))
-    )
-
-  | null data_cons
-    -- oops: we can't see the data constructors!!!
-  = can't_see_datacons_error "argument" arg_ty
-
-  -- Byte-arrays, both mutable and otherwise
-  -- (HACKy method -- but we really don't want the TyCons wired-in...) [WDP 94/10]
-  | is_data_type &&
-    length data_con_arg_tys == 2 &&
-    not (isPrimType data_con_arg_ty1) &&
-    isPrimType data_con_arg_ty2
-    -- and, of course, it is an instance of CCallable
---  ( tycon == byteArrayTyCon ||
---    tycon == mutableByteArrayTyCon )
-  = newSysLocalsDs data_con_arg_tys            `thenDs` \ vars@[ixs_var, arr_cts_var] ->
-    returnDs (Var arr_cts_var,
-             \ body -> Case arg (AlgAlts [(the_data_con,vars,body)]
-                                             NoDefault)
-    )
+             \ body -> Case (Case arg (mkWildId arg_ty)
+                                      [(DataAlt falseDataCon,[],mkIntLit 0),
+                                       (DataAlt trueDataCon, [],mkIntLit 1)])
+                             prim_arg 
+                            [(DEFAULT,[],body)])
 
   -- Data types with a single constructor, which has a single, primitive-typed arg
-  | maybeToBool maybe_boxed_prim_arg_ty
-  = newSysLocalDs the_prim_arg_ty              `thenDs` \ prim_arg ->
+  -- This deals with Int, Float etc
+  | is_product_type && data_con_arity == 1 
+  = ASSERT(isUnLiftedType data_con_arg_ty1 )   -- Typechecker ensures this
+    newSysLocalDs arg_ty               `thenDs` \ case_bndr ->
+    newSysLocalDs data_con_arg_ty1     `thenDs` \ prim_arg ->
     returnDs (Var prim_arg,
-             \ body -> Case arg (AlgAlts [(box_data_con,[prim_arg],body)]
-                                             NoDefault)
+             \ body -> Case arg case_bndr [(DataAlt data_con,[prim_arg],body)]
     )
-  -- ... continued below ....
-\end{code}
-
-As an experiment, I'm going to unpack any "acceptably small"
-enumeration.  This code will never get used in the main version
-because enumerations would have triggered type errors but I've
-disabled type-checking in my version. ADR
-
-To Will: It might be worth leaving this in (but commented out) until
-we decide what's happening with enumerations. ADR
-
-\begin{code}
-#if 0
-  -- MAYBE LATER:
-  -- Data types with a nullary constructors (enumeration)
-  | isEnumerationType arg_ty  &&                               -- enumeration
-    (length data_cons) <= 5                                    -- "acceptably short"
-  = newSysLocalDs the_prim_arg_ty              `thenDs` \ prim_arg ->
-
-    let
-      alts = [ (con, [], mkMachInt i) | (con,i) <- data_cons `zip` [0..] ]
-      arg_tag = Case arg (AlgAlts alts) NoDefault
-    in
 
-    returnDs (Var prim_arg,
-             \ body -> Case arg_tag (PrimAlts [(prim_arg, body)] NoDefault)
+  -- Byte-arrays, both mutable and otherwise; hack warning
+  | is_product_type &&
+    data_con_arity == 3 &&
+    maybeToBool maybe_arg3_tycon &&
+    (arg3_tycon ==  byteArrayPrimTyCon ||
+     arg3_tycon ==  mutableByteArrayPrimTyCon)
+    -- and, of course, it is an instance of CCallable
+  = newSysLocalDs arg_ty               `thenDs` \ case_bndr ->
+    newSysLocalsDs data_con_arg_tys    `thenDs` \ vars@[l_var, r_var, arr_cts_var] ->
+    returnDs (Var arr_cts_var,
+             \ body -> Case arg case_bndr [(DataAlt data_con,vars,body)]
     )
-#endif
-\end{code}
 
-\begin{code}
-  -- ... continued from above ....
   | otherwise
-  = pprPanic "unboxArg: " (ppr PprDebug arg_ty)
+  = getSrcLocDs `thenDs` \ l ->
+    pprPanic "unboxArg: " (ppr l <+> ppr arg_ty)
   where
-    arg_ty = coreExprType arg
-
-    maybe_boxed_prim_arg_ty = maybeBoxedPrimType arg_ty
-    (Just (box_data_con, the_prim_arg_ty)) = maybe_boxed_prim_arg_ty
-
-    maybe_data_type                       = maybeAppDataTyCon arg_ty
-    is_data_type                          = maybeToBool maybe_data_type
-    (Just (tycon, tycon_arg_tys, data_cons)) = maybe_data_type
-    (the_data_con : other_data_cons)       = data_cons
-
-    data_con_arg_tys = dataConArgTys the_data_con tycon_arg_tys
-    (data_con_arg_ty1 : data_con_arg_ty2 : _) = data_con_arg_tys
-
-can't_see_datacons_error thing ty
-  = pprError "ERROR: Can't see the data constructor(s) for _ccall_/_casm_ "
-            (ppBesides [ppStr thing, ppStr "; type: ", ppr PprForUser ty])
+    arg_ty     = exprType arg
+    arg_rep_ty = repType arg_ty
+
+    maybe_product_type                                   = splitProductType_maybe arg_ty
+    is_product_type                              = maybeToBool maybe_product_type
+    Just (tycon, _, data_con, data_con_arg_tys)   = maybe_product_type
+    data_con_arity                               = dataConSourceArity data_con
+    (data_con_arg_ty1 : _)                       = data_con_arg_tys
+
+    (_ : _ : data_con_arg_ty3 : _) = data_con_arg_tys
+    maybe_arg3_tycon              = splitTyConApp_maybe data_con_arg_ty3
+    Just (arg3_tycon,_)                   = maybe_arg3_tycon
 \end{code}
 
 
 \begin{code}
-tuple_con_2 = mkTupleCon 2 -- out here to avoid CAF (sigh)
-covar_tuple_con_0 = Var (mkTupleCon 0) -- ditto
+boxResult :: Type -> DsM (Type, CoreExpr -> CoreExpr)
+
+-- Takes the result of the user-level ccall: 
+--     either (IO t), 
+--     or maybe just t for an side-effect-free call
+-- Returns a wrapper for the primitive ccall itself, along with the
+-- type of the result of the primitive ccall.  This result type
+-- will be of the form  
+--     State# RealWorld -> (# State# RealWorld, t' #)
+-- where t' is the unwrapped form of t.  If t is simply (), then
+-- the result type will be 
+--     State# RealWorld -> (# State# RealWorld #)
 
-boxResult :: Type                              -- Type of desired result
-         -> DsM (Type,                 -- Type of the result of the ccall itself
-                 CoreExpr -> CoreExpr) -- Wrapper for the ccall
-                                                       -- to box the result
 boxResult result_ty
-  | null data_cons
-  -- oops! can't see the data constructors
-  = can't_see_datacons_error "result" result_ty
-
-  -- Data types with a single constructor, which has a single, primitive-typed arg
-  | (maybeToBool maybe_data_type) &&                           -- Data type
-    (null other_data_cons) &&                                  -- Just one constr
-    not (null data_con_arg_tys) && null other_args_tys &&      -- Just one arg
-    isPrimType the_prim_result_ty                              -- of primitive type
-  =
-    newSysLocalDs realWorldStatePrimTy                         `thenDs` \ prim_state_id ->
-    newSysLocalDs the_prim_result_ty                           `thenDs` \ prim_result_id ->
-
-    mkConDs stateDataCon [realWorldTy] [Var prim_state_id]     `thenDs` \ new_state ->
-    mkConDs the_data_con tycon_arg_tys [Var prim_result_id]    `thenDs` \ the_result ->
-
-    mkConDs tuple_con_2
-           [result_ty, realWorldStateTy]
-           [the_result, new_state]                             `thenDs` \ the_pair ->
-    let
-       the_alt = (state_and_prim_datacon, [prim_state_id, prim_result_id], the_pair)
-    in
-    returnDs (state_and_prim_ty,
-             \prim_app -> Case prim_app (AlgAlts [the_alt] NoDefault)
-    )
-
-  -- Data types with a single nullary constructor
-  | (maybeToBool maybe_data_type) &&                           -- Data type
-    (null other_data_cons) &&                                  -- Just one constr
-    (null data_con_arg_tys)
-  =
-    newSysLocalDs realWorldStatePrimTy                         `thenDs` \ prim_state_id ->
-
-    mkConDs stateDataCon [realWorldTy] [Var prim_state_id]     `thenDs` \ new_state ->
-
-    mkConDs tuple_con_2
-           [result_ty, realWorldStateTy]
-           [covar_tuple_con_0, new_state]      `thenDs` \ the_pair ->
-
-    let
-       the_alt  = (stateDataCon, [prim_state_id], the_pair)
-    in
-    returnDs (realWorldStateTy,
-             \prim_app -> Case prim_app (AlgAlts [the_alt] NoDefault)
-    )
-
-#if 0
-    -- MAYBE LATER???
-
-  -- Data types with several nullary constructors (Enumerated types)
-  | isEnumerationType result_ty &&                             -- Enumeration
-    (length data_cons) <= 5                                    -- fairly short
-  =
-    newSysLocalDs realWorldStatePrimTy                         `thenDs` \ prim_state_id ->
-    newSysLocalDs intPrimTy                                    `thenDs` \ prim_result_id ->
-
-    mkConDs stateDataCon [realWorldTy] [Var prim_state_id]     `thenDs` \ new_state ->
-
-    let
-      alts = [ (mkMachInt i, con) | (i, con) <- [0..] `zip` data_cons ]
-      the_result = Case prim_result_id (PrimAlts alts) NoDefault
+  = case splitAlgTyConApp_maybe result_ty of
+
+       -- The result is IO t, so wrap the result in an IO constructor
+       Just (io_tycon, [io_res_ty], [io_data_con]) | getUnique io_tycon == ioTyConKey
+               -> mk_alt return_result 
+                         (resultWrapper io_res_ty)     `thenDs` \ (ccall_res_ty, the_alt) ->
+                  newSysLocalDs realWorldStatePrimTy    `thenDs` \ state_id ->
+                  let
+                       wrap = \ the_call -> mkApps (Var (dataConWrapId io_data_con))
+                                                   [Type io_res_ty, Lam state_id $
+                                                                    Case (App the_call (Var state_id))
+                                                                         (mkWildId ccall_res_ty)
+                                                                         [the_alt]]
+                  in
+                  returnDs (realWorldStatePrimTy `mkFunTy` ccall_res_ty, wrap)
+               where
+                  return_result state ans = mkConApp unboxedPairDataCon 
+                                                     [Type realWorldStatePrimTy, Type io_res_ty, 
+                                                      state, ans]
+
+       -- It isn't, so do unsafePerformIO
+       -- It's not conveniently available, so we inline it
+       other -> mk_alt return_result
+                       (resultWrapper result_ty)       `thenDs` \ (ccall_res_ty, the_alt) ->
+                let
+                   wrap = \ the_call -> Case (App the_call (Var realWorldPrimId)) 
+                                             (mkWildId ccall_res_ty)
+                                             [the_alt]
+                in
+                returnDs (realWorldStatePrimTy `mkFunTy` ccall_res_ty, wrap)
+             where
+                return_result state ans = ans
+  where
+    mk_alt return_result (Nothing, wrap_result)
+       =       -- The ccall returns ()
+         newSysLocalDs realWorldStatePrimTy    `thenDs` \ state_id ->
+         let
+               the_rhs      = return_result (Var state_id) (wrap_result (panic "boxResult"))
+               ccall_res_ty = mkUnboxedTupleTy 1 [realWorldStatePrimTy]
+               the_alt      = (DataAlt (unboxedTupleCon 1), [state_id], the_rhs)
+         in
+         returnDs (ccall_res_ty, the_alt)
+
+    mk_alt return_result (Just prim_res_ty, wrap_result)
+       =       -- The ccall returns a non-() value
+         newSysLocalDs realWorldStatePrimTy    `thenDs` \ state_id ->
+         newSysLocalDs prim_res_ty             `thenDs` \ result_id ->
+         let
+               the_rhs      = return_result (Var state_id) (wrap_result (Var result_id))
+               ccall_res_ty = mkUnboxedTupleTy 2 [realWorldStatePrimTy, prim_res_ty]
+               the_alt      = (DataAlt unboxedPairDataCon, [state_id, result_id], the_rhs)
+         in
+         returnDs (ccall_res_ty, the_alt)
+
+
+resultWrapper :: Type
+             -> (Maybe Type,           -- Type of the expected result, if any
+                 CoreExpr -> CoreExpr) -- Wrapper for the result 
+resultWrapper result_ty
+  -- Base case 1: primitive types
+  | isUnLiftedType result_ty
+  = (Just result_ty, \e -> e)
+
+  -- Base case 1: the unit type ()
+  | result_ty == unitTy
+  = (Nothing, \e -> Var unitDataConId)
+
+  | result_ty == boolTy
+  = (Just intPrimTy, \e -> Case e (mkWildId intPrimTy)
+                                 [(LitAlt (mkMachInt 0),[],Var falseDataConId),
+                                  (DEFAULT             ,[],Var trueDataConId )])
+
+  -- Data types with a single constructor, which has a single arg
+  | is_product_type && data_con_arity == 1
+  = let
+        (maybe_ty, wrapper)    = resultWrapper unwrapped_res_ty
+       (unwrapped_res_ty : _) = data_con_arg_tys
     in
-
-    mkConDs (mkTupleCon 2)
-             [result_ty, realWorldStateTy]
-             [the_result, new_state]                           `thenDs` \ the_pair ->
-    let
-       the_alt = (state_and_prim_datacon, [prim_state_id, prim_result_id], the_pair)
+    (maybe_ty, \e -> mkApps (Var (dataConWrapId data_con)) 
+                           (map Type tycon_arg_tys ++ [wrapper e]))
+
+  -- newtypes
+  | isNewType result_ty
+  = let
+       rep_ty              = repType result_ty
+        (maybe_ty, wrapper) = resultWrapper rep_ty
     in
-    returnDs (state_and_prim_ty,
-             \prim_app -> Case prim_app (AlgAlts [the_alt] NoDefault)
-    )
-#endif
+    (maybe_ty, \e -> mkCoerce result_ty rep_ty (wrapper e))
 
   | otherwise
-  = pprPanic "boxResult: " (ppr PprDebug result_ty)
-
+  = pprPanic "resultWrapper" (ppr result_ty)
   where
-    maybe_data_type                       = maybeAppDataTyCon result_ty
-    Just (tycon, tycon_arg_tys, data_cons) = maybe_data_type
-    (the_data_con : other_data_cons)       = data_cons
-
-    data_con_arg_tys                      = dataConArgTys the_data_con tycon_arg_tys
-    (the_prim_result_ty : other_args_tys)  = data_con_arg_tys
-
-    (state_and_prim_datacon, state_and_prim_ty) = getStatePairingConInfo the_prim_result_ty
+    maybe_product_type                                             = splitProductType_maybe result_ty
+    is_product_type                                        = maybeToBool maybe_product_type
+    Just (tycon, tycon_arg_tys, data_con, data_con_arg_tys) = maybe_product_type
+    data_con_arity                                         = dataConSourceArity data_con
 \end{code}
-