Foreign/C/Types.hs

   1 {-# OPTIONS_GHC -XNoImplicitPrelude #-}
   2 {-# OPTIONS_GHC -fno-warn-unused-binds #-}
   3 -- XXX -fno-warn-unused-binds stops us warning about unused constructors,
   4 -- but really we should just remove them if we don't want them
   5 -----------------------------------------------------------------------------
   6 -- |
   7 -- Module      :  Foreign.C.Types
   8 -- Copyright   :  (c) The FFI task force 2001
   9 -- License     :  BSD-style (see the file libraries/base/LICENSE)
  10 --
  11 -- Maintainer  :  ffi@haskell.org
  12 -- Stability   :  provisional
  13 -- Portability :  portable
  14 --
  15 -- Mapping of C types to corresponding Haskell types.
  16 --
  17 -----------------------------------------------------------------------------
  18
  19 module Foreign.C.Types
  20         ( -- * Representations of C types
  21 #ifndef __NHC__
  22           -- $ctypes
  23
  24           -- ** Integral types
  25           -- | These types are are represented as @newtype@s of
  26           -- types in "Data.Int" and "Data.Word", and are instances of
  27           -- 'Prelude.Eq', 'Prelude.Ord', 'Prelude.Num', 'Prelude.Read',
  28           -- 'Prelude.Show', 'Prelude.Enum', 'Typeable', 'Storable',
  29           -- 'Prelude.Bounded', 'Prelude.Real', 'Prelude.Integral' and
  30           -- 'Bits'.
  31           CChar,  CSChar,  CUChar
  32         , CShort, CUShort, CInt,   CUInt
  33         , CLong,  CULong
  34         , CPtrdiff, CSize, CWchar, CSigAtomic
  35         , CLLong, CULLong
  36         , CIntPtr, CUIntPtr
  37         , CIntMax, CUIntMax
  38
  39           -- ** Numeric types
  40           -- | These types are are represented as @newtype@s of basic
  41           -- foreign types, and are instances of
  42           -- 'Prelude.Eq', 'Prelude.Ord', 'Prelude.Num', 'Prelude.Read',
  43           -- 'Prelude.Show', 'Prelude.Enum', 'Typeable' and 'Storable'.
  44         , CClock,   CTime
  45
  46           -- ** Floating types
  47           -- | These types are are represented as @newtype@s of
  48           -- 'Prelude.Float' and 'Prelude.Double', and are instances of
  49           -- 'Prelude.Eq', 'Prelude.Ord', 'Prelude.Num', 'Prelude.Read',
  50           -- 'Prelude.Show', 'Prelude.Enum', 'Typeable', 'Storable',
  51           -- 'Prelude.Real', 'Prelude.Fractional', 'Prelude.Floating',
  52           -- 'Prelude.RealFrac' and 'Prelude.RealFloat'.
  53         , CFloat,  CDouble
  54 -- GHC doesn't support CLDouble yet
  55 #ifndef __GLASGOW_HASKELL__
  56         , CLDouble
  57 #endif
  58 #else
  59           -- Exported non-abstractly in nhc98 to fix an interface file problem.
  60           CChar(..),    CSChar(..),  CUChar(..)
  61         , CShort(..),   CUShort(..), CInt(..),   CUInt(..)
  62         , CLong(..),    CULong(..)
  63         , CPtrdiff(..), CSize(..),   CWchar(..), CSigAtomic(..)
  64         , CLLong(..),   CULLong(..)
  65         , CClock(..),   CTime(..)
  66         , CFloat(..),   CDouble(..), CLDouble(..)
  67 #endif
  68           -- ** Other types
  69
  70           -- Instances of: Eq and Storable
  71         , CFile,        CFpos,     CJmpBuf
  72         ) where
  73
  74 #ifndef __NHC__
  75
  76 import Foreign.Storable
  77 import Data.Bits        ( Bits(..) )
  78 import Data.Int         ( Int8,  Int16,  Int32,  Int64  )
  79 import Data.Word        ( Word8, Word16, Word32, Word64 )
  80 import {-# SOURCE #-} Data.Typeable (Typeable(typeOf), TyCon, mkTyCon, mkTyConApp)
  81
  82 #ifdef __GLASGOW_HASKELL__
  83 import GHC.Base
  84 import GHC.Float
  85 import GHC.Enum
  86 import GHC.Real
  87 import GHC.Show
  88 import GHC.Read
  89 import GHC.Num
  90 #else
  91 import Control.Monad    ( liftM )
  92 #endif
  93
  94 #ifdef __HUGS__
  95 import Hugs.Ptr         ( castPtr )
  96 #endif
  97
  98 #include "HsBaseConfig.h"
  99 #include "CTypes.h"
 100
 101 -- | Haskell type representing the C @char@ type.
 102 INTEGRAL_TYPE(CChar,tyConCChar,"CChar",HTYPE_CHAR)
 103 -- | Haskell type representing the C @signed char@ type.
 104 INTEGRAL_TYPE(CSChar,tyConCSChar,"CSChar",HTYPE_SIGNED_CHAR)
 105 -- | Haskell type representing the C @unsigned char@ type.
 106 INTEGRAL_TYPE(CUChar,tyConCUChar,"CUChar",HTYPE_UNSIGNED_CHAR)
 107
 108 -- | Haskell type representing the C @short@ type.
 109 INTEGRAL_TYPE(CShort,tyConCShort,"CShort",HTYPE_SHORT)
 110 -- | Haskell type representing the C @unsigned short@ type.
 111 INTEGRAL_TYPE(CUShort,tyConCUShort,"CUShort",HTYPE_UNSIGNED_SHORT)
 112
 113 -- | Haskell type representing the C @int@ type.
 114 INTEGRAL_TYPE(CInt,tyConCInt,"CInt",HTYPE_INT)
 115 -- | Haskell type representing the C @unsigned int@ type.
 116 INTEGRAL_TYPE(CUInt,tyConCUInt,"CUInt",HTYPE_UNSIGNED_INT)
 117
 118 -- | Haskell type representing the C @long@ type.
 119 INTEGRAL_TYPE(CLong,tyConCLong,"CLong",HTYPE_LONG)
 120 -- | Haskell type representing the C @unsigned long@ type.
 121 INTEGRAL_TYPE(CULong,tyConCULong,"CULong",HTYPE_UNSIGNED_LONG)
 122
 123 -- | Haskell type representing the C @long long@ type.
 124 INTEGRAL_TYPE(CLLong,tyConCLLong,"CLLong",HTYPE_LONG_LONG)
 125 -- | Haskell type representing the C @unsigned long long@ type.
 126 INTEGRAL_TYPE(CULLong,tyConCULLong,"CULLong",HTYPE_UNSIGNED_LONG_LONG)
 127
 128 {-# RULES
 129 "fromIntegral/a->CChar"   fromIntegral = \x -> CChar   (fromIntegral x)
 130 "fromIntegral/a->CSChar"  fromIntegral = \x -> CSChar  (fromIntegral x)
 131 "fromIntegral/a->CUChar"  fromIntegral = \x -> CUChar  (fromIntegral x)
 132 "fromIntegral/a->CShort"  fromIntegral = \x -> CShort  (fromIntegral x)
 133 "fromIntegral/a->CUShort" fromIntegral = \x -> CUShort (fromIntegral x)
 134 "fromIntegral/a->CInt"    fromIntegral = \x -> CInt    (fromIntegral x)
 135 "fromIntegral/a->CUInt"   fromIntegral = \x -> CUInt   (fromIntegral x)
 136 "fromIntegral/a->CLong"   fromIntegral = \x -> CLong   (fromIntegral x)
 137 "fromIntegral/a->CULong"  fromIntegral = \x -> CULong  (fromIntegral x)
 138 "fromIntegral/a->CLLong"  fromIntegral = \x -> CLLong  (fromIntegral x)
 139 "fromIntegral/a->CULLong" fromIntegral = \x -> CULLong (fromIntegral x)
 140
 141 "fromIntegral/CChar->a"   fromIntegral = \(CChar   x) -> fromIntegral x
 142 "fromIntegral/CSChar->a"  fromIntegral = \(CSChar  x) -> fromIntegral x
 143 "fromIntegral/CUChar->a"  fromIntegral = \(CUChar  x) -> fromIntegral x
 144 "fromIntegral/CShort->a"  fromIntegral = \(CShort  x) -> fromIntegral x
 145 "fromIntegral/CUShort->a" fromIntegral = \(CUShort x) -> fromIntegral x
 146 "fromIntegral/CInt->a"    fromIntegral = \(CInt    x) -> fromIntegral x
 147 "fromIntegral/CUInt->a"   fromIntegral = \(CUInt   x) -> fromIntegral x
 148 "fromIntegral/CLong->a"   fromIntegral = \(CLong   x) -> fromIntegral x
 149 "fromIntegral/CULong->a"  fromIntegral = \(CULong  x) -> fromIntegral x
 150 "fromIntegral/CLLong->a"  fromIntegral = \(CLLong  x) -> fromIntegral x
 151 "fromIntegral/CULLong->a" fromIntegral = \(CULLong x) -> fromIntegral x
 152  #-}
 153
 154 -- | Haskell type representing the C @float@ type.
 155 FLOATING_TYPE(CFloat,tyConCFloat,"CFloat",HTYPE_FLOAT)
 156 -- | Haskell type representing the C @double@ type.
 157 FLOATING_TYPE(CDouble,tyConCDouble,"CDouble",HTYPE_DOUBLE)
 158 -- GHC doesn't support CLDouble yet
 159 #ifndef __GLASGOW_HASKELL__
 160 -- HACK: Currently no long double in the FFI, so we simply re-use double
 161 -- | Haskell type representing the C @long double@ type.
 162 FLOATING_TYPE(CLDouble,tyConCLDouble,"CLDouble",HTYPE_DOUBLE)
 163 #endif
 164
 165 {-# RULES
 166 "realToFrac/a->CFloat"    realToFrac = \x -> CFloat   (realToFrac x)
 167 "realToFrac/a->CDouble"   realToFrac = \x -> CDouble  (realToFrac x)
 168
 169 "realToFrac/CFloat->a"    realToFrac = \(CFloat   x) -> realToFrac x
 170 "realToFrac/CDouble->a"   realToFrac = \(CDouble  x) -> realToFrac x
 171  #-}
 172
 173 -- GHC doesn't support CLDouble yet
 174 -- "realToFrac/a->CLDouble"  realToFrac = \x -> CLDouble (realToFrac x)
 175 -- "realToFrac/CLDouble->a"  realToFrac = \(CLDouble x) -> realToFrac x
 176
 177 -- | Haskell type representing the C @ptrdiff_t@ type.
 178 INTEGRAL_TYPE(CPtrdiff,tyConCPtrdiff,"CPtrdiff",HTYPE_PTRDIFF_T)
 179 -- | Haskell type representing the C @size_t@ type.
 180 INTEGRAL_TYPE(CSize,tyConCSize,"CSize",HTYPE_SIZE_T)
 181 -- | Haskell type representing the C @wchar_t@ type.
 182 INTEGRAL_TYPE(CWchar,tyConCWchar,"CWchar",HTYPE_WCHAR_T)
 183 -- | Haskell type representing the C @sig_atomic_t@ type.
 184 INTEGRAL_TYPE(CSigAtomic,tyConCSigAtomic,"CSigAtomic",HTYPE_SIG_ATOMIC_T)
 185
 186 {-# RULES
 187 "fromIntegral/a->CPtrdiff"   fromIntegral = \x -> CPtrdiff   (fromIntegral x)
 188 "fromIntegral/a->CSize"      fromIntegral = \x -> CSize      (fromIntegral x)
 189 "fromIntegral/a->CWchar"     fromIntegral = \x -> CWchar     (fromIntegral x)
 190 "fromIntegral/a->CSigAtomic" fromIntegral = \x -> CSigAtomic (fromIntegral x)
 191
 192 "fromIntegral/CPtrdiff->a"   fromIntegral = \(CPtrdiff   x) -> fromIntegral x
 193 "fromIntegral/CSize->a"      fromIntegral = \(CSize      x) -> fromIntegral x
 194 "fromIntegral/CWchar->a"     fromIntegral = \(CWchar     x) -> fromIntegral x
 195 "fromIntegral/CSigAtomic->a" fromIntegral = \(CSigAtomic x) -> fromIntegral x
 196  #-}
 197
 198 -- | Haskell type representing the C @clock_t@ type.
 199 ARITHMETIC_TYPE(CClock,tyConCClock,"CClock",HTYPE_CLOCK_T)
 200 -- | Haskell type representing the C @time_t@ type.
 201 --
 202 -- To convert to a @Data.Time.UTCTime@, use the following formula:
 203 --
 204 -- >  posixSecondsToUTCTime (realToFrac :: POSIXTime)
 205 --
 206 ARITHMETIC_TYPE(CTime,tyConCTime,"CTime",HTYPE_TIME_T)
 207
 208 -- FIXME: Implement and provide instances for Eq and Storable
 209 -- | Haskell type representing the C @FILE@ type.
 210 data CFile = CFile
 211 -- | Haskell type representing the C @fpos_t@ type.
 212 data CFpos = CFpos
 213 -- | Haskell type representing the C @jmp_buf@ type.
 214 data CJmpBuf = CJmpBuf
 215
 216 INTEGRAL_TYPE(CIntPtr,tyConCIntPtr,"CIntPtr",HTYPE_INTPTR_T)
 217 INTEGRAL_TYPE(CUIntPtr,tyConCUIntPtr,"CUIntPtr",HTYPE_UINTPTR_T)
 218 INTEGRAL_TYPE(CIntMax,tyConCIntMax,"CIntMax",HTYPE_INTMAX_T)
 219 INTEGRAL_TYPE(CUIntMax,tyConCUIntMax,"CUIntMax",HTYPE_UINTMAX_T)
 220
 221 {-# RULES
 222 "fromIntegral/a->CIntPtr"  fromIntegral = \x -> CIntPtr  (fromIntegral x)
 223 "fromIntegral/a->CUIntPtr" fromIntegral = \x -> CUIntPtr (fromIntegral x)
 224 "fromIntegral/a->CIntMax"  fromIntegral = \x -> CIntMax  (fromIntegral x)
 225 "fromIntegral/a->CUIntMax" fromIntegral = \x -> CUIntMax (fromIntegral x)
 226  #-}
 227
 228 -- C99 types which are still missing include:
 229 -- wint_t, wctrans_t, wctype_t
 230
 231 {- $ctypes
 232
 233 These types are needed to accurately represent C function prototypes,
 234 in order to access C library interfaces in Haskell.  The Haskell system
 235 is not required to represent those types exactly as C does, but the
 236 following guarantees are provided concerning a Haskell type @CT@
 237 representing a C type @t@:
 238
 239 * If a C function prototype has @t@ as an argument or result type, the
 240   use of @CT@ in the corresponding position in a foreign declaration
 241   permits the Haskell program to access the full range of values encoded
 242   by the C type; and conversely, any Haskell value for @CT@ has a valid
 243   representation in C.
 244
 245 * @'sizeOf' ('Prelude.undefined' :: CT)@ will yield the same value as
 246   @sizeof (t)@ in C.
 247
 248 * @'alignment' ('Prelude.undefined' :: CT)@ matches the alignment
 249   constraint enforced by the C implementation for @t@.
 250
 251 * The members 'peek' and 'poke' of the 'Storable' class map all values
 252   of @CT@ to the corresponding value of @t@ and vice versa.
 253
 254 * When an instance of 'Prelude.Bounded' is defined for @CT@, the values
 255   of 'Prelude.minBound' and 'Prelude.maxBound' coincide with @t_MIN@
 256   and @t_MAX@ in C.
 257
 258 * When an instance of 'Prelude.Eq' or 'Prelude.Ord' is defined for @CT@,
 259   the predicates defined by the type class implement the same relation
 260   as the corresponding predicate in C on @t@.
 261
 262 * When an instance of 'Prelude.Num', 'Prelude.Read', 'Prelude.Integral',
 263   'Prelude.Fractional', 'Prelude.Floating', 'Prelude.RealFrac', or
 264   'Prelude.RealFloat' is defined for @CT@, the arithmetic operations
 265   defined by the type class implement the same function as the
 266   corresponding arithmetic operations (if available) in C on @t@.
 267
 268 * When an instance of 'Bits' is defined for @CT@, the bitwise operation
 269   defined by the type class implement the same function as the
 270   corresponding bitwise operation in C on @t@.
 271
 272 -}
 273
 274 #else   /* __NHC__ */
 275
 276 import NHC.FFI
 277   ( CChar(..),    CSChar(..),  CUChar(..)
 278   , CShort(..),   CUShort(..), CInt(..),   CUInt(..)
 279   , CLong(..),    CULong(..),  CLLong(..), CULLong(..)
 280   , CPtrdiff(..), CSize(..),   CWchar(..), CSigAtomic(..)
 281   , CClock(..),   CTime(..)
 282   , CFloat(..),   CDouble(..), CLDouble(..)
 283   , CFile,        CFpos,       CJmpBuf
 284   , Storable(..)
 285   )
 286 import Data.Bits
 287 import NHC.SizedTypes
 288
 289 #define INSTANCE_BITS(T) \
 290 instance Bits T where { \
 291   (T x) .&.     (T y)   = T (x .&.   y) ; \
 292   (T x) .|.     (T y)   = T (x .|.   y) ; \
 293   (T x) `xor`   (T y)   = T (x `xor` y) ; \
 294   complement    (T x)   = T (complement x) ; \
 295   shift         (T x) n = T (shift x n) ; \
 296   rotate        (T x) n = T (rotate x n) ; \
 297   bit                 n = T (bit n) ; \
 298   setBit        (T x) n = T (setBit x n) ; \
 299   clearBit      (T x) n = T (clearBit x n) ; \
 300   complementBit (T x) n = T (complementBit x n) ; \
 301   testBit       (T x) n = testBit x n ; \
 302   bitSize       (T x)   = bitSize x ; \
 303   isSigned      (T x)   = isSigned x }
 304
 305 INSTANCE_BITS(CChar)
 306 INSTANCE_BITS(CSChar)
 307 INSTANCE_BITS(CUChar)
 308 INSTANCE_BITS(CShort)
 309 INSTANCE_BITS(CUShort)
 310 INSTANCE_BITS(CInt)
 311 INSTANCE_BITS(CUInt)
 312 INSTANCE_BITS(CLong)
 313 INSTANCE_BITS(CULong)
 314 INSTANCE_BITS(CLLong)
 315 INSTANCE_BITS(CULLong)
 316 INSTANCE_BITS(CPtrdiff)
 317 INSTANCE_BITS(CWchar)
 318 INSTANCE_BITS(CSigAtomic)
 319 INSTANCE_BITS(CSize)
 320
 321 #endif