add GHC.HetMet.{hetmet_kappa,hetmet_kappa_app}
[ghc-base.git] / GHC / Base.lhs
index 4c47992..5075478 100644 (file)
@@ -62,9 +62,20 @@ GHC.Float       Classes: Floating, RealFloat
 Other Prelude modules are much easier with fewer complex dependencies.
 
 \begin{code}
-{-# OPTIONS_GHC -XNoImplicitPrelude #-}
+{-# 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
@@ -85,9 +96,10 @@ Other Prelude modules are much easier with fewer complex dependencies.
 module GHC.Base
         (
         module GHC.Base,
-        module GHC.Bool,
         module GHC.Classes,
-        module GHC.Generics,
+        module GHC.CString,
+        --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
@@ -96,12 +108,15 @@ module GHC.Base
         where
 
 import GHC.Types
-import GHC.Bool
 import GHC.Classes
-import GHC.Generics
+import GHC.CString
+-- 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
@@ -111,6 +126,7 @@ import GHC.Unit ()
 
 infixr 9  .
 infixr 5  ++
+infixl 4  <$
 infixl 1  >>, >>=
 infixr 0  $
 
@@ -141,15 +157,6 @@ otherwise = True
 
 build = error "urk"
 foldr = error "urk"
-
-unpackCString# :: Addr# -> [Char]
-unpackFoldrCString# :: Addr# -> (Char  -> a -> a) -> a -> a 
-unpackAppendCString# :: Addr# -> [Char] -> [Char]
-unpackCStringUtf8# :: Addr# -> [Char]
-unpackCString# a = error "urk"
-unpackFoldrCString# a = error "urk"
-unpackAppendCString# a = error "urk"
-unpackCStringUtf8# a = error "urk"
 -}
 \end{code}
 
@@ -168,12 +175,18 @@ 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
@@ -215,6 +228,7 @@ class  Monad m  where
     -- failure in a @do@ expression.
     fail        :: String -> m a
 
+    {-# INLINE (>>) #-}
     m >> k      = m >>= \_ -> k
     fail s      = error s
 \end{code}
@@ -227,24 +241,6 @@ class  Monad m  where
 %*********************************************************
 
 \begin{code}
--- 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
 
@@ -274,10 +270,12 @@ 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
@@ -365,7 +363,7 @@ 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.
 -- 
@@ -422,30 +420,6 @@ 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
-
 -- |'otherwise' is defined as the value 'True'.  It helps to make
 -- guards more readable.  eg.
 --
@@ -457,36 +431,6 @@ otherwise               =  True
 
 %*********************************************************
 %*                                                      *
-\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@}
 %*                                                      *
 %*********************************************************
@@ -497,33 +441,6 @@ 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').
--}
-
--- 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
@@ -535,8 +452,10 @@ 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#)
@@ -583,26 +502,6 @@ maxInt  = I# 0x7FFFFFFF#
 minInt  = I# (-0x8000000000000000#)
 maxInt  = I# 0x7FFFFFFFFFFFFFFF#
 #endif
-
-instance Eq Int where
-    (==) = eqInt
-    (/=) = neInt
-
-instance Ord Int where
-    compare = compareInt
-    (<)     = ltInt
-    (<=)    = leInt
-    (>=)    = geInt
-    (>)     = gtInt
-
-compareInt :: Int -> Int -> Ordering
-(I# x#) `compareInt` (I# y#) = compareInt# x# y#
-
-compareInt# :: Int# -> Int# -> Ordering
-compareInt# x# y#
-    | x# <#  y# = LT
-    | x# ==# y# = EQ
-    | otherwise = GT
 \end{code}
 
 
@@ -628,16 +527,6 @@ 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)@.
 
@@ -673,8 +562,10 @@ 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
@@ -707,6 +598,38 @@ 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@}
 %*                                                      *
 %*********************************************************
@@ -760,12 +683,6 @@ Definitions of the boxed PrimOps; these will be
 used in the case of partial applications, etc.
 
 \begin{code}
-{-# INLINE eqInt #-}
-{-# INLINE neInt #-}
-{-# INLINE gtInt #-}
-{-# INLINE geInt #-}
-{-# INLINE ltInt #-}
-{-# INLINE leInt #-}
 {-# INLINE plusInt #-}
 {-# INLINE minusInt #-}
 {-# INLINE timesInt #-}
@@ -773,7 +690,7 @@ 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)
@@ -793,28 +710,9 @@ 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)
 
-gtInt, geInt, eqInt, neInt, ltInt, leInt :: Int -> Int -> Bool
-(I# x) `gtInt` (I# y) = x >#  y
-(I# x) `geInt` (I# y) = x >=# y
-(I# x) `eqInt` (I# y) = x ==# y
-(I# x) `neInt` (I# y) = x /=# y
-(I# x) `ltInt` (I# y) = x <#  y
-(I# x) `leInt` (I# y) = x <=# y
-
 {-# RULES
 "x# ># x#"  forall x#. x# >#  x# = False
 "x# >=# x#" forall x#. x# >=# x# = True
@@ -828,9 +726,6 @@ gtInt, geInt, eqInt, neInt, ltInt, leInt :: Int -> Int -> Bool
 "plusFloat x 0.0"   forall x#. plusFloat#  x#   0.0# = x#
 "plusFloat 0.0 x"   forall x#. plusFloat#  0.0# x#   = x#
 "minusFloat x 0.0"  forall x#. minusFloat# x#   0.0# = x#
-"minusFloat x x"    forall x#. minusFloat# x#   x#   = 0.0#
-"timesFloat x 0.0"  forall x#. timesFloat# x#   0.0# = 0.0#
-"timesFloat0.0 x"   forall x#. timesFloat# 0.0# x#   = 0.0#
 "timesFloat x 1.0"  forall x#. timesFloat# x#   1.0# = x#
 "timesFloat 1.0 x"  forall x#. timesFloat# 1.0# x#   = x#
 "divideFloat x 1.0" forall x#. divideFloat# x#  1.0# = x#
@@ -858,6 +753,12 @@ This gives wrong answer (0) for NaN * 0 (should be NaN):
     "timesDouble x 0.0"  forall x#. (*##) x#    0.0## = 0.0##
 
 These are tested by num014.
+
+Similarly for Float (#5178):
+
+"minusFloat x x"    forall x#. minusFloat# x#   x#   = 0.0#
+"timesFloat0.0 x"   forall x#. timesFloat# 0.0# x#   = 0.0#
+"timesFloat x 0.0"  forall x#. timesFloat# x#   0.0# = 0.0#
 -}
 
 -- Wrappers for the shift operations.  The uncheckedShift# family are
@@ -909,99 +810,9 @@ a `iShiftRL#` b | b >=# WORD_SIZE_IN_BITS# = 0#
 "int2Word2Int"  forall x#. int2Word# (word2Int# x#) = x#
 "word2Int2Word" forall x#. word2Int# (int2Word# x#) = x#
   #-}
-\end{code}
-
 
-%********************************************************
-%*                                                      *
-\subsection{Unpacking C strings}
-%*                                                      *
-%********************************************************
-
-This code is needed for virtually all programs, since it's used for
-unpacking the strings of error messages.
-
-\begin{code}
-unpackCString# :: Addr# -> [Char]
-{-# 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
-    unpack nh
-      | ch `eqChar#` '\0'# = []
-      | otherwise          = C# ch : unpack (nh +# 1#)
-      where
-        !ch = indexCharOffAddr# addr nh
-
-unpackAppendCString# :: Addr# -> [Char] -> [Char]
-{-# NOINLINE unpackAppendCString# #-}
-     -- See the NOINLINE note on unpackCString# 
-unpackAppendCString# addr rest
-  = unpack 0#
-  where
-    unpack nh
-      | ch `eqChar#` '\0'# = rest
-      | otherwise          = C# ch : unpack (nh +# 1#)
-      where
-        !ch = indexCharOffAddr# addr nh
-
-unpackFoldrCString# :: Addr# -> (Char  -> a -> a) -> a -> a 
-{-# NOINLINE [0] unpackFoldrCString# #-}
--- Unlike unpackCString#, there *is* some point in inlining unpackFoldrCString#, 
--- because we get better code for the function call.
--- However, don't inline till right at the end;
--- usually the unpack-list rule turns it into unpackCStringList
--- It also has a BuiltInRule in PrelRules.lhs:
---      unpackFoldrCString# "foo" c (unpackFoldrCString# "baz" c n)
---        =  unpackFoldrCString# "foobaz" c n
-unpackFoldrCString# addr f z 
-  = unpack 0#
-  where
-    unpack nh
-      | ch `eqChar#` '\0'# = z
-      | otherwise          = C# ch `f` unpack (nh +# 1#)
-      where
-        !ch = indexCharOffAddr# addr nh
-
-unpackCStringUtf8# :: Addr# -> [Char]
-unpackCStringUtf8# addr 
-  = unpack 0#
-  where
-    unpack nh
-      | ch `eqChar#` '\0'#   = []
-      | ch `leChar#` '\x7F'# = C# ch : unpack (nh +# 1#)
-      | ch `leChar#` '\xDF'# =
-          C# (chr# (((ord# ch                                  -# 0xC0#) `uncheckedIShiftL#`  6#) +#
-                     (ord# (indexCharOffAddr# addr (nh +# 1#)) -# 0x80#))) :
-          unpack (nh +# 2#)
-      | ch `leChar#` '\xEF'# =
-          C# (chr# (((ord# ch                                  -# 0xE0#) `uncheckedIShiftL#` 12#) +#
-                    ((ord# (indexCharOffAddr# addr (nh +# 1#)) -# 0x80#) `uncheckedIShiftL#`  6#) +#
-                     (ord# (indexCharOffAddr# addr (nh +# 2#)) -# 0x80#))) :
-          unpack (nh +# 3#)
-      | otherwise            =
-          C# (chr# (((ord# ch                                  -# 0xF0#) `uncheckedIShiftL#` 18#) +#
-                    ((ord# (indexCharOffAddr# addr (nh +# 1#)) -# 0x80#) `uncheckedIShiftL#` 12#) +#
-                    ((ord# (indexCharOffAddr# addr (nh +# 2#)) -# 0x80#) `uncheckedIShiftL#`  6#) +#
-                     (ord# (indexCharOffAddr# addr (nh +# 3#)) -# 0x80#))) :
-          unpack (nh +# 4#)
-      where
-        !ch = indexCharOffAddr# addr nh
-
-unpackNBytes# :: Addr# -> Int# -> [Char]
-unpackNBytes# _addr 0#   = []
-unpackNBytes#  addr len# = unpack [] (len# -# 1#)
-    where
-     unpack acc i#
-      | i# <# 0#  = acc
-      | otherwise = 
-         case indexCharOffAddr# addr i# of
-            ch -> unpack (C# ch : acc) (i# -# 1#)
 
+-- Rules for C strings (the functions themselves are now in GHC.CString)
 {-# RULES
 "unpack"       [~1] forall a   . unpackCString# a             = build (unpackFoldrCString# a)
 "unpack-list"  [1]  forall a   . unpackFoldrCString# a (:) [] = unpackCString# a
@@ -1013,6 +824,7 @@ unpackNBytes#  addr len# = unpack [] (len# -# 1#)
   #-}
 \end{code}
 
+
 #ifdef __HADDOCK__
 \begin{code}
 -- | A special argument for the 'Control.Monad.ST.ST' type constructor,