add Control.Monad.Instances to nhc98 build
[haskell-directory.git] / GHC / Base.lhs
index 1d786bb..cf3c5a3 100644 (file)
@@ -16,8 +16,6 @@ GHC.Prim              Has no implementation.  It defines built-in things, and
                The source file is GHC.Prim.hi-boot, which is just
                copied to make GHC.Prim.hi
 
-               Classes: CCallable, CReturnable
-
 GHC.Base       Classes: Eq, Ord, Functor, Monad
                Types:   list, (), Int, Bool, Ordering, Char, String
 
@@ -66,7 +64,7 @@ GHC.ByteArr   Types: ByteArray, MutableByteArray
 Other Prelude modules are much easier with fewer complex dependencies.
 
 \begin{code}
-{-# OPTIONS -fno-implicit-prelude #-}
+{-# OPTIONS_GHC -fno-implicit-prelude #-}
 -----------------------------------------------------------------------------
 -- |
 -- Module      :  GHC.Base
@@ -83,6 +81,7 @@ Other Prelude modules are much easier with fewer complex dependencies.
 
 #include "MachDeps.h"
 
+-- #hide
 module GHC.Base
        (
        module GHC.Base,
@@ -163,14 +162,22 @@ class  Eq a  where
     x /= y              = not (x == y)
     x == y              = not (x /= y)
 
+-- | The 'Ord' class is used for totally ordered datatypes.
+--
+-- Instances of 'Ord' can be derived for any user-defined
+-- datatype whose constituent types are in 'Ord'.  The declared order
+-- of the constructors in the data declaration determines the ordering
+-- in derived 'Ord' instances.  The 'Ordering' datatype allows a single
+-- comparison to determine the precise ordering of two objects.
+--
+-- Minimal complete definition: either 'compare' or '<='.
+-- Using 'compare' can be more efficient for complex types.
+--
 class  (Eq a) => Ord a  where
     compare             :: a -> a -> Ordering
     (<), (<=), (>), (>=) :: a -> a -> Bool
     max, min            :: a -> a -> a
 
-    -- An instance of Ord should define either 'compare' or '<='.
-    -- Using 'compare' can be more efficient for complex types.
-
     compare x y
        | x == y    = EQ
        | x <= y    = LT        -- NB: must be '<=' not '<' to validate the
@@ -202,14 +209,22 @@ Instances of 'Functor' should satisfy the following laws:
 > fmap id  ==  id
 > fmap (f . g)  ==  fmap f . fmap g
 
-The instances of 'Functor' for lists, 'Maybe' and 'IO' defined in the "Prelude"
-satisfy these laws.
+The instances of 'Functor' for lists, 'Data.Maybe.Maybe' and 'System.IO.IO'
+defined in the "Prelude" satisfy these laws.
 -}
 
 class  Functor f  where
     fmap        :: (a -> b) -> f a -> f b
 
-{- | The 'Monad' class defines the basic operations over a /monad/.
+{- | The 'Monad' class defines the basic operations over a /monad/,
+a concept from a branch of mathematics known as /category theory/.
+From the perspective of a Haskell programmer, however, it is best to
+think of a monad as an /abstract datatype/ of actions.
+Haskell's @do@ expressions provide a convenient syntax for writing
+monadic expressions.
+
+Minimal complete definition: '>>=' and 'return'.
+
 Instances of 'Monad' should satisfy the following laws:
 
 > return a >>= k  ==  k a
@@ -220,14 +235,26 @@ Instances of both 'Monad' and 'Functor' should additionally satisfy the law:
 
 > fmap f xs  ==  xs >>= return . f
 
-The instances of 'Monad' for lists, 'Maybe' and 'IO' defined in the "Prelude"
-satisfy these laws.
+The instances of 'Monad' for lists, 'Data.Maybe.Maybe' and 'System.IO.IO'
+defined in the "Prelude" satisfy these laws.
 -}
 
 class  Monad m  where
-    (>>=)       :: m a -> (a -> m b) -> m b
-    (>>)        :: m a -> m b -> m b
+    -- | Sequentially compose two actions, passing any value produced
+    -- by the first as an argument to the second.
+    (>>=)       :: forall a b. m a -> (a -> m b) -> m b
+    -- | Sequentially compose two actions, discarding any value produced
+    -- by the first, like sequencing operators (such as the semicolon)
+    -- in imperative languages.
+    (>>)        :: forall a b. m a -> m b -> m b
+       -- Explicit for-alls so that we know what order to
+       -- give type arguments when desugaring
+
+    -- | Inject a value into the monadic type.
     return      :: a -> m a
+    -- | Fail with a message.  This operation is not part of the
+    -- mathematical definition of a monad, but is invoked on pattern-match
+    -- failure in a @do@ expression.
     fail       :: String -> m a
 
     m >> k      = m >>= \_ -> k
@@ -295,6 +322,15 @@ foldr k z xs = go xs
               go []     = z
               go (y:ys) = y `k` go ys
 
+-- | A list producer that can be fused with 'foldr'.
+-- This function is merely
+--
+-- >   build g = g (:) []
+--
+-- but GHC's simplifier will transform an expression of the form
+-- @'foldr' k z ('build' g)@, which may arise after inlining, to @g k z@,
+-- which avoids producing an intermediate list.
+
 build  :: forall a. (forall b. (a -> b -> b) -> b -> b) -> [a]
 {-# INLINE [1] build #-}
        -- The INLINE is important, even though build is tiny,
@@ -306,6 +342,15 @@ build      :: forall a. (forall b. (a -> b -> b) -> b -> b) -> [a]
 
 build g = g (:) []
 
+-- | A list producer that can be fused with 'foldr'.
+-- This function is merely
+--
+-- >   augment g xs = g (:) xs
+--
+-- but GHC's simplifier will transform an expression of the form
+-- @'foldr' k z ('augment' g xs)@, which may arise after inlining, to
+-- @g k ('foldr' k z xs)@, which avoids producing an intermediate list.
+
 augment :: forall a. (forall b. (a->b->b) -> b -> b) -> [a] -> [a]
 {-# INLINE [1] augment #-}
 augment g xs = g (:) xs
@@ -317,8 +362,8 @@ augment g xs = g (:) xs
 "foldr/augment" forall k z xs (g::forall b. (a->b->b) -> b -> b) . 
                foldr k z (augment g xs) = g k (foldr k z xs)
 
-"foldr/id"                       foldr (:) [] = \x->x
-"foldr/app"            [1] forall xs ys. foldr (:) ys xs = xs ++ ys
+"foldr/id"                       foldr (:) [] = \x  -> x
+"foldr/app"            [1] forall ys. foldr (:) ys = \xs -> xs ++ ys
        -- Only activate this from phase 1, because that's
        -- when we disable the rule that expands (++) into foldr
 
@@ -515,7 +560,8 @@ data Ordering = LT | EQ | GT deriving (Eq, Ord)
 type String = [Char]
 
 {-| The character type 'Char' is an enumeration whose values represent
-Unicode (or equivalently ISO 10646) characters.
+Unicode (or equivalently ISO\/IEC 10646) characters
+(see <http://www.unicode.org/> for details).
 This set extends the ISO 8859-1 (Latin-1) character set
 (the first 256 charachers), which is itself an extension of the ASCII
 character set (the first 128 characters).
@@ -572,6 +618,8 @@ eqString (c1:cs1) (c2:cs2) = c1 == c2 && cs1 `eqString` cs2
 eqString cs1      cs2     = False
 
 {-# RULES "eqString" (==) = eqString #-}
+-- eqString also has a BuiltInRule in PrelRules.lhs:
+--     eqString (unpackCString# (Lit s1)) (unpackCString# (Lit s2) = s1==s2
 \end{code}
 
 
@@ -583,10 +631,9 @@ eqString cs1      cs2         = False
 
 \begin{code}
 data Int = I# Int#
--- ^A fixed-precision integer type with at least the range @[-2^29
--- .. 2^29-1]@.  The exact range for a given implementation can be
--- determined by using 'minBound' and 'maxBound' from the 'Bounded'
--- class.
+-- ^A fixed-precision integer type with at least the range @[-2^29 .. 2^29-1]@.
+-- The exact range for a given implementation can be determined by using
+-- 'Prelude.minBound' and 'Prelude.maxBound' from the 'Prelude.Bounded' class.
 
 zeroInt, oneInt, twoInt, maxInt, minInt :: Int
 zeroInt = I# 0#
@@ -634,52 +681,91 @@ compareInt# x# y#
 %*********************************************************
 
 \begin{code}
--- identity function
+-- | Identity function.
 id                     :: a -> a
 id x                   =  x
 
--- lazy function; this is just the same as id, but its unfolding
--- and strictness are over-ridden by the definition in MkId.lhs
--- That way, it does not get inlined, and the strictness analyser
--- sees it as lazy.  Then the worker/wrapper phase inlines it.
--- Result: happiness
+-- | The call '(lazy e)' means the same as 'e', but 'lazy' has a 
+-- magical strictness property: it is lazy in its first argument, 
+-- even though its semantics is strict.
 lazy :: a -> a
 lazy x = x
+-- Implementation note: its strictness and unfolding are over-ridden
+-- by the definition in MkId.lhs; in both cases to nothing at all.
+-- That way, 'lazy' does not get inlined, and the strictness analyser
+-- sees it as lazy.  Then the worker/wrapper phase inlines it.
+-- Result: happiness
+
+
+-- | The call '(inline f)' reduces to 'f', but 'inline' has a BuiltInRule
+-- that tries to inline 'f' (if it has an unfolding) unconditionally
+-- The 'NOINLINE' pragma arranges that inline only gets inlined (and
+-- hence eliminated) late in compilation, after the rule has had
+-- a god chance to fire.
+inline :: a -> a
+{-# NOINLINE[0] inline #-}
+inline x = x
+
+-- Assertion function.  This simply ignores its boolean argument.
+-- The compiler may rewrite it to @('assertError' line)@.
+
+-- | If the first argument evaluates to 'True', then the result is the
+-- second argument.  Otherwise an 'AssertionFailed' exception is raised,
+-- containing a 'String' with the source file and line number of the
+-- call to 'assert'.
+--
+-- Assertions can normally be turned on or off with a compiler flag
+-- (for GHC, assertions are normally on unless optimisation is turned on 
+-- with @-O@ or the @-fignore-asserts@
+-- option is given).  When assertions are turned off, the first
+-- argument to 'assert' is ignored, and the second argument is
+-- returned as the result.
 
--- Assertion function. This simply ignores its boolean argument.
--- The compiler may rewrite it to (assertError line)
 --     SLPJ: in 5.04 etc 'assert' is in GHC.Prim,
 --     but from Template Haskell onwards it's simply
 --     defined here in Base.lhs
 assert :: Bool -> a -> a
 assert pred r = r
--- constant function
+
+breakpoint :: a -> a
+breakpoint r = r
+
+breakpointCond :: Bool -> a -> a
+breakpointCond _ r = r
+
+-- | Constant function.
 const                  :: a -> b -> a
 const x _              =  x
 
--- function composition
+-- | Function composition.
 {-# INLINE (.) #-}
 (.)      :: (b -> c) -> (a -> b) -> a -> c
 (.) f g        x = f (g x)
 
--- flip f  takes its (first) two arguments in the reverse order of f.
+-- | @'flip' f@ takes its (first) two arguments in the reverse order of @f@.
 flip                   :: (a -> b -> c) -> b -> a -> c
 flip f x y             =  f y x
 
--- right-associating infix application operator (useful in continuation-
--- passing style)
+-- | Application operator.  This operator is redundant, since ordinary
+-- application @(f x)@ means the same as @(f '$' x)@. However, '$' has
+-- low, right-associative binding precedence, so it sometimes allows
+-- parentheses to be omitted; for example:
+--
+-- >     f $ g $ h x  =  f (g (h x))
+--
+-- It is also useful in higher-order situations, such as @'map' ('$' 0) xs@,
+-- or @'Data.List.zipWith' ('$') fs xs@.
 {-# INLINE ($) #-}
 ($)                    :: (a -> b) -> a -> b
 f $ x                  =  f x
 
--- until p f  yields the result of applying f until p holds.
+-- | @'until' p f@ yields the result of applying @f@ until @p@ holds.
 until                  :: (a -> Bool) -> (a -> a) -> a -> a
 until p f x | p x      =  x
            | otherwise =  until p f (f x)
 
--- asTypeOf is a type-restricted version of const.  It is usually used
--- as an infix operator, and its typing forces its first argument
+-- | 'asTypeOf' is a type-restricted version of 'const'.  It is usually
+-- used as an infix operator, and its typing forces its first argument
 -- (which is usually overloaded) to have the same type as the second.
 asTypeOf               :: a -> a -> a
 asTypeOf               =  const
@@ -687,25 +773,6 @@ asTypeOf           =  const
 
 %*********************************************************
 %*                                                     *
-\subsection{CCallable instances}
-%*                                                     *
-%*********************************************************
-
-Defined here to avoid orphans
-
-\begin{code}
-instance CCallable Char
-instance CReturnable Char
-
-instance CCallable   Int
-instance CReturnable Int
-
-instance CReturnable () -- Why, exactly?
-\end{code}
-
-
-%*********************************************************
-%*                                                     *
 \subsection{Generics}
 %*                                                     *
 %*********************************************************
@@ -869,22 +936,33 @@ gtInt, geInt, eqInt, neInt, ltInt, leInt :: Int -> Int -> Bool
 -- Note that these wrappers still produce undefined results when the
 -- second argument (the shift amount) is negative.
 
-shiftL#, shiftRL# :: Word# -> Int# -> Word#
-
+-- | Shift the argument left by the specified number of bits
+-- (which must be non-negative).
+shiftL# :: Word# -> Int# -> Word#
 a `shiftL#` b   | b >=# WORD_SIZE_IN_BITS# = int2Word# 0#
                | otherwise                = a `uncheckedShiftL#` b
 
+-- | Shift the argument right by the specified number of bits
+-- (which must be non-negative).
+shiftRL# :: Word# -> Int# -> Word#
 a `shiftRL#` b  | b >=# WORD_SIZE_IN_BITS# = int2Word# 0#
                | otherwise                = a `uncheckedShiftRL#` b
 
-iShiftL#, iShiftRA#, iShiftRL# :: Int# -> Int# -> Int#
-
+-- | Shift the argument left by the specified number of bits
+-- (which must be non-negative).
+iShiftL# :: Int# -> Int# -> Int#
 a `iShiftL#` b  | b >=# WORD_SIZE_IN_BITS# = 0#
                | otherwise                = a `uncheckedIShiftL#` b
 
+-- | Shift the argument right (signed) by the specified number of bits
+-- (which must be non-negative).
+iShiftRA# :: Int# -> Int# -> Int#
 a `iShiftRA#` b | b >=# WORD_SIZE_IN_BITS# = if a <# 0# then (-1#) else 0#
                | otherwise                = a `uncheckedIShiftRA#` b
 
+-- | Shift the argument right (unsigned) by the specified number of bits
+-- (which must be non-negative).
+iShiftRL# :: Int# -> Int# -> Int#
 a `iShiftRL#` b | b >=# WORD_SIZE_IN_BITS# = 0#
                | otherwise                = a `uncheckedIShiftRL#` b
 
@@ -937,6 +1015,9 @@ unpackFoldrCString# :: Addr# -> (Char  -> a -> a) -> a -> a
 {-# NOINLINE [0] unpackFoldrCString# #-}
 -- Don't inline till right at the end;
 -- usually the unpack-list rule turns it into unpackCStringList
+-- It also has a BuiltInRule in PrelRules.lhs:
+--     unpackFoldrCString# "foo" c (unpackFoldrCString# "baz" c n)
+--       =  unpackFoldrCString# "foobaz" c n
 unpackFoldrCString# addr f z 
   = unpack 0#
   where
@@ -994,8 +1075,8 @@ unpackNBytes#  addr len# = unpack [] (len# -# 1#)
 
 #ifdef __HADDOCK__
 \begin{code}
--- | A placeholder argument for the 'Control.Monad.ST.ST' type constructor,
--- to mark a state embedded in the 'Prelude.IO' monad by
+-- | A special argument for the 'Control.Monad.ST.ST' type constructor,
+-- indexing a state embedded in the 'Prelude.IO' monad by
 -- 'Control.Monad.ST.stToIO'.
 data RealWorld
 \end{code}