[project @ 2006-01-06 16:30:17 by simonmar]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / deSugar / DsForeign.lhs
index 4f34d4c..52956a0 100644 (file)
@@ -9,22 +9,28 @@ Expanding out @foreign import@ and @foreign export@ declarations.
 module DsForeign ( dsForeigns ) where
 
 #include "HsVersions.h"
+import TcRnMonad       -- temp
 
 import CoreSyn
 
 import DsCCall         ( dsCCall, mkFCall, boxResult, unboxArg, resultWrapper )
 import DsMonad
 
-import HsSyn           ( ForeignDecl(..), ForeignExport(..),
+import HsSyn           ( ForeignDecl(..), ForeignExport(..), LForeignDecl,
                          ForeignImport(..), CImportSpec(..) )
-import TcHsSyn         ( TypecheckedForeignDecl )
+import DataCon         ( splitProductType_maybe )
+#ifdef DEBUG
+import DataCon         ( dataConSourceArity )
+import Type            ( isUnLiftedType )
+#endif
+import MachOp          ( machRepByteWidth, MachRep(..) )
+import SMRep           ( argMachRep, typeCgRep )
 import CoreUtils       ( exprType, mkInlineMe )
 import Id              ( Id, idType, idName, mkSysLocal, setInlinePragma )
-import Literal         ( Literal(..) )
-import Module          ( moduleString )
+import Literal         ( Literal(..), mkStringLit )
+import Module          ( moduleFS )
 import Name            ( getOccString, NamedThing(..) )
-import OccName         ( encodeFS )
-import Type            ( repType, eqType, typePrimRep )
+import Type            ( repType, coreEqType )
 import TcType          ( Type, mkFunTys, mkForAllTys, mkTyConApp,
                          mkFunTy, tcSplitTyConApp_maybe, 
                          tcSplitForAllTys, tcSplitFunTys, tcTyConAppArgs,
@@ -34,19 +40,18 @@ import BasicTypes       ( Boxity(..) )
 import HscTypes                ( ForeignStubs(..) )
 import ForeignCall     ( ForeignCall(..), CCallSpec(..), 
                          Safety(..), playSafe,
-                         CExportSpec(..),
+                         CExportSpec(..), CLabelString,
                          CCallConv(..), ccallConvToInt,
                          ccallConvAttribute
                        )
-import CStrings                ( CLabelString )
 import TysWiredIn      ( unitTy, tupleTyCon )
 import TysPrim         ( addrPrimTy, mkStablePtrPrimTy, alphaTy )
-import PrimRep          ( getPrimRepSizeInBytes )
 import PrelNames       ( hasKey, ioTyConKey, stablePtrTyConName, newStablePtrName, bindIOName,
                          checkDotnetResName )
 import BasicTypes      ( Activation( NeverActive ) )
+import SrcLoc          ( Located(..), unLoc )
 import Outputable
-import Maybe           ( fromJust )
+import Maybe           ( fromJust, isNothing )
 import FastString
 \end{code}
 
@@ -67,28 +72,32 @@ so we reuse the desugaring code in @DsCCall@ to deal with these.
 type Binding = (Id, CoreExpr)  -- No rec/nonrec structure;
                                -- the occurrence analyser will sort it all out
 
-dsForeigns :: [TypecheckedForeignDecl] 
+dsForeigns :: [LForeignDecl Id] 
           -> DsM (ForeignStubs, [Binding])
 dsForeigns [] 
   = returnDs (NoStubs, [])
 dsForeigns fos
   = foldlDs combine (ForeignStubs empty empty [] [], []) fos
  where
-  combine (ForeignStubs acc_h acc_c acc_hdrs acc_feb, acc_f) 
-         (ForeignImport id _ spec depr loc)
-    = dsFImport id spec                   `thenDs` \ (bs, h, c, mbhd) -> 
-      warnDepr depr loc                   `thenDs` \ _                ->
+  combine stubs (L loc decl) = putSrcSpanDs loc (combine1 stubs decl)
+
+  combine1 (ForeignStubs acc_h acc_c acc_hdrs acc_feb, acc_f) 
+          (ForeignImport id _ spec depr)
+    = traceIf (text "fi start" <+> ppr id)     `thenDs` \ _ ->
+      dsFImport (unLoc id) spec                        `thenDs` \ (bs, h, c, mbhd) -> 
+      warnDepr depr                            `thenDs` \ _                ->
+      traceIf (text "fi end" <+> ppr id)       `thenDs` \ _ ->
       returnDs (ForeignStubs (h $$ acc_h)
                             (c $$ acc_c)
                             (addH mbhd acc_hdrs)
                             acc_feb, 
                bs ++ acc_f)
 
-  combine (ForeignStubs acc_h acc_c acc_hdrs acc_feb, acc_f) 
-         (ForeignExport id _ (CExport (CExportStatic ext_nm cconv)) depr loc)
+  combine1 (ForeignStubs acc_h acc_c acc_hdrs acc_feb, acc_f) 
+          (ForeignExport (L _ id) _ (CExport (CExportStatic ext_nm cconv)) depr)
     = dsFExport id (idType id) 
-               ext_nm cconv False                 `thenDs` \(h, c, _) ->
-      warnDepr depr loc                                   `thenDs` \_              ->
+               ext_nm cconv False                 `thenDs` \(h, c, _, _) ->
+      warnDepr depr                               `thenDs` \_              ->
       returnDs (ForeignStubs (h $$ acc_h) (c $$ acc_c) acc_hdrs (id:acc_feb), 
                acc_f)
 
@@ -97,10 +106,10 @@ dsForeigns fos
    | e `elem` ls = ls
    | otherwise   = e:ls
 
-  warnDepr False _   = returnDs ()
-  warnDepr True  loc = dsWarn (loc, msg)
-   where
-    msg = ptext SLIT("foreign declaration uses deprecated non-standard syntax")
+  warnDepr False = returnDs ()
+  warnDepr True  = dsWarn msg
+     where
+       msg = ptext SLIT("foreign declaration uses deprecated non-standard syntax")
 \end{code}
 
 
@@ -136,7 +145,7 @@ dsFImport id (CImport cconv safety header lib spec)
   = dsCImport id spec cconv safety no_hdrs       `thenDs` \(ids, h, c) ->
     returnDs (ids, h, c, if no_hdrs then Nothing else Just header)
   where
-    no_hdrs = nullFastString header
+    no_hdrs = nullFS header
 
   -- FIXME: the `lib' field is needed for .NET ILX generation when invoking
   --       routines that are external to the .NET runtime, but GHC doesn't
@@ -153,7 +162,7 @@ dsCImport :: Id
          -> DsM ([Binding], SDoc, SDoc)
 dsCImport id (CLabel cid) _ _ no_hdrs
  = resultWrapper (idType id) `thenDs` \ (resTy, foRhs) ->
-   ASSERT(fromJust resTy `eqType` addrPrimTy)    -- typechecker ensures this
+   ASSERT(fromJust resTy `coreEqType` addrPrimTy)    -- typechecker ensures this
     let rhs = foRhs (mkLit (MachLabel cid Nothing)) in
     returnDs ([(setImpInline no_hdrs id, rhs)], empty, empty)
 dsCImport id (CFunction target) cconv safety no_hdrs
@@ -200,12 +209,6 @@ dsFCall fn_id fcall no_hdrs
     let
        work_arg_ids  = [v | Var v <- val_args] -- All guaranteed to be vars
 
-       -- These are the ids we pass to boxResult, which are used to decide
-       -- whether to touch# an argument after the call (used to keep
-       -- ForeignObj#s live across a 'safe' foreign import).
-       maybe_arg_ids | unsafe_call fcall = work_arg_ids
-                     | otherwise         = []
-
        forDotnet = 
         case fcall of
           DNCall{} -> True
@@ -232,17 +235,17 @@ dsFCall fn_id fcall no_hdrs
     in
     augmentResultDs                                 `thenDs` \ augment -> 
     topConDs                                        `thenDs` \ topCon -> 
-    boxResult maybe_arg_ids augment topCon io_res_ty `thenDs` \ (ccall_result_ty, res_wrapper) ->
+    boxResult augment topCon io_res_ty `thenDs` \ (ccall_result_ty, res_wrapper) ->
 
-    getUniqueDs                                        `thenDs` \ ccall_uniq ->
-    getUniqueDs                                        `thenDs` \ work_uniq ->
+    newUnique                                  `thenDs` \ ccall_uniq ->
+    newUnique                                  `thenDs` \ work_uniq ->
     let
        -- Build the worker
        worker_ty     = mkForAllTys tvs (mkFunTys (map idType work_arg_ids) ccall_result_ty)
        the_ccall_app = mkFCall ccall_uniq fcall val_args ccall_result_ty
        work_rhs      = mkLams tvs (mkLams work_arg_ids the_ccall_app)
        work_id       = setImpInline no_hdrs $  -- See comments with setImpInline
-                       mkSysLocal (encodeFS FSLIT("$wccall")) work_uniq worker_ty
+                       mkSysLocal FSLIT("$wccall") work_uniq worker_ty
 
        -- Build the wrapper
        work_app     = mkApps (mkVarApps (Var work_id) tvs) val_args
@@ -284,13 +287,14 @@ dsFExport :: Id                   -- Either the exported Id,
                                --         the first argument's stable pointer
          -> DsM ( SDoc         -- contents of Module_stub.h
                 , SDoc         -- contents of Module_stub.c
-                , [Type]       -- arguments expected by stub function.
+                , [MachRep]    -- primitive arguments expected by stub function
+                , Int          -- size of args to stub function
                 )
 
 dsFExport fn_id ty ext_name cconv isDyn
    = 
      let
-        (tvs,sans_foralls)             = tcSplitForAllTys ty
+        (_tvs,sans_foralls)            = tcSplitForAllTys ty
         (fe_arg_tys', orig_res_ty)     = tcSplitFunTys sans_foralls
        -- We must use tcSplits here, because we want to see 
        -- the (IO t) in the corner of the type!
@@ -351,7 +355,7 @@ dsFExportDynamic id cconv
      getModuleDs                               `thenDs` \ mod_name -> 
      let 
         -- hack: need to get at the name of the C stub we're about to generate.
-       fe_nm      = mkFastString (moduleString mod_name ++ "_" ++ toCName fe_id)
+       fe_nm      = mkFastString (unpackFS (zEncodeFS (moduleFS mod_name)) ++ "_" ++ toCName fe_id)
      in
      newSysLocalDs arg_ty                      `thenDs` \ cback ->
      dsLookupGlobalId newStablePtrName         `thenDs` \ newStablePtrId ->
@@ -363,7 +367,8 @@ dsFExportDynamic id cconv
      in
      dsLookupGlobalId bindIOName               `thenDs` \ bindIOId ->
      newSysLocalDs stable_ptr_ty               `thenDs` \ stbl_value ->
-     dsFExport id export_ty fe_nm cconv True   `thenDs` \ (h_code, c_code, stub_args) ->
+     dsFExport id export_ty fe_nm cconv True   
+               `thenDs` \ (h_code, c_code, arg_reps, args_size) ->
      let
       stbl_app cont ret_ty = mkApps (Var bindIOId)
                                    [ Type stable_ptr_ty
@@ -381,17 +386,27 @@ dsFExportDynamic id cconv
       adj_args      = [ mkIntLitInt (ccallConvToInt cconv)
                      , Var stbl_value
                      , mkLit (MachLabel fe_nm mb_sz_args)
+                      , mkLit (mkStringLit arg_type_info)
                      ]
         -- name of external entry point providing these services.
        -- (probably in the RTS.) 
       adjustor  = FSLIT("createAdjustor")
       
-      sz_args   = sum (map (getPrimRepSizeInBytes . typePrimRep) stub_args)
+      arg_type_info = map repCharCode arg_reps
+      repCharCode F32 = 'f'
+      repCharCode F64 = 'd'
+      repCharCode I64 = 'l'
+      repCharCode _   = 'i'
+
+       -- Determine the number of bytes of arguments to the stub function,
+       -- so that we can attach the '@N' suffix to its label if it is a
+       -- stdcall on Windows.
       mb_sz_args = case cconv of
-                     StdCallConv -> Just sz_args
+                     StdCallConv -> Just args_size
                      _           -> Nothing
+
      in
-     dsCCall adjustor adj_args PlayRisky False io_res_ty       `thenDs` \ ccall_adj ->
+     dsCCall adjustor adj_args PlayRisky io_res_ty     `thenDs` \ ccall_adj ->
        -- PlayRisky: the adjustor doesn't allocate in the Haskell heap or do a callback
      let ccall_adj_ty = exprType ccall_adj
          ccall_io_adj = mkLams [stbl_value]                 $
@@ -434,35 +449,38 @@ mkFExportCBits :: FastString
               -> Type 
                -> Bool         -- True <=> returns an IO type
               -> CCallConv 
-              -> (SDoc, SDoc, [Type])
+              -> (SDoc, 
+                  SDoc,
+                  [MachRep],   -- the argument reps
+                  Int          -- total size of arguments
+                 )
 mkFExportCBits c_nm maybe_target arg_htys res_hty is_IO_res_ty cc 
- = (header_bits, c_bits, all_arg_tys)
+ = (header_bits, c_bits, 
+    [rep | (_,_,_,rep) <- arg_info],  -- just the real args
+    sum [ machRepByteWidth rep | (_,_,_,rep) <- aug_arg_info] -- all the args
+    )
  where
-  -- Create up types and names for the real args
-  arg_cnames, arg_ctys :: [SDoc]
-  arg_cnames = mkCArgNames 1 arg_htys
-  arg_ctys   = map showStgType arg_htys
-
-  -- and also for auxiliary ones; the stable ptr in the dynamic case, and
-  -- a slot for the dummy return address in the dynamic + ccall case
-  extra_cnames_and_tys
-     = case maybe_target of
-          Nothing -> [((text "the_stableptr", text "StgStablePtr"), mkStablePtrPrimTy alphaTy)]
-          other   -> []
-       ++
-       case (maybe_target, cc) of
-          (Nothing, CCallConv) -> [((text "original_return_addr", text "void*"), addrPrimTy)]
-          other                -> []
-
-  all_cnames_and_ctys :: [(SDoc, SDoc)]
-  all_cnames_and_ctys 
-     = map fst extra_cnames_and_tys ++ zip arg_cnames arg_ctys
-
-  all_arg_tys
-     = map snd extra_cnames_and_tys ++ arg_htys
+  -- list the arguments to the C function
+  arg_info :: [(SDoc,          -- arg name
+               SDoc,           -- C type
+               Type,           -- Haskell type
+               MachRep)]       -- the MachRep
+  arg_info  = [ (text ('a':show n), showStgType ty, ty, 
+                typeMachRep (getPrimTyOf ty))
+             | (ty,n) <- zip arg_htys [1..] ]
+
+  -- add some auxiliary args; the stable ptr in the wrapper case, and
+  -- a slot for the dummy return address in the wrapper + ccall case
+  aug_arg_info
+    | isNothing maybe_target = stable_ptr_arg : insertRetAddr cc arg_info
+    | otherwise              = arg_info
+
+  stable_ptr_arg = 
+       (text "the_stableptr", text "StgStablePtr", undefined,
+        typeMachRep (mkStablePtrPrimTy alphaTy))
 
   -- stuff to do with the return type of the C function
-  res_hty_is_unit = res_hty `eqType` unitTy    -- Look through any newtypes
+  res_hty_is_unit = res_hty `coreEqType` unitTy        -- Look through any newtypes
 
   cResType | res_hty_is_unit = text "void"
           | otherwise       = showStgType res_hty
@@ -475,8 +493,8 @@ mkFExportCBits c_nm maybe_target arg_htys res_hty is_IO_res_ty cc
   header_bits = ptext SLIT("extern") <+> fun_proto <> semi
 
   fun_proto = cResType <+> pprCconv <+> ftext c_nm <>
-             parens (hsep (punctuate comma (map (\(nm,ty) -> ty <+> nm) 
-                                                 all_cnames_and_ctys)))
+             parens (hsep (punctuate comma (map (\(nm,ty,_,_) -> ty <+> nm) 
+                                                 aug_arg_info)))
 
   -- the target which will form the root of what we ask rts_evalIO to run
   the_cfun
@@ -484,13 +502,15 @@ mkFExportCBits c_nm maybe_target arg_htys res_hty is_IO_res_ty cc
           Nothing    -> text "(StgClosure*)deRefStablePtr(the_stableptr)"
           Just hs_fn -> char '&' <> ppr hs_fn <> text "_closure"
 
+  cap = text "cap" <> comma
+
   -- the expression we give to rts_evalIO
   expr_to_run
-     = foldl appArg the_cfun (zip arg_cnames arg_htys)
+     = foldl appArg the_cfun arg_info -- NOT aug_arg_info
        where
-          appArg acc (arg_cname, arg_hty) 
+          appArg acc (arg_cname, _, arg_hty, _) 
              = text "rts_apply" 
-               <> parens (acc <> comma <> mkHObj arg_hty <> parens arg_cname)
+               <> parens (cap <> acc <> comma <> mkHObj arg_hty <> parens (cap <> arg_cname))
 
   -- various other bits for inside the fn
   declareResult = text "HaskellObj ret;"
@@ -507,6 +527,29 @@ mkFExportCBits c_nm maybe_target arg_htys res_hty is_IO_res_ty cc
           Nothing -> empty
           Just hs_fn -> text "extern StgClosure " <> ppr hs_fn <> text "_closure" <> semi
 
+   
+   -- Initialise foreign exports by registering a stable pointer from an
+   -- __attribute__((constructor)) function.
+   -- The alternative is to do this from stginit functions generated in
+   -- codeGen/CodeGen.lhs; however, stginit functions have a negative impact
+   -- on binary sizes and link times because the static linker will think that
+   -- all modules that are imported directly or indirectly are actually used by
+   -- the program.
+   -- (this is bad for big umbrella modules like Graphics.Rendering.OpenGL)
+
+  initialiser
+     = case maybe_target of
+          Nothing -> empty
+          Just hs_fn ->
+            vcat
+             [ text "static void stginit_export_" <> ppr hs_fn
+                  <> text "() __attribute__((constructor));"
+             , text "static void stginit_export_" <> ppr hs_fn <> text "()"
+             , braces (text "getStablePtr"
+                <> parens (text "(StgPtr) &" <> ppr hs_fn <> text "_closure")
+                <> semi)
+             ]
+
   -- finally, the whole darn thing
   c_bits =
     space $$
@@ -514,13 +557,15 @@ mkFExportCBits c_nm maybe_target arg_htys res_hty is_IO_res_ty cc
     fun_proto  $$
     vcat 
      [ lbrace
-     ,   text "SchedulerStatus rc;"
+     ,   text "Capability *cap;"
      ,   declareResult
      ,   declareCResult
-     ,   text "rts_lock();"
+     ,   text "cap = rts_lock();"
          -- create the application + perform it.
-     ,   text "rc=rts_evalIO" <> parens (
+     ,   text "cap=rts_evalIO" <> parens (
+               cap <>
                text "rts_apply" <> parens (
+                   cap <>
                    text "(HaskellObj)"
                 <> text (if is_IO_res_ty 
                                then "runIO_closure" 
@@ -531,17 +576,23 @@ mkFExportCBits c_nm maybe_target arg_htys res_hty is_IO_res_ty cc
               <> text "&ret"
             ) <> semi
      ,   text "rts_checkSchedStatus" <> parens (doubleQuotes (ftext c_nm)
-                                               <> comma <> text "rc") <> semi
+                                               <> comma <> text "cap") <> semi
      ,   assignCResult
-     ,   text "rts_unlock();"
+     ,   text "rts_unlock(cap);"
      ,   if res_hty_is_unit then empty
             else text "return cret;"
      , rbrace
-     ]
-
-
-mkCArgNames :: Int -> [a] -> [SDoc]
-mkCArgNames n as = zipWith (\ _ n -> text ('a':show n)) as [n..] 
+     ] $$
+    initialiser
+
+-- NB. the calculation here isn't strictly speaking correct.
+-- We have a primitive Haskell type (eg. Int#, Double#), and
+-- we want to know the size, when passed on the C stack, of
+-- the associated C type (eg. HsInt, HsDouble).  We don't have
+-- this information to hand, but we know what GHC's conventions
+-- are for passing around the primitive Haskell types, so we
+-- use that instead.  I hope the two coincide --SDM
+typeMachRep ty = argMachRep (typeCgRep ty)
 
 mkHObj :: Type -> SDoc
 mkHObj t = text "rts_mk" <> text (showFFIType t)
@@ -558,4 +609,38 @@ showFFIType t = getOccString (getName tc)
   tc = case tcSplitTyConApp_maybe (repType t) of
            Just (tc,_) -> tc
            Nothing     -> pprPanic "showFFIType" (ppr t)
+
+#if !defined(x86_64_TARGET_ARCH)
+insertRetAddr CCallConv args = ret_addr_arg : args
+insertRetAddr _ args = args
+#else
+-- On x86_64 we insert the return address after the 6th
+-- integer argument, because this is the point at which we
+-- need to flush a register argument to the stack (See rts/Adjustor.c for
+-- details).
+insertRetAddr CCallConv args = go 0 args
+  where  go 6 args = ret_addr_arg : args
+        go n (arg@(_,_,_,rep):args)
+         | I64 <- rep = arg : go (n+1) args
+         | otherwise  = arg : go n     args
+        go n [] = []
+insertRetAddr _ args = args
+#endif
+
+ret_addr_arg = (text "original_return_addr", text "void*", undefined, 
+               typeMachRep addrPrimTy)
+
+-- This function returns the primitive type associated with the boxed
+-- type argument to a foreign export (eg. Int ==> Int#).  It assumes
+-- that all the types we are interested in have a single constructor
+-- with a single primitive-typed argument, which is true for all of the legal
+-- foreign export argument types (see TcType.legalFEArgTyCon).
+getPrimTyOf :: Type -> Type
+getPrimTyOf ty =
+  case splitProductType_maybe (repType ty) of
+     Just (_, _, data_con, [prim_ty]) ->
+       ASSERT(dataConSourceArity data_con == 1)
+       ASSERT2(isUnLiftedType prim_ty, ppr prim_ty)
+       prim_ty
+     _other -> pprPanic "DsForeign.getPrimTyOf" (ppr ty)
 \end{code}