GHC/HetMet/CodeTypes.hs

   1 {-# OPTIONS -XModalTypes -XMultiParamTypeClasses -XKindSignatures #-}
   2 module GHC.HetMet.CodeTypes (
   3   hetmet_brak,
   4   hetmet_esc,
   5   hetmet_csp,
   6   GuestIntegerLiteral, guestIntegerLiteral,
   7   GuestStringLiteral, guestStringLiteral,
   8   GuestCharLiteral, guestCharLiteral,
   9   GuestLanguageMult, <[ (*) ]>,
  10   GuestLanguageAdd,  <[ (+) ]>,
  11   GuestLanguageSub,  <[ (-) ]>, <[ negate ]>,
  12   GuestLanguageFromInteger, <[ fromInteger ]>,
  13   GuestLanguageBool, <[ (||) ]>, <[ (&&) ]>, <[ true ]>, <[ false ]>, <[ ifThenElse ]>
  14 ) where
  15 import Prelude (Integer, String, Char, Bool, error)
  16 import GHC.HetMet.GArrow
  17
  18 hetmet_brak :: forall (c :: * -> * -> *). forall a. a -> <[a]>@c
  19 hetmet_brak = Prelude.error "hetmet_brak should never be evaluated; did you forget to compile with -fcoqpass?"
  20
  21 hetmet_esc  :: forall (c :: * -> * -> *). forall a. <[a]>@c -> a
  22 hetmet_esc = Prelude.error "hetmet_esc should never be evaluated; did you forget to compile with -fcoqpass?"
  23
  24 hetmet_csp :: forall (c :: * -> * -> *). forall a. a -> a
  25 hetmet_csp = Prelude.error "hetmet_csp should never be evaluated; did you forget to compile with -fcoqpass?"
  26
  27 {-
  28 -- After the flattening pass the argument and result types of this
  29 -- function are identical (for any instantiation), so the flattener
  30 -- simply turns it into the identity function.  Its only purpose is to
  31 -- act as a "safe type cast" during pre-flattening
  32 -- type-inference/checking:
  33 hetmet_flatten ::
  34    forall g.
  35     GArrow     g (**) =>
  36     GArrowDrop g (**) =>
  37     GArrowCopy g (**) =>
  38     GArrowSwap g (**) =>
  39     GArrowLoop g (**) =>
  40       forall x y.
  41          <[ x -> y ]>@g
  42          ->
  43          (g x y)
  44 hetmet_flatten _ = Prelude.error "hetmet_flatten should never be evaluated; did you forget to compile with -fcoqpass?"
  45 -}
  46
  47
  48 -- FIXME: move these and the three above to "prim" or something like that.
  49
  50 -- Technically these functions ought to be invoked *during
  51 -- compilation*; in the future I would like to use Template Haskell to
  52 -- do that.
  53 class GuestIntegerLiteral c where
  54   guestIntegerLiteral :: Integer -> <[ Integer ]>@c
  55 class GuestStringLiteral c where
  56   guestStringLiteral :: String -> <[ String ]>@c
  57 class GuestCharLiteral c where
  58   guestCharLiteral :: Char -> <[ Char ]>@c
  59
  60
  61 class GuestLanguageConstant c t where
  62   guestLanguageConstant :: t -> <[ t ]>@c
  63
  64 -- Note that stringwise-identical identifiers at different syntactic
  65 -- depths are different identifiers; for this reason the operators
  66 -- below can have a different type at syntactical depth 1 than at
  67 -- syntactical depth 0.
  68
  69 class GuestLanguageMult c t where
  70   <[ (*)    ]> :: <[ t -> t -> t ]>@c
  71
  72 class GuestLanguageAdd c t where
  73   <[ (+)    ]> :: <[ t -> t -> t ]>@c
  74
  75 class GuestLanguageSub c t where
  76   <[ (-)    ]> :: <[ t -> t -> t ]>@c
  77   <[ negate ]> :: <[ t -> t      ]>@c   -- used for unary (-)
  78
  79 class GuestLanguageFromInteger c t where
  80   <[ fromInteger ]> :: <[ Integer -> t ]>@c
  81
  82 class GuestLanguageBool c where
  83   <[ (||) ]>       :: <[ Bool -> Bool -> Bool ]>@c
  84   <[ (&&) ]>       :: <[ Bool -> Bool -> Bool ]>@c
  85   <[ true ]>       :: <[ Bool ]>@c
  86   <[ false ]>      :: <[ Bool ]>@c
  87   <[ ifThenElse ]> :: <[ Bool -> t -> t -> t ]>@c
  88
  89 -- For heterogeneous metaprogramming, the meaning of "running" a
  90 -- program is fairly ambiguous, and moreover is highly sensitive to
  91 -- which subclasses of GuestLanguage the expression assumes it is
  92 -- dealing with.  For example, in homogeneous metaprogramming, "run"
  93 -- has this type:
  94 --
  95 --  ga_run :: forall a. (forall c. <[a]>@c) -> a
  96 --
  97 -- However, an expression which uses, say (*) at level 1 will never
  98 -- be able to be passed to this expression, since
  99 --
 100 --   square :: forall c t. GuestLanguageMult ct => <[t]>@c -> <[t]>@c
 101 --   square x = <[ ~~x * ~~x ]>
 102 --
 103
 104 -- So even though this expression is polymorphic in the environment
 105 -- classifier "c", it isn't "polymorphic enough".  This isn't merely a
 106 -- technical obstacle -- the more features you assume the guest
 107 -- language has, the more work the "run" implementation is obligated
 108 -- to perform, and the type system must track that obligation.
 109 --
 110 -- The upshot is that we can define special-purpose "run" classes such as:
 111 --
 112 --   class GuestLanguageRunMult t where
 113 --     ga_runMult :: forall a. (forall c. GuestLanguageMult c t => <[a]>@c) -> a
 114 --
 115 -- Any implementation of this class will need to know how to interpret
 116 -- the (*) operator.  Unfortunately, to my knowledge, there is no way
 117 -- to quantify over type classes in the Haskell type system, which is
 118 -- what we would need to define a type-class-indexed version of the
 119 -- GuestLanguageRun class; if we could do that, then we would have:
 120 --
 121 --   class GuestLanguageRun ( t ::: * -> TYPECLASS ) where
 122 --     ga_runMult :: forall a. (forall c. TYPECLASS c => <[a]>@c) -> a
 123 --
 124 -- It might be possible to pull this of using type families; I need to
 125 -- look into that.
 126