Comments only: replace ":=:" by "~" (notation for equality predicates)
[ghc-hetmet.git] / compiler / basicTypes / MkId.lhs
1 %
2 % (c) The University of Glasgow 2006
3 % (c) The AQUA Project, Glasgow University, 1998
4 %
5
6 This module contains definitions for the IdInfo for things that
7 have a standard form, namely:
8
9 - data constructors
10 - record selectors
11 - method and superclass selectors
12 - primitive operations
13
14 \begin{code}
15 {-# OPTIONS -fno-warn-missing-signatures #-}
16 -- The above warning supression flag is a temporary kludge.
17 -- While working on this module you are encouraged to remove it and fix
18 -- any warnings in the module. See
19 --  <http://hackage.haskell.org/trac/ghc/wiki/Commentary/CodingStyle#Warnings>
20 -- for details
21
22 module MkId (
23         mkDictFunId, mkDefaultMethodId,
24         mkDictSelId, 
25
26         mkDataConIds,
27         mkRecordSelId, 
28         mkPrimOpId, mkFCallId, mkTickBoxOpId, mkBreakPointOpId,
29
30         mkReboxingAlt, wrapNewTypeBody, unwrapNewTypeBody,
31         wrapFamInstBody, unwrapFamInstScrut,
32         mkUnpackCase, mkProductBox,
33
34         -- And some particular Ids; see below for why they are wired in
35         wiredInIds, ghcPrimIds,
36         unsafeCoerceId, realWorldPrimId, voidArgId, nullAddrId, seqId,
37         lazyId, lazyIdUnfolding, lazyIdKey,
38
39         mkRuntimeErrorApp,
40         rEC_CON_ERROR_ID, iRREFUT_PAT_ERROR_ID, rUNTIME_ERROR_ID,
41         nON_EXHAUSTIVE_GUARDS_ERROR_ID, nO_METHOD_BINDING_ERROR_ID,
42         pAT_ERROR_ID, eRROR_ID,
43
44         unsafeCoerceName
45     ) where
46
47 #include "HsVersions.h"
48
49 import Rules
50 import TysPrim
51 import TysWiredIn
52 import PrelRules
53 import Unify
54 import Type
55 import TypeRep
56 import Coercion
57 import TcType
58 import CoreUtils
59 import CoreUnfold
60 import Literal
61 import TyCon
62 import Class
63 import VarSet
64 import Name
65 import OccName
66 import PrimOp
67 import ForeignCall
68 import DataCon
69 import Id
70 import Var              ( Var, TyVar, mkCoVar)
71 import IdInfo
72 import NewDemand
73 import DmdAnal
74 import CoreSyn
75 import Unique
76 import Maybes
77 import PrelNames
78 import BasicTypes       hiding ( SuccessFlag(..) )
79 import Util
80 import Outputable
81 import FastString
82 import ListSetOps
83 import Module
84 \end{code}
85
86 %************************************************************************
87 %*                                                                      *
88 \subsection{Wired in Ids}
89 %*                                                                      *
90 %************************************************************************
91
92 \begin{code}
93 wiredInIds :: [Id]
94 wiredInIds
95   = [   -- These error-y things are wired in because we don't yet have
96         -- a way to express in an interface file that the result type variable
97         -- is 'open'; that is can be unified with an unboxed type
98         -- 
99         -- [The interface file format now carry such information, but there's
100         -- no way yet of expressing at the definition site for these 
101         -- error-reporting functions that they have an 'open' 
102         -- result type. -- sof 1/99]
103
104     eRROR_ID,   -- This one isn't used anywhere else in the compiler
105                 -- But we still need it in wiredInIds so that when GHC
106                 -- compiles a program that mentions 'error' we don't
107                 -- import its type from the interface file; we just get
108                 -- the Id defined here.  Which has an 'open-tyvar' type.
109
110     rUNTIME_ERROR_ID,
111     iRREFUT_PAT_ERROR_ID,
112     nON_EXHAUSTIVE_GUARDS_ERROR_ID,
113     nO_METHOD_BINDING_ERROR_ID,
114     pAT_ERROR_ID,
115     rEC_CON_ERROR_ID,
116
117     lazyId
118     ] ++ ghcPrimIds
119
120 -- These Ids are exported from GHC.Prim
121 ghcPrimIds :: [Id]
122 ghcPrimIds
123   = [   -- These can't be defined in Haskell, but they have
124         -- perfectly reasonable unfoldings in Core
125     realWorldPrimId,
126     unsafeCoerceId,
127     nullAddrId,
128     seqId
129     ]
130 \end{code}
131
132 %************************************************************************
133 %*                                                                      *
134 \subsection{Data constructors}
135 %*                                                                      *
136 %************************************************************************
137
138 The wrapper for a constructor is an ordinary top-level binding that evaluates
139 any strict args, unboxes any args that are going to be flattened, and calls
140 the worker.
141
142 We're going to build a constructor that looks like:
143
144         data (Data a, C b) =>  T a b = T1 !a !Int b
145
146         T1 = /\ a b -> 
147              \d1::Data a, d2::C b ->
148              \p q r -> case p of { p ->
149                        case q of { q ->
150                        Con T1 [a,b] [p,q,r]}}
151
152 Notice that
153
154 * d2 is thrown away --- a context in a data decl is used to make sure
155   one *could* construct dictionaries at the site the constructor
156   is used, but the dictionary isn't actually used.
157
158 * We have to check that we can construct Data dictionaries for
159   the types a and Int.  Once we've done that we can throw d1 away too.
160
161 * We use (case p of q -> ...) to evaluate p, rather than "seq" because
162   all that matters is that the arguments are evaluated.  "seq" is 
163   very careful to preserve evaluation order, which we don't need
164   to be here.
165
166   You might think that we could simply give constructors some strictness
167   info, like PrimOps, and let CoreToStg do the let-to-case transformation.
168   But we don't do that because in the case of primops and functions strictness
169   is a *property* not a *requirement*.  In the case of constructors we need to
170   do something active to evaluate the argument.
171
172   Making an explicit case expression allows the simplifier to eliminate
173   it in the (common) case where the constructor arg is already evaluated.
174
175 Note [Wrappers for data instance tycons]
176 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
177 In the case of data instances, the wrapper also applies the coercion turning
178 the representation type into the family instance type to cast the result of
179 the wrapper.  For example, consider the declarations
180
181   data family Map k :: * -> *
182   data instance Map (a, b) v = MapPair (Map a (Pair b v))
183
184 The tycon to which the datacon MapPair belongs gets a unique internal
185 name of the form :R123Map, and we call it the representation tycon.
186 In contrast, Map is the family tycon (accessible via
187 tyConFamInst_maybe). A coercion allows you to move between
188 representation and family type.  It is accessible from :R123Map via
189 tyConFamilyCoercion_maybe and has kind
190
191   Co123Map a b v :: {Map (a, b) v ~ :R123Map a b v}
192
193 The wrapper and worker of MapPair get the types
194
195         -- Wrapper
196   $WMapPair :: forall a b v. Map a (Map a b v) -> Map (a, b) v
197   $WMapPair a b v = MapPair a b v `cast` sym (Co123Map a b v)
198
199         -- Worker
200   MapPair :: forall a b v. Map a (Map a b v) -> :R123Map a b v
201
202 This coercion is conditionally applied by wrapFamInstBody.
203
204 It's a bit more complicated if the data instance is a GADT as well!
205
206    data instance T [a] where
207         T1 :: forall b. b -> T [Maybe b]
208 Hence
209    Co7T a :: T [a] ~ :R7T a
210
211 Now we want
212
213         -- Wrapper
214   $WT1 :: forall b. b -> T [Maybe b]
215   $WT1 b v = T1 (Maybe b) b (Maybe b) v
216                         `cast` sym (Co7T (Maybe b))
217
218         -- Worker
219   T1 :: forall c b. (c ~ Maybe b) => b -> :R7T c
220
221 \begin{code}
222 mkDataConIds :: Name -> Name -> DataCon -> DataConIds
223 mkDataConIds wrap_name wkr_name data_con
224   | isNewTyCon tycon                    -- Newtype, only has a worker
225   = DCIds Nothing nt_work_id                 
226
227   | any isMarkedStrict all_strict_marks      -- Algebraic, needs wrapper
228     || not (null eq_spec)                    -- NB: LoadIface.ifaceDeclSubBndrs
229     || isFamInstTyCon tycon                  --     depends on this test
230   = DCIds (Just alg_wrap_id) wrk_id
231
232   | otherwise                                -- Algebraic, no wrapper
233   = DCIds Nothing wrk_id
234   where
235     (univ_tvs, ex_tvs, eq_spec, 
236      eq_theta, dict_theta, orig_arg_tys, res_ty) = dataConFullSig data_con
237     tycon = dataConTyCon data_con       -- The representation TyCon (not family)
238
239         ----------- Worker (algebraic data types only) --------------
240         -- The *worker* for the data constructor is the function that
241         -- takes the representation arguments and builds the constructor.
242     wrk_id = mkGlobalId (DataConWorkId data_con) wkr_name
243                         (dataConRepType data_con) wkr_info
244
245     wkr_arity = dataConRepArity data_con
246     wkr_info  = noCafIdInfo
247                 `setArityInfo`          wkr_arity
248                 `setAllStrictnessInfo`  Just wkr_sig
249                 `setUnfoldingInfo`      evaldUnfolding  -- Record that it's evaluated,
250                                                         -- even if arity = 0
251
252     wkr_sig = mkStrictSig (mkTopDmdType (replicate wkr_arity topDmd) cpr_info)
253         --      Note [Data-con worker strictness]
254         -- Notice that we do *not* say the worker is strict
255         -- even if the data constructor is declared strict
256         --      e.g.    data T = MkT !(Int,Int)
257         -- Why?  Because the *wrapper* is strict (and its unfolding has case
258         -- expresssions that do the evals) but the *worker* itself is not.
259         -- If we pretend it is strict then when we see
260         --      case x of y -> $wMkT y
261         -- the simplifier thinks that y is "sure to be evaluated" (because
262         --  $wMkT is strict) and drops the case.  No, $wMkT is not strict.
263         --
264         -- When the simplifer sees a pattern 
265         --      case e of MkT x -> ...
266         -- it uses the dataConRepStrictness of MkT to mark x as evaluated;
267         -- but that's fine... dataConRepStrictness comes from the data con
268         -- not from the worker Id.
269
270     cpr_info | isProductTyCon tycon && 
271                isDataTyCon tycon    &&
272                wkr_arity > 0        &&
273                wkr_arity <= mAX_CPR_SIZE        = retCPR
274              | otherwise                        = TopRes
275         -- RetCPR is only true for products that are real data types;
276         -- that is, not unboxed tuples or [non-recursive] newtypes
277
278         ----------- Workers for newtypes --------------
279     nt_work_id   = mkGlobalId (DataConWrapId data_con) wkr_name wrap_ty nt_work_info
280     nt_work_info = noCafIdInfo          -- The NoCaf-ness is set by noCafIdInfo
281                   `setArityInfo` 1      -- Arity 1
282                   `setUnfoldingInfo`     newtype_unf
283     newtype_unf  = -- The assertion below is no longer correct:
284                    --   there may be a dict theta rather than a singleton orig_arg_ty
285                    -- ASSERT( isVanillaDataCon data_con &&
286                    --      isSingleton orig_arg_tys )
287                    --
288                    -- No existentials on a newtype, but it can have a context
289                    -- e.g.      newtype Eq a => T a = MkT (...)
290                    mkCompulsoryUnfolding $ 
291                    mkLams wrap_tvs $ Lam id_arg1 $ 
292                    wrapNewTypeBody tycon res_ty_args
293                        (Var id_arg1)
294
295     id_arg1 = mkTemplateLocal 1 
296                 (if null orig_arg_tys
297                     then ASSERT(not (null $ dataConDictTheta data_con)) mkPredTy $ head (dataConDictTheta data_con)
298                     else head orig_arg_tys
299                 )
300
301         ----------- Wrapper --------------
302         -- We used to include the stupid theta in the wrapper's args
303         -- but now we don't.  Instead the type checker just injects these
304         -- extra constraints where necessary.
305     wrap_tvs    = (univ_tvs `minusList` map fst eq_spec) ++ ex_tvs
306     res_ty_args = substTyVars (mkTopTvSubst eq_spec) univ_tvs
307     eq_tys   = mkPredTys eq_theta
308     dict_tys = mkPredTys dict_theta
309     wrap_ty  = mkForAllTys wrap_tvs $ mkFunTys eq_tys $ mkFunTys dict_tys $
310                mkFunTys orig_arg_tys $ res_ty
311         -- NB: watch out here if you allow user-written equality 
312         --     constraints in data constructor signatures
313
314         ----------- Wrappers for algebraic data types -------------- 
315     alg_wrap_id = mkGlobalId (DataConWrapId data_con) wrap_name wrap_ty alg_wrap_info
316     alg_wrap_info = noCafIdInfo         -- The NoCaf-ness is set by noCafIdInfo
317                     `setArityInfo`         wrap_arity
318                         -- It's important to specify the arity, so that partial
319                         -- applications are treated as values
320                     `setUnfoldingInfo`     wrap_unf
321                     `setAllStrictnessInfo` Just wrap_sig
322
323     all_strict_marks = dataConExStricts data_con ++ dataConStrictMarks data_con
324     wrap_sig = mkStrictSig (mkTopDmdType arg_dmds cpr_info)
325     arg_dmds = map mk_dmd all_strict_marks
326     mk_dmd str | isMarkedStrict str = evalDmd
327                | otherwise          = lazyDmd
328         -- The Cpr info can be important inside INLINE rhss, where the
329         -- wrapper constructor isn't inlined.
330         -- And the argument strictness can be important too; we
331         -- may not inline a contructor when it is partially applied.
332         -- For example:
333         --      data W = C !Int !Int !Int
334         --      ...(let w = C x in ...(w p q)...)...
335         -- we want to see that w is strict in its two arguments
336
337     wrap_unf = mkImplicitUnfolding $ Note InlineMe $
338               mkLams wrap_tvs $ 
339               mkLams eq_args $
340               mkLams dict_args $ mkLams id_args $
341               foldr mk_case con_app 
342                     (zip (dict_args ++ id_args) all_strict_marks)
343                     i3 []
344
345     con_app _ rep_ids = wrapFamInstBody tycon res_ty_args $
346                           Var wrk_id `mkTyApps`  res_ty_args
347                                      `mkVarApps` ex_tvs                 
348                                      -- Equality evidence:
349                                      `mkTyApps`  map snd eq_spec
350                                      `mkVarApps` eq_args
351                                      `mkVarApps` reverse rep_ids
352
353     (dict_args,i2) = mkLocals 1  dict_tys
354     (id_args,i3)   = mkLocals i2 orig_arg_tys
355     wrap_arity     = i3-1
356     (eq_args,_)    = mkCoVarLocals i3 eq_tys
357
358     mkCoVarLocals i []     = ([],i)
359     mkCoVarLocals i (x:xs) = let (ys,j) = mkCoVarLocals (i+1) xs
360                                  y      = mkCoVar (mkSysTvName (mkBuiltinUnique i) (fsLit "dc_co")) x
361                              in (y:ys,j)
362
363     mk_case 
364            :: (Id, StrictnessMark)      -- Arg, strictness
365            -> (Int -> [Id] -> CoreExpr) -- Body
366            -> Int                       -- Next rep arg id
367            -> [Id]                      -- Rep args so far, reversed
368            -> CoreExpr
369     mk_case (arg,strict) body i rep_args
370           = case strict of
371                 NotMarkedStrict -> body i (arg:rep_args)
372                 MarkedStrict 
373                    | isUnLiftedType (idType arg) -> body i (arg:rep_args)
374                    | otherwise ->
375                         Case (Var arg) arg res_ty [(DEFAULT,[], body i (arg:rep_args))]
376
377                 MarkedUnboxed
378                    -> unboxProduct i (Var arg) (idType arg) the_body 
379                       where
380                         the_body i con_args = body i (reverse con_args ++ rep_args)
381
382 mAX_CPR_SIZE :: Arity
383 mAX_CPR_SIZE = 10
384 -- We do not treat very big tuples as CPR-ish:
385 --      a) for a start we get into trouble because there aren't 
386 --         "enough" unboxed tuple types (a tiresome restriction, 
387 --         but hard to fix), 
388 --      b) more importantly, big unboxed tuples get returned mainly
389 --         on the stack, and are often then allocated in the heap
390 --         by the caller.  So doing CPR for them may in fact make
391 --         things worse.
392
393 mkLocals i tys = (zipWith mkTemplateLocal [i..i+n-1] tys, i+n)
394                where
395                  n = length tys
396 \end{code}
397
398
399 %************************************************************************
400 %*                                                                      *
401 \subsection{Record selectors}
402 %*                                                                      *
403 %************************************************************************
404
405 We're going to build a record selector unfolding that looks like this:
406
407         data T a b c = T1 { ..., op :: a, ...}
408                      | T2 { ..., op :: a, ...}
409                      | T3
410
411         sel = /\ a b c -> \ d -> case d of
412                                     T1 ... x ... -> x
413                                     T2 ... x ... -> x
414                                     other        -> error "..."
415
416 Similarly for newtypes
417
418         newtype N a = MkN { unN :: a->a }
419
420         unN :: N a -> a -> a
421         unN n = coerce (a->a) n
422         
423 We need to take a little care if the field has a polymorphic type:
424
425         data R = R { f :: forall a. a->a }
426
427 Then we want
428
429         f :: forall a. R -> a -> a
430         f = /\ a \ r = case r of
431                           R f -> f a
432
433 (not f :: R -> forall a. a->a, which gives the type inference mechanism 
434 problems at call sites)
435
436 Similarly for (recursive) newtypes
437
438         newtype N = MkN { unN :: forall a. a->a }
439
440         unN :: forall b. N -> b -> b
441         unN = /\b -> \n:N -> (coerce (forall a. a->a) n)
442
443
444 Note [Naughty record selectors]
445 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
446 A "naughty" field is one for which we can't define a record 
447 selector, because an existential type variable would escape.  For example:
448         data T = forall a. MkT { x,y::a }
449 We obviously can't define       
450         x (MkT v _) = v
451 Nevertheless we *do* put a RecordSelId into the type environment
452 so that if the user tries to use 'x' as a selector we can bleat
453 helpfully, rather than saying unhelpfully that 'x' is not in scope.
454 Hence the sel_naughty flag, to identify record selectors that don't really exist.
455
456 In general, a field is naughty if its type mentions a type variable that
457 isn't in the result type of the constructor.
458
459 Note [GADT record selectors]
460 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
461 For GADTs, we require that all constructors with a common field 'f' have the same
462 result type (modulo alpha conversion).  [Checked in TcTyClsDecls.checkValidTyCon]
463 E.g. 
464         data T where
465           T1 { f :: Maybe a } :: T [a]
466           T2 { f :: Maybe a, y :: b  } :: T [a]
467
468 and now the selector takes that result type as its argument:
469    f :: forall a. T [a] -> Maybe a
470
471 Details: the "real" types of T1,T2 are:
472    T1 :: forall r a.   (r~[a]) => a -> T r
473    T2 :: forall r a b. (r~[a]) => a -> b -> T r
474
475 So the selector loooks like this:
476    f :: forall a. T [a] -> Maybe a
477    f (a:*) (t:T [a])
478      = case t of
479          T1 c   (g:[a]~[c]) (v:Maybe c)       -> v `cast` Maybe (right (sym g))
480          T2 c d (g:[a]~[c]) (v:Maybe c) (w:d) -> v `cast` Maybe (right (sym g))
481
482 Note the forall'd tyvars of the selector are just the free tyvars
483 of the result type; there may be other tyvars in the constructor's
484 type (e.g. 'b' in T2).
485
486 Note the need for casts in the result!
487
488 Note [Selector running example]
489 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
490 It's OK to combine GADTs and type families.  Here's a running example:
491
492         data instance T [a] where 
493           T1 { fld :: b } :: T [Maybe b]
494
495 The representation type looks like this
496         data :R7T a where
497           T1 { fld :: b } :: :R7T (Maybe b)
498
499 and there's coercion from the family type to the representation type
500         :CoR7T a :: T [a] ~ :R7T a
501
502 The selector we want for fld looks like this:
503
504         fld :: forall b. T [Maybe b] -> b
505         fld = /\b. \(d::T [Maybe b]).
506               case d `cast` :CoR7T (Maybe b) of 
507                 T1 (x::b) -> x
508
509 The scrutinee of the case has type :R7T (Maybe b), which can be
510 gotten by appying the eq_spec to the univ_tvs of the data con.
511
512 \begin{code}
513 mkRecordSelId :: TyCon -> FieldLabel -> Id
514 mkRecordSelId tycon field_label
515     -- Assumes that all fields with the same field label have the same type
516   = sel_id
517   where
518     -- Because this function gets called by implicitTyThings, we need to
519     -- produce the OccName of the Id without doing any suspend type checks.
520     -- (see the note [Tricky iface loop]).
521     -- A suspended type-check is sometimes necessary to compute field_ty,
522     -- so we need to make sure that we suspend anything that depends on field_ty.
523
524     -- the overall result
525     sel_id = mkGlobalId sel_id_details field_label theType theInfo
526                              
527     -- check whether the type is naughty: this thunk does not get forced
528     -- until the type is actually needed
529     field_ty   = dataConFieldType con1 field_label
530     is_naughty = not (tyVarsOfType field_ty `subVarSet` data_tv_set)  
531
532     -- it's important that this doesn't force the if
533     (theType, theInfo) = if is_naughty 
534                          -- Escapist case here for naughty constructors
535                          -- We give it no IdInfo, and a type of
536                          -- forall a.a (never looked at)
537                          then (forall_a_a, noCafIdInfo) 
538                          -- otherwise do the real case
539                          else (selector_ty, info)
540
541     sel_id_details = RecordSelId { sel_tycon = tycon,
542                                    sel_label = field_label,
543                                    sel_naughty = is_naughty }
544     -- For a data type family, the tycon is the *instance* TyCon
545
546     -- for naughty case
547     forall_a_a = mkForAllTy alphaTyVar (mkTyVarTy alphaTyVar)
548
549     -- real case starts here:
550     data_cons         = tyConDataCons tycon     
551     data_cons_w_field = filter has_field data_cons      -- Can't be empty!
552     has_field con     = field_label `elem` dataConFieldLabels con
553
554     con1        = ASSERT( not (null data_cons_w_field) ) head data_cons_w_field
555     (univ_tvs, _, eq_spec, _, _, _, data_ty) = dataConFullSig con1
556         -- For a data type family, the data_ty (and hence selector_ty) mentions
557         -- only the family TyCon, not the instance TyCon
558     data_tv_set = tyVarsOfType data_ty
559     data_tvs    = varSetElems data_tv_set
560     
561         -- _Very_ tiresomely, the selectors are (unnecessarily!) overloaded over
562         -- just the dictionaries in the types of the constructors that contain
563         -- the relevant field.  [The Report says that pattern matching on a
564         -- constructor gives the same constraints as applying it.]  Urgh.  
565         --
566         -- However, not all data cons have all constraints (because of
567         -- BuildTyCl.mkDataConStupidTheta).  So we need to find all the data cons 
568         -- involved in the pattern match and take the union of their constraints.
569     stupid_dict_tys = mkPredTys (dataConsStupidTheta data_cons_w_field)
570     n_stupid_dicts  = length stupid_dict_tys
571
572     (field_tyvars,pre_field_theta,field_tau) = tcSplitSigmaTy field_ty
573     field_theta       = filter (not . isEqPred) pre_field_theta
574     field_dict_tys    = mkPredTys field_theta
575     n_field_dict_tys  = length field_dict_tys
576         -- If the field has a universally quantified type we have to 
577         -- be a bit careful.  Suppose we have
578         --      data R = R { op :: forall a. Foo a => a -> a }
579         -- Then we can't give op the type
580         --      op :: R -> forall a. Foo a => a -> a
581         -- because the typechecker doesn't understand foralls to the
582         -- right of an arrow.  The "right" type to give it is
583         --      op :: forall a. Foo a => R -> a -> a
584         -- But then we must generate the right unfolding too:
585         --      op = /\a -> \dfoo -> \ r ->
586         --           case r of
587         --              R op -> op a dfoo
588         -- Note that this is exactly the type we'd infer from a user defn
589         --      op (R op) = op
590
591     selector_ty :: Type
592     selector_ty  = mkForAllTys data_tvs $ mkForAllTys field_tyvars $
593                    mkFunTys stupid_dict_tys  $  mkFunTys field_dict_tys $
594                    mkFunTy data_ty field_tau
595       
596     arity = 1 + n_stupid_dicts + n_field_dict_tys
597
598     (strict_sig, rhs_w_str) = dmdAnalTopRhs sel_rhs
599         -- Use the demand analyser to work out strictness.
600         -- With all this unpackery it's not easy!
601
602     info = noCafIdInfo
603            `setCafInfo`           caf_info
604            `setArityInfo`         arity
605            `setUnfoldingInfo`     unfolding
606            `setAllStrictnessInfo` Just strict_sig
607
608     unfolding = mkImplicitUnfolding rhs_w_str
609
610         -- Allocate Ids.  We do it a funny way round because field_dict_tys is
611         -- almost always empty.  Also note that we use max_dict_tys
612         -- rather than n_dict_tys, because the latter gives an infinite loop:
613         -- n_dict tys depends on the_alts, which depens on arg_ids, which 
614         -- depends on arity, which depends on n_dict tys.  Sigh!  Mega sigh!
615     stupid_dict_ids  = mkTemplateLocalsNum 1 stupid_dict_tys
616     max_stupid_dicts = length (tyConStupidTheta tycon)
617     field_dict_base  = max_stupid_dicts + 1
618     field_dict_ids   = mkTemplateLocalsNum field_dict_base field_dict_tys
619     dict_id_base     = field_dict_base + n_field_dict_tys
620     data_id          = mkTemplateLocal dict_id_base data_ty
621     scrut_id         = mkTemplateLocal (dict_id_base+1) scrut_ty
622     arg_base         = dict_id_base + 2
623
624     the_alts :: [CoreAlt]
625     the_alts   = map mk_alt data_cons_w_field   -- Already sorted by data-con
626     no_default = length data_cons == length data_cons_w_field   -- No default needed
627
628     default_alt | no_default = []
629                 | otherwise  = [(DEFAULT, [], error_expr)]
630
631     -- The default branch may have CAF refs, because it calls recSelError etc.
632     caf_info    | no_default = NoCafRefs
633                 | otherwise  = MayHaveCafRefs
634
635     sel_rhs = mkLams data_tvs $ mkLams field_tyvars $ 
636               mkLams stupid_dict_ids $ mkLams field_dict_ids $
637               Lam data_id $ mk_result sel_body
638
639     scrut_ty_args = substTyVars (mkTopTvSubst eq_spec) univ_tvs
640     scrut_ty      = mkTyConApp tycon scrut_ty_args
641     scrut = unwrapFamInstScrut tycon scrut_ty_args (Var data_id)
642         -- First coerce from the type family to the representation type
643
644         -- NB: A newtype always has a vanilla DataCon; no existentials etc
645         --     data_tys will simply be the dataConUnivTyVars
646     sel_body | isNewTyCon tycon = unwrapNewTypeBody tycon scrut_ty_args scrut
647              | otherwise        = Case scrut scrut_id field_ty (default_alt ++ the_alts)
648
649     mk_result poly_result = mkVarApps (mkVarApps poly_result field_tyvars) field_dict_ids
650         -- We pull the field lambdas to the top, so we need to 
651         -- apply them in the body.  For example:
652         --      data T = MkT { foo :: forall a. a->a }
653         --
654         --      foo :: forall a. T -> a -> a
655         --      foo = /\a. \t:T. case t of { MkT f -> f a }
656
657     mk_alt data_con
658       = mkReboxingAlt rebox_uniqs data_con (ex_tvs ++ co_tvs ++ arg_vs) rhs
659       where
660            -- get pattern binders with types appropriately instantiated
661         arg_uniqs = map mkBuiltinUnique [arg_base..]
662         (ex_tvs, co_tvs, arg_vs) = dataConOrigInstPat arg_uniqs data_con 
663                                                       scrut_ty_args
664
665         rebox_base  = arg_base + length ex_tvs + length co_tvs + length arg_vs
666         rebox_uniqs = map mkBuiltinUnique [rebox_base..]
667
668         -- data T :: *->* where T1 { fld :: Maybe b } -> T [b]
669         --      Hence T1 :: forall a b. (a~[b]) => b -> T a
670         -- fld :: forall b. T [b] -> Maybe b
671         -- fld = /\b.\(t:T[b]). case t of 
672         --              T1 b' (c : [b]=[b']) (x:Maybe b') 
673         --                      -> x `cast` Maybe (sym (right c))
674
675                 -- Generate the cast for the result
676                 -- See Note [GADT record selectors] for why a cast is needed
677         in_scope_tvs = ex_tvs ++ co_tvs ++ data_tvs
678         reft         = matchRefine in_scope_tvs (map (mkSymCoercion . mkTyVarTy) co_tvs)
679         rhs = case refineType reft (idType the_arg_id) of
680                 Nothing            -> Var the_arg_id
681                 Just (co, data_ty) -> ASSERT2( data_ty `tcEqType` field_ty, 
682                                         ppr data_con $$ ppr data_ty $$ ppr field_ty )
683                                       Cast (Var the_arg_id) co
684
685         field_vs    = filter (not . isPredTy . idType) arg_vs 
686         the_arg_id  = assoc "mkRecordSelId:mk_alt" 
687                             (field_lbls `zip` field_vs) field_label
688         field_lbls  = dataConFieldLabels data_con
689
690     error_expr = mkRuntimeErrorApp rEC_SEL_ERROR_ID field_ty full_msg
691     full_msg   = showSDoc (sep [text "No match in record selector", ppr sel_id])
692
693 -- unbox a product type...
694 -- we will recurse into newtypes, casting along the way, and unbox at the
695 -- first product data constructor we find. e.g.
696 --  
697 --   data PairInt = PairInt Int Int
698 --   newtype S = MkS PairInt
699 --   newtype T = MkT S
700 --
701 -- If we have e = MkT (MkS (PairInt 0 1)) and some body expecting a list of
702 -- ids, we get (modulo int passing)
703 --
704 --   case (e `cast` CoT) `cast` CoS of
705 --     PairInt a b -> body [a,b]
706 --
707 -- The Ints passed around are just for creating fresh locals
708 unboxProduct :: Int -> CoreExpr -> Type -> (Int -> [Id] -> CoreExpr) -> CoreExpr
709 unboxProduct i arg arg_ty body
710   = result
711   where 
712     result = mkUnpackCase the_id arg con_args boxing_con rhs
713     (_tycon, _tycon_args, boxing_con, tys) = deepSplitProductType "unboxProduct" arg_ty
714     ([the_id], i') = mkLocals i [arg_ty]
715     (con_args, i'') = mkLocals i' tys
716     rhs = body i'' con_args
717
718 mkUnpackCase ::  Id -> CoreExpr -> [Id] -> DataCon -> CoreExpr -> CoreExpr
719 -- (mkUnpackCase x e args Con body)
720 --      returns
721 -- case (e `cast` ...) of bndr { Con args -> body }
722 -- 
723 -- the type of the bndr passed in is irrelevent
724 mkUnpackCase bndr arg unpk_args boxing_con body
725   = Case cast_arg (setIdType bndr bndr_ty) (exprType body) [(DataAlt boxing_con, unpk_args, body)]
726   where
727   (cast_arg, bndr_ty) = go (idType bndr) arg
728   go ty arg 
729     | (tycon, tycon_args, _, _)  <- splitProductType "mkUnpackCase" ty
730     , isNewTyCon tycon && not (isRecursiveTyCon tycon)
731     = go (newTyConInstRhs tycon tycon_args) 
732          (unwrapNewTypeBody tycon tycon_args arg)
733     | otherwise = (arg, ty)
734
735 -- ...and the dual
736 reboxProduct :: [Unique]     -- uniques to create new local binders
737              -> Type         -- type of product to box
738              -> ([Unique],   -- remaining uniques
739                  CoreExpr,   -- boxed product
740                  [Id])       -- Ids being boxed into product
741 reboxProduct us ty
742   = let 
743         (_tycon, _tycon_args, _pack_con, con_arg_tys) = deepSplitProductType "reboxProduct" ty
744  
745         us' = dropList con_arg_tys us
746
747         arg_ids  = zipWith (mkSysLocal (fsLit "rb")) us con_arg_tys
748
749         bind_rhs = mkProductBox arg_ids ty
750
751     in
752       (us', bind_rhs, arg_ids)
753
754 mkProductBox :: [Id] -> Type -> CoreExpr
755 mkProductBox arg_ids ty 
756   = result_expr
757   where 
758     (tycon, tycon_args, pack_con, _con_arg_tys) = splitProductType "mkProductBox" ty
759
760     result_expr
761       | isNewTyCon tycon && not (isRecursiveTyCon tycon) 
762       = wrap (mkProductBox arg_ids (newTyConInstRhs tycon tycon_args))
763       | otherwise = mkConApp pack_con (map Type tycon_args ++ map Var arg_ids)
764
765     wrap expr = wrapNewTypeBody tycon tycon_args expr
766
767
768 -- (mkReboxingAlt us con xs rhs) basically constructs the case
769 -- alternative (con, xs, rhs)
770 -- but it does the reboxing necessary to construct the *source* 
771 -- arguments, xs, from the representation arguments ys.
772 -- For example:
773 --      data T = MkT !(Int,Int) Bool
774 --
775 -- mkReboxingAlt MkT [x,b] r 
776 --      = (DataAlt MkT, [y::Int,z::Int,b], let x = (y,z) in r)
777 --
778 -- mkDataAlt should really be in DataCon, but it can't because
779 -- it manipulates CoreSyn.
780
781 mkReboxingAlt
782   :: [Unique] -- Uniques for the new Ids
783   -> DataCon
784   -> [Var]    -- Source-level args, including existential dicts
785   -> CoreExpr -- RHS
786   -> CoreAlt
787
788 mkReboxingAlt us con args rhs
789   | not (any isMarkedUnboxed stricts)
790   = (DataAlt con, args, rhs)
791
792   | otherwise
793   = let
794         (binds, args') = go args stricts us
795     in
796     (DataAlt con, args', mkLets binds rhs)
797
798   where
799     stricts = dataConExStricts con ++ dataConStrictMarks con
800
801     go [] _stricts _us = ([], [])
802
803     -- Type variable case
804     go (arg:args) stricts us 
805       | isTyVar arg
806       = let (binds, args') = go args stricts us
807         in  (binds, arg:args')
808
809         -- Term variable case
810     go (arg:args) (str:stricts) us
811       | isMarkedUnboxed str
812       = 
813         let (binds, unpacked_args')        = go args stricts us'
814             (us', bind_rhs, unpacked_args) = reboxProduct us (idType arg)
815         in
816             (NonRec arg bind_rhs : binds, unpacked_args ++ unpacked_args')
817       | otherwise
818       = let (binds, args') = go args stricts us
819         in  (binds, arg:args')
820     go (_ : _) [] _ = panic "mkReboxingAlt"
821 \end{code}
822
823
824 %************************************************************************
825 %*                                                                      *
826 \subsection{Dictionary selectors}
827 %*                                                                      *
828 %************************************************************************
829
830 Selecting a field for a dictionary.  If there is just one field, then
831 there's nothing to do.  
832
833 Dictionary selectors may get nested forall-types.  Thus:
834
835         class Foo a where
836           op :: forall b. Ord b => a -> b -> b
837
838 Then the top-level type for op is
839
840         op :: forall a. Foo a => 
841               forall b. Ord b => 
842               a -> b -> b
843
844 This is unlike ordinary record selectors, which have all the for-alls
845 at the outside.  When dealing with classes it's very convenient to
846 recover the original type signature from the class op selector.
847
848 \begin{code}
849 mkDictSelId :: Bool     -- True <=> don't include the unfolding
850                         -- Little point on imports without -O, because the
851                         -- dictionary itself won't be visible
852             -> Name -> Class -> Id
853 mkDictSelId no_unf name clas
854   = mkGlobalId (ClassOpId clas) name sel_ty info
855   where
856     sel_ty = mkForAllTys tyvars (mkFunTy (idType dict_id) (idType the_arg_id))
857         -- We can't just say (exprType rhs), because that would give a type
858         --      C a -> C a
859         -- for a single-op class (after all, the selector is the identity)
860         -- But it's type must expose the representation of the dictionary
861         -- to get (say)         C a -> (a -> a)
862
863     info = noCafIdInfo
864                 `setArityInfo`          1
865                 `setAllStrictnessInfo`  Just strict_sig
866                 `setUnfoldingInfo`      (if no_unf then noUnfolding
867                                                    else mkImplicitUnfolding rhs)
868
869         -- We no longer use 'must-inline' on record selectors.  They'll
870         -- inline like crazy if they scrutinise a constructor
871
872         -- The strictness signature is of the form U(AAAVAAAA) -> T
873         -- where the V depends on which item we are selecting
874         -- It's worth giving one, so that absence info etc is generated
875         -- even if the selector isn't inlined
876     strict_sig = mkStrictSig (mkTopDmdType [arg_dmd] TopRes)
877     arg_dmd | isNewTyCon tycon = evalDmd
878             | otherwise        = Eval (Prod [ if the_arg_id == id then evalDmd else Abs
879                                             | id <- arg_ids ])
880
881     tycon      = classTyCon clas
882     [data_con] = tyConDataCons tycon
883     tyvars     = dataConUnivTyVars data_con
884     arg_tys    = {- ASSERT( isVanillaDataCon data_con ) -} dataConRepArgTys data_con
885     eq_theta   = dataConEqTheta data_con
886     the_arg_id = assoc "MkId.mkDictSelId" (map idName (classSelIds clas) `zip` arg_ids) name
887
888     pred       = mkClassPred clas (mkTyVarTys tyvars)
889     dict_id    = mkTemplateLocal     1 $ mkPredTy pred
890     (eq_ids,n) = mkCoVarLocals 2 $ mkPredTys eq_theta
891     arg_ids    = mkTemplateLocalsNum n arg_tys
892
893     mkCoVarLocals i []     = ([],i)
894     mkCoVarLocals i (x:xs) = let (ys,j) = mkCoVarLocals (i+1) xs
895                                  y      = mkCoVar (mkSysTvName (mkBuiltinUnique i) (fsLit "dc_co")) x
896                              in (y:ys,j)
897
898     rhs = mkLams tyvars  (Lam dict_id   rhs_body)
899     rhs_body | isNewTyCon tycon = unwrapNewTypeBody tycon (map mkTyVarTy tyvars) (Var dict_id)
900              | otherwise        = Case (Var dict_id) dict_id (idType the_arg_id)
901                                        [(DataAlt data_con, eq_ids ++ arg_ids, Var the_arg_id)]
902 \end{code}
903
904
905 %************************************************************************
906 %*                                                                      *
907         Wrapping and unwrapping newtypes and type families
908 %*                                                                      *
909 %************************************************************************
910
911 \begin{code}
912 wrapNewTypeBody :: TyCon -> [Type] -> CoreExpr -> CoreExpr
913 -- The wrapper for the data constructor for a newtype looks like this:
914 --      newtype T a = MkT (a,Int)
915 --      MkT :: forall a. (a,Int) -> T a
916 --      MkT = /\a. \(x:(a,Int)). x `cast` sym (CoT a)
917 -- where CoT is the coercion TyCon assoicated with the newtype
918 --
919 -- The call (wrapNewTypeBody T [a] e) returns the
920 -- body of the wrapper, namely
921 --      e `cast` (CoT [a])
922 --
923 -- If a coercion constructor is provided in the newtype, then we use
924 -- it, otherwise the wrap/unwrap are both no-ops 
925 --
926 -- If the we are dealing with a newtype *instance*, we have a second coercion
927 -- identifying the family instance with the constructor of the newtype
928 -- instance.  This coercion is applied in any case (ie, composed with the
929 -- coercion constructor of the newtype or applied by itself).
930
931 wrapNewTypeBody tycon args result_expr
932   = wrapFamInstBody tycon args inner
933   where
934     inner
935       | Just co_con <- newTyConCo_maybe tycon
936       = mkCoerce (mkSymCoercion (mkTyConApp co_con args)) result_expr
937       | otherwise
938       = result_expr
939
940 -- When unwrapping, we do *not* apply any family coercion, because this will
941 -- be done via a CoPat by the type checker.  We have to do it this way as
942 -- computing the right type arguments for the coercion requires more than just
943 -- a spliting operation (cf, TcPat.tcConPat).
944
945 unwrapNewTypeBody :: TyCon -> [Type] -> CoreExpr -> CoreExpr
946 unwrapNewTypeBody tycon args result_expr
947   | Just co_con <- newTyConCo_maybe tycon
948   = mkCoerce (mkTyConApp co_con args) result_expr
949   | otherwise
950   = result_expr
951
952 -- If the type constructor is a representation type of a data instance, wrap
953 -- the expression into a cast adjusting the expression type, which is an
954 -- instance of the representation type, to the corresponding instance of the
955 -- family instance type.
956 -- See Note [Wrappers for data instance tycons]
957 wrapFamInstBody :: TyCon -> [Type] -> CoreExpr -> CoreExpr
958 wrapFamInstBody tycon args body
959   | Just co_con <- tyConFamilyCoercion_maybe tycon
960   = mkCoerce (mkSymCoercion (mkTyConApp co_con args)) body
961   | otherwise
962   = body
963
964 unwrapFamInstScrut :: TyCon -> [Type] -> CoreExpr -> CoreExpr
965 unwrapFamInstScrut tycon args scrut
966   | Just co_con <- tyConFamilyCoercion_maybe tycon
967   = mkCoerce (mkTyConApp co_con args) scrut
968   | otherwise
969   = scrut
970 \end{code}
971
972
973 %************************************************************************
974 %*                                                                      *
975 \subsection{Primitive operations}
976 %*                                                                      *
977 %************************************************************************
978
979 \begin{code}
980 mkPrimOpId :: PrimOp -> Id
981 mkPrimOpId prim_op 
982   = id
983   where
984     (tyvars,arg_tys,res_ty, arity, strict_sig) = primOpSig prim_op
985     ty   = mkForAllTys tyvars (mkFunTys arg_tys res_ty)
986     name = mkWiredInName gHC_PRIM (primOpOcc prim_op) 
987                          (mkPrimOpIdUnique (primOpTag prim_op))
988                          (AnId id) UserSyntax
989     id   = mkGlobalId (PrimOpId prim_op) name ty info
990                 
991     info = noCafIdInfo
992            `setSpecInfo`          mkSpecInfo (primOpRules prim_op name)
993            `setArityInfo`         arity
994            `setAllStrictnessInfo` Just strict_sig
995
996 -- For each ccall we manufacture a separate CCallOpId, giving it
997 -- a fresh unique, a type that is correct for this particular ccall,
998 -- and a CCall structure that gives the correct details about calling
999 -- convention etc.  
1000 --
1001 -- The *name* of this Id is a local name whose OccName gives the full
1002 -- details of the ccall, type and all.  This means that the interface 
1003 -- file reader can reconstruct a suitable Id
1004
1005 mkFCallId :: Unique -> ForeignCall -> Type -> Id
1006 mkFCallId uniq fcall ty
1007   = ASSERT( isEmptyVarSet (tyVarsOfType ty) )
1008     -- A CCallOpId should have no free type variables; 
1009     -- when doing substitutions won't substitute over it
1010     mkGlobalId (FCallId fcall) name ty info
1011   where
1012     occ_str = showSDoc (braces (ppr fcall <+> ppr ty))
1013     -- The "occurrence name" of a ccall is the full info about the
1014     -- ccall; it is encoded, but may have embedded spaces etc!
1015
1016     name = mkFCallName uniq occ_str
1017
1018     info = noCafIdInfo
1019            `setArityInfo`         arity
1020            `setAllStrictnessInfo` Just strict_sig
1021
1022     (_, tau)     = tcSplitForAllTys ty
1023     (arg_tys, _) = tcSplitFunTys tau
1024     arity        = length arg_tys
1025     strict_sig   = mkStrictSig (mkTopDmdType (replicate arity evalDmd) TopRes)
1026
1027 -- Tick boxes and breakpoints are both represented as TickBoxOpIds,
1028 -- except for the type:
1029 --
1030 --    a plain HPC tick box has type (State# RealWorld)
1031 --    a breakpoint Id has type forall a.a
1032 --
1033 -- The breakpoint Id will be applied to a list of arbitrary free variables,
1034 -- which is why it needs a polymorphic type.
1035
1036 mkTickBoxOpId :: Unique -> Module -> TickBoxId -> Id
1037 mkTickBoxOpId uniq mod ix = mkTickBox' uniq mod ix realWorldStatePrimTy
1038
1039 mkBreakPointOpId :: Unique -> Module -> TickBoxId -> Id
1040 mkBreakPointOpId uniq mod ix = mkTickBox' uniq mod ix ty
1041  where ty = mkSigmaTy [openAlphaTyVar] [] openAlphaTy
1042
1043 mkTickBox' uniq mod ix ty = mkGlobalId (TickBoxOpId tickbox) name ty info    
1044   where
1045     tickbox = TickBox mod ix
1046     occ_str = showSDoc (braces (ppr tickbox))
1047     name    = mkTickBoxOpName uniq occ_str
1048     info    = noCafIdInfo
1049 \end{code}
1050
1051
1052 %************************************************************************
1053 %*                                                                      *
1054 \subsection{DictFuns and default methods}
1055 %*                                                                      *
1056 %************************************************************************
1057
1058 Important notes about dict funs and default methods
1059 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1060 Dict funs and default methods are *not* ImplicitIds.  Their definition
1061 involves user-written code, so we can't figure out their strictness etc
1062 based on fixed info, as we can for constructors and record selectors (say).
1063
1064 We build them as LocalIds, but with External Names.  This ensures that
1065 they are taken to account by free-variable finding and dependency
1066 analysis (e.g. CoreFVs.exprFreeVars).
1067
1068 Why shouldn't they be bound as GlobalIds?  Because, in particular, if
1069 they are globals, the specialiser floats dict uses above their defns,
1070 which prevents good simplifications happening.  Also the strictness
1071 analyser treats a occurrence of a GlobalId as imported and assumes it
1072 contains strictness in its IdInfo, which isn't true if the thing is
1073 bound in the same module as the occurrence.
1074
1075 It's OK for dfuns to be LocalIds, because we form the instance-env to
1076 pass on to the next module (md_insts) in CoreTidy, afer tidying
1077 and globalising the top-level Ids.
1078
1079 BUT make sure they are *exported* LocalIds (mkExportedLocalId) so 
1080 that they aren't discarded by the occurrence analyser.
1081
1082 \begin{code}
1083 mkDefaultMethodId dm_name ty = mkExportedLocalId dm_name ty
1084
1085 mkDictFunId :: Name      -- Name to use for the dict fun;
1086             -> [TyVar]
1087             -> ThetaType
1088             -> Class 
1089             -> [Type]
1090             -> Id
1091
1092 mkDictFunId dfun_name inst_tyvars dfun_theta clas inst_tys
1093   = mkExportedLocalId dfun_name dfun_ty
1094   where
1095     dfun_ty = mkSigmaTy inst_tyvars dfun_theta (mkDictTy clas inst_tys)
1096
1097 {-  1 dec 99: disable the Mark Jones optimisation for the sake
1098     of compatibility with Hugs.
1099     See `types/InstEnv' for a discussion related to this.
1100
1101     (class_tyvars, sc_theta, _, _) = classBigSig clas
1102     not_const (clas, tys) = not (isEmptyVarSet (tyVarsOfTypes tys))
1103     sc_theta' = substClasses (zipTopTvSubst class_tyvars inst_tys) sc_theta
1104     dfun_theta = case inst_decl_theta of
1105                    []    -> []  -- If inst_decl_theta is empty, then we don't
1106                                 -- want to have any dict arguments, so that we can
1107                                 -- expose the constant methods.
1108
1109                    other -> nub (inst_decl_theta ++ filter not_const sc_theta')
1110                                 -- Otherwise we pass the superclass dictionaries to
1111                                 -- the dictionary function; the Mark Jones optimisation.
1112                                 --
1113                                 -- NOTE the "nub".  I got caught by this one:
1114                                 --   class Monad m => MonadT t m where ...
1115                                 --   instance Monad m => MonadT (EnvT env) m where ...
1116                                 -- Here, the inst_decl_theta has (Monad m); but so
1117                                 -- does the sc_theta'!
1118                                 --
1119                                 -- NOTE the "not_const".  I got caught by this one too:
1120                                 --   class Foo a => Baz a b where ...
1121                                 --   instance Wob b => Baz T b where..
1122                                 -- Now sc_theta' has Foo T
1123 -}
1124 \end{code}
1125
1126
1127 %************************************************************************
1128 %*                                                                      *
1129 \subsection{Un-definable}
1130 %*                                                                      *
1131 %************************************************************************
1132
1133 These Ids can't be defined in Haskell.  They could be defined in
1134 unfoldings in the wired-in GHC.Prim interface file, but we'd have to
1135 ensure that they were definitely, definitely inlined, because there is
1136 no curried identifier for them.  That's what mkCompulsoryUnfolding
1137 does.  If we had a way to get a compulsory unfolding from an interface
1138 file, we could do that, but we don't right now.
1139
1140 unsafeCoerce# isn't so much a PrimOp as a phantom identifier, that
1141 just gets expanded into a type coercion wherever it occurs.  Hence we
1142 add it as a built-in Id with an unfolding here.
1143
1144 The type variables we use here are "open" type variables: this means
1145 they can unify with both unlifted and lifted types.  Hence we provide
1146 another gun with which to shoot yourself in the foot.
1147
1148 \begin{code}
1149 mkWiredInIdName mod fs uniq id
1150  = mkWiredInName mod (mkOccNameFS varName fs) uniq (AnId id) UserSyntax
1151
1152 unsafeCoerceName = mkWiredInIdName gHC_PRIM (fsLit "unsafeCoerce#") unsafeCoerceIdKey  unsafeCoerceId
1153 nullAddrName     = mkWiredInIdName gHC_PRIM (fsLit "nullAddr#")     nullAddrIdKey      nullAddrId
1154 seqName          = mkWiredInIdName gHC_PRIM (fsLit "seq")           seqIdKey           seqId
1155 realWorldName    = mkWiredInIdName gHC_PRIM (fsLit "realWorld#")    realWorldPrimIdKey realWorldPrimId
1156 lazyIdName       = mkWiredInIdName gHC_BASE (fsLit "lazy")         lazyIdKey           lazyId
1157
1158 errorName                = mkWiredInIdName gHC_ERR (fsLit "error")            errorIdKey eRROR_ID
1159 recSelErrorName          = mkWiredInIdName cONTROL_EXCEPTION_BASE (fsLit "recSelError")     recSelErrorIdKey rEC_SEL_ERROR_ID
1160 runtimeErrorName         = mkWiredInIdName cONTROL_EXCEPTION_BASE (fsLit "runtimeError")    runtimeErrorIdKey rUNTIME_ERROR_ID
1161 irrefutPatErrorName      = mkWiredInIdName cONTROL_EXCEPTION_BASE (fsLit "irrefutPatError") irrefutPatErrorIdKey iRREFUT_PAT_ERROR_ID
1162 recConErrorName          = mkWiredInIdName cONTROL_EXCEPTION_BASE (fsLit "recConError")     recConErrorIdKey rEC_CON_ERROR_ID
1163 patErrorName             = mkWiredInIdName cONTROL_EXCEPTION_BASE (fsLit "patError")         patErrorIdKey pAT_ERROR_ID
1164 noMethodBindingErrorName = mkWiredInIdName cONTROL_EXCEPTION_BASE (fsLit "noMethodBindingError")
1165                                            noMethodBindingErrorIdKey nO_METHOD_BINDING_ERROR_ID
1166 nonExhaustiveGuardsErrorName 
1167   = mkWiredInIdName cONTROL_EXCEPTION_BASE (fsLit "nonExhaustiveGuardsError") 
1168                     nonExhaustiveGuardsErrorIdKey nON_EXHAUSTIVE_GUARDS_ERROR_ID
1169 \end{code}
1170
1171 \begin{code}
1172 ------------------------------------------------
1173 -- unsafeCoerce# :: forall a b. a -> b
1174 unsafeCoerceId
1175   = pcMiscPrelId unsafeCoerceName ty info
1176   where
1177     info = noCafIdInfo `setUnfoldingInfo` mkCompulsoryUnfolding rhs
1178            
1179
1180     ty  = mkForAllTys [openAlphaTyVar,openBetaTyVar]
1181                       (mkFunTy openAlphaTy openBetaTy)
1182     [x] = mkTemplateLocals [openAlphaTy]
1183     rhs = mkLams [openAlphaTyVar,openBetaTyVar,x] $
1184           Cast (Var x) (mkUnsafeCoercion openAlphaTy openBetaTy)
1185
1186 ------------------------------------------------
1187 nullAddrId :: Id
1188 -- nullAddr# :: Addr#
1189 -- The reason is is here is because we don't provide 
1190 -- a way to write this literal in Haskell.
1191 nullAddrId = pcMiscPrelId nullAddrName addrPrimTy info
1192   where
1193     info = noCafIdInfo `setUnfoldingInfo` 
1194            mkCompulsoryUnfolding (Lit nullAddrLit)
1195
1196 ------------------------------------------------
1197 seqId :: Id
1198 -- 'seq' is very special.  See notes with
1199 --      See DsUtils.lhs Note [Desugaring seq (1)] and
1200 --                      Note [Desugaring seq (2)] and
1201 -- Fixity is set in LoadIface.ghcPrimIface
1202 seqId = pcMiscPrelId seqName ty info
1203   where
1204     info = noCafIdInfo `setUnfoldingInfo` mkCompulsoryUnfolding rhs
1205            
1206
1207     ty  = mkForAllTys [alphaTyVar,openBetaTyVar]
1208                       (mkFunTy alphaTy (mkFunTy openBetaTy openBetaTy))
1209     [x,y] = mkTemplateLocals [alphaTy, openBetaTy]
1210     rhs = mkLams [alphaTyVar,openBetaTyVar,x,y] (Case (Var x) x openBetaTy [(DEFAULT, [], Var y)])
1211
1212 ------------------------------------------------
1213 lazyId :: Id
1214 -- lazy :: forall a?. a? -> a?   (i.e. works for unboxed types too)
1215 -- Used to lazify pseq:         pseq a b = a `seq` lazy b
1216 -- 
1217 -- Also, no strictness: by being a built-in Id, all the info about lazyId comes from here,
1218 -- not from GHC.Base.hi.   This is important, because the strictness
1219 -- analyser will spot it as strict!
1220 --
1221 -- Also no unfolding in lazyId: it gets "inlined" by a HACK in the worker/wrapperpass
1222 --      (see WorkWrap.wwExpr)   
1223 -- We could use inline phases to do this, but that would be vulnerable to changes in 
1224 -- phase numbering....we must inline precisely after strictness analysis.
1225 lazyId = pcMiscPrelId lazyIdName ty info
1226   where
1227     info = noCafIdInfo
1228     ty  = mkForAllTys [alphaTyVar] (mkFunTy alphaTy alphaTy)
1229
1230 lazyIdUnfolding :: CoreExpr     -- Used to expand 'lazyId' after strictness anal
1231 lazyIdUnfolding = mkLams [openAlphaTyVar,x] (Var x)
1232                 where
1233                   [x] = mkTemplateLocals [openAlphaTy]
1234 \end{code}
1235
1236 @realWorld#@ used to be a magic literal, \tr{void#}.  If things get
1237 nasty as-is, change it back to a literal (@Literal@).
1238
1239 voidArgId is a Local Id used simply as an argument in functions
1240 where we just want an arg to avoid having a thunk of unlifted type.
1241 E.g.
1242         x = \ void :: State# RealWorld -> (# p, q #)
1243
1244 This comes up in strictness analysis
1245
1246 \begin{code}
1247 realWorldPrimId -- :: State# RealWorld
1248   = pcMiscPrelId realWorldName realWorldStatePrimTy
1249                  (noCafIdInfo `setUnfoldingInfo` evaldUnfolding)
1250         -- The evaldUnfolding makes it look that realWorld# is evaluated
1251         -- which in turn makes Simplify.interestingArg return True,
1252         -- which in turn makes INLINE things applied to realWorld# likely
1253         -- to be inlined
1254
1255 voidArgId :: Id
1256 voidArgId       -- :: State# RealWorld
1257   = mkSysLocal (fsLit "void") voidArgIdKey realWorldStatePrimTy
1258 \end{code}
1259
1260
1261 %************************************************************************
1262 %*                                                                      *
1263 \subsection[PrelVals-error-related]{@error@ and friends; @trace@}
1264 %*                                                                      *
1265 %************************************************************************
1266
1267 GHC randomly injects these into the code.
1268
1269 @patError@ is just a version of @error@ for pattern-matching
1270 failures.  It knows various ``codes'' which expand to longer
1271 strings---this saves space!
1272
1273 @absentErr@ is a thing we put in for ``absent'' arguments.  They jolly
1274 well shouldn't be yanked on, but if one is, then you will get a
1275 friendly message from @absentErr@ (rather than a totally random
1276 crash).
1277
1278 @parError@ is a special version of @error@ which the compiler does
1279 not know to be a bottoming Id.  It is used in the @_par_@ and @_seq_@
1280 templates, but we don't ever expect to generate code for it.
1281
1282 \begin{code}
1283 mkRuntimeErrorApp 
1284         :: Id           -- Should be of type (forall a. Addr# -> a)
1285                         --      where Addr# points to a UTF8 encoded string
1286         -> Type         -- The type to instantiate 'a'
1287         -> String       -- The string to print
1288         -> CoreExpr
1289
1290 mkRuntimeErrorApp err_id res_ty err_msg 
1291   = mkApps (Var err_id) [Type res_ty, err_string]
1292   where
1293     err_string = Lit (mkMachString err_msg)
1294
1295 rEC_SEL_ERROR_ID                = mkRuntimeErrorId recSelErrorName
1296 rUNTIME_ERROR_ID                = mkRuntimeErrorId runtimeErrorName
1297 iRREFUT_PAT_ERROR_ID            = mkRuntimeErrorId irrefutPatErrorName
1298 rEC_CON_ERROR_ID                = mkRuntimeErrorId recConErrorName
1299 pAT_ERROR_ID                    = mkRuntimeErrorId patErrorName
1300 nO_METHOD_BINDING_ERROR_ID      = mkRuntimeErrorId noMethodBindingErrorName
1301 nON_EXHAUSTIVE_GUARDS_ERROR_ID  = mkRuntimeErrorId nonExhaustiveGuardsErrorName
1302
1303 -- The runtime error Ids take a UTF8-encoded string as argument
1304
1305 mkRuntimeErrorId :: Name -> Id
1306 mkRuntimeErrorId name = pc_bottoming_Id name runtimeErrorTy
1307
1308 runtimeErrorTy :: Type
1309 runtimeErrorTy        = mkSigmaTy [openAlphaTyVar] [] (mkFunTy addrPrimTy openAlphaTy)
1310 \end{code}
1311
1312 \begin{code}
1313 eRROR_ID = pc_bottoming_Id errorName errorTy
1314
1315 errorTy  :: Type
1316 errorTy  = mkSigmaTy [openAlphaTyVar] [] (mkFunTys [mkListTy charTy] openAlphaTy)
1317     -- Notice the openAlphaTyVar.  It says that "error" can be applied
1318     -- to unboxed as well as boxed types.  This is OK because it never
1319     -- returns, so the return type is irrelevant.
1320 \end{code}
1321
1322
1323 %************************************************************************
1324 %*                                                                      *
1325 \subsection{Utilities}
1326 %*                                                                      *
1327 %************************************************************************
1328
1329 \begin{code}
1330 pcMiscPrelId :: Name -> Type -> IdInfo -> Id
1331 pcMiscPrelId name ty info
1332   = mkVanillaGlobalWithInfo name ty info
1333     -- We lie and say the thing is imported; otherwise, we get into
1334     -- a mess with dependency analysis; e.g., core2stg may heave in
1335     -- random calls to GHCbase.unpackPS__.  If GHCbase is the module
1336     -- being compiled, then it's just a matter of luck if the definition
1337     -- will be in "the right place" to be in scope.
1338
1339 pc_bottoming_Id :: Name -> Type -> Id
1340 -- Function of arity 1, which diverges after being given one argument
1341 pc_bottoming_Id name ty
1342  = pcMiscPrelId name ty bottoming_info
1343  where
1344     bottoming_info = vanillaIdInfo `setAllStrictnessInfo` Just strict_sig
1345                                    `setArityInfo`         1
1346                         -- Make arity and strictness agree
1347
1348         -- Do *not* mark them as NoCafRefs, because they can indeed have
1349         -- CAF refs.  For example, pAT_ERROR_ID calls GHC.Err.untangle,
1350         -- which has some CAFs
1351         -- In due course we may arrange that these error-y things are
1352         -- regarded by the GC as permanently live, in which case we
1353         -- can give them NoCaf info.  As it is, any function that calls
1354         -- any pc_bottoming_Id will itself have CafRefs, which bloats
1355         -- SRTs.
1356
1357     strict_sig = mkStrictSig (mkTopDmdType [evalDmd] BotRes)
1358         -- These "bottom" out, no matter what their arguments
1359 \end{code}
1360