GHC/HetMet/CodeTypes.hs

   1 {-# OPTIONS -XModalTypes -XMultiParamTypeClasses #-}
   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 class GuestIntegerLiteral c where
  48   guestIntegerLiteral :: Integer -> <[ Integer ]>@c
  49
  50 class GuestStringLiteral c where
  51   guestStringLiteral :: String -> <[ String ]>@c
  52
  53 class GuestCharLiteral c where
  54   guestCharLiteral :: Char -> <[ Char ]>@c
  55
  56 -- Note that stringwise-identical identifiers at different syntactic
  57 -- depths are different identifiers; for this reason the operators
  58 -- below can have a different type at syntactical depth 1 than at
  59 -- syntactical depth 0.
  60
  61 class GuestLanguageMult c t where
  62   <[ (*)    ]> :: <[ t -> t -> t ]>@c
  63
  64 class GuestLanguageAdd c t where
  65   <[ (+)    ]> :: <[ t -> t -> t ]>@c
  66
  67 class GuestLanguageSub c t where
  68   <[ (-)    ]> :: <[ t -> t -> t ]>@c
  69   <[ negate ]> :: <[ t -> t      ]>@c   -- used for unary (-)
  70
  71 class GuestLanguageFromInteger c t where
  72   <[ fromInteger ]> :: <[ Integer -> t ]>@c
  73
  74 class GuestLanguageBool c where
  75   <[ (||) ]>       :: <[ Bool -> Bool -> Bool ]>@c
  76   <[ (&&) ]>       :: <[ Bool -> Bool -> Bool ]>@c
  77   <[ true ]>       :: <[ Bool ]>@c
  78   <[ false ]>      :: <[ Bool ]>@c
  79   <[ ifThenElse ]> :: <[ Bool -> t -> t -> t ]>@c
  80
  81 -- For heterogeneous metaprogramming, the meaning of "running" a
  82 -- program is fairly ambiguous, and moreover is highly sensitive to
  83 -- which subclasses of GuestLanguage the expression assumes it is
  84 -- dealing with.  For example, in homogeneous metaprogramming, "run"
  85 -- has this type:
  86 --
  87 --  ga_run :: forall a. (forall c. <[a]>@c) -> a
  88 --
  89 -- However, an expression which uses, say (*) at level 1 will never
  90 -- be able to be passed to this expression, since
  91 --
  92 --   square :: forall c t. GuestLanguageMult ct => <[t]>@c -> <[t]>@c
  93 --   square x = <[ ~~x * ~~x ]>
  94 --
  95
  96 -- So even though this expression is polymorphic in the environment
  97 -- classifier "c", it isn't "polymorphic enough".  This isn't merely a
  98 -- technical obstacle -- the more features you assume the guest
  99 -- language has, the more work the "run" implementation is obligated
 100 -- to perform, and the type system must track that obligation.
 101 --
 102 -- The upshot is that we can define special-purpose "run" classes such as:
 103 --
 104 --   class GuestLanguageRunMult t where
 105 --     ga_runMult :: forall a. (forall c. GuestLanguageMult c t => <[a]>@c) -> a
 106 --
 107 -- Any implementation of this class will need to know how to interpret
 108 -- the (*) operator.  Unfortunately, to my knowledge, there is no way
 109 -- to quantify over type classes in the Haskell type system, which is
 110 -- what we would need to define a type-class-indexed version of the
 111 -- GuestLanguageRun class; if we could do that, then we would have:
 112 --
 113 --   class GuestLanguageRun ( t ::: * -> TYPECLASS ) where
 114 --     ga_runMult :: forall a. (forall c. TYPECLASS c => <[a]>@c) -> a
 115 --
 116 -- It might be possible to pull this of using type families; I need to
 117 -- look into that.
 118