[project @ 2004-08-13 13:04:50 by simonmar]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / deSugar / DsCCall.lhs
index 6d488c4..57bace2 100644 (file)
@@ -1,12 +1,12 @@
 %
 % (c) The AQUA Project, Glasgow University, 1994-1998
 %
-\section[DsCCall]{Desugaring \tr{_ccall_}s and \tr{_casm_}s}
+\section[DsCCall]{Desugaring C calls}
 
 \begin{code}
 module DsCCall 
        ( dsCCall
-       , mkCCall
+       , mkFCall
        , unboxArg
        , boxResult
        , resultWrapper
@@ -14,39 +14,60 @@ module DsCCall
 
 #include "HsVersions.h"
 
+
 import CoreSyn
 
 import DsMonad
-import DsUtils
 
-import CoreUtils       ( exprType, mkCoerce )
+import CoreUtils       ( exprType, mkCoerce2 )
 import Id              ( Id, mkWildId )
-import MkId            ( mkCCallOpId, realWorldPrimId )
+import MkId            ( mkFCallId, realWorldPrimId, mkPrimOpId )
 import Maybes          ( maybeToBool )
-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, mkTyConApp,
-                         Type
+import ForeignCall     ( ForeignCall(..), CCallSpec(..), CCallTarget(..), Safety, 
+                         CCallConv(..), CLabelString )
+import DataCon         ( splitProductType_maybe, dataConSourceArity, dataConWrapId )
+import ForeignCall     ( ForeignCall, CCallTarget(..) )
+
+import TcType          ( tcSplitTyConApp_maybe )
+import Type            ( Type, isUnLiftedType, mkFunTys, mkFunTy,
+                         tyVarsOfType, mkForAllTys, mkTyConApp, 
+                         isPrimitiveType, splitTyConApp_maybe, 
+                         splitRecNewType_maybe, splitForAllTy_maybe,
+                         isUnboxedTupleType
                        )
-import PprType         ( {- instance Outputable Type -} )
-import TysPrim         ( byteArrayPrimTy, realWorldStatePrimTy,
-                         byteArrayPrimTyCon, mutableByteArrayPrimTyCon, intPrimTy
+
+import PrimOp          ( PrimOp(..) )
+import TysPrim         ( realWorldStatePrimTy, intPrimTy,
+                         byteArrayPrimTyCon, mutableByteArrayPrimTyCon,
+                         addrPrimTy
                        )
-import TysWiredIn      ( unitDataConId, stringTy,
+import TyCon           ( TyCon, tyConDataCons, tyConName )
+import TysWiredIn      ( unitDataConId,
                          unboxedSingletonDataCon, unboxedPairDataCon,
                          unboxedSingletonTyCon, unboxedPairTyCon,
-                         mkTupleTy, tupleCon,
-                         boolTy, trueDataCon, falseDataCon, trueDataConId, falseDataConId,
-                         unitTy
+                         trueDataCon, falseDataCon, 
+                         trueDataConId, falseDataConId,
+                         listTyCon, charTyCon, 
+                         tupleTyCon, tupleCon
                        )
+import BasicTypes       ( Boxity(..) )
 import Literal         ( mkMachInt )
-import CStrings                ( CLabelString )
-import Unique          ( Unique, Uniquable(..), hasKey, ioTyConKey )
+import PrelNames       ( Unique, hasKey, ioTyConKey, boolTyConKey, unitTyConKey,
+                         int8TyConKey, int16TyConKey, int32TyConKey,
+                         word8TyConKey, word16TyConKey, word32TyConKey
+                         -- dotnet interop
+                         , marshalStringName, unmarshalStringName
+                         , marshalObjectName, unmarshalObjectName
+                         , objectTyConName
+                       )
 import VarSet          ( varSetElems )
+import Constants       ( wORD_SIZE)
 import Outputable
+
+#ifdef DEBUG
+import TypeRep
+#endif
+
 \end{code}
 
 Desugaring of @ccall@s consists of adding some state manipulation,
@@ -87,22 +108,22 @@ follows:
 \begin{code}
 dsCCall :: CLabelString        -- C routine to invoke
        -> [CoreExpr]   -- Arguments (desugared)
-       -> Bool         -- True <=> might cause Haskell GC
-       -> Bool         -- True <=> really a "_casm_"
+       -> Safety       -- Safety of the call
        -> Type         -- Type of the result: IO t
        -> DsM CoreExpr
 
-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 ->
+dsCCall lbl args may_gc result_ty
+  = mapAndUnzipDs unboxArg args               `thenDs` \ (unboxed_args, arg_wrappers) ->
+    boxResult [] id Nothing result_ty  `thenDs` \ (ccall_result_ty, res_wrapper) ->
+    newUnique                         `thenDs` \ uniq ->
     let
-       the_ccall    = CCall (StaticTarget lbl) is_asm may_gc cCallConv
-       the_prim_app = mkCCall uniq the_ccall unboxed_args ccall_result_ty
+       target = StaticTarget lbl
+       the_fcall    = CCall (CCallSpec target CCallConv may_gc)
+       the_prim_app = mkFCall uniq the_fcall unboxed_args ccall_result_ty
     in
     returnDs (foldr ($) (res_wrapper the_prim_app) arg_wrappers)
 
-mkCCall :: Unique -> CCall 
+mkFCall :: Unique -> ForeignCall 
        -> [CoreExpr]   -- Args
        -> Type         -- Result type
        -> CoreExpr
@@ -115,14 +136,14 @@ mkCCall :: Unique -> CCall
 -- 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
+mkFCall uniq the_fcall val_args res_ty
+  = mkApps (mkVarApps (Var the_fcall_id) tyvars) val_args
   where
     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
+    the_fcall_id = mkFCallId uniq the_fcall ty
 \end{code}
 
 \begin{code}
@@ -135,16 +156,17 @@ unboxArg :: CoreExpr                      -- The supplied argument
 -- where W is a CoreExpr that probably mentions x#
 
 unboxArg arg
-  -- Unlifted types: nothing to unbox
-  | isUnLiftedType arg_ty
+  -- Primtive types: nothing to unbox
+  | isPrimitiveType arg_ty
   = returnDs (arg, \body -> body)
 
-  -- Newtypes
-  | isNewType arg_ty
-  = unboxArg (mkCoerce (repType arg_ty) arg_ty arg)
+  -- Recursive newtypes
+  | Just rep_ty <- splitRecNewType_maybe arg_ty
+  = unboxArg (mkCoerce2 rep_ty arg_ty arg)
       
   -- Booleans
-  | arg_ty == boolTy
+  | Just (tc,_) <- splitTyConApp_maybe arg_ty, 
+    tc `hasKey` boolTyConKey
   = newSysLocalDs intPrimTy            `thenDs` \ prim_arg ->
     returnDs (Var prim_arg,
              \ body -> Case (Case arg (mkWildId arg_ty)
@@ -154,9 +176,10 @@ unboxArg arg
                             [(DEFAULT,[],body)])
 
   -- Data types with a single constructor, which has a single, primitive-typed arg
-  -- This deals with Int, Float etc
+  -- This deals with Int, Float etc; also Ptr, ForeignPtr
   | is_product_type && data_con_arity == 1 
-  = ASSERT(isUnLiftedType data_con_arg_ty1 )   -- Typechecker ensures this
+  = ASSERT2(isUnLiftedType data_con_arg_ty1, pprType arg_ty)
+                       -- Typechecker ensures this
     newSysLocalDs arg_ty               `thenDs` \ case_bndr ->
     newSysLocalDs data_con_arg_ty1     `thenDs` \ prim_arg ->
     returnDs (Var prim_arg,
@@ -164,6 +187,9 @@ unboxArg arg
     )
 
   -- Byte-arrays, both mutable and otherwise; hack warning
+  -- We're looking for values of type ByteArray, MutableByteArray
+  --   data ByteArray          ix = ByteArray        ix ix ByteArray#
+  --   data MutableByteArray s ix = MutableByteArray ix ix (MutableByteArray# s)
   | is_product_type &&
     data_con_arity == 3 &&
     maybeToBool maybe_arg3_tycon &&
@@ -176,18 +202,51 @@ unboxArg arg
              \ body -> Case arg case_bndr [(DataAlt data_con,vars,body)]
     )
 
+  | Just (tc, [arg_ty]) <- splitTyConApp_maybe arg_ty,
+    tc == listTyCon,
+    Just (cc,[]) <- splitTyConApp_maybe arg_ty,
+    cc == charTyCon
+    -- String; dotnet only
+  = dsLookupGlobalId marshalStringName `thenDs` \ unpack_id ->
+    newSysLocalDs addrPrimTy          `thenDs` \ prim_string ->
+    returnDs (Var prim_string,
+             \ body ->
+               let
+                io_ty = exprType body
+                (Just (_,[io_arg])) = tcSplitTyConApp_maybe io_ty
+               in
+               mkApps (Var unpack_id)
+                      [ Type io_arg
+                      , arg
+                      , Lam prim_string body
+                      ])
+  | Just (tc, [arg_ty]) <- splitTyConApp_maybe arg_ty,
+    tyConName tc == objectTyConName
+    -- Object; dotnet only
+  = dsLookupGlobalId marshalObjectName `thenDs` \ unpack_id ->
+    newSysLocalDs addrPrimTy          `thenDs` \ prim_obj  ->
+    returnDs (Var prim_obj,
+             \ body ->
+               let
+                io_ty = exprType body
+                (Just (_,[io_arg])) = tcSplitTyConApp_maybe io_ty
+               in
+               mkApps (Var unpack_id)
+                      [ Type io_arg
+                      , arg
+                      , Lam prim_obj body
+                      ])
+
   | otherwise
-  = getSrcLocDs `thenDs` \ l ->
+  = getSrcSpanDs `thenDs` \ l ->
     pprPanic "unboxArg: " (ppr l <+> ppr arg_ty)
   where
-    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
+    arg_ty                                     = exprType arg
+    maybe_product_type                                 = splitProductType_maybe arg_ty
+    is_product_type                            = maybeToBool maybe_product_type
+    Just (_, _, 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
@@ -196,7 +255,11 @@ unboxArg arg
 
 
 \begin{code}
-boxResult :: Type -> DsM (Type, CoreExpr -> CoreExpr)
+boxResult :: [Id]
+         -> ((Maybe Type, CoreExpr -> CoreExpr) -> (Maybe Type, CoreExpr -> CoreExpr))
+         -> Maybe Id
+         -> Type
+         -> DsM (Type, CoreExpr -> CoreExpr)
 
 -- Takes the result of the user-level ccall: 
 --     either (IO t), 
@@ -209,31 +272,50 @@ boxResult :: Type -> DsM (Type, CoreExpr -> CoreExpr)
 -- the result type will be 
 --     State# RealWorld -> (# State# RealWorld #)
 
-boxResult result_ty
-  = case splitAlgTyConApp_maybe result_ty of
+boxResult arg_ids augment mbTopCon result_ty
+  = case tcSplitTyConApp_maybe result_ty of
+       -- This split absolutely has to be a tcSplit, because we must
+       -- see the IO type; and it's a newtype which is transparent to splitTyConApp.
 
        -- The result is IO t, so wrap the result in an IO constructor
-       Just (io_tycon, [io_res_ty], [io_data_con]) | io_tycon `hasKey` ioTyConKey
-               -> mk_alt return_result 
-                         (resultWrapper io_res_ty)     `thenDs` \ (ccall_res_ty, the_alt) ->
-                  newSysLocalDs realWorldStatePrimTy    `thenDs` \ state_id ->
+       Just (io_tycon, [io_res_ty]) | io_tycon `hasKey` ioTyConKey
+               -> resultWrapper io_res_ty             `thenDs` \ res ->
+                  let aug_res          = augment res
+                      extra_result_tys =
+                        case aug_res of
+                          (Just ty,_) 
+                            | isUnboxedTupleType ty ->
+                               let (Just (_, ls)) = splitTyConApp_maybe ty in tail ls
+                          _ -> []
+                  in
+                  mk_alt (return_result extra_result_tys) aug_res 
+                                                       `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]]
+                       io_data_con = head (tyConDataCons io_tycon)
+                       toIOCon = 
+                         case mbTopCon of
+                           Nothing -> dataConWrapId io_data_con
+                           Just x  -> x
+                       wrap = \ the_call -> 
+                                mkApps (Var toIOCon)
+                                          [ 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]
-
+                  return_result ts state anss 
+                    = mkConApp (tupleCon Unboxed (2 + length ts))
+                               (Type realWorldStatePrimTy : Type io_res_ty : map Type ts ++
+                                state : anss) 
        -- 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) ->
+       other -> resultWrapper result_ty            `thenDs` \ res ->
+                mk_alt return_result (augment res) `thenDs` \ (ccall_res_ty, the_alt) ->
                 let
                    wrap = \ the_call -> Case (App the_call (Var realWorldPrimId)) 
                                              (mkWildId ccall_res_ty)
@@ -241,24 +323,48 @@ boxResult result_ty
                 in
                 returnDs (realWorldStatePrimTy `mkFunTy` ccall_res_ty, wrap)
              where
-                return_result state ans = ans
+                return_result state [ans] = ans
+                return_result _ _ = panic "return_result: expected single result"
   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"))
+               the_rhs = return_result (Var state_id) 
+                                       [wrap_result (panic "boxResult")]
+
                ccall_res_ty = mkTyConApp unboxedSingletonTyCon [realWorldStatePrimTy]
                the_alt      = (DataAlt unboxedSingletonDataCon, [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
+               -- The ccall returns a non-() value
+        | isUnboxedTupleType prim_res_ty
+        = let
+               Just (_, ls) = splitTyConApp_maybe prim_res_ty
+               arity = 1 + length ls
+         in
+         mappM newSysLocalDs ls                `thenDs` \ args_ids@(result_id:as) ->
          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))
+               the_rhs = return_result (Var state_id) 
+                                       (wrap_result (Var result_id) : map Var as)
+               ccall_res_ty = mkTyConApp (tupleTyCon Unboxed arity)
+                                         (realWorldStatePrimTy : ls)
+               the_alt      = ( DataAlt (tupleCon Unboxed arity)
+                              , (state_id : args_ids)
+                              , the_rhs
+                              )
+         in
+         returnDs (ccall_res_ty, the_alt)
+       | otherwise
+       = newSysLocalDs prim_res_ty             `thenDs` \ result_id ->
+         newSysLocalDs realWorldStatePrimTy    `thenDs` \ state_id ->
+         let
+               the_rhs = return_result (Var state_id) 
+                                       [wrap_result (Var result_id)]
+
                ccall_res_ty = mkTyConApp unboxedPairTyCon [realWorldStatePrimTy, prim_res_ty]
                the_alt      = (DataAlt unboxedPairDataCon, [state_id, result_id], the_rhs)
          in
@@ -266,44 +372,82 @@ boxResult result_ty
 
 
 resultWrapper :: Type
-             -> (Maybe Type,           -- Type of the expected result, if any
-                 CoreExpr -> CoreExpr) -- Wrapper for the result 
+             -> DsM (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 )])
+  | isPrimitiveType result_ty
+  = returnDs (Just result_ty, \e -> e)
+
+  -- Base case 2: the unit type ()
+  | Just (tc,_) <- maybe_tc_app, tc `hasKey` unitTyConKey
+  = returnDs (Nothing, \e -> Var unitDataConId)
+
+  -- Base case 3: the boolean type
+  | Just (tc,_) <- maybe_tc_app, tc `hasKey` boolTyConKey
+  = returnDs
+     (Just intPrimTy, \e -> Case e (mkWildId intPrimTy)
+                                  [(DEFAULT             ,[],Var trueDataConId ),
+                                   (LitAlt (mkMachInt 0),[],Var falseDataConId)])
+
+  -- Recursive newtypes
+  | Just rep_ty <- splitRecNewType_maybe result_ty
+  = resultWrapper rep_ty `thenDs` \ (maybe_ty, wrapper) ->
+    returnDs (maybe_ty, \e -> mkCoerce2 result_ty rep_ty (wrapper e))
+
+  -- The type might contain foralls (eg. for dummy type arguments,
+  -- referring to 'Ptr a' is legal).
+  | Just (tyvar, rest) <- splitForAllTy_maybe result_ty
+  = resultWrapper rest `thenDs` \ (maybe_ty, wrapper) ->
+    returnDs (maybe_ty, \e -> Lam tyvar (wrapper e))
 
   -- Data types with a single constructor, which has a single arg
-  | is_product_type && data_con_arity == 1
+  -- This includes types like Ptr and ForeignPtr
+  | Just (tycon, tycon_arg_tys, data_con, data_con_arg_tys) <- splitProductType_maybe result_ty,
+    dataConSourceArity data_con == 1
   = let
-        (maybe_ty, wrapper)    = resultWrapper unwrapped_res_ty
        (unwrapped_res_ty : _) = data_con_arg_tys
+       narrow_wrapper         = maybeNarrow tycon
     in
-    (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
-    (maybe_ty, \e -> mkCoerce result_ty rep_ty (wrapper e))
+    resultWrapper unwrapped_res_ty `thenDs` \ (maybe_ty, wrapper) ->
+    returnDs
+      (maybe_ty, \e -> mkApps (Var (dataConWrapId data_con)) 
+                             (map Type tycon_arg_tys ++ [wrapper (narrow_wrapper e)]))
+
+    -- Strings; 'dotnet' only.
+  | Just (tc, [arg_ty]) <- maybe_tc_app,               tc == listTyCon,
+    Just (cc,[])        <- splitTyConApp_maybe arg_ty, cc == charTyCon
+  = dsLookupGlobalId unmarshalStringName       `thenDs` \ pack_id ->
+    returnDs (Just addrPrimTy,
+             \ e -> App (Var pack_id) e)
+
+    -- Objects; 'dotnet' only.
+  | Just (tc, [arg_ty]) <- maybe_tc_app, 
+    tyConName tc == objectTyConName
+  = dsLookupGlobalId unmarshalObjectName       `thenDs` \ pack_id ->
+    returnDs (Just addrPrimTy,
+             \ e -> App (Var pack_id) e)
 
   | otherwise
   = pprPanic "resultWrapper" (ppr result_ty)
   where
-    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
+    maybe_tc_app = splitTyConApp_maybe result_ty
+
+-- When the result of a foreign call is smaller than the word size, we
+-- need to sign- or zero-extend the result up to the word size.  The C
+-- standard appears to say that this is the responsibility of the
+-- caller, not the callee.
+
+maybeNarrow :: TyCon -> (CoreExpr -> CoreExpr)
+maybeNarrow tycon
+  | tycon `hasKey` int8TyConKey   = \e -> App (Var (mkPrimOpId Narrow8IntOp)) e
+  | tycon `hasKey` int16TyConKey  = \e -> App (Var (mkPrimOpId Narrow16IntOp)) e
+  | tycon `hasKey` int32TyConKey
+        && wORD_SIZE > 4         = \e -> App (Var (mkPrimOpId Narrow32IntOp)) e
+
+  | tycon `hasKey` word8TyConKey  = \e -> App (Var (mkPrimOpId Narrow8WordOp)) e
+  | tycon `hasKey` word16TyConKey = \e -> App (Var (mkPrimOpId Narrow16WordOp)) e
+  | tycon `hasKey` word32TyConKey
+        && wORD_SIZE > 4         = \e -> App (Var (mkPrimOpId Narrow32WordOp)) e
+  | otherwise                    = id
 \end{code}