compiler/typecheck/TcForeign.lhs

   1 %
   2 % (c) The AQUA Project, Glasgow University, 1998
   3 %
   4 \section[TcForeign]{Typechecking \tr{foreign} declarations}
   5
   6 A foreign declaration is used to either give an externally
   7 implemented function a Haskell type (and calling interface) or
   8 give a Haskell function an external calling interface. Either way,
   9 the range of argument and result types these functions can accommodate
  10 is restricted to what the outside world understands (read C), and this
  11 module checks to see if a foreign declaration has got a legal type.
  12
  13 \begin{code}
  14 module TcForeign
  15         (
  16           tcForeignImports
  17         , tcForeignExports
  18         ) where
  19
  20 #include "HsVersions.h"
  21
  22 import HsSyn
  23
  24 import TcRnMonad
  25 import TcHsType         ( tcHsSigType, UserTypeCtxt(..) )
  26 import TcExpr           ( tcPolyExpr )
  27
  28 import ForeignCall      ( CCallConv(..) )
  29 import ErrUtils         ( Message )
  30 import Id               ( Id, mkLocalId, mkExportedLocalId )
  31 #if alpha_TARGET_ARCH
  32 import Type             ( typePrimRep )
  33 import SMRep            ( argMachRep, primRepToCgRep, primRepHint )
  34 #endif
  35 import OccName          ( mkForeignExportOcc )
  36 import Name             ( Name, NamedThing(..), mkExternalName )
  37 import TcType           ( Type, tcSplitFunTys, tcSplitTyConApp_maybe,
  38                           tcSplitForAllTys, tcSplitIOType_maybe,
  39                           isFFIArgumentTy, isFFIImportResultTy,
  40                           isFFIExportResultTy, isFFILabelTy,
  41                           isFFIExternalTy, isFFIDynArgumentTy,
  42                           isFFIDynResultTy, isFFIDotnetTy, isFFIDotnetObjTy,
  43                           toDNType
  44                         )
  45 import ForeignCall      ( CExportSpec(..), CCallTarget(..),
  46                           CLabelString, isCLabelString,
  47                           isDynamicTarget, withDNTypes, DNKind(..), DNCallSpec(..) )
  48 import PrelNames        ( hasKey, ioTyConKey )
  49 import DynFlags         ( DynFlags(..), HscTarget(..) )
  50 import Outputable
  51 import SrcLoc           ( Located(..), srcSpanStart )
  52 import Bag              ( consBag )
  53
  54 #if alpha_TARGET_ARCH
  55 import MachOp           ( machRepByteWidth, MachHint(FloatHint) )
  56 #endif
  57 \end{code}
  58
  59 \begin{code}
  60 -- Defines a binding
  61 isForeignImport :: LForeignDecl name -> Bool
  62 isForeignImport (L _ (ForeignImport _ _ _)) = True
  63 isForeignImport _                             = False
  64
  65 -- Exports a binding
  66 isForeignExport :: LForeignDecl name -> Bool
  67 isForeignExport (L _ (ForeignExport _ _ _)) = True
  68 isForeignExport _                             = False
  69 \end{code}
  70
  71 %************************************************************************
  72 %*                                                                      *
  73 \subsection{Imports}
  74 %*                                                                      *
  75 %************************************************************************
  76
  77 \begin{code}
  78 tcForeignImports :: [LForeignDecl Name] -> TcM ([Id], [LForeignDecl Id])
  79 tcForeignImports decls
  80   = mapAndUnzipM (wrapLocSndM tcFImport) (filter isForeignImport decls)
  81
  82 tcFImport :: ForeignDecl Name -> TcM (Id, ForeignDecl Id)
  83 tcFImport fo@(ForeignImport (L loc nm) hs_ty imp_decl)
  84  = addErrCtxt (foreignDeclCtxt fo)      $
  85    tcHsSigType (ForSigCtxt nm) hs_ty    `thenM` \ sig_ty ->
  86    let
  87       -- drop the foralls before inspecting the structure
  88       -- of the foreign type.
  89         (_, t_ty)         = tcSplitForAllTys sig_ty
  90         (arg_tys, res_ty) = tcSplitFunTys t_ty
  91         id                = mkLocalId nm sig_ty
  92                 -- Use a LocalId to obey the invariant that locally-defined
  93                 -- things are LocalIds.  However, it does not need zonking,
  94                 -- (so TcHsSyn.zonkForeignExports ignores it).
  95    in
  96    tcCheckFIType sig_ty arg_tys res_ty imp_decl         `thenM` \ imp_decl' ->
  97    -- can't use sig_ty here because it :: Type and we need HsType Id
  98    -- hence the undefined
  99    returnM (id, ForeignImport (L loc id) undefined imp_decl')
 100 \end{code}
 101
 102
 103 ------------ Checking types for foreign import ----------------------
 104 \begin{code}
 105 tcCheckFIType _ arg_tys res_ty (DNImport spec)
 106   = checkCg checkDotnet  `thenM_`
 107     getDOpts             `thenM`  \ dflags ->
 108     checkForeignArgs (isFFIDotnetTy dflags) arg_tys     `thenM_`
 109     checkForeignRes True{-non IO ok-} (isFFIDotnetTy dflags) res_ty `thenM_`
 110     let (DNCallSpec isStatic kind _ _ _ _) = spec in
 111     (case kind of
 112        DNMethod | not isStatic ->
 113          case arg_tys of
 114            [] -> addErrTc illegalDNMethodSig
 115            _
 116             | not (isFFIDotnetObjTy (last arg_tys)) -> addErrTc illegalDNMethodSig
 117             | otherwise -> returnM ()
 118        _ -> returnM ()) `thenM_`
 119     returnM (DNImport (withDNTypes spec (map toDNType arg_tys) (toDNType res_ty)))
 120
 121 tcCheckFIType sig_ty arg_tys res_ty idecl@(CImport _ _ _ _ (CLabel _))
 122   = checkCg checkCOrAsm         `thenM_`
 123     check (isFFILabelTy sig_ty) (illegalForeignTyErr empty sig_ty) `thenM_`
 124     return idecl
 125
 126 tcCheckFIType sig_ty arg_tys res_ty idecl@(CImport cconv _ _ _ CWrapper)
 127   =     -- Foreign wrapper (former f.e.d.)
 128         -- The type must be of the form ft -> IO (FunPtr ft), where ft is a
 129         -- valid foreign type.  For legacy reasons ft -> IO (Ptr ft) as well
 130         -- as ft -> IO Addr is accepted, too.  The use of the latter two forms
 131         -- is DEPRECATED, though.
 132     checkCg checkCOrAsmOrInterp `thenM_`
 133     checkCConv cconv            `thenM_`
 134     (case arg_tys of
 135         [arg1_ty] -> checkForeignArgs isFFIExternalTy arg1_tys               `thenM_`
 136                      checkForeignRes nonIOok  isFFIExportResultTy res1_ty    `thenM_`
 137                      checkForeignRes mustBeIO isFFIDynResultTy    res_ty     `thenM_`
 138                      checkFEDArgs arg1_tys
 139                   where
 140                      (arg1_tys, res1_ty) = tcSplitFunTys arg1_ty
 141         other -> addErrTc (illegalForeignTyErr empty sig_ty)    )            `thenM_`
 142     return idecl
 143
 144 tcCheckFIType sig_ty arg_tys res_ty idecl@(CImport cconv safety _ _ (CFunction target))
 145   | isDynamicTarget target      -- Foreign import dynamic
 146   = checkCg checkCOrAsmOrInterp         `thenM_`
 147     checkCConv cconv                    `thenM_`
 148     case arg_tys of             -- The first arg must be Ptr, FunPtr, or Addr
 149       []                ->
 150         check False (illegalForeignTyErr empty sig_ty) `thenM_`
 151         return idecl
 152       (arg1_ty:arg_tys) ->
 153         getDOpts                                                     `thenM` \ dflags ->
 154         check (isFFIDynArgumentTy arg1_ty)
 155               (illegalForeignTyErr argument arg1_ty)                 `thenM_`
 156         checkForeignArgs (isFFIArgumentTy dflags safety) arg_tys     `thenM_`
 157         checkForeignRes nonIOok (isFFIImportResultTy dflags) res_ty  `thenM_`
 158         return idecl
 159   | otherwise           -- Normal foreign import
 160   = checkCg (checkCOrAsmOrDotNetOrInterp)                       `thenM_`
 161     checkCConv cconv                                            `thenM_`
 162     checkCTarget target                                         `thenM_`
 163     getDOpts                                                    `thenM` \ dflags ->
 164     checkForeignArgs (isFFIArgumentTy dflags safety) arg_tys    `thenM_`
 165     checkForeignRes nonIOok (isFFIImportResultTy dflags) res_ty `thenM_`
 166     return idecl
 167
 168 -- This makes a convenient place to check
 169 -- that the C identifier is valid for C
 170 checkCTarget (StaticTarget str)
 171   = checkCg checkCOrAsmOrDotNetOrInterp         `thenM_`
 172     check (isCLabelString str) (badCName str)
 173 \end{code}
 174
 175 On an Alpha, with foreign export dynamic, due to a giant hack when
 176 building adjustor thunks, we only allow 4 integer arguments with
 177 foreign export dynamic (i.e., 32 bytes of arguments after padding each
 178 argument to a quadword, excluding floating-point arguments).
 179
 180 The check is needed for both via-C and native-code routes
 181
 182 \begin{code}
 183 #include "nativeGen/NCG.h"
 184 #if alpha_TARGET_ARCH
 185 checkFEDArgs arg_tys
 186   = check (integral_args <= 32) err
 187   where
 188     integral_args = sum [ (machRepByteWidth . argMachRep . primRepToCgRep) prim_rep
 189                         | prim_rep <- map typePrimRep arg_tys,
 190                           primRepHint prim_rep /= FloatHint ]
 191     err = ptext SLIT("On Alpha, I can only handle 32 bytes of non-floating-point arguments to foreign export dynamic")
 192 #else
 193 checkFEDArgs arg_tys = returnM ()
 194 #endif
 195 \end{code}
 196
 197
 198 %************************************************************************
 199 %*                                                                      *
 200 \subsection{Exports}
 201 %*                                                                      *
 202 %************************************************************************
 203
 204 \begin{code}
 205 tcForeignExports :: [LForeignDecl Name]
 206                  -> TcM (LHsBinds TcId, [LForeignDecl TcId])
 207 tcForeignExports decls
 208   = foldlM combine (emptyLHsBinds, []) (filter isForeignExport decls)
 209   where
 210    combine (binds, fs) fe =
 211        wrapLocSndM tcFExport fe `thenM` \ (b, f) ->
 212        returnM (b `consBag` binds, f:fs)
 213
 214 tcFExport :: ForeignDecl Name -> TcM (LHsBind Id, ForeignDecl Id)
 215 tcFExport fo@(ForeignExport (L loc nm) hs_ty spec) =
 216    addErrCtxt (foreignDeclCtxt fo)      $
 217
 218    tcHsSigType (ForSigCtxt nm) hs_ty    `thenM` \ sig_ty ->
 219    tcPolyExpr (nlHsVar nm) sig_ty       `thenM` \ rhs ->
 220
 221    tcCheckFEType sig_ty spec            `thenM_`
 222
 223           -- we're exporting a function, but at a type possibly more
 224           -- constrained than its declared/inferred type. Hence the need
 225           -- to create a local binding which will call the exported function
 226           -- at a particular type (and, maybe, overloading).
 227
 228    newUnique                    `thenM` \ uniq ->
 229    getModule                    `thenM` \ mod ->
 230    let
 231         gnm  = mkExternalName uniq mod (mkForeignExportOcc (getOccName nm))
 232                               Nothing (srcSpanStart loc)
 233         id   = mkExportedLocalId gnm sig_ty
 234         bind = L loc (VarBind id rhs)
 235    in
 236    returnM (bind, ForeignExport (L loc id) undefined spec)
 237 \end{code}
 238
 239 ------------ Checking argument types for foreign export ----------------------
 240
 241 \begin{code}
 242 tcCheckFEType sig_ty (CExport (CExportStatic str _))
 243   = check (isCLabelString str) (badCName str)           `thenM_`
 244     checkForeignArgs isFFIExternalTy arg_tys            `thenM_`
 245     checkForeignRes nonIOok isFFIExportResultTy res_ty
 246   where
 247       -- Drop the foralls before inspecting n
 248       -- the structure of the foreign type.
 249     (_, t_ty) = tcSplitForAllTys sig_ty
 250     (arg_tys, res_ty) = tcSplitFunTys t_ty
 251 \end{code}
 252
 253
 254
 255 %************************************************************************
 256 %*                                                                      *
 257 \subsection{Miscellaneous}
 258 %*                                                                      *
 259 %************************************************************************
 260
 261 \begin{code}
 262 ------------ Checking argument types for foreign import ----------------------
 263 checkForeignArgs :: (Type -> Bool) -> [Type] -> TcM ()
 264 checkForeignArgs pred tys
 265   = mappM go tys                `thenM_`
 266     returnM ()
 267   where
 268     go ty = check (pred ty) (illegalForeignTyErr argument ty)
 269
 270 ------------ Checking result types for foreign calls ----------------------
 271 -- Check that the type has the form
 272 --    (IO t) or (t) , and that t satisfies the given predicate.
 273 --
 274 checkForeignRes :: Bool -> (Type -> Bool) -> Type -> TcM ()
 275
 276 nonIOok  = True
 277 mustBeIO = False
 278
 279 checkForeignRes non_io_result_ok pred_res_ty ty
 280         -- (IO t) is ok, and so is any newtype wrapping thereof
 281   | Just (io, res_ty) <- tcSplitIOType_maybe ty,
 282     pred_res_ty res_ty
 283   = returnM ()
 284
 285   | otherwise
 286   = check (non_io_result_ok && pred_res_ty ty)
 287           (illegalForeignTyErr result ty)
 288 \end{code}
 289
 290 \begin{code}
 291 checkDotnet HscILX = Nothing
 292 #if defined(mingw32_TARGET_OS)
 293 checkDotnet HscC   = Nothing
 294 checkDotnet _      = Just (text "requires C code generation (-fvia-C)")
 295 #else
 296 checkDotnet other  = Just (text "requires .NET support (-filx or win32)")
 297 #endif
 298
 299 checkCOrAsm HscC   = Nothing
 300 checkCOrAsm HscAsm = Nothing
 301 checkCOrAsm other
 302    = Just (text "requires via-C or native code generation (-fvia-C)")
 303
 304 checkCOrAsmOrInterp HscC           = Nothing
 305 checkCOrAsmOrInterp HscAsm         = Nothing
 306 checkCOrAsmOrInterp HscInterpreted = Nothing
 307 checkCOrAsmOrInterp other
 308    = Just (text "requires interpreted, C or native code generation")
 309
 310 checkCOrAsmOrDotNetOrInterp HscC           = Nothing
 311 checkCOrAsmOrDotNetOrInterp HscAsm         = Nothing
 312 checkCOrAsmOrDotNetOrInterp HscILX         = Nothing
 313 checkCOrAsmOrDotNetOrInterp HscInterpreted = Nothing
 314 checkCOrAsmOrDotNetOrInterp other
 315    = Just (text "requires interpreted, C, native or .NET ILX code generation")
 316
 317 checkCg check
 318  = getDOpts             `thenM` \ dflags ->
 319    let target = hscTarget dflags in
 320    case target of
 321      HscNothing -> returnM ()
 322      otherwise  ->
 323        case check target of
 324          Nothing  -> returnM ()
 325          Just err -> addErrTc (text "Illegal foreign declaration:" <+> err)
 326 \end{code}
 327
 328 Calling conventions
 329
 330 \begin{code}
 331 checkCConv :: CCallConv -> TcM ()
 332 checkCConv CCallConv  = return ()
 333 #if i386_TARGET_ARCH
 334 checkCConv StdCallConv = return ()
 335 #else
 336 checkCConv StdCallConv = addErrTc (text "calling convention not supported on this architecture: stdcall")
 337 #endif
 338 \end{code}
 339
 340 Warnings
 341
 342 \begin{code}
 343 check :: Bool -> Message -> TcM ()
 344 check True _       = returnM ()
 345 check _    the_err = addErrTc the_err
 346
 347 illegalForeignTyErr arg_or_res ty
 348   = hang (hsep [ptext SLIT("Unacceptable"), arg_or_res,
 349                 ptext SLIT("type in foreign declaration:")])
 350          4 (hsep [ppr ty])
 351
 352 -- Used for 'arg_or_res' argument to illegalForeignTyErr
 353 argument = text "argument"
 354 result   = text "result"
 355
 356 badCName :: CLabelString -> Message
 357 badCName target
 358    = sep [quotes (ppr target) <+> ptext SLIT("is not a valid C identifier")]
 359
 360 foreignDeclCtxt fo
 361   = hang (ptext SLIT("When checking declaration:"))
 362          4 (ppr fo)
 363
 364 illegalDNMethodSig
 365   = ptext SLIT("'This pointer' expected as last argument")
 366
 367 \end{code}
 368