Windows: print an error message in addDLL
[ghc-hetmet.git] / compiler / ghci / Linker.lhs
1 %
2 % (c) The University of Glasgow 2005-2006
3 %
4
5 -- --------------------------------------
6 --      The dynamic linker for GHCi      
7 -- --------------------------------------
8
9 This module deals with the top-level issues of dynamic linking,
10 calling the object-code linker and the byte-code linker where
11 necessary.
12
13
14 \begin{code}
15 {-# OPTIONS -optc-DNON_POSIX_SOURCE -#include "Linker.h" #-}
16
17 {-# OPTIONS -fno-cse #-}
18 -- -fno-cse is needed for GLOBAL_VAR's to behave properly
19
20 module Linker ( HValue, getHValue, showLinkerState,
21                 linkExpr, unload, withExtendedLinkEnv,
22                 extendLinkEnv, deleteFromLinkEnv,
23                 extendLoadedPkgs, 
24                 linkPackages,initDynLinker,
25                 dataConInfoPtrToName
26         ) where
27
28 #include "HsVersions.h"
29
30 import LoadIface
31 import ObjLink
32 import ByteCodeLink
33 import ByteCodeItbls
34 import ByteCodeAsm
35 import CgInfoTbls
36 import SMRep
37 import IfaceEnv
38 import TcRnMonad
39 import Packages
40 import DriverPhases
41 import Finder
42 import HscTypes
43 import Name
44 import NameEnv
45 import NameSet
46 import qualified OccName
47 import LazyUniqFM
48 import Module
49 import ListSetOps
50 import DynFlags
51 import BasicTypes
52 import Outputable
53 import PackageConfig
54 import Panic
55 import Util
56 import StaticFlags
57 import ErrUtils
58 import DriverPhases
59 import SrcLoc
60 import qualified Maybes
61 import UniqSet
62 import Constants
63 import FastString
64 import Config           ( cProjectVersion )
65
66 -- Standard libraries
67 import Control.Monad
68
69 import Data.Char
70 import Data.IORef
71 import Data.List
72 import Foreign
73
74 import System.FilePath
75 import System.IO
76 import System.Directory
77
78 import Distribution.Package hiding (depends, PackageId)
79
80 import Exception
81 import Data.Maybe
82 \end{code}
83
84
85 %************************************************************************
86 %*                                                                      *
87                         The Linker's state
88 %*                                                                      *
89 %************************************************************************
90
91 The persistent linker state *must* match the actual state of the 
92 C dynamic linker at all times, so we keep it in a private global variable.
93
94
95 The PersistentLinkerState maps Names to actual closures (for
96 interpreted code only), for use during linking.
97
98 \begin{code}
99 GLOBAL_VAR(v_PersistentLinkerState, panic "Dynamic linker not initialised", PersistentLinkerState)
100 GLOBAL_VAR(v_InitLinkerDone, False, Bool)       -- Set True when dynamic linker is initialised
101
102 data PersistentLinkerState
103    = PersistentLinkerState {
104
105         -- Current global mapping from Names to their true values
106         closure_env :: ClosureEnv,
107
108         -- The current global mapping from RdrNames of DataCons to
109         -- info table addresses.
110         -- When a new Unlinked is linked into the running image, or an existing
111         -- module in the image is replaced, the itbl_env must be updated
112         -- appropriately.
113         itbl_env    :: ItblEnv,
114
115         -- The currently loaded interpreted modules (home package)
116         bcos_loaded :: [Linkable],
117
118         -- And the currently-loaded compiled modules (home package)
119         objs_loaded :: [Linkable],
120
121         -- The currently-loaded packages; always object code
122         -- Held, as usual, in dependency order; though I am not sure if
123         -- that is really important
124         pkgs_loaded :: [PackageId]
125      }
126
127 emptyPLS :: DynFlags -> PersistentLinkerState
128 emptyPLS _ = PersistentLinkerState { 
129                         closure_env = emptyNameEnv,
130                         itbl_env    = emptyNameEnv,
131                         pkgs_loaded = init_pkgs,
132                         bcos_loaded = [],
133                         objs_loaded = [] }
134                     
135   -- Packages that don't need loading, because the compiler 
136   -- shares them with the interpreted program.
137   --
138   -- The linker's symbol table is populated with RTS symbols using an
139   -- explicit list.  See rts/Linker.c for details.
140   where init_pkgs = [rtsPackageId]
141 \end{code}
142
143 \begin{code}
144 extendLoadedPkgs :: [PackageId] -> IO ()
145 extendLoadedPkgs pkgs
146     = modifyIORef v_PersistentLinkerState (\s -> s{pkgs_loaded = pkgs ++ pkgs_loaded s})
147
148 extendLinkEnv :: [(Name,HValue)] -> IO ()
149 -- Automatically discards shadowed bindings
150 extendLinkEnv new_bindings
151   = do  pls <- readIORef v_PersistentLinkerState
152         let new_closure_env = extendClosureEnv (closure_env pls) new_bindings
153             new_pls = pls { closure_env = new_closure_env }
154         writeIORef v_PersistentLinkerState new_pls
155
156 deleteFromLinkEnv :: [Name] -> IO ()
157 deleteFromLinkEnv to_remove
158   = do  pls <- readIORef v_PersistentLinkerState
159         let new_closure_env = delListFromNameEnv (closure_env pls) to_remove
160             new_pls = pls { closure_env = new_closure_env }
161         writeIORef v_PersistentLinkerState new_pls
162
163 -- | Given a data constructor in the heap, find its Name.
164 --   The info tables for data constructors have a field which records
165 --   the source name of the constructor as a Ptr Word8 (UTF-8 encoded
166 --   string). The format is:
167 --
168 --    Package:Module.Name
169 --
170 --   We use this string to lookup the interpreter's internal representation of the name
171 --   using the lookupOrig.    
172
173 dataConInfoPtrToName :: Ptr () -> TcM (Either String Name)
174 dataConInfoPtrToName x = do 
175    theString <- liftIO $ do
176       let ptr = castPtr x :: Ptr StgInfoTable
177       conDescAddress <- getConDescAddress ptr 
178       peekArray0 0 conDescAddress  
179    let (pkg, mod, occ) = parse theString 
180        pkgFS = mkFastStringByteList pkg
181        modFS = mkFastStringByteList mod
182        occFS = mkFastStringByteList occ
183        occName = mkOccNameFS OccName.dataName occFS
184        modName = mkModule (fsToPackageId pkgFS) (mkModuleNameFS modFS) 
185    return (Left$ showSDoc$ ppr modName <> dot <> ppr occName ) 
186     `recoverM` (Right `fmap` lookupOrig modName occName)
187
188    where
189
190    {- To find the string in the constructor's info table we need to consider 
191       the layout of info tables relative to the entry code for a closure.
192
193       An info table can be next to the entry code for the closure, or it can
194       be separate. The former (faster) is used in registerised versions of ghc, 
195       and the latter (portable) is for non-registerised versions. 
196
197       The diagrams below show where the string is to be found relative to 
198       the normal info table of the closure.
199
200       1) Code next to table:
201
202          --------------
203          |            |   <- pointer to the start of the string
204          --------------
205          |            |   <- the (start of the) info table structure
206          |            |
207          |            |
208          --------------
209          | entry code | 
210          |    ....    |
211
212          In this case the pointer to the start of the string can be found in
213          the memory location _one word before_ the first entry in the normal info 
214          table.
215
216       2) Code NOT next to table:
217
218                                  --------------
219          info table structure -> |     *------------------> --------------
220                                  |            |             | entry code |
221                                  |            |             |    ....    | 
222                                  --------------
223          ptr to start of str ->  |            |   
224                                  --------------
225
226          In this case the pointer to the start of the string can be found
227          in the memory location: info_table_ptr + info_table_size
228    -}
229
230    getConDescAddress :: Ptr StgInfoTable -> IO (Ptr Word8)
231    getConDescAddress ptr
232     | ghciTablesNextToCode = do
233        offsetToString <- peek $ ptr `plusPtr` (- wORD_SIZE)
234        return $ (ptr `plusPtr` stdInfoTableSizeB) `plusPtr` (fromIntegral (offsetToString :: StgWord))
235     | otherwise =
236        peek $ intPtrToPtr $ (ptrToIntPtr ptr) + fromIntegral stdInfoTableSizeB
237
238    -- parsing names is a little bit fiddly because we have a string in the form: 
239    -- pkg:A.B.C.foo, and we want to split it into three parts: ("pkg", "A.B.C", "foo").
240    -- Thus we split at the leftmost colon and the rightmost occurrence of the dot.
241    -- It would be easier if the string was in the form pkg:A.B.C:foo, but alas
242    -- this is not the conventional way of writing Haskell names. We stick with
243    -- convention, even though it makes the parsing code more troublesome.
244    -- Warning: this code assumes that the string is well formed.
245    parse :: [Word8] -> ([Word8], [Word8], [Word8])
246    parse input 
247       = ASSERT (all (>0) (map length [pkg, mod, occ])) (pkg, mod, occ)
248       where
249       dot = fromIntegral (ord '.')
250       (pkg, rest1) = break (== fromIntegral (ord ':')) input 
251       (mod, occ) 
252          = (concat $ intersperse [dot] $ reverse modWords, occWord)
253          where
254          (modWords, occWord) = ASSERT (length rest1 > 0) (parseModOcc [] (tail rest1))
255       parseModOcc :: [[Word8]] -> [Word8] -> ([[Word8]], [Word8])
256       parseModOcc acc str
257          = case break (== dot) str of
258               (top, []) -> (acc, top)
259               (top, _:bot) -> parseModOcc (top : acc) bot
260        
261
262 getHValue :: HscEnv -> Name -> IO HValue
263 getHValue hsc_env name = do
264    when (isExternalName name) $ do
265         ok <- linkDependencies hsc_env noSrcSpan [nameModule name]
266         when (failed ok) $ ghcError (ProgramError "")
267    pls <- readIORef v_PersistentLinkerState
268    lookupName (closure_env pls) name
269         
270 linkDependencies :: HscEnv -> SrcSpan -> [Module] -> IO SuccessFlag
271 linkDependencies hsc_env span needed_mods = do
272    let hpt = hsc_HPT hsc_env
273        dflags = hsc_dflags hsc_env
274         -- The interpreter and dynamic linker can only handle object code built
275         -- the "normal" way, i.e. no non-std ways like profiling or ticky-ticky.
276         -- So here we check the build tag: if we're building a non-standard way
277         -- then we need to find & link object files built the "normal" way.
278    maybe_normal_osuf <- checkNonStdWay dflags span
279
280         -- Find what packages and linkables are required
281    eps <- readIORef (hsc_EPS hsc_env)
282    (lnks, pkgs) <- getLinkDeps hsc_env hpt (eps_PIT eps) 
283                                 maybe_normal_osuf span needed_mods
284
285         -- Link the packages and modules required
286    linkPackages dflags pkgs
287    linkModules dflags lnks
288
289
290 -- | Temporarily extend the linker state.
291
292 withExtendedLinkEnv :: [(Name,HValue)] -> IO a -> IO a
293 withExtendedLinkEnv new_env action
294     = bracket_ set_new_env
295                reset_old_env
296                action
297     where set_new_env = do 
298             pls <- readIORef v_PersistentLinkerState
299             let new_closure_env = extendClosureEnv (closure_env pls) new_env
300                 new_pls = pls { closure_env = new_closure_env }
301             writeIORef v_PersistentLinkerState new_pls
302             return ()
303
304         -- Remember that the linker state might be side-effected
305         -- during the execution of the IO action, and we don't want to
306         -- lose those changes (we might have linked a new module or
307         -- package), so the reset action only removes the names we
308         -- added earlier.
309           reset_old_env = do
310             modifyIORef v_PersistentLinkerState $ \pls ->
311                 let cur = closure_env pls
312                     new = delListFromNameEnv cur (map fst new_env)
313                 in
314                 pls{ closure_env = new }
315
316 -- filterNameMap removes from the environment all entries except 
317 --      those for a given set of modules;
318 -- Note that this removes all *local* (i.e. non-isExternal) names too 
319 --      (these are the temporary bindings from the command line).
320 -- Used to filter both the ClosureEnv and ItblEnv
321
322 filterNameMap :: [Module] -> NameEnv (Name, a) -> NameEnv (Name, a)
323 filterNameMap mods env 
324    = filterNameEnv keep_elt env
325    where
326      keep_elt (n,_) = isExternalName n 
327                       && (nameModule n `elem` mods)
328 \end{code}
329
330
331 \begin{code}
332 showLinkerState :: IO ()
333 -- Display the persistent linker state
334 showLinkerState
335   = do pls <- readIORef v_PersistentLinkerState
336        printDump (vcat [text "----- Linker state -----",
337                         text "Pkgs:" <+> ppr (pkgs_loaded pls),
338                         text "Objs:" <+> ppr (objs_loaded pls),
339                         text "BCOs:" <+> ppr (bcos_loaded pls)])
340 \end{code}
341                         
342         
343
344
345 %************************************************************************
346 %*                                                                      *
347 \subsection{Initialisation}
348 %*                                                                      *
349 %************************************************************************
350
351 We initialise the dynamic linker by
352
353 a) calling the C initialisation procedure
354
355 b) Loading any packages specified on the command line,
356
357 c) Loading any packages specified on the command line,
358    now held in the -l options in v_Opt_l
359
360 d) Loading any .o/.dll files specified on the command line,
361    now held in v_Ld_inputs
362
363 e) Loading any MacOS frameworks
364
365 \begin{code}
366 initDynLinker :: DynFlags -> IO ()
367 -- This function is idempotent; if called more than once, it does nothing
368 -- This is useful in Template Haskell, where we call it before trying to link
369 initDynLinker dflags
370   = do  { done <- readIORef v_InitLinkerDone
371         ; if done then return () 
372                   else do { writeIORef v_InitLinkerDone True
373                           ; reallyInitDynLinker dflags }
374         }
375
376 reallyInitDynLinker :: DynFlags -> IO ()
377 reallyInitDynLinker dflags
378   = do  {  -- Initialise the linker state
379         ; writeIORef v_PersistentLinkerState (emptyPLS dflags)
380
381                 -- (a) initialise the C dynamic linker
382         ; initObjLinker 
383
384                 -- (b) Load packages from the command-line
385         ; linkPackages dflags (preloadPackages (pkgState dflags))
386
387                 -- (c) Link libraries from the command-line
388         ; let optl = getOpts dflags opt_l
389         ; let minus_ls = [ lib | '-':'l':lib <- optl ]
390
391                 -- (d) Link .o files from the command-line
392         ; let lib_paths = libraryPaths dflags
393         ; cmdline_ld_inputs <- readIORef v_Ld_inputs
394
395         ; classified_ld_inputs <- mapM classifyLdInput cmdline_ld_inputs
396
397                 -- (e) Link any MacOS frameworks
398         ; let framework_paths
399                | isDarwinTarget = frameworkPaths dflags
400                | otherwise      = []
401         ; let frameworks
402                | isDarwinTarget = cmdlineFrameworks dflags
403                | otherwise      = []
404                 -- Finally do (c),(d),(e)       
405         ; let cmdline_lib_specs = [ l | Just l <- classified_ld_inputs ]
406                                ++ map DLL       minus_ls 
407                                ++ map Framework frameworks
408         ; if null cmdline_lib_specs then return ()
409                                     else do
410
411         { mapM_ (preloadLib dflags lib_paths framework_paths) cmdline_lib_specs
412         ; maybePutStr dflags "final link ... "
413         ; ok <- resolveObjs
414
415         ; if succeeded ok then maybePutStrLn dflags "done"
416           else ghcError (InstallationError "linking extra libraries/objects failed")
417         }}
418
419 classifyLdInput :: FilePath -> IO (Maybe LibrarySpec)
420 classifyLdInput f
421   | isObjectFilename f = return (Just (Object f))
422   | isDynLibFilename f = return (Just (DLLPath f))
423   | otherwise          = do
424         hPutStrLn stderr ("Warning: ignoring unrecognised input `" ++ f ++ "'")
425         return Nothing
426
427 preloadLib :: DynFlags -> [String] -> [String] -> LibrarySpec -> IO ()
428 preloadLib dflags lib_paths framework_paths lib_spec
429   = do maybePutStr dflags ("Loading object " ++ showLS lib_spec ++ " ... ")
430        case lib_spec of
431           Object static_ish
432              -> do b <- preload_static lib_paths static_ish
433                    maybePutStrLn dflags (if b  then "done"
434                                                 else "not found")
435          
436           DLL dll_unadorned
437              -> do maybe_errstr <- loadDynamic lib_paths dll_unadorned
438                    case maybe_errstr of
439                       Nothing -> maybePutStrLn dflags "done"
440                       Just mm -> preloadFailed mm lib_paths lib_spec
441
442           DLLPath dll_path
443              -> do maybe_errstr <- loadDLL dll_path
444                    case maybe_errstr of
445                       Nothing -> maybePutStrLn dflags "done"
446                       Just mm -> preloadFailed mm lib_paths lib_spec
447
448           Framework framework
449            | isDarwinTarget
450              -> do maybe_errstr <- loadFramework framework_paths framework
451                    case maybe_errstr of
452                       Nothing -> maybePutStrLn dflags "done"
453                       Just mm -> preloadFailed mm framework_paths lib_spec
454            | otherwise -> panic "preloadLib Framework"
455
456   where
457     preloadFailed :: String -> [String] -> LibrarySpec -> IO ()
458     preloadFailed sys_errmsg paths spec
459        = do maybePutStr dflags "failed.\n"
460             ghcError $
461               CmdLineError (
462                     "user specified .o/.so/.DLL could not be loaded ("
463                     ++ sys_errmsg ++ ")\nWhilst trying to load:  "
464                     ++ showLS spec ++ "\nAdditional directories searched:"
465                     ++ (if null paths then " (none)" else
466                         (concat (intersperse "\n" (map ("   "++) paths)))))
467     
468     -- Not interested in the paths in the static case.
469     preload_static _paths name
470        = do b <- doesFileExist name
471             if not b then return False
472                      else loadObj name >> return True
473 \end{code}
474
475
476 %************************************************************************
477 %*                                                                      *
478                 Link a byte-code expression
479 %*                                                                      *
480 %************************************************************************
481
482 \begin{code}
483 linkExpr :: HscEnv -> SrcSpan -> UnlinkedBCO -> IO HValue
484
485 -- Link a single expression, *including* first linking packages and 
486 -- modules that this expression depends on.
487 --
488 -- Raises an IO exception if it can't find a compiled version of the
489 -- dependents to link.
490 --
491 -- Note: This function side-effects the linker state (Pepe)
492
493 linkExpr hsc_env span root_ul_bco
494   = do {  
495         -- Initialise the linker (if it's not been done already)
496      let dflags = hsc_dflags hsc_env
497    ; initDynLinker dflags
498
499         -- Link the packages and modules required
500    ; ok <- linkDependencies hsc_env span needed_mods
501    ; if failed ok then
502         ghcError (ProgramError "")
503      else do {
504
505         -- Link the expression itself
506      pls <- readIORef v_PersistentLinkerState
507    ; let ie = itbl_env pls
508          ce = closure_env pls
509
510         -- Link the necessary packages and linkables
511    ; (_, (root_hval:_)) <- linkSomeBCOs False ie ce [root_ul_bco]
512    ; return root_hval
513    }}
514    where
515      free_names = nameSetToList (bcoFreeNames root_ul_bco)
516
517      needed_mods :: [Module]
518      needed_mods = [ nameModule n | n <- free_names, 
519                                     isExternalName n,           -- Names from other modules
520                                     not (isWiredInName n)       -- Exclude wired-in names
521                    ]                                            -- (see note below)
522         -- Exclude wired-in names because we may not have read
523         -- their interface files, so getLinkDeps will fail
524         -- All wired-in names are in the base package, which we link
525         -- by default, so we can safely ignore them here.
526  
527 dieWith :: SrcSpan -> Message -> IO a
528 dieWith span msg = ghcError (ProgramError (showSDoc (mkLocMessage span msg)))
529
530
531 checkNonStdWay :: DynFlags -> SrcSpan -> IO (Maybe String)
532 checkNonStdWay dflags srcspan = do
533   tag <- readIORef v_Build_tag
534   if null tag then return Nothing else do
535   let default_osuf = phaseInputExt StopLn
536   if objectSuf dflags == default_osuf
537         then failNonStd srcspan
538         else return (Just default_osuf)
539
540 failNonStd :: SrcSpan -> IO (Maybe String)
541 failNonStd srcspan = dieWith srcspan $
542   ptext (sLit "Dynamic linking required, but this is a non-standard build (eg. prof).") $$
543   ptext (sLit "You need to build the program twice: once the normal way, and then") $$
544   ptext (sLit "in the desired way using -osuf to set the object file suffix.")
545   
546
547 getLinkDeps :: HscEnv -> HomePackageTable -> PackageIfaceTable
548             -> Maybe String                     -- the "normal" object suffix
549             -> SrcSpan                          -- for error messages
550             -> [Module]                         -- If you need these
551             -> IO ([Linkable], [PackageId])     -- ... then link these first
552 -- Fails with an IO exception if it can't find enough files
553
554 getLinkDeps hsc_env hpt _ maybe_normal_osuf span mods
555 -- Find all the packages and linkables that a set of modules depends on
556  = do { pls <- readIORef v_PersistentLinkerState ;
557         -- 1.  Find the dependent home-pkg-modules/packages from each iface
558         (mods_s, pkgs_s) <- follow_deps mods emptyUniqSet emptyUniqSet;
559
560         let {
561         -- 2.  Exclude ones already linked
562         --      Main reason: avoid findModule calls in get_linkable
563             mods_needed = mods_s `minusList` linked_mods     ;
564             pkgs_needed = pkgs_s `minusList` pkgs_loaded pls ;
565
566             linked_mods = map (moduleName.linkableModule) 
567                                 (objs_loaded pls ++ bcos_loaded pls)
568         } ;
569         
570 --        putStrLn (showSDoc (ppr mods_s)) ;
571         -- 3.  For each dependent module, find its linkable
572         --     This will either be in the HPT or (in the case of one-shot
573         --     compilation) we may need to use maybe_getFileLinkable
574         lnks_needed <- mapM (get_linkable maybe_normal_osuf) mods_needed ;
575
576         return (lnks_needed, pkgs_needed) }
577   where
578     dflags = hsc_dflags hsc_env
579     this_pkg = thisPackage dflags
580
581         -- The ModIface contains the transitive closure of the module dependencies
582         -- within the current package, *except* for boot modules: if we encounter
583         -- a boot module, we have to find its real interface and discover the
584         -- dependencies of that.  Hence we need to traverse the dependency
585         -- tree recursively.  See bug #936, testcase ghci/prog007.
586     follow_deps :: [Module]             -- modules to follow
587                 -> UniqSet ModuleName         -- accum. module dependencies
588                 -> UniqSet PackageId          -- accum. package dependencies
589                 -> IO ([ModuleName], [PackageId]) -- result
590     follow_deps []     acc_mods acc_pkgs
591         = return (uniqSetToList acc_mods, uniqSetToList acc_pkgs)
592     follow_deps (mod:mods) acc_mods acc_pkgs
593         = do
594           mb_iface <- initIfaceCheck hsc_env $
595                         loadInterface msg mod (ImportByUser False)
596           iface <- case mb_iface of
597                     Maybes.Failed err      -> ghcError (ProgramError (showSDoc err))
598                     Maybes.Succeeded iface -> return iface
599
600           when (mi_boot iface) $ link_boot_mod_error mod
601
602           let
603             pkg = modulePackageId mod
604             deps  = mi_deps iface
605
606             pkg_deps = dep_pkgs deps
607             (boot_deps, mod_deps) = partitionWith is_boot (dep_mods deps)
608                     where is_boot (m,True)  = Left m
609                           is_boot (m,False) = Right m
610
611             boot_deps' = filter (not . (`elementOfUniqSet` acc_mods)) boot_deps
612             acc_mods'  = addListToUniqSet acc_mods (moduleName mod : mod_deps)
613             acc_pkgs'  = addListToUniqSet acc_pkgs pkg_deps
614           --
615           if pkg /= this_pkg
616              then follow_deps mods acc_mods (addOneToUniqSet acc_pkgs' pkg)
617              else follow_deps (map (mkModule this_pkg) boot_deps' ++ mods)
618                               acc_mods' acc_pkgs'
619         where
620             msg = text "need to link module" <+> ppr mod <+>
621                   text "due to use of Template Haskell"
622
623
624     link_boot_mod_error mod = 
625         ghcError (ProgramError (showSDoc (
626             text "module" <+> ppr mod <+> 
627             text "cannot be linked; it is only available as a boot module")))
628
629     no_obj mod = dieWith span $
630                      ptext (sLit "cannot find object file for module ") <> 
631                         quotes (ppr mod) $$
632                      while_linking_expr
633                 
634     while_linking_expr = ptext (sLit "while linking an interpreted expression")
635
636         -- This one is a build-system bug
637
638     get_linkable maybe_normal_osuf mod_name     -- A home-package module
639         | Just mod_info <- lookupUFM hpt mod_name 
640         = ASSERT(isJust (hm_linkable mod_info))
641           adjust_linkable (fromJust (hm_linkable mod_info))
642         | otherwise     
643         = do    -- It's not in the HPT because we are in one shot mode, 
644                 -- so use the Finder to get a ModLocation...
645              mb_stuff <- findHomeModule hsc_env mod_name
646              case mb_stuff of
647                   Found loc mod -> found loc mod
648                   _ -> no_obj mod_name
649         where
650             found loc mod = do {
651                 -- ...and then find the linkable for it
652                mb_lnk <- findObjectLinkableMaybe mod loc ;
653                case mb_lnk of {
654                   Nothing -> no_obj mod ;
655                   Just lnk -> adjust_linkable lnk
656               }}
657
658             adjust_linkable lnk
659                 | Just osuf <- maybe_normal_osuf = do
660                         new_uls <- mapM (adjust_ul osuf) (linkableUnlinked lnk)
661                         return lnk{ linkableUnlinked=new_uls }
662                 | otherwise =
663                         return lnk
664
665             adjust_ul osuf (DotO file) = do
666                 let new_file = replaceExtension file osuf
667                 ok <- doesFileExist new_file
668                 if (not ok)
669                    then dieWith span $
670                           ptext (sLit "cannot find normal object file ")
671                                 <> quotes (text new_file) $$ while_linking_expr
672                    else return (DotO new_file)
673             adjust_ul _ _ = panic "adjust_ul"
674 \end{code}
675
676
677 %************************************************************************
678 %*                                                                      *
679                 Link some linkables
680         The linkables may consist of a mixture of 
681         byte-code modules and object modules
682 %*                                                                      *
683 %************************************************************************
684
685 \begin{code}
686 linkModules :: DynFlags -> [Linkable] -> IO SuccessFlag
687 linkModules dflags linkables
688   = block $ do  -- don't want to be interrupted by ^C in here
689         
690         let (objs, bcos) = partition isObjectLinkable 
691                               (concatMap partitionLinkable linkables)
692
693                 -- Load objects first; they can't depend on BCOs
694         ok_flag <- dynLinkObjs dflags objs
695
696         if failed ok_flag then 
697                 return Failed
698           else do
699                 dynLinkBCOs bcos
700                 return Succeeded
701                 
702
703 -- HACK to support f-x-dynamic in the interpreter; no other purpose
704 partitionLinkable :: Linkable -> [Linkable]
705 partitionLinkable li
706    = let li_uls = linkableUnlinked li
707          li_uls_obj = filter isObject li_uls
708          li_uls_bco = filter isInterpretable li_uls
709      in 
710          case (li_uls_obj, li_uls_bco) of
711             (_:_, _:_) -> [li {linkableUnlinked=li_uls_obj},
712                            li {linkableUnlinked=li_uls_bco}]
713             _ -> [li]
714
715 findModuleLinkable_maybe :: [Linkable] -> Module -> Maybe Linkable
716 findModuleLinkable_maybe lis mod
717    = case [LM time nm us | LM time nm us <- lis, nm == mod] of
718         []   -> Nothing
719         [li] -> Just li
720         _    -> pprPanic "findModuleLinkable" (ppr mod)
721
722 linkableInSet :: Linkable -> [Linkable] -> Bool
723 linkableInSet l objs_loaded =
724   case findModuleLinkable_maybe objs_loaded (linkableModule l) of
725         Nothing -> False
726         Just m  -> linkableTime l == linkableTime m
727 \end{code}
728
729
730 %************************************************************************
731 %*                                                                      *
732 \subsection{The object-code linker}
733 %*                                                                      *
734 %************************************************************************
735
736 \begin{code}
737 dynLinkObjs :: DynFlags -> [Linkable] -> IO SuccessFlag
738         -- Side-effects the PersistentLinkerState
739
740 dynLinkObjs dflags objs
741   = do  pls <- readIORef v_PersistentLinkerState
742
743         -- Load the object files and link them
744         let (objs_loaded', new_objs) = rmDupLinkables (objs_loaded pls) objs
745             pls1                     = pls { objs_loaded = objs_loaded' }
746             unlinkeds                = concatMap linkableUnlinked new_objs
747
748         mapM loadObj (map nameOfObject unlinkeds)
749
750         -- Link the all together
751         ok <- resolveObjs
752
753         -- If resolving failed, unload all our 
754         -- object modules and carry on
755         if succeeded ok then do
756                 writeIORef v_PersistentLinkerState pls1
757                 return Succeeded
758           else do
759                 pls2 <- unload_wkr dflags [] pls1
760                 writeIORef v_PersistentLinkerState pls2
761                 return Failed
762
763
764 rmDupLinkables :: [Linkable]    -- Already loaded
765                -> [Linkable]    -- New linkables
766                -> ([Linkable],  -- New loaded set (including new ones)
767                    [Linkable])  -- New linkables (excluding dups)
768 rmDupLinkables already ls
769   = go already [] ls
770   where
771     go already extras [] = (already, extras)
772     go already extras (l:ls)
773         | linkableInSet l already = go already     extras     ls
774         | otherwise               = go (l:already) (l:extras) ls
775 \end{code}
776
777 %************************************************************************
778 %*                                                                      *
779 \subsection{The byte-code linker}
780 %*                                                                      *
781 %************************************************************************
782
783 \begin{code}
784 dynLinkBCOs :: [Linkable] -> IO ()
785         -- Side-effects the persistent linker state
786 dynLinkBCOs bcos
787   = do  pls <- readIORef v_PersistentLinkerState
788
789         let (bcos_loaded', new_bcos) = rmDupLinkables (bcos_loaded pls) bcos
790             pls1                     = pls { bcos_loaded = bcos_loaded' }
791             unlinkeds :: [Unlinked]
792             unlinkeds                = concatMap linkableUnlinked new_bcos
793
794             cbcs :: [CompiledByteCode]
795             cbcs      = map byteCodeOfObject unlinkeds
796                       
797                       
798             ul_bcos    = [b | ByteCode bs _  <- cbcs, b <- bs]
799             ies        = [ie | ByteCode _ ie <- cbcs]
800             gce       = closure_env pls
801             final_ie  = foldr plusNameEnv (itbl_env pls) ies
802
803         (final_gce, _linked_bcos) <- linkSomeBCOs True final_ie gce ul_bcos
804                 -- XXX What happens to these linked_bcos?
805
806         let pls2 = pls1 { closure_env = final_gce,
807                           itbl_env    = final_ie }
808
809         writeIORef v_PersistentLinkerState pls2
810         return ()
811
812 -- Link a bunch of BCOs and return them + updated closure env.
813 linkSomeBCOs :: Bool    -- False <=> add _all_ BCOs to returned closure env
814                         -- True  <=> add only toplevel BCOs to closure env
815              -> ItblEnv 
816              -> ClosureEnv 
817              -> [UnlinkedBCO]
818              -> IO (ClosureEnv, [HValue])
819                         -- The returned HValues are associated 1-1 with
820                         -- the incoming unlinked BCOs.  Each gives the
821                         -- value of the corresponding unlinked BCO
822                                         
823 linkSomeBCOs toplevs_only ie ce_in ul_bcos
824    = do let nms = map unlinkedBCOName ul_bcos
825         hvals <- fixIO 
826                     ( \ hvs -> let ce_out = extendClosureEnv ce_in (zipLazy nms hvs)
827                                in  mapM (linkBCO ie ce_out) ul_bcos )
828         let ce_all_additions = zip nms hvals
829             ce_top_additions = filter (isExternalName.fst) ce_all_additions
830             ce_additions     = if toplevs_only then ce_top_additions 
831                                                else ce_all_additions
832             ce_out = -- make sure we're not inserting duplicate names into the 
833                      -- closure environment, which leads to trouble.
834                      ASSERT (all (not . (`elemNameEnv` ce_in)) (map fst ce_additions))
835                      extendClosureEnv ce_in ce_additions
836         return (ce_out, hvals)
837
838 \end{code}
839
840
841 %************************************************************************
842 %*                                                                      *
843                 Unload some object modules
844 %*                                                                      *
845 %************************************************************************
846
847 \begin{code}
848 -- ---------------------------------------------------------------------------
849 -- Unloading old objects ready for a new compilation sweep.
850 --
851 -- The compilation manager provides us with a list of linkables that it
852 -- considers "stable", i.e. won't be recompiled this time around.  For
853 -- each of the modules current linked in memory,
854 --
855 --      * if the linkable is stable (and it's the same one - the
856 --        user may have recompiled the module on the side), we keep it,
857 --
858 --      * otherwise, we unload it.
859 --
860 --      * we also implicitly unload all temporary bindings at this point.
861
862 unload :: DynFlags -> [Linkable] -> IO ()
863 -- The 'linkables' are the ones to *keep*
864
865 unload dflags linkables
866   = block $ do -- block, so we're safe from Ctrl-C in here
867   
868         -- Initialise the linker (if it's not been done already)
869         initDynLinker dflags
870
871         pls     <- readIORef v_PersistentLinkerState
872         new_pls <- unload_wkr dflags linkables pls
873         writeIORef v_PersistentLinkerState new_pls
874
875         debugTraceMsg dflags 3 (text "unload: retaining objs" <+> ppr (objs_loaded new_pls))
876         debugTraceMsg dflags 3 (text "unload: retaining bcos" <+> ppr (bcos_loaded new_pls))
877         return ()
878
879 unload_wkr :: DynFlags
880            -> [Linkable]                -- stable linkables
881            -> PersistentLinkerState
882            -> IO PersistentLinkerState
883 -- Does the core unload business
884 -- (the wrapper blocks exceptions and deals with the PLS get and put)
885
886 unload_wkr _ linkables pls
887   = do  let (objs_to_keep, bcos_to_keep) = partition isObjectLinkable linkables
888
889         objs_loaded' <- filterM (maybeUnload objs_to_keep) (objs_loaded pls)
890         bcos_loaded' <- filterM (maybeUnload bcos_to_keep) (bcos_loaded pls)
891
892         let bcos_retained = map linkableModule bcos_loaded'
893             itbl_env'     = filterNameMap bcos_retained (itbl_env pls)
894             closure_env'  = filterNameMap bcos_retained (closure_env pls)
895             new_pls = pls { itbl_env = itbl_env',
896                             closure_env = closure_env',
897                             bcos_loaded = bcos_loaded',
898                             objs_loaded = objs_loaded' }
899
900         return new_pls
901   where
902     maybeUnload :: [Linkable] -> Linkable -> IO Bool
903     maybeUnload keep_linkables lnk
904       | linkableInSet lnk keep_linkables = return True
905       | otherwise                   
906       = do mapM_ unloadObj [f | DotO f <- linkableUnlinked lnk]
907                 -- The components of a BCO linkable may contain
908                 -- dot-o files.  Which is very confusing.
909                 --
910                 -- But the BCO parts can be unlinked just by 
911                 -- letting go of them (plus of course depopulating
912                 -- the symbol table which is done in the main body)
913            return False
914 \end{code}
915
916
917 %************************************************************************
918 %*                                                                      *
919                 Loading packages
920 %*                                                                      *
921 %************************************************************************
922
923
924 \begin{code}
925 data LibrarySpec 
926    = Object FilePath    -- Full path name of a .o file, including trailing .o
927                         -- For dynamic objects only, try to find the object 
928                         -- file in all the directories specified in 
929                         -- v_Library_paths before giving up.
930
931    | DLL String         -- "Unadorned" name of a .DLL/.so
932                         --  e.g.    On unix     "qt"  denotes "libqt.so"
933                         --          On WinDoze  "burble"  denotes "burble.DLL"
934                         --  loadDLL is platform-specific and adds the lib/.so/.DLL
935                         --  suffixes platform-dependently
936
937    | DLLPath FilePath   -- Absolute or relative pathname to a dynamic library
938                         -- (ends with .dll or .so).
939
940    | Framework String   -- Only used for darwin, but does no harm
941
942 -- If this package is already part of the GHCi binary, we'll already
943 -- have the right DLLs for this package loaded, so don't try to
944 -- load them again.
945 -- 
946 -- But on Win32 we must load them 'again'; doing so is a harmless no-op
947 -- as far as the loader is concerned, but it does initialise the list
948 -- of DLL handles that rts/Linker.c maintains, and that in turn is 
949 -- used by lookupSymbol.  So we must call addDLL for each library 
950 -- just to get the DLL handle into the list.
951 partOfGHCi :: [PackageName]
952 partOfGHCi
953  | isWindowsTarget || isDarwinTarget = []
954  | otherwise = map PackageName
955                    ["base", "haskell98", "template-haskell", "editline"]
956
957 showLS :: LibrarySpec -> String
958 showLS (Object nm)    = "(static) " ++ nm
959 showLS (DLL nm)       = "(dynamic) " ++ nm
960 showLS (DLLPath nm)   = "(dynamic) " ++ nm
961 showLS (Framework nm) = "(framework) " ++ nm
962
963 linkPackages :: DynFlags -> [PackageId] -> IO ()
964 -- Link exactly the specified packages, and their dependents
965 -- (unless of course they are already linked)
966 -- The dependents are linked automatically, and it doesn't matter
967 -- what order you specify the input packages.
968 --
969 -- NOTE: in fact, since each module tracks all the packages it depends on,
970 --       we don't really need to use the package-config dependencies.
971 -- However we do need the package-config stuff (to find aux libs etc),
972 -- and following them lets us load libraries in the right order, which 
973 -- perhaps makes the error message a bit more localised if we get a link
974 -- failure.  So the dependency walking code is still here.
975
976 linkPackages dflags new_pkgs
977    = do { pls     <- readIORef v_PersistentLinkerState
978         ; let pkg_map = pkgIdMap (pkgState dflags)
979
980         ; pkgs' <- link pkg_map (pkgs_loaded pls) new_pkgs
981
982         ; writeIORef v_PersistentLinkerState (pls { pkgs_loaded = pkgs' })
983         }
984    where
985      link :: PackageConfigMap -> [PackageId] -> [PackageId] -> IO [PackageId]
986      link pkg_map pkgs new_pkgs 
987         = foldM (link_one pkg_map) pkgs new_pkgs
988
989      link_one pkg_map pkgs new_pkg
990         | new_pkg `elem` pkgs   -- Already linked
991         = return pkgs
992
993         | Just pkg_cfg <- lookupPackage pkg_map new_pkg
994         = do {  -- Link dependents first
995                pkgs' <- link pkg_map pkgs (map mkPackageId (depends pkg_cfg))
996                 -- Now link the package itself
997              ; linkPackage dflags pkg_cfg
998              ; return (new_pkg : pkgs') }
999
1000         | otherwise
1001         = ghcError (CmdLineError ("unknown package: " ++ packageIdString new_pkg))
1002
1003
1004 linkPackage :: DynFlags -> PackageConfig -> IO ()
1005 linkPackage dflags pkg
1006    = do 
1007         let dirs      =  Packages.libraryDirs pkg
1008
1009         let libs      =  Packages.hsLibraries pkg
1010         -- Because of slight differences between the GHC dynamic linker and
1011         -- the native system linker some packages have to link with a
1012         -- different list of libraries when using GHCi. Examples include: libs
1013         -- that are actually gnu ld scripts, and the possability that the .a
1014         -- libs do not exactly match the .so/.dll equivalents. So if the
1015         -- package file provides an "extra-ghci-libraries" field then we use
1016         -- that instead of the "extra-libraries" field.
1017                       ++ (if null (Packages.extraGHCiLibraries pkg)
1018                             then Packages.extraLibraries pkg
1019                             else Packages.extraGHCiLibraries pkg)
1020                       ++ [ lib | '-':'l':lib <- Packages.ldOptions pkg ]
1021         classifieds   <- mapM (locateOneObj dirs) libs
1022
1023         -- Complication: all the .so's must be loaded before any of the .o's.  
1024         let dlls = [ dll | DLL dll    <- classifieds ]
1025             objs = [ obj | Object obj <- classifieds ]
1026
1027         maybePutStr dflags ("Loading package " ++ display (package pkg) ++ " ... ")
1028
1029         -- See comments with partOfGHCi
1030         when (packageName pkg `notElem` partOfGHCi) $ do
1031             loadFrameworks pkg
1032             -- When a library A needs symbols from a library B, the order in
1033             -- extra_libraries/extra_ld_opts is "-lA -lB", because that's the
1034             -- way ld expects it for static linking. Dynamic linking is a
1035             -- different story: When A has no dependency information for B,
1036             -- dlopen-ing A with RTLD_NOW (see addDLL in Linker.c) will fail
1037             -- when B has not been loaded before. In a nutshell: Reverse the
1038             -- order of DLLs for dynamic linking.
1039             -- This fixes a problem with the HOpenGL package (see "Compiling
1040             -- HOpenGL under recent versions of GHC" on the HOpenGL list).
1041             mapM_ (load_dyn dirs) (reverse dlls)
1042         
1043         -- After loading all the DLLs, we can load the static objects.
1044         -- Ordering isn't important here, because we do one final link
1045         -- step to resolve everything.
1046         mapM_ loadObj objs
1047
1048         maybePutStr dflags "linking ... "
1049         ok <- resolveObjs
1050         if succeeded ok then maybePutStrLn dflags "done."
1051               else ghcError (InstallationError ("unable to load package `" ++ display (package pkg) ++ "'"))
1052
1053 load_dyn :: [FilePath] -> FilePath -> IO ()
1054 load_dyn dirs dll = do r <- loadDynamic dirs dll
1055                        case r of
1056                          Nothing  -> return ()
1057                          Just err -> ghcError (CmdLineError ("can't load .so/.DLL for: " 
1058                                                               ++ dll ++ " (" ++ err ++ ")" ))
1059
1060 loadFrameworks :: InstalledPackageInfo_ ModuleName -> IO ()
1061 loadFrameworks pkg
1062  | isDarwinTarget = mapM_ load frameworks
1063  | otherwise = return ()
1064   where
1065     fw_dirs    = Packages.frameworkDirs pkg
1066     frameworks = Packages.frameworks pkg
1067
1068     load fw = do  r <- loadFramework fw_dirs fw
1069                   case r of
1070                     Nothing  -> return ()
1071                     Just err -> ghcError (CmdLineError ("can't load framework: " 
1072                                                         ++ fw ++ " (" ++ err ++ ")" ))
1073
1074 -- Try to find an object file for a given library in the given paths.
1075 -- If it isn't present, we assume it's a dynamic library.
1076 locateOneObj :: [FilePath] -> String -> IO LibrarySpec
1077 locateOneObj dirs lib
1078  | not picIsOn
1079     -- When the GHC package was not compiled as dynamic library 
1080     -- (=__PIC__ not set), we search for .o libraries first.
1081   = do  { mb_obj_path <- findFile mk_obj_path dirs 
1082         ; case mb_obj_path of
1083             Just obj_path -> return (Object obj_path)
1084             Nothing       -> 
1085                 do { mb_lib_path <- findFile mk_dyn_lib_path dirs
1086                    ; case mb_lib_path of
1087                        Just _  -> return (DLL dyn_lib_name)
1088                        Nothing -> return (DLL lib) }} -- We assume
1089  | otherwise
1090     -- When the GHC package was compiled as dynamic library (=__PIC__ set),
1091     -- we search for .so libraries first.
1092   = do  { mb_lib_path <- findFile mk_dyn_lib_path dirs
1093         ; case mb_lib_path of
1094             Just _ -> return (DLL (lib ++ "-ghc" ++ cProjectVersion))
1095             Nothing       ->
1096                 do { mb_obj_path <- findFile mk_obj_path dirs
1097                    ; case mb_obj_path of
1098                        Just obj_path -> return (Object obj_path)
1099                        Nothing       -> return (DLL lib) }}             -- We assume
1100    where
1101      mk_obj_path dir = dir </> (lib <.> "o")
1102      dyn_lib_name = lib ++ "-ghc" ++ cProjectVersion
1103      mk_dyn_lib_path dir = dir </> mkSOName dyn_lib_name
1104
1105 -- ----------------------------------------------------------------------------
1106 -- Loading a dyanmic library (dlopen()-ish on Unix, LoadLibrary-ish on Win32)
1107
1108 -- return Nothing == success, else Just error message from dlopen
1109 loadDynamic :: [FilePath] -> FilePath -> IO (Maybe String)
1110 loadDynamic paths rootname
1111   = do  { mb_dll <- findFile mk_dll_path paths
1112         ; case mb_dll of
1113             Just dll -> loadDLL dll
1114             Nothing  -> loadDLL (mkSOName rootname) }
1115                         -- Tried all our known library paths, so let 
1116                         -- dlopen() search its own builtin paths now.
1117   where
1118     mk_dll_path dir = dir </> mkSOName rootname
1119
1120 mkSOName :: FilePath -> FilePath
1121 mkSOName root
1122  | isDarwinTarget  = ("lib" ++ root) <.> "dylib"
1123  | isWindowsTarget = -- Win32 DLLs have no .dll extension here, because
1124                      -- addDLL tries both foo.dll and foo.drv
1125                      root
1126  | otherwise       = ("lib" ++ root) <.> "so"
1127
1128 -- Darwin / MacOS X only: load a framework
1129 -- a framework is a dynamic library packaged inside a directory of the same
1130 -- name. They are searched for in different paths than normal libraries.
1131 loadFramework :: [FilePath] -> FilePath -> IO (Maybe String)
1132 loadFramework extraPaths rootname
1133    = do { either_dir <- tryIO getHomeDirectory
1134         ; let homeFrameworkPath = case either_dir of
1135                                   Left _ -> []
1136                                   Right dir -> [dir ++ "/Library/Frameworks"]
1137               ps = extraPaths ++ homeFrameworkPath ++ defaultFrameworkPaths
1138         ; mb_fwk <- findFile mk_fwk ps
1139         ; case mb_fwk of
1140             Just fwk_path -> loadDLL fwk_path
1141             Nothing       -> return (Just "not found") }
1142                 -- Tried all our known library paths, but dlopen()
1143                 -- has no built-in paths for frameworks: give up
1144    where
1145      mk_fwk dir = dir </> (rootname ++ ".framework/" ++ rootname)
1146         -- sorry for the hardcoded paths, I hope they won't change anytime soon:
1147      defaultFrameworkPaths = ["/Library/Frameworks", "/System/Library/Frameworks"]
1148 \end{code}
1149
1150 %************************************************************************
1151 %*                                                                      *
1152                 Helper functions
1153 %*                                                                      *
1154 %************************************************************************
1155
1156 \begin{code}
1157 findFile :: (FilePath -> FilePath)      -- Maps a directory path to a file path
1158          -> [FilePath]                  -- Directories to look in
1159          -> IO (Maybe FilePath)         -- The first file path to match
1160 findFile _ [] 
1161   = return Nothing
1162 findFile mk_file_path (dir:dirs)
1163   = do  { let file_path = mk_file_path dir
1164         ; b <- doesFileExist file_path
1165         ; if b then 
1166              return (Just file_path)
1167           else
1168              findFile mk_file_path dirs }
1169 \end{code}
1170
1171 \begin{code}
1172 maybePutStr :: DynFlags -> String -> IO ()
1173 maybePutStr dflags s | verbosity dflags > 0 = putStr s
1174                      | otherwise            = return ()
1175
1176 maybePutStrLn :: DynFlags -> String -> IO ()
1177 maybePutStrLn dflags s | verbosity dflags > 0 = putStrLn s
1178                        | otherwise            = return ()
1179 \end{code}