Remove unused imports
[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         mkPrimOpId, mkFCallId, mkTickBoxOpId, mkBreakPointOpId,
28
29         mkReboxingAlt, wrapNewTypeBody, unwrapNewTypeBody,
30         wrapFamInstBody, unwrapFamInstScrut,
31         mkUnpackCase, mkProductBox,
32
33         -- And some particular Ids; see below for why they are wired in
34         wiredInIds, ghcPrimIds,
35         unsafeCoerceId, realWorldPrimId, voidArgId, nullAddrId, seqId,
36         lazyId, lazyIdKey,
37
38         mkRuntimeErrorApp, mkImpossibleExpr,
39         rEC_CON_ERROR_ID, iRREFUT_PAT_ERROR_ID, rUNTIME_ERROR_ID,
40         nON_EXHAUSTIVE_GUARDS_ERROR_ID, nO_METHOD_BINDING_ERROR_ID,
41         pAT_ERROR_ID, eRROR_ID, rEC_SEL_ERROR_ID,
42
43         unsafeCoerceName
44     ) where
45
46 #include "HsVersions.h"
47
48 import Rules
49 import TysPrim
50 import TysWiredIn
51 import PrelRules
52 import Type
53 import Coercion
54 import TcType
55 import CoreUtils        ( exprType, mkCoerce )
56 import CoreUnfold
57 import Literal
58 import TyCon
59 import Class
60 import VarSet
61 import Name
62 import PrimOp
63 import ForeignCall
64 import DataCon
65 import Id
66 import Var              ( Var, TyVar, mkCoVar, mkExportedLocalVar )
67 import IdInfo
68 import NewDemand
69 import CoreSyn
70 import Unique
71 import PrelNames
72 import BasicTypes       hiding ( SuccessFlag(..) )
73 import Util
74 import Outputable
75 import FastString
76 import ListSetOps
77 import Module
78 \end{code}
79
80 %************************************************************************
81 %*                                                                      *
82 \subsection{Wired in Ids}
83 %*                                                                      *
84 %************************************************************************
85
86 Note [Wired-in Ids]
87 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
88 There are several reasons why an Id might appear in the wiredInIds:
89
90 (1) The ghcPrimIds are wired in because they can't be defined in
91     Haskell at all, although the can be defined in Core.  They have
92     compulsory unfoldings, so they are always inlined and they  have
93     no definition site.  Their home module is GHC.Prim, so they
94     also have a description in primops.txt.pp, where they are called
95     'pseudoops'.
96
97 (2) The 'error' function, eRROR_ID, is wired in because we don't yet have
98     a way to express in an interface file that the result type variable
99     is 'open'; that is can be unified with an unboxed type
100
101     [The interface file format now carry such information, but there's
102     no way yet of expressing at the definition site for these 
103     error-reporting functions that they have an 'open' 
104     result type. -- sof 1/99]
105
106 (3) Other error functions (rUNTIME_ERROR_ID) are wired in (a) because
107     the desugarer generates code that mentiones them directly, and
108     (b) for the same reason as eRROR_ID
109
110 (4) lazyId is wired in because the wired-in version overrides the
111     strictness of the version defined in GHC.Base
112
113 In cases (2-4), the function has a definition in a library module, and
114 can be called; but the wired-in version means that the details are 
115 never read from that module's interface file; instead, the full definition
116 is right here.
117
118 \begin{code}
119 wiredInIds :: [Id]
120 wiredInIds
121   = [   
122
123     eRROR_ID,   -- This one isn't used anywhere else in the compiler
124                 -- But we still need it in wiredInIds so that when GHC
125                 -- compiles a program that mentions 'error' we don't
126                 -- import its type from the interface file; we just get
127                 -- the Id defined here.  Which has an 'open-tyvar' type.
128
129     rUNTIME_ERROR_ID,
130     iRREFUT_PAT_ERROR_ID,
131     nON_EXHAUSTIVE_GUARDS_ERROR_ID,
132     nO_METHOD_BINDING_ERROR_ID,
133     pAT_ERROR_ID,
134     rEC_CON_ERROR_ID,
135     rEC_SEL_ERROR_ID,
136
137     lazyId
138     ] ++ ghcPrimIds
139
140 -- These Ids are exported from GHC.Prim
141 ghcPrimIds :: [Id]
142 ghcPrimIds
143   = [   -- These can't be defined in Haskell, but they have
144         -- perfectly reasonable unfoldings in Core
145     realWorldPrimId,
146     unsafeCoerceId,
147     nullAddrId,
148     seqId
149     ]
150 \end{code}
151
152 %************************************************************************
153 %*                                                                      *
154 \subsection{Data constructors}
155 %*                                                                      *
156 %************************************************************************
157
158 The wrapper for a constructor is an ordinary top-level binding that evaluates
159 any strict args, unboxes any args that are going to be flattened, and calls
160 the worker.
161
162 We're going to build a constructor that looks like:
163
164         data (Data a, C b) =>  T a b = T1 !a !Int b
165
166         T1 = /\ a b -> 
167              \d1::Data a, d2::C b ->
168              \p q r -> case p of { p ->
169                        case q of { q ->
170                        Con T1 [a,b] [p,q,r]}}
171
172 Notice that
173
174 * d2 is thrown away --- a context in a data decl is used to make sure
175   one *could* construct dictionaries at the site the constructor
176   is used, but the dictionary isn't actually used.
177
178 * We have to check that we can construct Data dictionaries for
179   the types a and Int.  Once we've done that we can throw d1 away too.
180
181 * We use (case p of q -> ...) to evaluate p, rather than "seq" because
182   all that matters is that the arguments are evaluated.  "seq" is 
183   very careful to preserve evaluation order, which we don't need
184   to be here.
185
186   You might think that we could simply give constructors some strictness
187   info, like PrimOps, and let CoreToStg do the let-to-case transformation.
188   But we don't do that because in the case of primops and functions strictness
189   is a *property* not a *requirement*.  In the case of constructors we need to
190   do something active to evaluate the argument.
191
192   Making an explicit case expression allows the simplifier to eliminate
193   it in the (common) case where the constructor arg is already evaluated.
194
195 Note [Wrappers for data instance tycons]
196 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
197 In the case of data instances, the wrapper also applies the coercion turning
198 the representation type into the family instance type to cast the result of
199 the wrapper.  For example, consider the declarations
200
201   data family Map k :: * -> *
202   data instance Map (a, b) v = MapPair (Map a (Pair b v))
203
204 The tycon to which the datacon MapPair belongs gets a unique internal
205 name of the form :R123Map, and we call it the representation tycon.
206 In contrast, Map is the family tycon (accessible via
207 tyConFamInst_maybe). A coercion allows you to move between
208 representation and family type.  It is accessible from :R123Map via
209 tyConFamilyCoercion_maybe and has kind
210
211   Co123Map a b v :: {Map (a, b) v ~ :R123Map a b v}
212
213 The wrapper and worker of MapPair get the types
214
215         -- Wrapper
216   $WMapPair :: forall a b v. Map a (Map a b v) -> Map (a, b) v
217   $WMapPair a b v = MapPair a b v `cast` sym (Co123Map a b v)
218
219         -- Worker
220   MapPair :: forall a b v. Map a (Map a b v) -> :R123Map a b v
221
222 This coercion is conditionally applied by wrapFamInstBody.
223
224 It's a bit more complicated if the data instance is a GADT as well!
225
226    data instance T [a] where
227         T1 :: forall b. b -> T [Maybe b]
228 Hence
229    Co7T a :: T [a] ~ :R7T a
230
231 Now we want
232
233         -- Wrapper
234   $WT1 :: forall b. b -> T [Maybe b]
235   $WT1 b v = T1 (Maybe b) b (Maybe b) v
236                         `cast` sym (Co7T (Maybe b))
237
238         -- Worker
239   T1 :: forall c b. (c ~ Maybe b) => b -> :R7T c
240
241 \begin{code}
242 mkDataConIds :: Name -> Name -> DataCon -> DataConIds
243 mkDataConIds wrap_name wkr_name data_con
244   | isNewTyCon tycon                    -- Newtype, only has a worker
245   = DCIds Nothing nt_work_id                 
246
247   | any isMarkedStrict all_strict_marks      -- Algebraic, needs wrapper
248     || not (null eq_spec)                    -- NB: LoadIface.ifaceDeclSubBndrs
249     || isFamInstTyCon tycon                  --     depends on this test
250   = DCIds (Just alg_wrap_id) wrk_id
251
252   | otherwise                                -- Algebraic, no wrapper
253   = DCIds Nothing wrk_id
254   where
255     (univ_tvs, ex_tvs, eq_spec, 
256      eq_theta, dict_theta, orig_arg_tys, res_ty) = dataConFullSig data_con
257     tycon = dataConTyCon data_con       -- The representation TyCon (not family)
258
259         ----------- Worker (algebraic data types only) --------------
260         -- The *worker* for the data constructor is the function that
261         -- takes the representation arguments and builds the constructor.
262     wrk_id = mkGlobalId (DataConWorkId data_con) wkr_name
263                         (dataConRepType data_con) wkr_info
264
265     wkr_arity = dataConRepArity data_con
266     wkr_info  = noCafIdInfo
267                 `setArityInfo`          wkr_arity
268                 `setAllStrictnessInfo`  Just wkr_sig
269                 `setUnfoldingInfo`      evaldUnfolding  -- Record that it's evaluated,
270                                                         -- even if arity = 0
271
272     wkr_sig = mkStrictSig (mkTopDmdType (replicate wkr_arity topDmd) cpr_info)
273         --      Note [Data-con worker strictness]
274         -- Notice that we do *not* say the worker is strict
275         -- even if the data constructor is declared strict
276         --      e.g.    data T = MkT !(Int,Int)
277         -- Why?  Because the *wrapper* is strict (and its unfolding has case
278         -- expresssions that do the evals) but the *worker* itself is not.
279         -- If we pretend it is strict then when we see
280         --      case x of y -> $wMkT y
281         -- the simplifier thinks that y is "sure to be evaluated" (because
282         --  $wMkT is strict) and drops the case.  No, $wMkT is not strict.
283         --
284         -- When the simplifer sees a pattern 
285         --      case e of MkT x -> ...
286         -- it uses the dataConRepStrictness of MkT to mark x as evaluated;
287         -- but that's fine... dataConRepStrictness comes from the data con
288         -- not from the worker Id.
289
290     cpr_info | isProductTyCon tycon && 
291                isDataTyCon tycon    &&
292                wkr_arity > 0        &&
293                wkr_arity <= mAX_CPR_SIZE        = retCPR
294              | otherwise                        = TopRes
295         -- RetCPR is only true for products that are real data types;
296         -- that is, not unboxed tuples or [non-recursive] newtypes
297
298         ----------- Workers for newtypes --------------
299     nt_work_id   = mkGlobalId (DataConWrapId data_con) wkr_name wrap_ty nt_work_info
300     nt_work_info = noCafIdInfo          -- The NoCaf-ness is set by noCafIdInfo
301                   `setArityInfo` 1      -- Arity 1
302                   `setUnfoldingInfo`     newtype_unf
303     id_arg1      = mkTemplateLocal 1 (head orig_arg_tys)
304     newtype_unf  = ASSERT2( isVanillaDataCon data_con &&
305                             isSingleton orig_arg_tys, ppr data_con  )
306                               -- Note [Newtype datacons]
307                    mkCompulsoryUnfolding $ 
308                    mkLams wrap_tvs $ Lam id_arg1 $ 
309                    wrapNewTypeBody tycon res_ty_args (Var id_arg1)
310
311
312         ----------- Wrapper --------------
313         -- We used to include the stupid theta in the wrapper's args
314         -- but now we don't.  Instead the type checker just injects these
315         -- extra constraints where necessary.
316     wrap_tvs    = (univ_tvs `minusList` map fst eq_spec) ++ ex_tvs
317     res_ty_args = substTyVars (mkTopTvSubst eq_spec) univ_tvs
318     eq_tys   = mkPredTys eq_theta
319     dict_tys = mkPredTys dict_theta
320     wrap_ty  = mkForAllTys wrap_tvs $ mkFunTys eq_tys $ mkFunTys dict_tys $
321                mkFunTys orig_arg_tys $ res_ty
322         -- NB: watch out here if you allow user-written equality 
323         --     constraints in data constructor signatures
324
325         ----------- Wrappers for algebraic data types -------------- 
326     alg_wrap_id = mkGlobalId (DataConWrapId data_con) wrap_name wrap_ty alg_wrap_info
327     alg_wrap_info = noCafIdInfo         -- The NoCaf-ness is set by noCafIdInfo
328                     `setArityInfo`         wrap_arity
329                         -- It's important to specify the arity, so that partial
330                         -- applications are treated as values
331                     `setUnfoldingInfo`     wrap_unf
332                     `setAllStrictnessInfo` Just wrap_sig
333
334     all_strict_marks = dataConExStricts data_con ++ dataConStrictMarks data_con
335     wrap_sig = mkStrictSig (mkTopDmdType arg_dmds cpr_info)
336     arg_dmds = map mk_dmd all_strict_marks
337     mk_dmd str | isMarkedStrict str = evalDmd
338                | otherwise          = lazyDmd
339         -- The Cpr info can be important inside INLINE rhss, where the
340         -- wrapper constructor isn't inlined.
341         -- And the argument strictness can be important too; we
342         -- may not inline a contructor when it is partially applied.
343         -- For example:
344         --      data W = C !Int !Int !Int
345         --      ...(let w = C x in ...(w p q)...)...
346         -- we want to see that w is strict in its two arguments
347
348     wrap_unf = mkImplicitUnfolding $ Note InlineMe $
349                mkLams wrap_tvs $ 
350                mkLams eq_args $
351                mkLams dict_args $ mkLams id_args $
352                foldr mk_case con_app 
353                      (zip (dict_args ++ id_args) all_strict_marks)
354                      i3 []
355
356     con_app _ rep_ids = wrapFamInstBody tycon res_ty_args $
357                           Var wrk_id `mkTyApps`  res_ty_args
358                                      `mkVarApps` ex_tvs                 
359                                      -- Equality evidence:
360                                      `mkTyApps`  map snd eq_spec
361                                      `mkVarApps` eq_args
362                                      `mkVarApps` reverse rep_ids
363
364     (dict_args,i2) = mkLocals 1  dict_tys
365     (id_args,i3)   = mkLocals i2 orig_arg_tys
366     wrap_arity     = i3-1
367     (eq_args,_)    = mkCoVarLocals i3 eq_tys
368
369     mkCoVarLocals i []     = ([],i)
370     mkCoVarLocals i (x:xs) = let (ys,j) = mkCoVarLocals (i+1) xs
371                                  y      = mkCoVar (mkSysTvName (mkBuiltinUnique i) (fsLit "dc_co")) x
372                              in (y:ys,j)
373
374     mk_case 
375            :: (Id, StrictnessMark)      -- Arg, strictness
376            -> (Int -> [Id] -> CoreExpr) -- Body
377            -> Int                       -- Next rep arg id
378            -> [Id]                      -- Rep args so far, reversed
379            -> CoreExpr
380     mk_case (arg,strict) body i rep_args
381           = case strict of
382                 NotMarkedStrict -> body i (arg:rep_args)
383                 MarkedStrict 
384                    | isUnLiftedType (idType arg) -> body i (arg:rep_args)
385                    | otherwise ->
386                         Case (Var arg) arg res_ty [(DEFAULT,[], body i (arg:rep_args))]
387
388                 MarkedUnboxed
389                    -> unboxProduct i (Var arg) (idType arg) the_body 
390                       where
391                         the_body i con_args = body i (reverse con_args ++ rep_args)
392
393 mAX_CPR_SIZE :: Arity
394 mAX_CPR_SIZE = 10
395 -- We do not treat very big tuples as CPR-ish:
396 --      a) for a start we get into trouble because there aren't 
397 --         "enough" unboxed tuple types (a tiresome restriction, 
398 --         but hard to fix), 
399 --      b) more importantly, big unboxed tuples get returned mainly
400 --         on the stack, and are often then allocated in the heap
401 --         by the caller.  So doing CPR for them may in fact make
402 --         things worse.
403
404 mkLocals i tys = (zipWith mkTemplateLocal [i..i+n-1] tys, i+n)
405                where
406                  n = length tys
407 \end{code}
408
409 Note [Newtype datacons]
410 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
411 The "data constructor" for a newtype should always be vanilla.  At one
412 point this wasn't true, because the newtype arising from
413      class C a => D a
414 looked like
415        newtype T:D a = D:D (C a)
416 so the data constructor for T:C had a single argument, namely the
417 predicate (C a).  But now we treat that as an ordinary argument, not
418 part of the theta-type, so all is well.
419
420
421 %************************************************************************
422 %*                                                                      *
423 \subsection{Dictionary selectors}
424 %*                                                                      *
425 %************************************************************************
426
427 Selecting a field for a dictionary.  If there is just one field, then
428 there's nothing to do.  
429
430 Dictionary selectors may get nested forall-types.  Thus:
431
432         class Foo a where
433           op :: forall b. Ord b => a -> b -> b
434
435 Then the top-level type for op is
436
437         op :: forall a. Foo a => 
438               forall b. Ord b => 
439               a -> b -> b
440
441 This is unlike ordinary record selectors, which have all the for-alls
442 at the outside.  When dealing with classes it's very convenient to
443 recover the original type signature from the class op selector.
444
445 \begin{code}
446 mkDictSelId :: Bool     -- True <=> don't include the unfolding
447                         -- Little point on imports without -O, because the
448                         -- dictionary itself won't be visible
449             -> Name -> Class -> Id
450 mkDictSelId no_unf name clas
451   = mkGlobalId (ClassOpId clas) name sel_ty info
452   where
453     sel_ty = mkForAllTys tyvars (mkFunTy (idType dict_id) (idType the_arg_id))
454         -- We can't just say (exprType rhs), because that would give a type
455         --      C a -> C a
456         -- for a single-op class (after all, the selector is the identity)
457         -- But it's type must expose the representation of the dictionary
458         -- to get (say)         C a -> (a -> a)
459
460     info = noCafIdInfo
461                 `setArityInfo`          1
462                 `setAllStrictnessInfo`  Just strict_sig
463                 `setUnfoldingInfo`      (if no_unf then noUnfolding
464                                                    else mkImplicitUnfolding rhs)
465
466         -- We no longer use 'must-inline' on record selectors.  They'll
467         -- inline like crazy if they scrutinise a constructor
468
469         -- The strictness signature is of the form U(AAAVAAAA) -> T
470         -- where the V depends on which item we are selecting
471         -- It's worth giving one, so that absence info etc is generated
472         -- even if the selector isn't inlined
473     strict_sig = mkStrictSig (mkTopDmdType [arg_dmd] TopRes)
474     arg_dmd | isNewTyCon tycon = evalDmd
475             | otherwise        = Eval (Prod [ if the_arg_id == id then evalDmd else Abs
476                                             | id <- arg_ids ])
477
478     tycon      = classTyCon clas
479     [data_con] = tyConDataCons tycon
480     tyvars     = dataConUnivTyVars data_con
481     arg_tys    = {- ASSERT( isVanillaDataCon data_con ) -} dataConRepArgTys data_con
482     eq_theta   = dataConEqTheta data_con
483     the_arg_id = assoc "MkId.mkDictSelId" (map idName (classSelIds clas) `zip` arg_ids) name
484
485     pred       = mkClassPred clas (mkTyVarTys tyvars)
486     dict_id    = mkTemplateLocal     1 $ mkPredTy pred
487     (eq_ids,n) = mkCoVarLocals 2 $ mkPredTys eq_theta
488     arg_ids    = mkTemplateLocalsNum n arg_tys
489
490     mkCoVarLocals i []     = ([],i)
491     mkCoVarLocals i (x:xs) = let (ys,j) = mkCoVarLocals (i+1) xs
492                                  y      = mkCoVar (mkSysTvName (mkBuiltinUnique i) (fsLit "dc_co")) x
493                              in (y:ys,j)
494
495     rhs = mkLams tyvars  (Lam dict_id   rhs_body)
496     rhs_body | isNewTyCon tycon = unwrapNewTypeBody tycon (map mkTyVarTy tyvars) (Var dict_id)
497              | otherwise        = Case (Var dict_id) dict_id (idType the_arg_id)
498                                        [(DataAlt data_con, eq_ids ++ arg_ids, Var the_arg_id)]
499 \end{code}
500
501
502 %************************************************************************
503 %*                                                                      *
504         Boxing and unboxing
505 %*                                                                      *
506 %************************************************************************
507
508 \begin{code}
509 -- unbox a product type...
510 -- we will recurse into newtypes, casting along the way, and unbox at the
511 -- first product data constructor we find. e.g.
512 --  
513 --   data PairInt = PairInt Int Int
514 --   newtype S = MkS PairInt
515 --   newtype T = MkT S
516 --
517 -- If we have e = MkT (MkS (PairInt 0 1)) and some body expecting a list of
518 -- ids, we get (modulo int passing)
519 --
520 --   case (e `cast` CoT) `cast` CoS of
521 --     PairInt a b -> body [a,b]
522 --
523 -- The Ints passed around are just for creating fresh locals
524 unboxProduct :: Int -> CoreExpr -> Type -> (Int -> [Id] -> CoreExpr) -> CoreExpr
525 unboxProduct i arg arg_ty body
526   = result
527   where 
528     result = mkUnpackCase the_id arg con_args boxing_con rhs
529     (_tycon, _tycon_args, boxing_con, tys) = deepSplitProductType "unboxProduct" arg_ty
530     ([the_id], i') = mkLocals i [arg_ty]
531     (con_args, i'') = mkLocals i' tys
532     rhs = body i'' con_args
533
534 mkUnpackCase ::  Id -> CoreExpr -> [Id] -> DataCon -> CoreExpr -> CoreExpr
535 -- (mkUnpackCase x e args Con body)
536 --      returns
537 -- case (e `cast` ...) of bndr { Con args -> body }
538 -- 
539 -- the type of the bndr passed in is irrelevent
540 mkUnpackCase bndr arg unpk_args boxing_con body
541   = Case cast_arg (setIdType bndr bndr_ty) (exprType body) [(DataAlt boxing_con, unpk_args, body)]
542   where
543   (cast_arg, bndr_ty) = go (idType bndr) arg
544   go ty arg 
545     | (tycon, tycon_args, _, _)  <- splitProductType "mkUnpackCase" ty
546     , isNewTyCon tycon && not (isRecursiveTyCon tycon)
547     = go (newTyConInstRhs tycon tycon_args) 
548          (unwrapNewTypeBody tycon tycon_args arg)
549     | otherwise = (arg, ty)
550
551 -- ...and the dual
552 reboxProduct :: [Unique]     -- uniques to create new local binders
553              -> Type         -- type of product to box
554              -> ([Unique],   -- remaining uniques
555                  CoreExpr,   -- boxed product
556                  [Id])       -- Ids being boxed into product
557 reboxProduct us ty
558   = let 
559         (_tycon, _tycon_args, _pack_con, con_arg_tys) = deepSplitProductType "reboxProduct" ty
560  
561         us' = dropList con_arg_tys us
562
563         arg_ids  = zipWith (mkSysLocal (fsLit "rb")) us con_arg_tys
564
565         bind_rhs = mkProductBox arg_ids ty
566
567     in
568       (us', bind_rhs, arg_ids)
569
570 mkProductBox :: [Id] -> Type -> CoreExpr
571 mkProductBox arg_ids ty 
572   = result_expr
573   where 
574     (tycon, tycon_args, pack_con, _con_arg_tys) = splitProductType "mkProductBox" ty
575
576     result_expr
577       | isNewTyCon tycon && not (isRecursiveTyCon tycon) 
578       = wrap (mkProductBox arg_ids (newTyConInstRhs tycon tycon_args))
579       | otherwise = mkConApp pack_con (map Type tycon_args ++ map Var arg_ids)
580
581     wrap expr = wrapNewTypeBody tycon tycon_args expr
582
583
584 -- (mkReboxingAlt us con xs rhs) basically constructs the case
585 -- alternative (con, xs, rhs)
586 -- but it does the reboxing necessary to construct the *source* 
587 -- arguments, xs, from the representation arguments ys.
588 -- For example:
589 --      data T = MkT !(Int,Int) Bool
590 --
591 -- mkReboxingAlt MkT [x,b] r 
592 --      = (DataAlt MkT, [y::Int,z::Int,b], let x = (y,z) in r)
593 --
594 -- mkDataAlt should really be in DataCon, but it can't because
595 -- it manipulates CoreSyn.
596
597 mkReboxingAlt
598   :: [Unique] -- Uniques for the new Ids
599   -> DataCon
600   -> [Var]    -- Source-level args, including existential dicts
601   -> CoreExpr -- RHS
602   -> CoreAlt
603
604 mkReboxingAlt us con args rhs
605   | not (any isMarkedUnboxed stricts)
606   = (DataAlt con, args, rhs)
607
608   | otherwise
609   = let
610         (binds, args') = go args stricts us
611     in
612     (DataAlt con, args', mkLets binds rhs)
613
614   where
615     stricts = dataConExStricts con ++ dataConStrictMarks con
616
617     go [] _stricts _us = ([], [])
618
619     -- Type variable case
620     go (arg:args) stricts us 
621       | isTyVar arg
622       = let (binds, args') = go args stricts us
623         in  (binds, arg:args')
624
625         -- Term variable case
626     go (arg:args) (str:stricts) us
627       | isMarkedUnboxed str
628       = 
629         let (binds, unpacked_args')        = go args stricts us'
630             (us', bind_rhs, unpacked_args) = reboxProduct us (idType arg)
631         in
632             (NonRec arg bind_rhs : binds, unpacked_args ++ unpacked_args')
633       | otherwise
634       = let (binds, args') = go args stricts us
635         in  (binds, arg:args')
636     go (_ : _) [] _ = panic "mkReboxingAlt"
637 \end{code}
638
639
640 %************************************************************************
641 %*                                                                      *
642         Wrapping and unwrapping newtypes and type families
643 %*                                                                      *
644 %************************************************************************
645
646 \begin{code}
647 wrapNewTypeBody :: TyCon -> [Type] -> CoreExpr -> CoreExpr
648 -- The wrapper for the data constructor for a newtype looks like this:
649 --      newtype T a = MkT (a,Int)
650 --      MkT :: forall a. (a,Int) -> T a
651 --      MkT = /\a. \(x:(a,Int)). x `cast` sym (CoT a)
652 -- where CoT is the coercion TyCon assoicated with the newtype
653 --
654 -- The call (wrapNewTypeBody T [a] e) returns the
655 -- body of the wrapper, namely
656 --      e `cast` (CoT [a])
657 --
658 -- If a coercion constructor is provided in the newtype, then we use
659 -- it, otherwise the wrap/unwrap are both no-ops 
660 --
661 -- If the we are dealing with a newtype *instance*, we have a second coercion
662 -- identifying the family instance with the constructor of the newtype
663 -- instance.  This coercion is applied in any case (ie, composed with the
664 -- coercion constructor of the newtype or applied by itself).
665
666 wrapNewTypeBody tycon args result_expr
667   = wrapFamInstBody tycon args inner
668   where
669     inner
670       | Just co_con <- newTyConCo_maybe tycon
671       = mkCoerce (mkSymCoercion (mkTyConApp co_con args)) result_expr
672       | otherwise
673       = result_expr
674
675 -- When unwrapping, we do *not* apply any family coercion, because this will
676 -- be done via a CoPat by the type checker.  We have to do it this way as
677 -- computing the right type arguments for the coercion requires more than just
678 -- a spliting operation (cf, TcPat.tcConPat).
679
680 unwrapNewTypeBody :: TyCon -> [Type] -> CoreExpr -> CoreExpr
681 unwrapNewTypeBody tycon args result_expr
682   | Just co_con <- newTyConCo_maybe tycon
683   = mkCoerce (mkTyConApp co_con args) result_expr
684   | otherwise
685   = result_expr
686
687 -- If the type constructor is a representation type of a data instance, wrap
688 -- the expression into a cast adjusting the expression type, which is an
689 -- instance of the representation type, to the corresponding instance of the
690 -- family instance type.
691 -- See Note [Wrappers for data instance tycons]
692 wrapFamInstBody :: TyCon -> [Type] -> CoreExpr -> CoreExpr
693 wrapFamInstBody tycon args body
694   | Just co_con <- tyConFamilyCoercion_maybe tycon
695   = mkCoerce (mkSymCoercion (mkTyConApp co_con args)) body
696   | otherwise
697   = body
698
699 unwrapFamInstScrut :: TyCon -> [Type] -> CoreExpr -> CoreExpr
700 unwrapFamInstScrut tycon args scrut
701   | Just co_con <- tyConFamilyCoercion_maybe tycon
702   = mkCoerce (mkTyConApp co_con args) scrut
703   | otherwise
704   = scrut
705 \end{code}
706
707
708 %************************************************************************
709 %*                                                                      *
710 \subsection{Primitive operations}
711 %*                                                                      *
712 %************************************************************************
713
714 \begin{code}
715 mkPrimOpId :: PrimOp -> Id
716 mkPrimOpId prim_op 
717   = id
718   where
719     (tyvars,arg_tys,res_ty, arity, strict_sig) = primOpSig prim_op
720     ty   = mkForAllTys tyvars (mkFunTys arg_tys res_ty)
721     name = mkWiredInName gHC_PRIM (primOpOcc prim_op) 
722                          (mkPrimOpIdUnique (primOpTag prim_op))
723                          (AnId id) UserSyntax
724     id   = mkGlobalId (PrimOpId prim_op) name ty info
725                 
726     info = noCafIdInfo
727            `setSpecInfo`          mkSpecInfo (primOpRules prim_op name)
728            `setArityInfo`         arity
729            `setAllStrictnessInfo` Just strict_sig
730
731 -- For each ccall we manufacture a separate CCallOpId, giving it
732 -- a fresh unique, a type that is correct for this particular ccall,
733 -- and a CCall structure that gives the correct details about calling
734 -- convention etc.  
735 --
736 -- The *name* of this Id is a local name whose OccName gives the full
737 -- details of the ccall, type and all.  This means that the interface 
738 -- file reader can reconstruct a suitable Id
739
740 mkFCallId :: Unique -> ForeignCall -> Type -> Id
741 mkFCallId uniq fcall ty
742   = ASSERT( isEmptyVarSet (tyVarsOfType ty) )
743     -- A CCallOpId should have no free type variables; 
744     -- when doing substitutions won't substitute over it
745     mkGlobalId (FCallId fcall) name ty info
746   where
747     occ_str = showSDoc (braces (ppr fcall <+> ppr ty))
748     -- The "occurrence name" of a ccall is the full info about the
749     -- ccall; it is encoded, but may have embedded spaces etc!
750
751     name = mkFCallName uniq occ_str
752
753     info = noCafIdInfo
754            `setArityInfo`         arity
755            `setAllStrictnessInfo` Just strict_sig
756
757     (_, tau)     = tcSplitForAllTys ty
758     (arg_tys, _) = tcSplitFunTys tau
759     arity        = length arg_tys
760     strict_sig   = mkStrictSig (mkTopDmdType (replicate arity evalDmd) TopRes)
761
762 -- Tick boxes and breakpoints are both represented as TickBoxOpIds,
763 -- except for the type:
764 --
765 --    a plain HPC tick box has type (State# RealWorld)
766 --    a breakpoint Id has type forall a.a
767 --
768 -- The breakpoint Id will be applied to a list of arbitrary free variables,
769 -- which is why it needs a polymorphic type.
770
771 mkTickBoxOpId :: Unique -> Module -> TickBoxId -> Id
772 mkTickBoxOpId uniq mod ix = mkTickBox' uniq mod ix realWorldStatePrimTy
773
774 mkBreakPointOpId :: Unique -> Module -> TickBoxId -> Id
775 mkBreakPointOpId uniq mod ix = mkTickBox' uniq mod ix ty
776  where ty = mkSigmaTy [openAlphaTyVar] [] openAlphaTy
777
778 mkTickBox' uniq mod ix ty = mkGlobalId (TickBoxOpId tickbox) name ty info    
779   where
780     tickbox = TickBox mod ix
781     occ_str = showSDoc (braces (ppr tickbox))
782     name    = mkTickBoxOpName uniq occ_str
783     info    = noCafIdInfo
784 \end{code}
785
786
787 %************************************************************************
788 %*                                                                      *
789 \subsection{DictFuns and default methods}
790 %*                                                                      *
791 %************************************************************************
792
793 Important notes about dict funs and default methods
794 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
795 Dict funs and default methods are *not* ImplicitIds.  Their definition
796 involves user-written code, so we can't figure out their strictness etc
797 based on fixed info, as we can for constructors and record selectors (say).
798
799 We build them as LocalIds, but with External Names.  This ensures that
800 they are taken to account by free-variable finding and dependency
801 analysis (e.g. CoreFVs.exprFreeVars).
802
803 Why shouldn't they be bound as GlobalIds?  Because, in particular, if
804 they are globals, the specialiser floats dict uses above their defns,
805 which prevents good simplifications happening.  Also the strictness
806 analyser treats a occurrence of a GlobalId as imported and assumes it
807 contains strictness in its IdInfo, which isn't true if the thing is
808 bound in the same module as the occurrence.
809
810 It's OK for dfuns to be LocalIds, because we form the instance-env to
811 pass on to the next module (md_insts) in CoreTidy, afer tidying
812 and globalising the top-level Ids.
813
814 BUT make sure they are *exported* LocalIds (mkExportedLocalId) so 
815 that they aren't discarded by the occurrence analyser.
816
817 \begin{code}
818 mkDefaultMethodId dm_name ty = mkExportedLocalId dm_name ty
819
820 mkDictFunId :: Name      -- Name to use for the dict fun;
821             -> [TyVar]
822             -> ThetaType
823             -> Class 
824             -> [Type]
825             -> Id
826
827 mkDictFunId dfun_name inst_tyvars dfun_theta clas inst_tys
828   = mkExportedLocalVar DFunId dfun_name dfun_ty vanillaIdInfo
829   where
830     dfun_ty = mkSigmaTy inst_tyvars dfun_theta (mkDictTy clas inst_tys)
831 \end{code}
832
833
834 %************************************************************************
835 %*                                                                      *
836 \subsection{Un-definable}
837 %*                                                                      *
838 %************************************************************************
839
840 These Ids can't be defined in Haskell.  They could be defined in
841 unfoldings in the wired-in GHC.Prim interface file, but we'd have to
842 ensure that they were definitely, definitely inlined, because there is
843 no curried identifier for them.  That's what mkCompulsoryUnfolding
844 does.  If we had a way to get a compulsory unfolding from an interface
845 file, we could do that, but we don't right now.
846
847 unsafeCoerce# isn't so much a PrimOp as a phantom identifier, that
848 just gets expanded into a type coercion wherever it occurs.  Hence we
849 add it as a built-in Id with an unfolding here.
850
851 The type variables we use here are "open" type variables: this means
852 they can unify with both unlifted and lifted types.  Hence we provide
853 another gun with which to shoot yourself in the foot.
854
855 \begin{code}
856 mkWiredInIdName mod fs uniq id
857  = mkWiredInName mod (mkOccNameFS varName fs) uniq (AnId id) UserSyntax
858
859 unsafeCoerceName = mkWiredInIdName gHC_PRIM (fsLit "unsafeCoerce#") unsafeCoerceIdKey  unsafeCoerceId
860 nullAddrName     = mkWiredInIdName gHC_PRIM (fsLit "nullAddr#")     nullAddrIdKey      nullAddrId
861 seqName          = mkWiredInIdName gHC_PRIM (fsLit "seq")           seqIdKey           seqId
862 realWorldName    = mkWiredInIdName gHC_PRIM (fsLit "realWorld#")    realWorldPrimIdKey realWorldPrimId
863 lazyIdName       = mkWiredInIdName gHC_BASE (fsLit "lazy")         lazyIdKey           lazyId
864
865 errorName                = mkWiredInIdName gHC_ERR (fsLit "error")            errorIdKey eRROR_ID
866 recSelErrorName          = mkWiredInIdName cONTROL_EXCEPTION_BASE (fsLit "recSelError")     recSelErrorIdKey rEC_SEL_ERROR_ID
867 runtimeErrorName         = mkWiredInIdName cONTROL_EXCEPTION_BASE (fsLit "runtimeError")    runtimeErrorIdKey rUNTIME_ERROR_ID
868 irrefutPatErrorName      = mkWiredInIdName cONTROL_EXCEPTION_BASE (fsLit "irrefutPatError") irrefutPatErrorIdKey iRREFUT_PAT_ERROR_ID
869 recConErrorName          = mkWiredInIdName cONTROL_EXCEPTION_BASE (fsLit "recConError")     recConErrorIdKey rEC_CON_ERROR_ID
870 patErrorName             = mkWiredInIdName cONTROL_EXCEPTION_BASE (fsLit "patError")         patErrorIdKey pAT_ERROR_ID
871 noMethodBindingErrorName = mkWiredInIdName cONTROL_EXCEPTION_BASE (fsLit "noMethodBindingError")
872                                            noMethodBindingErrorIdKey nO_METHOD_BINDING_ERROR_ID
873 nonExhaustiveGuardsErrorName 
874   = mkWiredInIdName cONTROL_EXCEPTION_BASE (fsLit "nonExhaustiveGuardsError") 
875                     nonExhaustiveGuardsErrorIdKey nON_EXHAUSTIVE_GUARDS_ERROR_ID
876 \end{code}
877
878 \begin{code}
879 ------------------------------------------------
880 -- unsafeCoerce# :: forall a b. a -> b
881 unsafeCoerceId
882   = pcMiscPrelId unsafeCoerceName ty info
883   where
884     info = noCafIdInfo `setUnfoldingInfo` mkCompulsoryUnfolding rhs
885            
886
887     ty  = mkForAllTys [openAlphaTyVar,openBetaTyVar]
888                       (mkFunTy openAlphaTy openBetaTy)
889     [x] = mkTemplateLocals [openAlphaTy]
890     rhs = mkLams [openAlphaTyVar,openBetaTyVar,x] $
891           Cast (Var x) (mkUnsafeCoercion openAlphaTy openBetaTy)
892
893 ------------------------------------------------
894 nullAddrId :: Id
895 -- nullAddr# :: Addr#
896 -- The reason is is here is because we don't provide 
897 -- a way to write this literal in Haskell.
898 nullAddrId = pcMiscPrelId nullAddrName addrPrimTy info
899   where
900     info = noCafIdInfo `setUnfoldingInfo` 
901            mkCompulsoryUnfolding (Lit nullAddrLit)
902
903 ------------------------------------------------
904 seqId :: Id     -- See Note [seqId magic]
905 seqId = pcMiscPrelId seqName ty info
906   where
907     info = noCafIdInfo `setUnfoldingInfo` mkCompulsoryUnfolding rhs
908            
909
910     ty  = mkForAllTys [alphaTyVar,openBetaTyVar]
911                       (mkFunTy alphaTy (mkFunTy openBetaTy openBetaTy))
912     [x,y] = mkTemplateLocals [alphaTy, openBetaTy]
913     rhs = mkLams [alphaTyVar,openBetaTyVar,x,y] (Case (Var x) x openBetaTy [(DEFAULT, [], Var y)])
914
915 ------------------------------------------------
916 lazyId :: Id    -- See Note [lazyId magic]
917 lazyId = pcMiscPrelId lazyIdName ty info
918   where
919     info = noCafIdInfo
920     ty  = mkForAllTys [alphaTyVar] (mkFunTy alphaTy alphaTy)
921 \end{code}
922
923 Note [seqId magic]
924 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~
925 'seq' is special in several ways.  
926
927 a) Its second arg can have an unboxed type
928       x `seq` (v +# w)
929
930 b) Its fixity is set in LoadIface.ghcPrimIface
931
932 c) It has quite a bit of desugaring magic. 
933    See DsUtils.lhs Note [Desugaring seq (1)] and (2) and (3)
934
935 d) There is some special rule handing: Note [RULES for seq]
936
937 Note [Rules for seq]
938 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
939 Roman found situations where he had
940       case (f n) of _ -> e
941 where he knew that f (which was strict in n) would terminate if n did.
942 Notice that the result of (f n) is discarded. So it makes sense to
943 transform to
944       case n of _ -> e
945
946 Rather than attempt some general analysis to support this, I've added
947 enough support that you can do this using a rewrite rule:
948
949   RULE "f/seq" forall n.  seq (f n) e = seq n e
950
951 You write that rule.  When GHC sees a case expression that discards
952 its result, it mentally transforms it to a call to 'seq' and looks for
953 a RULE.  (This is done in Simplify.rebuildCase.)  As usual, the
954 correctness of the rule is up to you.
955
956 To make this work, we need to be careful that the magical desugaring
957 done in Note [seqId magic] item (c) is *not* done on the LHS of a rule.
958 Or rather, we arrange to un-do it, in DsBinds.decomposeRuleLhs.
959
960
961 Note [lazyId magic]
962 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
963     lazy :: forall a?. a? -> a?   (i.e. works for unboxed types too)
964
965 Used to lazify pseq:   pseq a b = a `seq` lazy b
966
967 Also, no strictness: by being a built-in Id, all the info about lazyId comes from here,
968 not from GHC.Base.hi.   This is important, because the strictness
969 analyser will spot it as strict!
970
971 Also no unfolding in lazyId: it gets "inlined" by a HACK in CorePrep.
972 It's very important to do this inlining *after* unfoldings are exposed 
973 in the interface file.  Otherwise, the unfolding for (say) pseq in the
974 interface file will not mention 'lazy', so if we inline 'pseq' we'll totally
975 miss the very thing that 'lazy' was there for in the first place.
976 See Trac #3259 for a real world example.
977
978 lazyId is defined in GHC.Base, so we don't *have* to inline it.  If it
979 appears un-applied, we'll end up just calling it.
980
981 -------------------------------------------------------------
982 @realWorld#@ used to be a magic literal, \tr{void#}.  If things get
983 nasty as-is, change it back to a literal (@Literal@).
984
985 voidArgId is a Local Id used simply as an argument in functions
986 where we just want an arg to avoid having a thunk of unlifted type.
987 E.g.
988         x = \ void :: State# RealWorld -> (# p, q #)
989
990 This comes up in strictness analysis
991
992 \begin{code}
993 realWorldPrimId -- :: State# RealWorld
994   = pcMiscPrelId realWorldName realWorldStatePrimTy
995                  (noCafIdInfo `setUnfoldingInfo` evaldUnfolding)
996         -- The evaldUnfolding makes it look that realWorld# is evaluated
997         -- which in turn makes Simplify.interestingArg return True,
998         -- which in turn makes INLINE things applied to realWorld# likely
999         -- to be inlined
1000
1001 voidArgId :: Id
1002 voidArgId       -- :: State# RealWorld
1003   = mkSysLocal (fsLit "void") voidArgIdKey realWorldStatePrimTy
1004 \end{code}
1005
1006
1007 %************************************************************************
1008 %*                                                                      *
1009 \subsection[PrelVals-error-related]{@error@ and friends; @trace@}
1010 %*                                                                      *
1011 %************************************************************************
1012
1013 GHC randomly injects these into the code.
1014
1015 @patError@ is just a version of @error@ for pattern-matching
1016 failures.  It knows various ``codes'' which expand to longer
1017 strings---this saves space!
1018
1019 @absentErr@ is a thing we put in for ``absent'' arguments.  They jolly
1020 well shouldn't be yanked on, but if one is, then you will get a
1021 friendly message from @absentErr@ (rather than a totally random
1022 crash).
1023
1024 @parError@ is a special version of @error@ which the compiler does
1025 not know to be a bottoming Id.  It is used in the @_par_@ and @_seq_@
1026 templates, but we don't ever expect to generate code for it.
1027
1028 \begin{code}
1029 mkRuntimeErrorApp 
1030         :: Id           -- Should be of type (forall a. Addr# -> a)
1031                         --      where Addr# points to a UTF8 encoded string
1032         -> Type         -- The type to instantiate 'a'
1033         -> String       -- The string to print
1034         -> CoreExpr
1035
1036 mkRuntimeErrorApp err_id res_ty err_msg 
1037   = mkApps (Var err_id) [Type res_ty, err_string]
1038   where
1039     err_string = Lit (mkMachString err_msg)
1040
1041 mkImpossibleExpr :: Type -> CoreExpr
1042 mkImpossibleExpr res_ty
1043   = mkRuntimeErrorApp rUNTIME_ERROR_ID res_ty "Impossible case alternative"
1044
1045 rEC_SEL_ERROR_ID                = mkRuntimeErrorId recSelErrorName
1046 rUNTIME_ERROR_ID                = mkRuntimeErrorId runtimeErrorName
1047 iRREFUT_PAT_ERROR_ID            = mkRuntimeErrorId irrefutPatErrorName
1048 rEC_CON_ERROR_ID                = mkRuntimeErrorId recConErrorName
1049 pAT_ERROR_ID                    = mkRuntimeErrorId patErrorName
1050 nO_METHOD_BINDING_ERROR_ID      = mkRuntimeErrorId noMethodBindingErrorName
1051 nON_EXHAUSTIVE_GUARDS_ERROR_ID  = mkRuntimeErrorId nonExhaustiveGuardsErrorName
1052
1053 -- The runtime error Ids take a UTF8-encoded string as argument
1054
1055 mkRuntimeErrorId :: Name -> Id
1056 mkRuntimeErrorId name = pc_bottoming_Id name runtimeErrorTy
1057
1058 runtimeErrorTy :: Type
1059 runtimeErrorTy = mkSigmaTy [openAlphaTyVar] [] (mkFunTy addrPrimTy openAlphaTy)
1060 \end{code}
1061
1062 \begin{code}
1063 eRROR_ID = pc_bottoming_Id errorName errorTy
1064
1065 errorTy  :: Type
1066 errorTy  = mkSigmaTy [openAlphaTyVar] [] (mkFunTys [mkListTy charTy] openAlphaTy)
1067     -- Notice the openAlphaTyVar.  It says that "error" can be applied
1068     -- to unboxed as well as boxed types.  This is OK because it never
1069     -- returns, so the return type is irrelevant.
1070 \end{code}
1071
1072
1073 %************************************************************************
1074 %*                                                                      *
1075 \subsection{Utilities}
1076 %*                                                                      *
1077 %************************************************************************
1078
1079 \begin{code}
1080 pcMiscPrelId :: Name -> Type -> IdInfo -> Id
1081 pcMiscPrelId name ty info
1082   = mkVanillaGlobalWithInfo name ty info
1083     -- We lie and say the thing is imported; otherwise, we get into
1084     -- a mess with dependency analysis; e.g., core2stg may heave in
1085     -- random calls to GHCbase.unpackPS__.  If GHCbase is the module
1086     -- being compiled, then it's just a matter of luck if the definition
1087     -- will be in "the right place" to be in scope.
1088
1089 pc_bottoming_Id :: Name -> Type -> Id
1090 -- Function of arity 1, which diverges after being given one argument
1091 pc_bottoming_Id name ty
1092  = pcMiscPrelId name ty bottoming_info
1093  where
1094     bottoming_info = vanillaIdInfo `setAllStrictnessInfo` Just strict_sig
1095                                    `setArityInfo`         1
1096                         -- Make arity and strictness agree
1097
1098         -- Do *not* mark them as NoCafRefs, because they can indeed have
1099         -- CAF refs.  For example, pAT_ERROR_ID calls GHC.Err.untangle,
1100         -- which has some CAFs
1101         -- In due course we may arrange that these error-y things are
1102         -- regarded by the GC as permanently live, in which case we
1103         -- can give them NoCaf info.  As it is, any function that calls
1104         -- any pc_bottoming_Id will itself have CafRefs, which bloats
1105         -- SRTs.
1106
1107     strict_sig = mkStrictSig (mkTopDmdType [evalDmd] BotRes)
1108         -- These "bottom" out, no matter what their arguments
1109 \end{code}
1110