Initial commit for Pedro's generic-default mechanism
[ghc-base.git] / GHC / Base.lhs
index 5d95a04..1a5ce0d 100644 (file)
@@ -62,8 +62,20 @@ GHC.Float       Classes: Floating, RealFloat
 Other Prelude modules are much easier with fewer complex dependencies.
 
 \begin{code}
-{-# OPTIONS_GHC -fno-implicit-prelude #-}
+{-# LANGUAGE CPP
+           , NoImplicitPrelude
+           , BangPatterns
+           , ExplicitForAll
+           , MagicHash
+           , UnboxedTuples
+           , ExistentialQuantification
+           , Rank2Types
+  #-}
+-- -fno-warn-orphans is needed for things like:
+-- Orphan rule: "x# -# x#" ALWAYS forall x# :: Int# -# x# x# = 0
+{-# OPTIONS_GHC -fno-warn-orphans #-}
 {-# OPTIONS_HADDOCK hide #-}
+
 -----------------------------------------------------------------------------
 -- |
 -- Module      :  GHC.Base
@@ -84,25 +96,35 @@ Other Prelude modules are much easier with fewer complex dependencies.
 module GHC.Base
         (
         module GHC.Base,
-        module GHC.Bool,
-        module GHC.Generics,
+        module GHC.Classes,
+        --module GHC.Generics,        -- JPM: We no longer export GHC.Generics
+                                      -- by default to avoid name clashes
         module GHC.Ordering,
+        module GHC.Types,
         module GHC.Prim,        -- Re-export GHC.Prim and GHC.Err, to avoid lots
         module GHC.Err          -- of people having to import it explicitly
   ) 
         where
 
-import GHC.Bool
-import GHC.Generics
+import GHC.Types
+import GHC.Classes
+-- JPM: Since we don't export it, we don't need to import GHC.Generics
+--import GHC.Generics
 import GHC.Ordering
 import GHC.Prim
+import {-# SOURCE #-} GHC.Show
 import {-# SOURCE #-} GHC.Err
+import {-# SOURCE #-} GHC.IO (failIO)
+
+-- These two are not strictly speaking required by this module, but they are
+-- implicit dependencies whenever () or tuples are mentioned, so adding them
+-- as imports here helps to get the dependencies right in the new build system.
+import GHC.Tuple ()
+import GHC.Unit ()
 
 infixr 9  .
-infixr 5  ++, :
-infix  4  ==, /=, <, <=, >=, >
-infixr 3  &&
-infixr 2  ||
+infixr 5  ++
+infixl 4  <$
 infixl 1  >>, >>=
 infixr 0  $
 
@@ -148,61 +170,6 @@ unpackCStringUtf8# a = error "urk"
 
 %*********************************************************
 %*                                                      *
-\subsection{Standard classes @Eq@, @Ord@}
-%*                                                      *
-%*********************************************************
-
-\begin{code}
-
--- | The 'Eq' class defines equality ('==') and inequality ('/=').
--- All the basic datatypes exported by the "Prelude" are instances of 'Eq',
--- and 'Eq' may be derived for any datatype whose constituents are also
--- instances of 'Eq'.
---
--- Minimal complete definition: either '==' or '/='.
---
-class  Eq a  where
-    (==), (/=)           :: a -> a -> Bool
-
-    x /= y               = not (x == y)
-    x == y               = not (x /= y)
-
--- | The 'Ord' class is used for totally ordered datatypes.
---
--- Instances of 'Ord' can be derived for any user-defined
--- datatype whose constituent types are in 'Ord'.  The declared order
--- of the constructors in the data declaration determines the ordering
--- in derived 'Ord' instances.  The 'Ordering' datatype allows a single
--- comparison to determine the precise ordering of two objects.
---
--- Minimal complete definition: either 'compare' or '<='.
--- Using 'compare' can be more efficient for complex types.
---
-class  (Eq a) => Ord a  where
-    compare              :: a -> a -> Ordering
-    (<), (<=), (>), (>=) :: a -> a -> Bool
-    max, min             :: a -> a -> a
-
-    compare x y
-        | x == y    = EQ
-        | x <= y    = LT        -- NB: must be '<=' not '<' to validate the
-                                -- above claim about the minimal things that
-                                -- can be defined for an instance of Ord
-        | otherwise = GT
-
-    x <  y = case compare x y of { LT -> True;  _other -> False }
-    x <= y = case compare x y of { GT -> False; _other -> True }
-    x >  y = case compare x y of { GT -> True;  _other -> False }
-    x >= y = case compare x y of { LT -> False; _other -> True }
-
-        -- These two default methods use '<=' rather than 'compare'
-        -- because the latter is often more expensive
-    max x y = if x <= y then y else x
-    min x y = if x <= y then x else y
-\end{code}
-
-%*********************************************************
-%*                                                      *
 \subsection{Monadic classes @Functor@, @Monad@ }
 %*                                                      *
 %*********************************************************
@@ -215,12 +182,18 @@ Instances of 'Functor' should satisfy the following laws:
 > fmap (f . g)  ==  fmap f . fmap g
 
 The instances of 'Functor' for lists, 'Data.Maybe.Maybe' and 'System.IO.IO'
-defined in the "Prelude" satisfy these laws.
+satisfy these laws.
 -}
 
 class  Functor f  where
     fmap        :: (a -> b) -> f a -> f b
 
+    -- | Replace all locations in the input with the same value.
+    -- The default definition is @'fmap' . 'const'@, but this may be
+    -- overridden with a more efficient version.
+    (<$)        :: a -> f b -> f a
+    (<$)        =  fmap . const
+
 {- | The 'Monad' class defines the basic operations over a /monad/,
 a concept from a branch of mathematics known as /category theory/.
 From the perspective of a Haskell programmer, however, it is best to
@@ -262,6 +235,7 @@ class  Monad m  where
     -- failure in a @do@ expression.
     fail        :: String -> m a
 
+    {-# INLINE (>>) #-}
     m >> k      = m >>= \_ -> k
     fail s      = error s
 \end{code}
@@ -274,25 +248,6 @@ class  Monad m  where
 %*********************************************************
 
 \begin{code}
-data [] a = [] | a : [a]  -- do explicitly: deriving (Eq, Ord)
-                          -- to avoid weird names like con2tag_[]#
-
-
-instance (Eq a) => Eq [a] where
-    {-# SPECIALISE instance Eq [Char] #-}
-    []     == []     = True
-    (x:xs) == (y:ys) = x == y && xs == ys
-    _xs    == _ys    = False
-
-instance (Ord a) => Ord [a] where
-    {-# SPECIALISE instance Ord [Char] #-}
-    compare []     []     = EQ
-    compare []     (_:_)  = LT
-    compare (_:_)  []     = GT
-    compare (x:xs) (y:ys) = case compare x y of
-                                EQ    -> compare xs ys
-                                other -> other
-
 instance Functor [] where
     fmap = map
 
@@ -322,10 +277,12 @@ foldr            :: (a -> b -> b) -> b -> [a] -> b
 -- foldr f z (x:xs) =  f x (foldr f z xs)
 {-# INLINE [0] foldr #-}
 -- Inline only in the final stage, after the foldr/cons rule has had a chance
-foldr k z xs = go xs
-             where
-               go []     = z
-               go (y:ys) = y `k` go ys
+-- Also note that we inline it when it has *two* parameters, which are the 
+-- ones we are keen about specialising!
+foldr k z = go
+          where
+            go []     = z
+            go (y:ys) = y `k` go ys
 
 -- | A list producer that can be fused with 'foldr'.
 -- This function is merely
@@ -413,7 +370,7 @@ map f (x:xs) = f x : map f xs
 -- Note eta expanded
 mapFB ::  (elt -> lst -> lst) -> (a -> elt) -> a -> lst -> lst
 {-# INLINE [0] mapFB #-}
-mapFB c f x ys = c (f x) ys
+mapFB c f = \x ys -> c (f x) ys
 
 -- The rules for map work like this.
 -- 
@@ -470,47 +427,6 @@ mapFB c f x ys = c (f x) ys
 %*********************************************************
 
 \begin{code}
--- |The 'Bool' type is an enumeration.  It is defined with 'False'
--- first so that the corresponding 'Prelude.Enum' instance will give
--- 'Prelude.fromEnum' 'False' the value zero, and
--- 'Prelude.fromEnum' 'True' the value 1.
--- The actual definition is in the ghc-prim package.
-
--- XXX These don't work:
--- deriving instance Eq Bool
--- deriving instance Ord Bool
--- <wired into compiler>:
---     Illegal binding of built-in syntax: con2tag_Bool#
-
-instance Eq Bool where
-    True  == True  = True
-    False == False = True
-    _     == _     = False
-
-instance Ord Bool where
-    compare False True  = LT
-    compare True  False = GT
-    compare _     _     = EQ
-
--- Read is in GHC.Read, Show in GHC.Show
-
--- Boolean functions
-
--- | Boolean \"and\"
-(&&)                    :: Bool -> Bool -> Bool
-True  && x              =  x
-False && _              =  False
-
--- | Boolean \"or\"
-(||)                    :: Bool -> Bool -> Bool
-True  || _              =  True
-False || x              =  x
-
--- | Boolean \"not\"
-not                     :: Bool -> Bool
-not True                =  False
-not False               =  True
-
 -- |'otherwise' is defined as the value 'True'.  It helps to make
 -- guards more readable.  eg.
 --
@@ -522,69 +438,6 @@ otherwise               =  True
 
 %*********************************************************
 %*                                                      *
-\subsection{The @()@ type}
-%*                                                      *
-%*********************************************************
-
-The Unit type is here because virtually any program needs it (whereas
-some programs may get away without consulting GHC.Tup).  Furthermore,
-the renamer currently *always* asks for () to be in scope, so that
-ccalls can use () as their default type; so when compiling GHC.Base we
-need ().  (We could arrange suck in () only if -fglasgow-exts, but putting
-it here seems more direct.)
-
-\begin{code}
--- | The unit datatype @()@ has one non-undefined member, the nullary
--- constructor @()@.
-data () = ()
-
-instance Eq () where
-    () == () = True
-    () /= () = False
-
-instance Ord () where
-    () <= () = True
-    () <  () = False
-    () >= () = True
-    () >  () = False
-    max () () = ()
-    min () () = ()
-    compare () () = EQ
-\end{code}
-
-
-%*********************************************************
-%*                                                      *
-\subsection{Type @Ordering@}
-%*                                                      *
-%*********************************************************
-
-\begin{code}
--- | Represents an ordering relationship between two values: less
--- than, equal to, or greater than.  An 'Ordering' is returned by
--- 'compare'.
--- XXX These don't work:
--- deriving instance Eq Ordering
--- deriving instance Ord Ordering
--- Illegal binding of built-in syntax: con2tag_Ordering#
-instance Eq Ordering where
-    EQ == EQ = True
-    LT == LT = True
-    GT == GT = True
-    _  == _  = False
-        -- Read in GHC.Read, Show in GHC.Show
-
-instance Ord Ordering where
-    LT <= _  = True
-    _  <= LT = False
-    EQ <= _  = True
-    _  <= EQ = False
-    GT <= GT = True
-\end{code}
-
-
-%*********************************************************
-%*                                                      *
 \subsection{Type @Char@ and @String@}
 %*                                                      *
 %*********************************************************
@@ -595,34 +448,6 @@ instance Ord Ordering where
 --
 type String = [Char]
 
-{-| The character type 'Char' is an enumeration whose values represent
-Unicode (or equivalently ISO\/IEC 10646) characters
-(see <http://www.unicode.org/> for details).
-This set extends the ISO 8859-1 (Latin-1) character set
-(the first 256 charachers), which is itself an extension of the ASCII
-character set (the first 128 characters).
-A character literal in Haskell has type 'Char'.
-
-To convert a 'Char' to or from the corresponding 'Int' value defined
-by Unicode, use 'Prelude.toEnum' and 'Prelude.fromEnum' from the
-'Prelude.Enum' class respectively (or equivalently 'ord' and 'chr').
--}
-data Char = C# Char#
-
--- We don't use deriving for Eq and Ord, because for Ord the derived
--- instance defines only compare, which takes two primops.  Then
--- '>' uses compare, and therefore takes two primops instead of one.
-
-instance Eq Char where
-    (C# c1) == (C# c2) = c1 `eqChar#` c2
-    (C# c1) /= (C# c2) = c1 `neChar#` c2
-
-instance Ord Char where
-    (C# c1) >  (C# c2) = c1 `gtChar#` c2
-    (C# c1) >= (C# c2) = c1 `geChar#` c2
-    (C# c1) <= (C# c2) = c1 `leChar#` c2
-    (C# c1) <  (C# c2) = c1 `ltChar#` c2
-
 {-# RULES
 "x# `eqChar#` x#" forall x#. x# `eqChar#` x# = True
 "x# `neChar#` x#" forall x#. x# `neChar#` x# = False
@@ -634,8 +459,10 @@ instance Ord Char where
 
 -- | The 'Prelude.toEnum' method restricted to the type 'Data.Char.Char'.
 chr :: Int -> Char
-chr (I# i#) | int2Word# i# `leWord#` int2Word# 0x10FFFF# = C# (chr# i#)
-            | otherwise                                  = error "Prelude.chr: bad argument"
+chr i@(I# i#)
+ | int2Word# i# `leWord#` int2Word# 0x10FFFF# = C# (chr# i#)
+ | otherwise
+    = error ("Prelude.chr: bad argument: " ++ showSignedInt (I# 9#) i "")
 
 unsafeChr :: Int -> Char
 unsafeChr (I# i#) = C# (chr# i#)
@@ -651,7 +478,7 @@ String equality is used when desugaring pattern-matches against strings.
 eqString :: String -> String -> Bool
 eqString []       []       = True
 eqString (c1:cs1) (c2:cs2) = c1 == c2 && cs1 `eqString` cs2
-eqString cs1      cs2      = False
+eqString _        _        = False
 
 {-# RULES "eqString" (==) = eqString #-}
 -- eqString also has a BuiltInRule in PrelRules.lhs:
@@ -666,11 +493,6 @@ eqString cs1      cs2      = False
 %*********************************************************
 
 \begin{code}
-data Int = I# Int#
--- ^A fixed-precision integer type with at least the range @[-2^29 .. 2^29-1]@.
--- The exact range for a given implementation can be determined by using
--- 'Prelude.minBound' and 'Prelude.maxBound' from the 'Prelude.Bounded' class.
-
 zeroInt, oneInt, twoInt, maxInt, minInt :: Int
 zeroInt = I# 0#
 oneInt  = I# 1#
@@ -732,16 +554,6 @@ lazy x = x
 -- sees it as lazy.  Then the worker/wrapper phase inlines it.
 -- Result: happiness
 
-
--- | The call '(inline f)' reduces to 'f', but 'inline' has a BuiltInRule
--- that tries to inline 'f' (if it has an unfolding) unconditionally
--- The 'NOINLINE' pragma arranges that inline only gets inlined (and
--- hence eliminated) late in compilation, after the rule has had
--- a god chance to fire.
-inline :: a -> a
-{-# NOINLINE[0] inline #-}
-inline x = x
-
 -- Assertion function.  This simply ignores its boolean argument.
 -- The compiler may rewrite it to @('assertError' line)@.
 
@@ -761,7 +573,7 @@ inline x = x
 --      but from Template Haskell onwards it's simply
 --      defined here in Base.lhs
 assert :: Bool -> a -> a
-assert pred r = r
+assert _pred r = r
 
 breakpoint :: a -> a
 breakpoint r = r
@@ -777,8 +589,10 @@ const x _               =  x
 
 -- | Function composition.
 {-# INLINE (.) #-}
-(.)       :: (b -> c) -> (a -> b) -> a -> c
-(.) f g x = f (g x)
+-- Make sure it has TWO args only on the left, so that it inlines
+-- when applied to two functions, even if there is no final argument
+(.)    :: (b -> c) -> (a -> b) -> a -> c
+(.) f g = \x -> f (g x)
 
 -- | @'flip' f@ takes its (first) two arguments in the reverse order of @f@.
 flip                    :: (a -> b -> c) -> b -> a -> c
@@ -811,6 +625,38 @@ asTypeOf                =  const
 
 %*********************************************************
 %*                                                      *
+\subsection{@Functor@ and @Monad@ instances for @IO@}
+%*                                                      *
+%*********************************************************
+
+\begin{code}
+instance  Functor IO where
+   fmap f x = x >>= (return . f)
+
+instance  Monad IO  where
+    {-# INLINE return #-}
+    {-# INLINE (>>)   #-}
+    {-# INLINE (>>=)  #-}
+    m >> k    = m >>= \ _ -> k
+    return    = returnIO
+    (>>=)     = bindIO
+    fail s    = GHC.IO.failIO s
+
+returnIO :: a -> IO a
+returnIO x = IO $ \ s -> (# s, x #)
+
+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
+
+thenIO :: IO a -> IO b -> IO b
+thenIO (IO m) k = IO $ \ s -> case m s of (# new_s, _ #) -> unIO k new_s
+
+unIO :: IO a -> (State# RealWorld -> (# State# RealWorld, a #))
+unIO (IO a) = a
+\end{code}
+
+%*********************************************************
+%*                                                      *
 \subsection{@getTag@}
 %*                                                      *
 %*********************************************************
@@ -857,7 +703,7 @@ x# `modInt#` y#
       (x# <# 0#) && (y# ># 0#)    = if r# /=# 0# then r# +# y# else 0#
     | otherwise                   = r#
     where
-    r# = x# `remInt#` y#
+    !r# = x# `remInt#` y#
 \end{code}
 
 Definitions of the boxed PrimOps; these will be
@@ -877,7 +723,7 @@ used in the case of partial applications, etc.
 {-# INLINE remInt #-}
 {-# INLINE negateInt #-}
 
-plusInt, minusInt, timesInt, quotInt, remInt, divInt, modInt, gcdInt :: Int -> Int -> Int
+plusInt, minusInt, timesInt, quotInt, remInt, divInt, modInt :: Int -> Int -> Int
 (I# x) `plusInt`  (I# y) = I# (x +# y)
 (I# x) `minusInt` (I# y) = I# (x -# y)
 (I# x) `timesInt` (I# y) = I# (x *# y)
@@ -897,17 +743,6 @@ plusInt, minusInt, timesInt, quotInt, remInt, divInt, modInt, gcdInt :: Int -> I
 "1# *# x#" forall x#. 1# *# x# = x#
   #-}
 
-gcdInt (I# a) (I# b) = g a b
-   where g 0# 0# = error "GHC.Base.gcdInt: gcd 0 0 is undefined"
-         g 0# _  = I# absB
-         g _  0# = I# absA
-         g _  _  = I# (gcdInt# absA absB)
-
-         absInt x = if x <# 0# then negateInt# x else x
-
-         absA     = absInt a
-         absB     = absInt b
-
 negateInt :: Int -> Int
 negateInt (I# x) = I# (negateInt# x)
 
@@ -1027,7 +862,11 @@ unpacking the strings of error messages.
 
 \begin{code}
 unpackCString# :: Addr# -> [Char]
-{-# NOINLINE [1] unpackCString# #-}
+{-# NOINLINE unpackCString# #-}
+    -- There's really no point in inlining this, ever, cos
+    -- the loop doesn't specialise in an interesting
+    -- But it's pretty small, so there's a danger that
+    -- it'll be inlined at every literal, which is a waste
 unpackCString# addr 
   = unpack 0#
   where
@@ -1035,9 +874,11 @@ unpackCString# addr
       | ch `eqChar#` '\0'# = []
       | otherwise          = C# ch : unpack (nh +# 1#)
       where
-        ch = indexCharOffAddr# addr nh
+        !ch = indexCharOffAddr# addr nh
 
 unpackAppendCString# :: Addr# -> [Char] -> [Char]
+{-# NOINLINE unpackAppendCString# #-}
+     -- See the NOINLINE note on unpackCString# 
 unpackAppendCString# addr rest
   = unpack 0#
   where
@@ -1045,15 +886,24 @@ unpackAppendCString# addr rest
       | ch `eqChar#` '\0'# = rest
       | otherwise          = C# ch : unpack (nh +# 1#)
       where
-        ch = indexCharOffAddr# addr nh
+        !ch = indexCharOffAddr# addr nh
 
 unpackFoldrCString# :: Addr# -> (Char  -> a -> a) -> a -> a 
-{-# NOINLINE [0] unpackFoldrCString# #-}
--- Don't inline till right at the end;
--- usually the unpack-list rule turns it into unpackCStringList
+
+-- Usually the unpack-list rule turns unpackFoldrCString# into unpackCString#
+
 -- It also has a BuiltInRule in PrelRules.lhs:
 --      unpackFoldrCString# "foo" c (unpackFoldrCString# "baz" c n)
 --        =  unpackFoldrCString# "foobaz" c n
+
+{-# NOINLINE unpackFoldrCString# #-}
+-- At one stage I had NOINLINE [0] on the grounds that, unlike
+-- unpackCString#, there *is* some point in inlining
+-- unpackFoldrCString#, because we get better code for the
+-- higher-order function call.  BUT there may be a lot of
+-- literal strings, and making a separate 'unpack' loop for
+-- each is highly gratuitous.  See nofib/real/anna/PrettyPrint.
+
 unpackFoldrCString# addr f z 
   = unpack 0#
   where
@@ -1061,7 +911,7 @@ unpackFoldrCString# addr f z
       | ch `eqChar#` '\0'# = z
       | otherwise          = C# ch `f` unpack (nh +# 1#)
       where
-        ch = indexCharOffAddr# addr nh
+        !ch = indexCharOffAddr# addr nh
 
 unpackCStringUtf8# :: Addr# -> [Char]
 unpackCStringUtf8# addr 
@@ -1086,7 +936,7 @@ unpackCStringUtf8# addr
                      (ord# (indexCharOffAddr# addr (nh +# 3#)) -# 0x80#))) :
           unpack (nh +# 4#)
       where
-        ch = indexCharOffAddr# addr nh
+        !ch = indexCharOffAddr# addr nh
 
 unpackNBytes# :: Addr# -> Int# -> [Char]
 unpackNBytes# _addr 0#   = []
@@ -1099,7 +949,7 @@ unpackNBytes#  addr len# = unpack [] (len# -# 1#)
             ch -> unpack (C# ch : acc) (i# -# 1#)
 
 {-# RULES
-"unpack"       [~1] forall a   . unpackCString# a                  = build (unpackFoldrCString# a)
+"unpack"       [~1] forall a   . unpackCString# a             = build (unpackFoldrCString# a)
 "unpack-list"  [1]  forall a   . unpackFoldrCString# a (:) [] = unpackCString# a
 "unpack-append"     forall a n . unpackFoldrCString# a (:) n  = unpackAppendCString# a n