[project @ 2005-04-28 16:05:54 by simonpj]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / main / HscTypes.lhs
index 26267c0..55caa22 100644 (file)
@@ -5,13 +5,16 @@
 
 \begin{code}
 module HscTypes ( 
-       HscEnv(..), hscEPS,
-       GhciMode(..), isOneShot,
+       -- * Sessions and compilation state
+       Session(..), HscEnv(..), hscEPS,
+       FinderCache, FinderCacheEntry,
+       Target(..), TargetId(..), pprTarget, pprTargetId,
+       ModuleGraph, emptyMG,
 
-       ModDetails(..), 
-       ModGuts(..), ModImports(..), ForeignStubs(..),
+       ModDetails(..), emptyModDetails,
+       ModGuts(..), CgGuts(..), ModImports(..), ForeignStubs(..),
 
-       ModSummary(..), showModMsg,
+       ModSummary(..), showModMsg, isBootSummary,
        msHsFilePath, msHiFilePath, msObjFilePath, 
 
        HscSource(..), isHsBoot, hscSourceString,       -- Re-exported from DriverPhases
@@ -42,8 +45,6 @@ module HscTypes (
 
        WhetherHasOrphans, IsBootInterface, Usage(..), 
        Dependencies(..), noDependencies,
-       InstPool, Gated, addInstsToPool, 
-       RulePool, addRulesToPool, 
        NameCache(..), OrigNameCache, OrigIParamCache,
        Avails, availsToNameSet, availName, availNames,
        GenAvailInfo(..), AvailInfo, RdrAvailInfo, 
@@ -51,7 +52,6 @@ module HscTypes (
 
        Deprecations, DeprecTxt, lookupDeprec, plusDeprecs,
 
-       InstEnv, DFunId,
        PackageInstEnv, PackageRuleBase,
 
        -- Linker stuff
@@ -75,7 +75,7 @@ import NameSet
 import OccName         ( OccName, OccEnv, lookupOccEnv, mkOccEnv, emptyOccEnv, 
                          extendOccEnv )
 import Module
-import InstEnv         ( InstEnv, DFunId )
+import InstEnv         ( InstEnv, Instance )
 import Rules           ( RuleBase )
 import CoreSyn         ( CoreBind )
 import Id              ( Id )
@@ -84,8 +84,8 @@ import Type           ( TyThing(..) )
 import Class           ( Class, classSelIds, classTyCon )
 import TyCon           ( TyCon, tyConSelIds, tyConDataCons )
 import DataCon         ( dataConImplicitIds )
-import Packages                ( PackageIdH, PackageId )
-import CmdLineOpts     ( DynFlags )
+import Packages                ( PackageIdH, PackageId, PackageConfig )
+import DynFlags                ( DynFlags(..), isOneShot )
 import DriverPhases    ( HscSource(..), isHsBoot, hscSourceString )
 import BasicTypes      ( Version, initialVersion, IPName, 
                          Fixity, defaultFixity, DeprecTxt )
@@ -93,7 +93,7 @@ import BasicTypes     ( Version, initialVersion, IPName,
 import IfaceSyn                ( IfaceInst, IfaceRule, IfaceDecl(ifName) )
 
 import FiniteMap       ( FiniteMap )
-import CoreSyn         ( IdCoreRule )
+import CoreSyn         ( CoreRule )
 import Maybes          ( orElse, fromJust, expectJust )
 import Outputable
 import SrcLoc          ( SrcSpan )
@@ -112,14 +112,42 @@ import Time               ( ClockTime )
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
-The HscEnv gives the environment in which to compile a chunk of code.
+
+\begin{code}
+-- | The Session is a handle to the complete state of a compilation
+-- session.  A compilation session consists of a set of modules
+-- constituting the current program or library, the context for
+-- interactive evaluation, and various caches.
+newtype Session = Session (IORef HscEnv)
+\end{code}
+
+HscEnv is like Session, except that some of the fields are immutable.
+An HscEnv is used to compile a single module from plain Haskell source
+code (after preprocessing) to either C, assembly or C--.  Things like
+the module graph don't change during a single compilation.
+
+Historical note: "hsc" used to be the name of the compiler binary,
+when there was a separate driver and compiler.  To compile a single
+module, the driver would invoke hsc on the source code... so nowadays
+we think of hsc as the layer of the compiler that deals with compiling
+a single module.
 
 \begin{code}
 data HscEnv 
-  = HscEnv { hsc_mode   :: GhciMode,
-            hsc_dflags :: DynFlags,
+  = HscEnv { 
+       hsc_dflags :: DynFlags,
+               -- The dynamic flag settings
+
+       hsc_targets :: [Target],
+               -- The targets (or roots) of the current session
+
+       hsc_mod_graph :: ModuleGraph,
+               -- The module graph of the current session
+
+       hsc_IC :: InteractiveContext,
+               -- The context for evaluating interactive statements
 
-            hsc_HPT    :: HomePackageTable,
+       hsc_HPT    :: HomePackageTable,
                -- The home package table describes already-compiled
                -- home-packge modules, *excluding* the module we 
                -- are compiling right now.
@@ -137,40 +165,61 @@ data HscEnv
                -- but not actually below the current module in the dependency
                -- graph.  (This changes a previous invariant: changed Jan 05.)
        
-               -- The next two are side-effected by compiling
-               -- to reflect sucking in interface files
-            hsc_EPS    :: IORef ExternalPackageState,
-            hsc_NC     :: IORef NameCache }
+       hsc_EPS :: {-# UNPACK #-} !(IORef ExternalPackageState),
+       hsc_NC  :: {-# UNPACK #-} !(IORef NameCache),
+               -- These are side-effected by compiling to reflect
+               -- sucking in interface files.  They cache the state of
+               -- external interface files, in effect.
+
+       hsc_FC  :: {-# UNPACK #-} !(IORef FinderCache)
+               -- The finder's cache.  This caches the location of modules,
+               -- so we don't have to search the filesystem multiple times.
+ }
 
 hscEPS :: HscEnv -> IO ExternalPackageState
 hscEPS hsc_env = readIORef (hsc_EPS hsc_env)
-\end{code}
 
-The GhciMode is self-explanatory:
+-- | A compilation target.
+--
+-- A target may be supplied with the actual text of the
+-- module.  If so, use this instead of the file contents (this
+-- is for use in an IDE where the file hasn't been saved by
+-- the user yet).
+data Target = Target TargetId (Maybe (StringBuffer,ClockTime))
 
-\begin{code}
-data GhciMode = Batch          -- ghc --make Main
-             | Interactive     -- ghc --interactive
-             | OneShot         -- ghc Foo.hs
-             | IDE             -- Visual Studio etc
-             deriving Eq
-
-isOneShot :: GhciMode -> Bool
-isOneShot OneShot = True
-isOneShot _other  = False
-\end{code}
+data TargetId
+  = TargetModule Module           -- ^ A module name: search for the file
+  | TargetFile   FilePath  -- ^ A filename: parse it to find the module name.
+  deriving Eq
 
-\begin{code}
-type HomePackageTable  = ModuleEnv HomeModInfo -- Domain = modules in the home package
-type PackageIfaceTable = ModuleEnv ModIface    -- Domain = modules in the imported packages
+pprTarget :: Target -> SDoc
+pprTarget (Target id _) = pprTargetId id
+
+pprTargetId (TargetModule m) = ppr m
+pprTargetId (TargetFile f)   = text f
+
+type FinderCache = ModuleEnv FinderCacheEntry
+type FinderCacheEntry = (ModLocation, Maybe (PackageConfig,Bool))
+       -- The finder's cache (see module Finder)
+
+type HomePackageTable  = ModuleEnv HomeModInfo
+       -- Domain = modules in the home package
+type PackageIfaceTable = ModuleEnv ModIface
+       -- Domain = modules in the imported packages
 
 emptyHomePackageTable  = emptyModuleEnv
 emptyPackageIfaceTable = emptyModuleEnv
 
 data HomeModInfo 
-  = HomeModInfo { hm_iface    :: ModIface,
-                 hm_details  :: ModDetails,
-                 hm_linkable :: Linkable }
+  = HomeModInfo { hm_iface    :: !ModIface,
+                 hm_details  :: !ModDetails,
+                 hm_linkable :: !(Maybe Linkable) }
+               -- hm_linkable might be Nothing if:
+               --   a) this is an .hs-boot module
+               --   b) temporarily during compilation if we pruned away
+               --      the old linkable because it was out of date.
+               -- after a complete compilation (GHC.load), all hm_linkable
+               -- fields in the HPT will be Just.
 \end{code}
 
 Simple lookups in the symbol table.
@@ -193,22 +242,22 @@ lookupIfaceByModule hpt pit mod
 
 
 \begin{code}
-hptInstances :: HscEnv -> (Module -> Bool) -> [DFunId]
+hptInstances :: HscEnv -> (Module -> Bool) -> [Instance]
 -- Find all the instance declarations that are in modules imported 
 -- by this one, directly or indirectly, and are in the Home Package Table
 -- This ensures that we don't see instances from modules --make compiled 
 -- before this one, but which are not below this one
 hptInstances hsc_env want_this_module
-  = [ dfun 
+  = [ ispec 
     | mod_info <- moduleEnvElts (hsc_HPT hsc_env)
     , want_this_module (mi_module (hm_iface mod_info))
-    , dfun <- md_insts (hm_details mod_info) ]
+    , ispec <- md_insts (hm_details mod_info) ]
 
-hptRules :: HscEnv -> [(Module, IsBootInterface)] -> [IdCoreRule]
+hptRules :: HscEnv -> [(Module, IsBootInterface)] -> [CoreRule]
 -- Get rules from modules "below" this one (in the dependency sense)
 -- C.f Inst.hptInstances
 hptRules hsc_env deps
-  | isOneShot (hsc_mode hsc_env) = []
+  | isOneShot (ghcMode (hsc_dflags hsc_env)) = []
   | otherwise
   = let 
        hpt = hsc_HPT hsc_env
@@ -307,11 +356,17 @@ data ModIface
 data ModDetails
    = ModDetails {
        -- The next three fields are created by the typechecker
+       md_exports  :: NameSet,
         md_types    :: !TypeEnv,
-        md_insts    :: ![DFunId],      -- Dfun-ids for the instances in this module
-        md_rules    :: ![IdCoreRule]   -- Domain may include Ids from other modules
+        md_insts    :: ![Instance],    -- Dfun-ids for the instances in this module
+        md_rules    :: ![CoreRule]     -- Domain may include Ids from other modules
      }
 
+emptyModDetails = ModDetails { md_types = emptyTypeEnv,
+                              md_exports = emptyNameSet,
+                              md_insts = [],
+                              md_rules = [] }
+
 -- A ModGuts is carried through the compiler, accumulating stuff as it goes
 -- There is only one ModGuts at any time, the one for the module
 -- being compiled right now.  Once it is compiled, a ModIface and 
@@ -332,8 +387,8 @@ data ModGuts
        mg_deprecs  :: !Deprecations,   -- Deprecations declared in the module
 
        mg_types    :: !TypeEnv,
-       mg_insts    :: ![DFunId],       -- Instances 
-        mg_rules    :: ![IdCoreRule],  -- Rules from this module
+       mg_insts    :: ![Instance],     -- Instances 
+        mg_rules    :: ![CoreRule],    -- Rules from this module
        mg_binds    :: ![CoreBind],     -- Bindings for this module
        mg_foreign  :: !ForeignStubs
     }
@@ -343,24 +398,35 @@ data ModGuts
 -- After simplification, the following fields change slightly:
 --     mg_rules        Orphan rules only (local ones now attached to binds)
 --     mg_binds        With rules attached
---
--- After CoreTidy, the following fields change slightly:
---     mg_types        Now contains Ids as well, replete with final IdInfo
---                        The Ids are only the ones that are visible from
---                        importing modules.  Without -O that means only
---                        exported Ids, but with -O importing modules may
---                        see ids mentioned in unfoldings of exported Ids
---
---     mg_insts        Same DFunIds as before, but with final IdInfo,
---                        and the unique might have changed; remember that
---                        CoreTidy links up the uniques of old and new versions
---
---     mg_rules        All rules for exported things, substituted with final Ids
---
---     mg_binds        Tidied
 
 
+---------------------------------------------------------
+-- The Tidy pass forks the information about this module: 
+--     * one lot goes to interface file generation (ModIface)
+--       and later compilations (ModDetails)
+--     * the other lot goes to code generation (CgGuts)
+data CgGuts 
+  = CgGuts {
+       cg_module   :: !Module,
 
+       cg_tycons   :: [TyCon],         -- Algebraic data types (including ones that started life
+                                       -- as classes); generate constructors and info tables
+                                       -- Includes newtypes, just for the benefit of External Core
+
+       cg_binds    :: [CoreBind],      -- The tidied main bindings, including previously-implicit 
+                                       -- bindings for record and class selectors, and
+                                       -- data construtor wrappers.  
+                                       -- But *not* data constructor workers; reason: we
+                                       -- we regard them as part of the code-gen of tycons
+
+       cg_dir_imps :: ![Module],       -- Directly-imported modules; used to generate
+                                       -- initialisation code
+
+       cg_foreign  :: !ForeignStubs,   
+       cg_dep_pkgs :: ![PackageId]     -- Used to generate #includes for C code gen
+    }
+
+-----------------------------------
 data ModImports
   = ModImports {
        imp_direct     :: ![(Module,Bool)],     -- Explicitly-imported modules
@@ -372,6 +438,7 @@ data ModImports
                                                --      directly or indirectly
     }
 
+-----------------------------------
 data ForeignStubs = NoStubs
                  | ForeignStubs
                        SDoc            -- Header file prototypes for
@@ -420,10 +487,10 @@ emptyModIface pkg mod
 \begin{code}
 data InteractiveContext 
   = InteractiveContext { 
-       ic_toplev_scope :: [String],    -- Include the "top-level" scope of
+       ic_toplev_scope :: [Module],    -- Include the "top-level" scope of
                                        -- these modules
 
-       ic_exports :: [String],         -- Include just the exports of these
+       ic_exports :: [Module],         -- Include just the exports of these
                                        -- modules
 
        ic_rn_gbl_env :: GlobalRdrEnv,  -- The cached GlobalRdrEnv, built from
@@ -759,7 +826,7 @@ data ExternalPackageState
                -- The ModuleIFaces for modules in external packages
                -- whose interfaces we have opened
                -- The declarations in these interface files are held in
-               -- eps_decls, eps_insts, eps_rules (below), not in the 
+               -- eps_decls, eps_inst_env, eps_rules (below), not in the 
                -- mi_decls fields of the iPIT.  
                -- What _is_ in the iPIT is:
                --      * The Module 
@@ -774,18 +841,6 @@ data ExternalPackageState
                                                --   all the external-package modules
        eps_rule_base :: !PackageRuleBase,      -- Ditto RuleEnv
 
-
-       -- Holding pens for stuff that has been read in from file,
-       -- but not yet slurped into the renamer
-       eps_insts :: !InstPool,
-               -- The as-yet un-slurped instance decls
-               -- Decls move from here to eps_inst_env
-               -- Each instance is 'gated' by the names that must be 
-               -- available before this instance decl is needed.
-
-       eps_rules :: !RulePool,
-               -- The as-yet un-slurped rules
-
        eps_stats :: !EpsStats
   }
 
@@ -795,6 +850,14 @@ data EpsStats = EpsStats { n_ifaces_in
                         , n_decls_in, n_decls_out 
                         , n_rules_in, n_rules_out
                         , n_insts_in, n_insts_out :: !Int }
+
+addEpsInStats :: EpsStats -> Int -> Int -> Int -> EpsStats
+-- Add stats for one newly-read interface
+addEpsInStats stats n_decls n_insts n_rules
+  = stats { n_ifaces_in = n_ifaces_in stats + 1
+         , n_decls_in  = n_decls_in stats + n_decls
+         , n_insts_in  = n_insts_in stats + n_insts
+         , n_rules_in  = n_rules_in stats + n_rules }
 \end{code}
 
 The NameCache makes sure that there is just one Unique assigned for
@@ -805,10 +868,6 @@ name, we might not be at its binding site (e.g. we are reading an
 interface file); so we give it 'noSrcLoc' then.  Later, when we find
 its binding site, we fix it up.
 
-Exactly the same is true of the Module stored in the Name.  When we first
-encounter the occurrence, we may not know the details of the module, so
-we just store junk.  Then when we find the binding site, we fix it up.
-
 \begin{code}
 data NameCache
  = NameCache {  nsUniqs :: UniqSupply,
@@ -823,68 +882,38 @@ type OrigNameCache   = ModuleEnv (OccEnv Name)
 type OrigIParamCache = FiniteMap (IPName OccName) (IPName Name)
 \end{code}
 
-\begin{code}
-type Gated d = ([Name], (Module, SDoc, d))
-       -- The [Name] 'gate' the declaration; always non-empty
-       -- Module records which module this decl belongs to
-       -- SDoc records the pathname of the file, or similar err-ctxt info
-
-type RulePool = [Gated IfaceRule]
-
-addRulesToPool :: RulePool
-             -> [Gated IfaceRule]
-             -> RulePool
-addRulesToPool rules new_rules = new_rules ++ rules
-
--------------------------
-addEpsInStats :: EpsStats -> Int -> Int -> Int -> EpsStats
--- Add stats for one newly-read interface
-addEpsInStats stats n_decls n_insts n_rules
-  = stats { n_ifaces_in = n_ifaces_in stats + 1
-         , n_decls_in  = n_decls_in stats + n_decls
-         , n_insts_in  = n_insts_in stats + n_insts
-         , n_rules_in  = n_rules_in stats + n_rules }
-
--------------------------
-type InstPool = NameEnv [Gated IfaceInst]
-       -- The key of the Pool is the Class
-       -- The Names are the TyCons in the instance head
-       -- For example, suppose this is in an interface file
-       --      instance C T where ...
-       -- We want to slurp this decl if both C and T are "visible" in 
-       -- the importing module.  See "The gating story" in RnIfaces for details.
-
-
-addInstsToPool :: InstPool -> [(Name, Gated IfaceInst)] -> InstPool
-addInstsToPool insts new_insts
-  = foldr add insts new_insts
-  where
-    add :: (Name, Gated IfaceInst) -> NameEnv [Gated IfaceInst] -> NameEnv [Gated IfaceInst]
-    add (cls,new_inst) insts = extendNameEnv_C combine insts cls [new_inst]
-       where
-         combine old_insts _ = new_inst : old_insts
-\end{code}
 
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-               The ModSummary type
+               The module graph and ModSummary type
        A ModSummary is a node in the compilation manager's
        dependency graph, and it's also passed to hscMain
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
-The nodes of the module graph are
-       EITHER a regular Haskell source module
-       OR     a hi-boot source module
+A ModuleGraph contains all the nodes from the home package (only).  
+There will be a node for each source module, plus a node for each hi-boot
+module.
 
 \begin{code}
+type ModuleGraph = [ModSummary]  -- The module graph, 
+                                -- NOT NECESSARILY IN TOPOLOGICAL ORDER
+
+emptyMG :: ModuleGraph
+emptyMG = []
+
+-- The nodes of the module graph are
+--     EITHER a regular Haskell source module
+--     OR     a hi-boot source module
+
 data ModSummary
    = ModSummary {
         ms_mod       :: Module,                        -- Name of the module
        ms_hsc_src   :: HscSource,              -- Source is Haskell, hs-boot, external core
         ms_location  :: ModLocation,           -- Location
-        ms_hs_date   :: ClockTime,             -- Timestamp of summarised file
+        ms_hs_date   :: ClockTime,             -- Timestamp of source file
+       ms_obj_date  :: Maybe ClockTime,        -- Timestamp of object, maybe
         ms_srcimps   :: [Module],              -- Source imports
         ms_imps      :: [Module],              -- Non-source imports
         ms_hspp_file :: Maybe FilePath,                -- Filename of preprocessed source,
@@ -907,6 +936,8 @@ msHsFilePath  ms = expectJust "msHsFilePath" (ml_hs_file  (ms_location ms))
 msHiFilePath  ms = ml_hi_file  (ms_location ms)
 msObjFilePath ms = ml_obj_file (ms_location ms)
 
+isBootSummary :: ModSummary -> Bool
+isBootSummary ms = isHsBoot (ms_hsc_src ms)
 
 instance Outputable ModSummary where
    ppr ms