[project @ 2001-01-10 16:28:15 by qrczak]
[ghc-hetmet.git] / ghc / lib / std / PrelIOBase.lhs
index bcf6d7d..00653b2 100644 (file)
@@ -1,5 +1,7 @@
-%
-% (c) The AQUA Project, Glasgow University, 1994-1996
+% ------------------------------------------------------------------------------
+% $Id: PrelIOBase.lhs,v 1.30 2001/01/10 16:28:15 qrczak Exp $
+% 
+% (c) The University of Glasgow, 1994-2000
 %
 
 \section[PrelIOBase]{Module @PrelIOBase@}
@@ -8,21 +10,41 @@ Definitions for the @IO@ monad and its friends.  Everything is exported
 concretely; the @IO@ module itself exports abstractly.
 
 \begin{code}
-{-# OPTIONS -fno-implicit-prelude #-}
-#include "error.h"
+{-# OPTIONS -fno-implicit-prelude -#include "cbits/stgio.h" #-}
+#include "config.h"
+#include "cbits/stgerror.h"
 
+#ifndef __HUGS__ /* Hugs just includes this in PreludeBuiltin so no header needed */
 module PrelIOBase where
 
 import {-# SOURCE #-} PrelErr ( error )
+
 import PrelST
-import PrelTup
-import PrelMaybe
-import PrelAddr
-import PrelPack        ( unpackCString )
 import PrelBase
-import PrelArr ( ByteArray(..), MutableVar(..) )
-import PrelGHC
+import PrelNum   ( fromInteger )       -- Integer literals
+import PrelMaybe  ( Maybe(..) )
+import PrelAddr          ( Addr(..), nullAddr )
+import PrelShow
+import PrelList
+import PrelDynamic
+import PrelPack ( unpackCString )
+
+#if !defined(__CONCURRENT_HASKELL__)
+import PrelArr   ( MutableVar, readVar )
+#endif
+#endif
 
+#ifdef __HUGS__
+#define __CONCURRENT_HASKELL__
+#define stToIO id
+#define unpackCString primUnpackString
+#endif
+
+#ifndef __PARALLEL_HASKELL__
+#define FILE_OBJECT        ForeignObj
+#else
+#define FILE_OBJECT        Addr
+#endif
 \end{code}
 
 %*********************************************************
@@ -31,62 +53,59 @@ import PrelGHC
 %*                                                     *
 %*********************************************************
 
-IO is no longer built on top of PrimIO (which used to be a specialised
-version of the ST monad), instead it is now has its own type.  This is
-purely for efficiency purposes, since we get to remove several levels
-of lifting in the type of the monad.
+The IO Monad is just an instance of the ST monad, where the state is
+the real world.  We use the exception mechanism (in PrelException) to
+implement IO exceptions.
+
+NOTE: The IO representation is deeply wired in to various parts of the
+system.  The following list may or may not be exhaustive:
+
+Compiler  - types of various primitives in PrimOp.lhs
+
+RTS      - forceIO (StgMiscClosures.hc)
+         - catchzh_fast, (un)?blockAsyncExceptionszh_fast, raisezh_fast 
+           (Exceptions.hc)
+         - raiseAsync (Schedule.c)
+
+Prelude   - PrelIOBase.lhs, and several other places including
+           PrelException.lhs.
+
+Libraries - parts of hslibs/lang.
+
+--SDM
 
 \begin{code}
-newtype IO a = IO (State# RealWorld -> IOResult a)
+#ifndef __HUGS__
+newtype IO a = IO (State# RealWorld -> (# State# RealWorld, a #))
 
-{-# INLINE unIO #-}
+unIO :: IO a -> (State# RealWorld -> (# State# RealWorld, a #))
 unIO (IO a) = a
 
-data IOResult a = IOok   (State# RealWorld) a
-               | IOfail (State# RealWorld) IOError
-
 instance  Functor IO where
-   map f x = x >>= (return . f)
+   fmap f x = x >>= (return . f)
 
 instance  Monad IO  where
     {-# INLINE return #-}
     {-# INLINE (>>)   #-}
     {-# INLINE (>>=)  #-}
     m >> k      =  m >>= \ _ -> k
-    return x   = IO $ \ s -> IOok s x
+    return x   = returnIO x
 
-    (IO m) >>= k =
-        IO $ \s ->
-       case m s of
-           IOfail new_s err -> IOfail new_s err
-           IOok   new_s a   -> unIO (k a) new_s
+    m >>= k     = bindIO m k
+    fail s     = ioError (userError s)
 
-fixIO :: (a -> IO a) -> IO a
-    -- not required but worth having around
+liftIO :: IO a -> State# RealWorld -> STret RealWorld a
+liftIO (IO m) = \s -> case m s of (# s', r #) -> STret s' r
 
-fixIO k = IO $ \ s ->
-    let
-       (IO k_loop) = k loop
-       result      = k_loop s
-       IOok _ loop = result
-    in
-    result
-
-fail            :: IOError -> IO a 
-fail err       =  IO $ \ s -> IOfail s err
-
-userError       :: String  -> IOError
-userError str  =  IOError Nothing UserError str
-
-catch           :: IO a    -> (IOError -> IO a) -> IO a 
-catch (IO m) k  = IO $ \ s ->
-  case m s of
-    IOok   new_s a -> IOok new_s a
-    IOfail new_s e -> unIO (k e) new_s
+bindIO :: IO a -> (a -> IO b) -> IO b
+bindIO (IO m) k = IO ( \ s ->
+  case m s of 
+    (# new_s, a #) -> unIO (k a) new_s
+  )
 
-instance  Show (IO a)  where
-    showsPrec p f  = showString "<<IO action>>"
-    showList      = showList__ (showsPrec 0)
+returnIO :: a -> IO a
+returnIO x = IO (\ s -> (# s, x #))
+#endif
 \end{code}
 
 %*********************************************************
@@ -96,241 +115,188 @@ instance  Show (IO a)  where
 %*********************************************************
 
 \begin{code}
-stToIO    :: ST RealWorld a -> IO a
-stToIO (ST m) = IO $ \ s -> case (m s) of STret new_s r -> IOok new_s r
-
-ioToST    :: IO a -> ST RealWorld a
-ioToST (IO io) = ST $ \ s ->
-    case (io s) of
-      IOok   new_s a -> STret new_s a
-      IOfail new_s e -> error ("I/O Error (ioToST): " ++ showsPrec 0 e "\n")
+#ifdef __HUGS__
+/* Hugs doesn't distinguish these types so no coercion required) */
+#else
+stToIO       :: ST RealWorld a -> IO a
+stToIO (ST m) = (IO m)
+
+ioToST       :: IO a -> ST RealWorld a
+ioToST (IO m) = (ST m)
+#endif
 \end{code}
 
 %*********************************************************
 %*                                                     *
-\subsection{Utility functions}
+\subsection{Unsafe @IO@ operations}
 %*                                                     *
 %*********************************************************
 
-I'm not sure why this little function is here...
-
 \begin{code}
-fputs :: Addr{-FILE*-} -> String -> IO Bool
-
-fputs stream [] = return True
+#ifndef __HUGS__
+{-# NOINLINE unsafePerformIO #-}
+unsafePerformIO        :: IO a -> a
+unsafePerformIO (IO m) = case m realWorld# of (# _, r #)   -> r
 
-fputs stream (c : cs)
-  = _ccall_ stg_putc c stream >>        -- stg_putc expands to putc
-    fputs stream cs                     -- (just does some casting stream)
+unsafeInterleaveIO :: IO a -> IO a
+unsafeInterleaveIO = stToIO . unsafeInterleaveST . ioToST
+#endif
 \end{code}
 
-
 %*********************************************************
 %*                                                     *
-\subsection{Type @IOError@}
+\subsection{Types @Handle@, @Handle__@}
 %*                                                     *
 %*********************************************************
 
-A value @IOError@ encode errors occurred in the @IO@ monad.
-An @IOError@ records a more specific error type, a descriptive
-string and maybe the handle that was used when the error was
-flagged.
-
-\begin{code}
-data IOError 
- = IOError 
-     (Maybe Handle)  -- the handle used by the action flagging the
-                    -- the error.
-     IOErrorType     -- what it was.
-     String          -- error type specific information.
-
-
-data IOErrorType
-  = AlreadyExists        | HardwareFault
-  | IllegalOperation     | InappropriateType
-  | Interrupted          | InvalidArgument
-  | NoSuchThing          | OtherError
-  | PermissionDenied     | ProtocolError
-  | ResourceBusy         | ResourceExhausted
-  | ResourceVanished     | SystemError
-  | TimeExpired          | UnsatisfiedConstraints
-  | UnsupportedOperation | UserError
-  | EOF
-  deriving (Eq, Show)
-
-\end{code}
-
-Predicates on IOError; little effort made on these so far...
+The type for @Handle@ is defined rather than in @IOHandle@
+module, as the @IOError@ type uses it..all operations over
+a handles reside in @IOHandle@.
 
 \begin{code}
 
-isAlreadyExistsError (IOError _ AlreadyExists _) = True
-isAlreadyExistsError _                          = False
+#ifndef __HUGS__
+{-
+ Sigh, the MVar ops in ConcBase depend on IO, the IO
+ representation here depend on MVars for handles (when
+ compiling in a concurrent way). Break the cycle by having
+ the definition of MVars go here:
 
-isAlreadyInUseError (IOError _ ResourceBusy _) = True
-isAlreadyInUseError _                         = False
+-}
+data MVar a = MVar (MVar# RealWorld a)
 
-isFullError (IOError _ ResourceExhausted _) = True
-isFullError _                              = False
+-- pull in Eq (Mvar a) too, to avoid PrelConc being an orphan-instance module
+instance Eq (MVar a) where
+       (MVar mvar1#) == (MVar mvar2#) = sameMVar# mvar1# mvar2#
 
-isEOFError (IOError _ EOF _) = True
-isEOFError _                 = True
+{-
+  Double sigh - ForeignObj is needed here too to break a cycle.
+-}
+data ForeignObj = ForeignObj ForeignObj#   -- another one
+instance CCallable ForeignObj
 
-isIllegalOperation (IOError _ IllegalOperation _) = True
-isIllegalOperation _                             = False
+eqForeignObj :: ForeignObj  -> ForeignObj -> Bool
+eqForeignObj mp1 mp2
+  = unsafePerformIO (primEqForeignObj mp1 mp2) /= (0::Int)
 
-isPermissionError (IOError _ PermissionDenied _) = True
-isPermissionError _                             = False
+foreign import "eqForeignObj" unsafe primEqForeignObj :: ForeignObj -> ForeignObj -> IO Int
 
-isDoesNotExistError (IOError _ NoSuchThing _) = True
-isDoesNotExistError _                         = False
+instance Eq ForeignObj where 
+    p == q = eqForeignObj p q
+    p /= q = not (eqForeignObj p q)
+#endif /* ndef __HUGS__ */
 
-isUserError (IOError _ UserError _) = True
-isUserError _                      = False
-\end{code}
+#if defined(__CONCURRENT_HASKELL__)
+newtype Handle = Handle (MVar Handle__)
+#else
+newtype Handle = Handle (MutableVar RealWorld Handle__)
+#endif
 
-Showing @IOError@s
+instance Eq Handle where
+ (Handle h1) == (Handle h2) = h1 == h2
 
-\begin{code}
-instance Show IOError where
-    showsPrec p (IOError _ UserError s) rs =
-      showString s rs
 {-
-    showsPrec p (IOError _ EOF _) rs =
-      showsPrec p EOF rs
+  A Handle is represented by (a reference to) a record 
+  containing the state of the I/O port/device. We record
+  the following pieces of info:
+
+    * type (read,write,closed etc.)
+    * pointer to the external file object.
+    * buffering mode 
+    * user-friendly name (usually the
+      FilePath used when IO.openFile was called)
+
+Note: when a Handle is garbage collected, we want to flush its buffer
+and close the OS file handle, so as to free up a (precious) resource.
 -}
-    showsPrec p (IOError _ iot s) rs =
-      showsPrec p 
-                iot 
-                (case s of { 
-                 "" -> rs; 
-                 _ -> showString ": " $ 
-                      showString s rs})
-
-\end{code}
-
-The @String@ part of an @IOError@ is platform-dependent.  However, to
-provide a uniform mechanism for distinguishing among errors within
-these broad categories, each platform-specific standard shall specify
-the exact strings to be used for particular errors.  For errors not
-explicitly mentioned in the standard, any descriptive string may be
-used.
-
-\begin{change}
-SOF & 4/96 & added argument to indicate function that flagged error
-\end{change}
-% Hmm..does these envs work?!...SOF
-
-\begin{code}
-constructErrorAndFail :: String -> IO a
-constructErrorAndFail call_site
-  = constructError call_site >>= \ io_error ->
-    fail io_error
-
-\end{code}
+data Handle__
+  = Handle__ {
+      haFO__         :: FILE_OBJECT,
+      haType__        :: Handle__Type,
+      haBufferMode__  :: BufferMode,
+      haFilePath__    :: FilePath,
+      haBuffers__     :: [Addr]
+    }
 
-This doesn't seem to be documented/spelled out anywhere,
-so here goes: (SOF)
+{-
+  Internally, we classify handles as being one
+  of the following:
+-}
+data Handle__Type
+ = ClosedHandle
+ | SemiClosedHandle
+ | ReadHandle
+ | WriteHandle
+ | AppendHandle
+ | ReadWriteHandle
 
-The implementation of the IO prelude uses various C stubs
-to do the actual interaction with the OS. The bandwidth
-\tr{C<->Haskell} is somewhat limited, so the general strategy
-for flaggging any errors (apart from possibly using the
-return code of the external call), is to set the @ghc_errtype@
-to a value that is one of the \tr{#define}s in @includes/error.h@.
-@ghc_errstr@ holds a character string providing error-specific
-information.
 
-\begin{code}
-constructError       :: String -> IO IOError
-constructError call_site =
- _casm_ ``%r = ghc_errtype;''    >>= \ (I# errtype#) ->
- _casm_ ``%r = ghc_errstr;''    >>= \ str ->
- let
-  iot =
-   case errtype# of
-     ERR_ALREADYEXISTS#                 -> AlreadyExists
-     ERR_HARDWAREFAULT#                 -> HardwareFault
-     ERR_ILLEGALOPERATION#      -> IllegalOperation
-     ERR_INAPPROPRIATETYPE#     -> InappropriateType
-     ERR_INTERRUPTED#           -> Interrupted
-     ERR_INVALIDARGUMENT#       -> InvalidArgument
-     ERR_NOSUCHTHING#           -> NoSuchThing
-     ERR_OTHERERROR#            -> OtherError
-     ERR_PERMISSIONDENIED#      -> PermissionDenied
-     ERR_PROTOCOLERROR#                 -> ProtocolError
-     ERR_RESOURCEBUSY#          -> ResourceBusy
-     ERR_RESOURCEEXHAUSTED#     -> ResourceExhausted
-     ERR_RESOURCEVANISHED#      -> ResourceVanished
-     ERR_SYSTEMERROR#           -> SystemError
-     ERR_TIMEEXPIRED#           -> TimeExpired
-     ERR_UNSATISFIEDCONSTRAINTS# -> UnsatisfiedConstraints
-     ERR_UNSUPPORTEDOPERATION#   -> UnsupportedOperation
-     ERR_EOF#                   -> EOF
-     _                          -> OtherError
+-- File names are specified using @FilePath@, a OS-dependent
+-- string that (hopefully, I guess) maps to an accessible file/object.
 
-  msg = 
-   call_site ++ ':' : ' ' : unpackCString str ++
-   case iot of
-     OtherError -> "(error code: " ++ show (I# errtype#) ++ ")"
-     _ -> ""
- in
- return (IOError Nothing iot msg)
+type FilePath = String
 \end{code}
 
 %*********************************************************
 %*                                                     *
-\subsection{Types @Handle@, @Handle__@}
+\subsection[Show-Handle]{Show instance for Handles}
 %*                                                     *
 %*********************************************************
 
-The type for @Handle@ is defined rather than in @IOHandle@
-module, as the @IOError@ type uses it..all operations over
-a handles reside in @IOHandle@.
-
 \begin{code}
-
-{-
- Sigh, the MVar ops in ConcBase depend on IO, the IO
- representation here depend on MVars for handles (when
- compiling a concurrent way). Break the cycle by having
- the definition of MVars go here:
-
--}
-data MVar a = MVar (SynchVar# RealWorld a)
-
-{-
-  Double sigh - ForeignObj is needed here too to break a cycle.
--}
-data ForeignObj = ForeignObj ForeignObj#   -- another one
-
+-- handle types are 'show'ed when printing error msgs, so
+-- we provide a more user-friendly Show instance for it
+-- than the derived one.
+instance Show Handle__Type where
+  showsPrec p t =
+    case t of
+      ClosedHandle      -> showString "closed"
+      SemiClosedHandle  -> showString "semi-closed"
+      ReadHandle        -> showString "readable"
+      WriteHandle       -> showString "writeable"
+      AppendHandle      -> showString "writeable (append)"
+      ReadWriteHandle   -> showString "read-writeable"
+
+instance Show Handle where 
+  showsPrec p (Handle h) = 
+    let
 #if defined(__CONCURRENT_HASKELL__)
-newtype Handle = Handle (MVar Handle__)
+#ifdef __HUGS__
+     hdl_ = unsafePerformIO (primTakeMVar h)
 #else
-newtype Handle = Handle (MutableVar RealWorld Handle__)
+     -- (Big) SIGH: unfolded defn of takeMVar to avoid
+     -- an (oh-so) unfortunate module loop with PrelConc.
+     hdl_ = unsafePerformIO (IO $ \ s# ->
+            case h               of { MVar h# ->
+            case takeMVar# h# s# of { (# s2# , r #) -> 
+                   (# s2#, r #) }})
 #endif
-
-data Handle__
-  = ErrorHandle                IOError
-  | ClosedHandle
-#ifndef __PARALLEL_HASKELL__
-  | SemiClosedHandle   ForeignObj (Addr, Int)
-  | ReadHandle         ForeignObj (Maybe BufferMode) Bool
-  | WriteHandle                ForeignObj (Maybe BufferMode) Bool
-  | AppendHandle       ForeignObj (Maybe BufferMode) Bool
-  | ReadWriteHandle    ForeignObj (Maybe BufferMode) Bool
 #else
-  | SemiClosedHandle   Addr (Addr, Int)
-  | ReadHandle         Addr (Maybe BufferMode) Bool
-  | WriteHandle                Addr (Maybe BufferMode) Bool
-  | AppendHandle       Addr (Maybe BufferMode) Bool
-  | ReadWriteHandle    Addr (Maybe BufferMode) Bool
+     hdl_ = unsafePerformIO (stToIO (readVar h))
 #endif
-
--- Standard Instances as defined by the Report..
--- instance Eq Handle   (defined in IO)
--- instance Show Handle    ""
-
+    in
+    showChar '{' . 
+    showHdl (haType__ hdl_) 
+           (showString "loc=" . showString (haFilePath__ hdl_) . showChar ',' .
+            showString "type=" . showsPrec p (haType__ hdl_) . showChar ',' .
+            showString "buffering=" . showBufMode (haFO__ hdl_) (haBufferMode__ hdl_) . showString "}\n" )
+   where
+    showHdl :: Handle__Type -> ShowS -> ShowS
+    showHdl ht cont = 
+       case ht of
+        ClosedHandle  -> showsPrec p ht . showString "}\n"
+       _ -> cont
+       
+    showBufMode :: FILE_OBJECT -> BufferMode -> ShowS
+    showBufMode fo bmo =
+      case bmo of
+        NoBuffering   -> showString "none"
+       LineBuffering -> showString "line"
+       BlockBuffering (Just n) -> showString "block " . showParen True (showsPrec p n)
+       BlockBuffering Nothing  -> showString "block " . showParen True (showsPrec p def)
+      where
+       def :: Int 
+       def = unsafePerformIO (getBufSize fo)
 \end{code}
 
 %*********************************************************
@@ -372,8 +338,10 @@ available.
 the next block of data is read into this buffer.
 \item[no-buffering] the next input item is read and returned.
 \end{itemize}
+
 For most implementations, physical files will normally be block-buffered 
-and terminals will normally be line-buffered.
+and terminals will normally be line-buffered. (the IO interface provides
+operations for changing the default buffering of a handle tho.)
 
 \begin{code}
 data BufferMode  
@@ -383,7 +351,347 @@ data BufferMode
 
 \end{code}
 
+Foreign import declarations to helper routines:
+
+\begin{code}
+foreign import "libHS_cbits" "getErrStr__"  unsafe getErrStr__  :: IO Addr 
+foreign import "libHS_cbits" "getErrNo__"   unsafe getErrNo__   :: IO Int  
+foreign import "libHS_cbits" "getErrType__" unsafe getErrType__ :: IO Int  
+  
+malloc :: Int -> IO Addr
+malloc sz = do
+  a <- _malloc sz
+  if (a == nullAddr)
+       then ioException (IOError Nothing ResourceExhausted "malloc" "")
+       else return a
+
+foreign import "malloc" unsafe _malloc :: Int -> IO Addr
+
+foreign import "libHS_cbits" "getBufSize"  unsafe
+           getBufSize       :: FILE_OBJECT -> IO Int
+foreign import "libHS_cbits" "setBuf" unsafe
+           setBuf       :: FILE_OBJECT -> Addr -> Int -> IO ()
+
+\end{code}
+
+%*********************************************************
+%*                                                     *
+\subsection{Exception datatype and operations}
+%*                                                     *
+%*********************************************************
+
+\begin{code}
+data Exception
+  = IOException        IOException     -- IO exceptions
+  | ArithException     ArithException  -- Arithmetic exceptions
+  | ArrayException     ArrayException  -- Array-related exceptions
+  | ErrorCall          String          -- Calls to 'error'
+  | NoMethodError       String         -- A non-existent method was invoked
+  | PatternMatchFail   String          -- A pattern match / guard failure
+  | RecSelError                String          -- Selecting a non-existent field
+  | RecConError                String          -- Field missing in record construction
+  | RecUpdError                String          -- Record doesn't contain updated field
+  | AssertionFailed    String          -- Assertions
+  | DynException       Dynamic         -- Dynamic exceptions
+  | AsyncException     AsyncException  -- Externally generated errors
+  | PutFullMVar                        -- Put on a full MVar
+  | BlockedOnDeadMVar                  -- Blocking on a dead MVar
+  | NonTermination
+  | UserError          String
+
+data ArithException
+  = Overflow
+  | Underflow
+  | LossOfPrecision
+  | DivideByZero
+  | Denormal
+  deriving (Eq, Ord)
+
+data AsyncException
+  = StackOverflow
+  | HeapOverflow
+  | ThreadKilled
+  deriving (Eq, Ord)
+
+data ArrayException
+  = IndexOutOfBounds   String          -- out-of-range array access
+  | UndefinedElement   String          -- evaluating an undefined element
+  deriving (Eq, Ord)
+
+stackOverflow, heapOverflow :: Exception -- for the RTS
+stackOverflow = AsyncException StackOverflow
+heapOverflow  = AsyncException HeapOverflow
+
+instance Show ArithException where
+  showsPrec _ Overflow        = showString "arithmetic overflow"
+  showsPrec _ Underflow       = showString "arithmetic underflow"
+  showsPrec _ LossOfPrecision = showString "loss of precision"
+  showsPrec _ DivideByZero    = showString "divide by zero"
+  showsPrec _ Denormal        = showString "denormal"
+
+instance Show AsyncException where
+  showsPrec _ StackOverflow   = showString "stack overflow"
+  showsPrec _ HeapOverflow    = showString "heap overflow"
+  showsPrec _ ThreadKilled    = showString "thread killed"
+
+instance Show ArrayException where
+  showsPrec _ (IndexOutOfBounds s)
+       = showString "array index out of range"
+       . (if not (null s) then showString ": " . showString s
+                          else id)
+  showsPrec _ (UndefinedElement s)
+       = showString "undefined array element"
+       . (if not (null s) then showString ": " . showString s
+                          else id)
+
+instance Show Exception where
+  showsPrec _ (IOException err)                 = shows err
+  showsPrec _ (ArithException err)       = shows err
+  showsPrec _ (ArrayException err)       = shows err
+  showsPrec _ (ErrorCall err)           = showString err
+  showsPrec _ (NoMethodError err)        = showString err
+  showsPrec _ (PatternMatchFail err)     = showString err
+  showsPrec _ (RecSelError err)                 = showString err
+  showsPrec _ (RecConError err)                 = showString err
+  showsPrec _ (RecUpdError err)                 = showString err
+  showsPrec _ (AssertionFailed err)      = showString err
+  showsPrec _ (DynException _err)        = showString "unknown exception"
+  showsPrec _ (AsyncException e)        = shows e
+  showsPrec _ (PutFullMVar)             = showString "putMVar: full MVar"
+  showsPrec _ (BlockedOnDeadMVar)       = showString "thread blocked indefinitely"
+  showsPrec _ (NonTermination)           = showString "<<loop>>"
+  showsPrec _ (UserError err)            = showString err
+\end{code}
+
+%*********************************************************
+%*                                                     *
+\subsection{Primitive throw}
+%*                                                     *
+%*********************************************************
+
+\begin{code}
+throw :: Exception -> a
+throw exception = raise# exception
+
+ioError         :: Exception -> IO a 
+ioError err    =  IO $ \s -> throw err s
+
+ioException    :: IOException -> IO a
+ioException err =  IO $ \s -> throw (IOException err) s
+\end{code}
+
+%*********************************************************
+%*                                                     *
+\subsection{Type @IOError@}
+%*                                                     *
+%*********************************************************
+
+A value @IOError@ encode errors occurred in the @IO@ monad.
+An @IOError@ records a more specific error type, a descriptive
+string and maybe the handle that was used when the error was
+flagged.
+
 \begin{code}
-performGC :: IO ()
-performGC = _ccall_GC_ StgPerformGarbageCollection
+type IOError = Exception
+
+data IOException
+ = IOError
+     (Maybe Handle)  -- the handle used by the action flagging the
+                    -- the error.
+     IOErrorType     -- what it was.
+     String         -- location
+     String          -- error type specific information.
+
+instance Eq IOException where
+  (IOError h1 e1 loc1 str1) == (IOError h2 e2 loc2 str2) = 
+    e1==e2 && str1==str2 && h1==h2 && loc1 == loc2
+
+data IOErrorType
+  = AlreadyExists        | HardwareFault
+  | IllegalOperation     | InappropriateType
+  | Interrupted          | InvalidArgument
+  | NoSuchThing          | OtherError
+  | PermissionDenied     | ProtocolError
+  | ResourceBusy         | ResourceExhausted
+  | ResourceVanished     | SystemError
+  | TimeExpired          | UnsatisfiedConstraints
+  | UnsupportedOperation
+  | EOF
+#if defined(cygwin32_TARGET_OS) || defined(mingw32_TARGET_OS)
+  | ComError Int           -- HRESULT
+#endif
+  deriving (Eq)
+
+instance Show IOErrorType where
+  showsPrec _ e =
+    showString $
+    case e of
+      AlreadyExists    -> "already exists"
+      HardwareFault    -> "hardware fault"
+      IllegalOperation -> "illegal operation"
+      InappropriateType -> "inappropriate type"
+      Interrupted       -> "interrupted"
+      InvalidArgument   -> "invalid argument"
+      NoSuchThing       -> "does not exist"
+      OtherError        -> "failed"
+      PermissionDenied  -> "permission denied"
+      ProtocolError     -> "protocol error"
+      ResourceBusy      -> "resource busy"
+      ResourceExhausted -> "resource exhausted"
+      ResourceVanished  -> "resource vanished"
+      SystemError      -> "system error"
+      TimeExpired       -> "timeout"
+      UnsatisfiedConstraints -> "unsatisified constraints" -- ultra-precise!
+      UnsupportedOperation -> "unsupported operation"
+      EOF              -> "end of file"
+#if defined(cygwin32_TARGET_OS) || defined(mingw32_TARGET_OS)
+      ComError _       -> "COM error"
+#endif
+
+
+
+userError       :: String  -> IOError
+userError str  =  UserError str
+\end{code}
+
+Predicates on IOError; little effort made on these so far...
+
+\begin{code}
+
+isAlreadyExistsError :: IOError -> Bool
+isAlreadyExistsError (IOException (IOError _ AlreadyExists _ _)) = True
+isAlreadyExistsError _                                          = False
+
+isAlreadyInUseError :: IOError -> Bool
+isAlreadyInUseError (IOException (IOError _ ResourceBusy _ _)) = True
+isAlreadyInUseError _                                         = False
+
+isFullError :: IOError -> Bool
+isFullError (IOException (IOError _ ResourceExhausted _ _)) = True
+isFullError _                                              = False
+
+isEOFError :: IOError -> Bool
+isEOFError (IOException (IOError _ EOF _ _)) = True
+isEOFError _                                        = False
+
+isIllegalOperation :: IOError -> Bool
+isIllegalOperation (IOException (IOError _ IllegalOperation _ _)) = True
+isIllegalOperation _                                             = False
+
+isPermissionError :: IOError -> Bool
+isPermissionError (IOException (IOError _ PermissionDenied _ _)) = True
+isPermissionError _                                             = False
+
+isDoesNotExistError :: IOError -> Bool
+isDoesNotExistError (IOException (IOError _ NoSuchThing _ _)) = True
+isDoesNotExistError _                                        = False
+
+isUserError :: IOError -> Bool
+isUserError (UserError _) = True
+isUserError _            = False
+\end{code}
+
+Showing @IOError@s
+
+\begin{code}
+#ifdef __HUGS__
+-- For now we give a fairly uninformative error message which just happens to
+-- be like the ones that Hugs used to give.
+instance Show IOException where
+    showsPrec p (IOError hdl iot loc s) = showString s . showChar '\n'
+#else
+instance Show IOException where
+    showsPrec p (IOError hdl iot loc s) =
+      showsPrec p iot .
+      showChar '\n' .
+      (case loc of
+         "" -> id
+        _  -> showString "Action: " . showString loc . showChar '\n') .
+      showHdl .
+      (case s of
+        "" -> id
+        _  -> showString "Reason: " . showString s)
+     where
+      showHdl = 
+       case hdl of
+        Nothing -> id
+       Just h  -> showString "Handle: " . showsPrec p h
+
+#endif
+\end{code}
+
+The @String@ part of an @IOError@ is platform-dependent.  However, to
+provide a uniform mechanism for distinguishing among errors within
+these broad categories, each platform-specific standard shall specify
+the exact strings to be used for particular errors.  For errors not
+explicitly mentioned in the standard, any descriptive string may be
+used.
+
+\begin{code}
+constructErrorAndFail :: String -> IO a
+constructErrorAndFail call_site
+  = constructError call_site >>= \ io_error ->
+    ioError (IOException io_error)
+
+constructErrorAndFailWithInfo :: String -> String -> IO a
+constructErrorAndFailWithInfo call_site reason
+  = constructErrorMsg call_site (Just reason) >>= \ io_error ->
+    ioError (IOException io_error)
+
+\end{code}
+
+This doesn't seem to be documented/spelled out anywhere,
+so here goes: (SOF)
+
+The implementation of the IO prelude uses various C stubs
+to do the actual interaction with the OS. The bandwidth
+\tr{C<->Haskell} is somewhat limited, so the general strategy
+for flaggging any errors (apart from possibly using the
+return code of the external call), is to set the @ghc_errtype@
+to a value that is one of the \tr{#define}s in @includes/error.h@.
+@ghc_errstr@ holds a character string providing error-specific
+information. Error constructing functions will then reach out
+and grab these values when generating
+
+\begin{code}
+constructError       :: String -> IO IOException
+constructError call_site = constructErrorMsg call_site Nothing
+
+constructErrorMsg            :: String -> Maybe String -> IO IOException
+constructErrorMsg call_site reason =
+ getErrType__            >>= \ errtype ->
+ getErrStr__             >>= \ str ->
+ let
+  iot =
+   case (errtype::Int) of
+     ERR_ALREADYEXISTS          -> AlreadyExists
+     ERR_HARDWAREFAULT          -> HardwareFault
+     ERR_ILLEGALOPERATION       -> IllegalOperation
+     ERR_INAPPROPRIATETYPE      -> InappropriateType
+     ERR_INTERRUPTED            -> Interrupted
+     ERR_INVALIDARGUMENT        -> InvalidArgument
+     ERR_NOSUCHTHING            -> NoSuchThing
+     ERR_OTHERERROR             -> OtherError
+     ERR_PERMISSIONDENIED       -> PermissionDenied
+     ERR_PROTOCOLERROR          -> ProtocolError
+     ERR_RESOURCEBUSY           -> ResourceBusy
+     ERR_RESOURCEEXHAUSTED      -> ResourceExhausted
+     ERR_RESOURCEVANISHED       -> ResourceVanished
+     ERR_SYSTEMERROR            -> SystemError
+     ERR_TIMEEXPIRED            -> TimeExpired
+     ERR_UNSATISFIEDCONSTRAINTS  -> UnsatisfiedConstraints
+     ERR_UNSUPPORTEDOPERATION    -> UnsupportedOperation
+     ERR_EOF                    -> EOF
+     _                          -> OtherError
+
+  msg = 
+   unpackCString str ++
+   (case iot of
+     OtherError -> "(error code: " ++ show errtype ++ ")"
+     _ -> "") ++
+   (case reason of
+      Nothing -> ""
+      Just m  -> ": "++m)
+ in
+ return (IOError Nothing iot call_site msg)
 \end{code}