[project @ 2001-02-27 13:38:58 by simonmar]
[ghc-hetmet.git] / ghc / lib / std / PrelIOBase.lhs
index fe13769..8e1971f 100644 (file)
@@ -1,5 +1,7 @@
-%
-% (c) The AQUA Project, Glasgow University, 1994-1996
+% ------------------------------------------------------------------------------
+% $Id: PrelIOBase.lhs,v 1.37 2001/02/27 13:38:58 simonmar Exp $
+% 
+% (c) The University of Glasgow, 1994-2000
 %
 
 \section[PrelIOBase]{Module @PrelIOBase@}
@@ -9,18 +11,41 @@ concretely; the @IO@ module itself exports abstractly.
 
 \begin{code}
 {-# OPTIONS -fno-implicit-prelude -#include "cbits/stgio.h" #-}
-#include "error.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 PrelBase
-import PrelST    ( ST(..), STret(..), StateAndPtr#(..) )
+import PrelNum -- To get fromInteger etc, needed because of -fno-implicit-prelude
 import PrelMaybe  ( Maybe(..) )
-import PrelAddr          ( Addr(..), nullAddr )
-import PrelPack   ( unpackCString )
+import PrelShow
+import PrelList
+import PrelDynamic
+import PrelPtr
+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        (ForeignPtr ())
+#else
+#define FILE_OBJECT        (Ptr ())
 
+#endif
 \end{code}
 
 %*********************************************************
@@ -29,62 +54,62 @@ import PrelArr        ( MutableVar, readVar )
 %*                                                     *
 %*********************************************************
 
-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
-
-    (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
-
-fixIO :: (a -> IO a) -> IO a
-    -- not required but worth having around
+    return x   = returnIO x
 
-fixIO k = IO $ \ s ->
-    let
-       (IO k_loop) = k loop
-       result      = k_loop s
-       IOok _ loop = result
-    in
-    result
+    m >>= k     = bindIO m k
+    fail s     = failIO s
 
-fail            :: IOError -> IO a 
-fail err       =  IO $ \ s -> IOfail s err
+failIO :: String -> IO a
+failIO s = ioError (userError s)
 
-userError       :: String  -> IOError
-userError str  =  IOError Nothing (UserError Nothing) "" str
+liftIO :: IO a -> State# RealWorld -> STret RealWorld a
+liftIO (IO m) = \s -> case m s of (# s', r #) -> STret s' r
 
-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}
 
 %*********************************************************
@@ -94,201 +119,38 @@ 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     :: (forall s. ST s a) -> IO a
+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{Type @IOError@}
+\subsection{Unsafe @IO@ operations}
 %*                                                     *
 %*********************************************************
 
-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         -- location
-     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 (Maybe Addr)
-  | EOF
-  deriving (Eq)
-
-instance Show IOErrorType where
-  showsPrec d 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!
-      UserError _       -> "failed"
-      EOF              -> "end of file"
-
-\end{code}
-
-Predicates on IOError; little effort made on these so far...
-
-\begin{code}
-
-isAlreadyExistsError (IOError _ AlreadyExists _ _) = True
-isAlreadyExistsError _                            = False
-
-isAlreadyInUseError (IOError _ ResourceBusy _ _) = True
-isAlreadyInUseError _                           = False
-
-isFullError (IOError _ ResourceExhausted _ _) = True
-isFullError _                                = False
-
-isEOFError (IOError _ EOF _ _) = True
-isEOFError _                   = False
-
-isIllegalOperation (IOError _ IllegalOperation _ _) = True
-isIllegalOperation _                               = False
-
-isPermissionError (IOError _ PermissionDenied _ _) = True
-isPermissionError _                               = False
-
-isDoesNotExistError (IOError _ NoSuchThing _ _) = True
-isDoesNotExistError _                           = False
-
-isUserError (IOError _ (UserError _) _ _) = True
-isUserError _                            = False
-\end{code}
-
-Showing @IOError@s
-
-\begin{code}
-instance Show IOError 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
-
-
-\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 ->
-    fail io_error
-
-constructErrorAndFailWithInfo :: String -> String -> IO a
-constructErrorAndFailWithInfo call_site reason
-  = constructErrorMsg call_site (Just reason) >>= \ io_error ->
-    fail 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 IOError
-constructError call_site = constructErrorMsg call_site Nothing
-
-constructErrorMsg            :: String -> Maybe String -> IO IOError
-constructErrorMsg call_site reason =
- _ccall_ getErrType__            >>= \ (I# errtype#) ->
- _ccall_ getErrStr__             >>= \ 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
+#ifndef __HUGS__
+{-# NOINLINE unsafePerformIO #-}
+unsafePerformIO        :: IO a -> a
+unsafePerformIO (IO m) = case m realWorld# of (# _, r #)   -> r
 
-  msg = 
-   unpackCString str ++
-   (case iot of
-     OtherError -> "(error code: " ++ show (I# errtype#) ++ ")"
-     _ -> "") ++
-   (case reason of
-      Nothing -> ""
-      Just m  -> ' ':m)
- in
- return (IOError Nothing iot call_site msg)
+{-# NOINLINE unsafeInterleaveIO #-}
+unsafeInterleaveIO :: IO a -> IO a
+unsafeInterleaveIO (IO m)
+  = IO ( \ s -> let
+                  r = case m s of (# _, res #) -> res
+               in
+               (# s, r #))
+#endif
 \end{code}
 
 %*********************************************************
@@ -303,6 +165,7 @@ a handles reside in @IOHandle@.
 
 \begin{code}
 
+#ifndef __HUGS__
 {-
  Sigh, the MVar ops in ConcBase depend on IO, the IO
  representation here depend on MVars for handles (when
@@ -310,22 +173,29 @@ a handles reside in @IOHandle@.
  the definition of MVars go here:
 
 -}
-data MVar a = MVar (SynchVar# RealWorld a)
+data MVar a = MVar (MVar# RealWorld a)
+
+-- 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#
 
 {-
-  Double sigh - ForeignObj is needed here too to break a cycle.
+  Double sigh - ForeignPtr is needed here too to break a cycle.
 -}
-data ForeignObj = ForeignObj ForeignObj#   -- another one
-instance CCallable ForeignObj
-instance CCallable ForeignObj#
+data ForeignPtr a = ForeignPtr ForeignObj#
+instance CCallable (ForeignPtr a)
 
-makeForeignObj  :: Addr        -> Addr       -> IO ForeignObj
-makeForeignObj (A# obj) (A# finaliser) = IO ( \ s# ->
-    case makeForeignObj# obj finaliser s# of
-      StateAndForeignObj# s1# fo# -> IOok s1# (ForeignObj fo#))
+eqForeignPtr :: ForeignPtr a -> ForeignPtr a -> Bool
+eqForeignPtr mp1 mp2
+  = unsafePerformIO (primEqForeignPtr mp1 mp2) /= (0::Int)
 
-data StateAndForeignObj# s  = StateAndForeignObj# (State# s) ForeignObj#
+foreign import "eqForeignObj" unsafe 
+  primEqForeignPtr :: ForeignPtr a -> ForeignPtr a -> IO Int
 
+instance Eq (ForeignPtr a) where 
+    p == q = eqForeignPtr p q
+    p /= q = not (eqForeignPtr p q)
+#endif /* ndef __HUGS__ */
 
 #if defined(__CONCURRENT_HASKELL__)
 newtype Handle = Handle (MVar Handle__)
@@ -333,11 +203,8 @@ newtype Handle = Handle (MVar Handle__)
 newtype Handle = Handle (MutableVar RealWorld Handle__)
 #endif
 
-#ifndef __PARALLEL_HASKELL__
-#define FILE_OBJECT        ForeignObj
-#else
-#define FILE_OBJECT        Addr
-#endif
+instance Eq Handle where
+ (Handle h1) == (Handle h2) = h1 == h2
 
 {-
   A Handle is represented by (a reference to) a record 
@@ -352,32 +219,22 @@ newtype Handle = Handle (MutableVar RealWorld Handle__)
 
 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.
-
-This means that the finaliser for the handle needs to have access to
-the buffer and the OS file handle. The current implementation of foreign
-objects requires that the finaliser is implemented in C, so to
-arrange for this to happen, openFile() returns a pointer to a structure
-big enough to hold the OS file handle and a pointer to the buffer.
-This pointer is then wrapped up inside a ForeignObj, and finalised
-as desired.
-
 -}
 data Handle__
   = Handle__ {
       haFO__         :: FILE_OBJECT,
       haType__        :: Handle__Type,
       haBufferMode__  :: BufferMode,
-      haFilePath__    :: String
-    }      
+      haFilePath__    :: FilePath,
+      haBuffers__     :: [Ptr ()]
+    }
 
 {-
   Internally, we classify handles as being one
   of the following:
-
 -}
 data Handle__Type
- = ErrorHandle  IOError
- | ClosedHandle
+ = ClosedHandle
  | SemiClosedHandle
  | ReadHandle
  | WriteHandle
@@ -385,13 +242,25 @@ data Handle__Type
  | ReadWriteHandle
 
 
+-- File names are specified using @FilePath@, a OS-dependent
+-- string that (hopefully, I guess) maps to an accessible file/object.
+
+type FilePath = String
+\end{code}
+
+%*********************************************************
+%*                                                     *
+\subsection[Show-Handle]{Show instance for Handles}
+%*                                                     *
+%*********************************************************
+
+\begin{code}
 -- 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
-      ErrorHandle iot   -> showString "error " . showsPrec p iot
       ClosedHandle      -> showString "closed"
       SemiClosedHandle  -> showString "semi-closed"
       ReadHandle        -> showString "readable"
@@ -403,12 +272,17 @@ instance Show Handle where
   showsPrec p (Handle h) = 
     let
 #if defined(__CONCURRENT_HASKELL__)
+#ifdef __HUGS__
+     hdl_ = unsafePerformIO (primTakeMVar h)
+#else
      -- (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 { StateAndPtr# s2# r -> 
-                   IOok s2# r }})
+            case h                 of { MVar h# ->
+            case takeMVar# h# s#   of { (# s2# , r #) -> 
+            case putMVar# h# r s2# of { s3# ->
+            (# s3#, r #) }}})
+#endif
 #else
      hdl_ = unsafePerformIO (stToIO (readVar h))
 #endif
@@ -423,7 +297,6 @@ instance Show Handle where
     showHdl ht cont = 
        case ht of
         ClosedHandle  -> showsPrec p ht . showString "}\n"
-        ErrorHandle _ -> showsPrec p ht . showString "}\n"
        _ -> cont
        
     showBufMode :: FILE_OBJECT -> BufferMode -> ShowS
@@ -435,50 +308,7 @@ instance Show Handle where
        BlockBuffering Nothing  -> showString "block " . showParen True (showsPrec p def)
       where
        def :: Int 
-       def = unsafePerformIO (_ccall_ getBufSize fo)
-
-
-{-
- nullFile__ is only used for closed handles, plugging it in as
- a null file object reference.
--}
-nullFile__ :: FILE_OBJECT
-nullFile__ = 
-#ifndef __PARALLEL_HASKELL__
-    unsafePerformIO (makeForeignObj nullAddr nullAddr{-i.e., don't finalise-})
-#else
-    nullAddr
-#endif
-
-
-mkClosedHandle__ :: Handle__
-mkClosedHandle__ = 
-  Handle__ 
-          nullFile__
-          ClosedHandle 
-          NoBuffering
-          "closed file"
-
-mkErrorHandle__ :: IOError -> Handle__
-mkErrorHandle__ ioe =
-  Handle__
-           nullFile__ 
-          (ErrorHandle ioe)
-          NoBuffering
-          "error handle"
-
-mkBuffer__ :: FILE_OBJECT -> Int -> IO ()
-mkBuffer__ fo sz_in_bytes = do
- chunk <- 
-  case sz_in_bytes of
-    0 -> return nullAddr  -- this has the effect of overwriting the pointer to the old buffer.
-    _ -> do
-     chunk <- _ccall_ allocMemory__ sz_in_bytes
-     if chunk == nullAddr
-      then fail (IOError Nothing ResourceExhausted "mkBuffer__" "not enough virtual memory")
-      else return chunk
- _ccall_ setBuf fo chunk sz_in_bytes
-
+       def = unsafePerformIO (getBufSize fo)
 \end{code}
 
 %*********************************************************
@@ -533,26 +363,347 @@ data BufferMode
 
 \end{code}
 
+Foreign import declarations to helper routines:
+
+\begin{code}
+foreign import "libHS_cbits" "getErrStr__"  unsafe getErrStr__  :: IO (Ptr ())
+foreign import "libHS_cbits" "getErrNo__"   unsafe getErrNo__   :: IO Int  
+foreign import "libHS_cbits" "getErrType__" unsafe getErrType__ :: IO Int  
+  
+-- ToDo: use mallocBytes from PrelMarshal?
+malloc :: Int -> IO (Ptr ())
+malloc sz = do
+  a <- _malloc sz
+  if (a == nullPtr)
+       then ioException (IOError Nothing ResourceExhausted
+           "malloc" "out of memory" Nothing)
+       else return a
+
+foreign import "malloc" unsafe _malloc :: Int -> IO (Ptr ())
+
+foreign import "libHS_cbits" "getBufSize"  unsafe
+           getBufSize       :: FILE_OBJECT -> IO Int
+foreign import "libHS_cbits" "setBuf" unsafe
+           setBuf       :: FILE_OBJECT -> Ptr () -> Int -> IO ()
+
+\end{code}
+
 %*********************************************************
 %*                                                     *
-\subsection{Unsafe @IO@ operations}
+\subsection{Exception datatype and operations}
 %*                                                     *
 %*********************************************************
 
 \begin{code}
-{-# NOINLINE unsafePerformIO #-}
-unsafePerformIO        :: IO a -> a
-unsafePerformIO (IO m)
-  = case m realWorld# of
-      IOok _ r   -> r
-      IOfail _ e -> error ("unsafePerformIO: I/O error: " ++ show e ++ "\n")
+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
+  | 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 _ (BlockedOnDeadMVar)       = showString "thread blocked indefinitely"
+  showsPrec _ (NonTermination)           = showString "<<loop>>"
+  showsPrec _ (UserError err)            = showString err
+\end{code}
 
-{-# NOINLINE unsafeInterleaveIO #-}
-unsafeInterleaveIO :: IO a -> IO a
-unsafeInterleaveIO (IO m) = IO ( \ s ->
-       let
-           IOok _ r = m s
-       in
-       IOok s r)
+%*********************************************************
+%*                                                     *
+\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}
+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.
+     (Maybe FilePath) -- filename the error is related to.
+
+instance Eq IOException where
+  (IOError h1 e1 loc1 str1 fn1) == (IOError h2 e2 loc2 str2 fn2) = 
+    e1==e2 && str1==str2 && h1==h2 && loc1==loc2 && fn1==fn2
+
+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 _ _ _ s _) = showString s . showChar '\n'
+#else
+instance Show IOException where
+    showsPrec p (IOError hdl iot loc s fn) =
+      showsPrec p iot .
+      (case loc of
+         "" -> id
+        _  -> showString "\nAction: " . showString loc) .
+      showHdl .
+      (case s of
+        "" -> id
+        _  -> showString "\nReason: " . showString s) .
+      (case fn of
+        Nothing -> id
+        Just name -> showString "\nFile: " . showString name)
+     where
+      showHdl = 
+       case hdl of
+        Nothing -> id
+       Just h  -> showString "\nHandle: " . 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 fn
+  = constructErrorMsg call_site (Just fn) >>= \ 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 fn =
+ 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 ++ ")"
+     _ -> "")
+ in
+ return (IOError Nothing iot call_site msg fn)
 \end{code}