Initial checkin of HetMet / -XModalTypes modifications
[ghc-hetmet.git] / compiler / deSugar / Desugar.lhs
index ab9f8c7..7d0be3f 100644 (file)
@@ -8,6 +8,7 @@ The Desugarer: turning HsSyn into Core.
 \begin{code}
 module Desugar ( deSugar, deSugarExpr ) where
 
+import TysWiredIn (unitDataConId)
 import DynFlags
 import StaticFlags
 import HscTypes
@@ -17,7 +18,7 @@ import MkIface
 import Id
 import Name
 import CoreSyn
-import OccurAnal
+import CoreSubst
 import PprCore
 import DsMonad
 import DsExpr
@@ -28,18 +29,20 @@ import DsExpr               ()      -- Forces DsExpr to be compiled; DsBinds only
 import Module
 import RdrName
 import NameSet
-import VarSet
+import NameEnv
 import Rules
-import CoreLint
-import CoreFVs
+import CoreMonad       ( endPass, CoreToDo(..) )
 import ErrUtils
 import Outputable
 import SrcLoc
-import Maybes
-import FastString
 import Coverage
-
+import Util
+import MonadUtils
+import OrdList
+import Data.List
 import Data.IORef
+import DsHetMet
+import Control.Exception ( catch, ErrorCall, Exception(..) )
 \end{code}
 
 %************************************************************************
@@ -49,6 +52,7 @@ import Data.IORef
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
+-- | Main entry point to the desugarer.
 deSugar :: HscEnv -> ModLocation -> TcGblEnv -> IO (Messages, Maybe ModGuts)
 -- Can modify PCS by faulting in more declarations
 
@@ -64,8 +68,11 @@ deSugar hsc_env
                            tcg_fix_env      = fix_env,
                            tcg_inst_env     = inst_env,
                            tcg_fam_inst_env = fam_inst_env,
-                           tcg_warns      = warns,
+                           tcg_warns        = warns,
+                           tcg_anns         = anns,
                            tcg_binds        = binds,
+                           tcg_imp_specs    = imp_specs,
+                           tcg_ev_binds     = ev_binds,
                            tcg_fords        = fords,
                            tcg_rules        = rules,
                            tcg_insts        = insts,
@@ -77,51 +84,81 @@ deSugar hsc_env
 
        -- Desugar the program
         ; let export_set = availsToNameSet exports
-       ; let auto_scc = mkAutoScc mod export_set
+       ; let auto_scc = mkAutoScc dflags mod export_set
         ; let target = hscTarget dflags
         ; let hpcInfo = emptyHpcInfo other_hpc_info
        ; (msgs, mb_res)
               <- case target of
                   HscNothing ->
                        return (emptyMessages,
-                               Just ([], [], NoStubs, hpcInfo, emptyModBreaks))
+                               Just ([], nilOL, [], NoStubs, hpcInfo, emptyModBreaks))
                    _        -> do
                      (binds_cvr,ds_hpc_info, modBreaks)
                         <- if (opt_Hpc
                                  || target == HscInterpreted)
                               && (not (isHsBoot hsc_src))
-                              then addCoverageTicksToBinds dflags mod mod_loc (typeEnvTyCons type_env) binds 
+                              then addCoverageTicksToBinds dflags mod mod_loc
+                                                           (typeEnvTyCons type_env) binds 
                               else return (binds, hpcInfo, emptyModBreaks)
                      initDs hsc_env mod rdr_env type_env $ do
-                        core_prs <- dsTopLHsBinds auto_scc binds_cvr
-                        (ds_fords, foreign_prs) <- dsForeigns fords
-                        let all_prs = foreign_prs ++ core_prs
-                        ds_rules <- mapM dsRule rules
-                        return (all_prs, catMaybes ds_rules, ds_fords, ds_hpc_info, modBreaks)
+                      do { ds_ev_binds <- dsEvBinds ev_binds
+                         ; core_prs <- dsTopLHsBinds auto_scc binds_cvr
+                          ; (spec_prs, spec_rules) <- dsImpSpecs imp_specs
+                         ; (ds_fords, foreign_prs) <- dsForeigns fords
+                         ; rules <- mapMaybeM dsRule rules
+                         ; return ( ds_ev_binds
+                                   , foreign_prs `appOL` core_prs `appOL` spec_prs
+                                   , spec_rules ++ rules
+                                   , ds_fords, ds_hpc_info, modBreaks) }
 
        ; case mb_res of {
           Nothing -> return (msgs, Nothing) ;
-          Just (all_prs, ds_rules, ds_fords,ds_hpc_info, modBreaks) -> do
+          Just (ds_ev_binds, all_prs, all_rules, ds_fords,ds_hpc_info, modBreaks) -> do
 
        {       -- Add export flags to bindings
          keep_alive <- readIORef keep_var
-       ; let final_prs = addExportFlags target export_set
-                                 keep_alive all_prs ds_rules
-             ds_binds  = [Rec final_prs]
+       ; let (rules_for_locals, rules_for_imps) 
+                   = partition isLocalRule all_rules
+              final_prs = addExportFlagsAndRules target
+                             export_set keep_alive rules_for_locals (fromOL all_prs)
+
+              final_pgm = combineEvBinds ds_ev_binds final_prs
        -- Notice that we put the whole lot in a big Rec, even the foreign binds
        -- When compiling PrelFloat, which defines data Float = F# Float#
        -- we want F# to be in scope in the foreign marshalling code!
        -- You might think it doesn't matter, but the simplifier brings all top-level
        -- things into the in-scope set before simplifying; so we get no unfolding for F#!
 
-       -- Lint result if necessary
-       ; endPass dflags "Desugar" Opt_D_dump_ds ds_binds
-
-       -- Dump output
-       ; doIfSet (dopt Opt_D_dump_ds dflags) 
-                 (printDump (ppr_ds_rules ds_rules))
-
-        ; used_names <- mkUsedNames tcg_env
+       -- Lint result if necessary, and print
+        ; dumpIfSet_dyn dflags Opt_D_dump_ds "Desugared, before opt" $
+               (vcat [ pprCoreBindings final_pgm
+                     , pprRules rules_for_imps ])
+
+       ; (ds_binds, ds_rules_for_imps) <- simpleOptPgm dflags final_pgm rules_for_imps
+                        -- The simpleOptPgm gets rid of type 
+                        -- bindings plus any stupid dead code
+{-
+        ; dumpIfSet_dyn dflags Opt_D_dump_proof "input to flattener" (text $ showSDoc $ pprCoreBindings ds_binds)
+        ; let uhandler (err::ErrorCall)
+                      = dumpIfSet_dyn dflags Opt_D_dump_proof "System FC Proof"
+                                       (text $ "\\begin{verbatim}\n" ++
+                                               show err ++
+                                               "\\end{verbatim}\n\n")
+          in (dumpIfSet_dyn dflags Opt_D_dump_proof "System FC Proof" $
+               (vcat (map (\ bind -> let e = case bind of
+                                               NonRec b e -> e
+                                               Rec    lve -> Let (Rec lve) (Var unitDataConId)
+                                     in text $ "\\begin{verbatim}\n" ++
+                                               (showSDoc $ pprCoreBindings ds_binds) ++
+                                               "\\end{verbatim}\n\n" ++
+                                               "$$\n"++
+                                               (core2proofAndShow e) ++
+                                               "$$\n"
+                          ) ds_binds))) `Control.Exception.catch` uhandler
+-}
+       ; endPass dflags CoreDesugar ds_binds ds_rules_for_imps
+
+        ; let used_names = mkUsedNames tcg_env
        ; deps <- mkDependencies tcg_env
 
         ; let mod_guts = ModGuts {     
@@ -134,12 +171,13 @@ deSugar hsc_env
                mg_rdr_env      = rdr_env,
                mg_fix_env      = fix_env,
                mg_warns        = warns,
+               mg_anns         = anns,
                mg_types        = type_env,
                mg_insts        = insts,
                mg_fam_insts    = fam_insts,
                mg_inst_env     = inst_env,
                mg_fam_inst_env = fam_inst_env,
-               mg_rules        = ds_rules,
+               mg_rules        = ds_rules_for_imps,
                mg_binds        = ds_binds,
                mg_foreign      = ds_fords,
                mg_hpc_info     = ds_hpc_info,
@@ -149,16 +187,50 @@ deSugar hsc_env
         ; return (msgs, Just mod_guts)
        }}}
 
-mkAutoScc :: Module -> NameSet -> AutoScc
-mkAutoScc mod exports
+dsImpSpecs :: [LTcSpecPrag] -> DsM (OrdList (Id,CoreExpr), [CoreRule])
+dsImpSpecs imp_specs
+ = do { spec_prs <- mapMaybeM (dsSpec Nothing) imp_specs
+      ; let (spec_binds, spec_rules) = unzip spec_prs
+      ; return (concatOL spec_binds, spec_rules) }
+
+combineEvBinds :: [DsEvBind] -> [(Id,CoreExpr)] -> [CoreBind]
+-- Top-level bindings can include coercion bindings, but not via superclasses
+-- See Note [Top-level evidence]
+combineEvBinds [] val_prs 
+  = [Rec val_prs]
+combineEvBinds (LetEvBind (NonRec b r) : bs) val_prs
+  | isId b    = combineEvBinds bs ((b,r):val_prs)
+  | otherwise = NonRec b r : combineEvBinds bs val_prs
+combineEvBinds (LetEvBind (Rec prs) : bs) val_prs 
+  = combineEvBinds bs (prs ++ val_prs)
+combineEvBinds (CaseEvBind x _ _ : _) _
+  = pprPanic "topEvBindPairs" (ppr x)
+\end{code}
+
+Note [Top-level evidence]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+Top-level evidence bindings may be mutually recursive with the top-level value
+bindings, so we must put those in a Rec.  But we can't put them *all* in a Rec
+because the occurrence analyser doesn't teke account of type/coercion variables
+when computing dependencies.  
+
+So we pull out the type/coercion variables (which are in dependency order),
+and Rec the rest.
+
+
+\begin{code}
+mkAutoScc :: DynFlags -> Module -> NameSet -> AutoScc
+mkAutoScc dflags mod exports
   | not opt_SccProfilingOn     -- No profiling
   = NoSccs             
-  | opt_AutoSccsOnAllToplevs   -- Add auto-scc on all top-level things
+    -- Add auto-scc on all top-level things
+  | dopt Opt_AutoSccsOnAllToplevs dflags
   = AddSccs mod (\id -> not $ isDerivedOccName $ getOccName id)
     -- See #1641.  This is pretty yucky, but I can't see a better way
     -- to identify compiler-generated Ids, and at least this should
     -- catch them all.
-  | opt_AutoSccsOnExportedToplevs      -- Only on exported things
+    -- Only on exported things
+  | dopt Opt_AutoSccsOnExportedToplevs dflags
   = AddSccs mod (\id -> idName id `elemNameSet` exports)
   | otherwise
   = NoSccs
@@ -171,7 +243,7 @@ deSugarExpr :: HscEnv
 
 deSugarExpr hsc_env this_mod rdr_env type_env tc_expr = do
     let dflags = hsc_dflags hsc_env
-    showPass dflags "Desugar"
+    showPass dflags "Desugarz"
 
     -- Do desugaring
     (msgs, mb_core_expr) <- initDs hsc_env this_mod rdr_env type_env $
@@ -181,49 +253,51 @@ deSugarExpr hsc_env this_mod rdr_env type_env tc_expr = do
       Nothing   -> return (msgs, Nothing)
       Just expr -> do
 
+{-
         -- Dump output
-        dumpIfSet_dyn dflags Opt_D_dump_ds "Desugared" (pprCoreExpr expr)
+        dumpIfSet_dyn dflags Opt_D_dump_ds    "Desugared"            (text $ "$$\n"++(core2proofAndShow expr)++"$$\n")
+-}
 
         return (msgs, Just expr)
+\end{code}
 
---             addExportFlags
--- Set the no-discard flag if either 
---     a) the Id is exported
---     b) it's mentioned in the RHS of an orphan rule
---     c) it's in the keep-alive set
---
--- It means that the binding won't be discarded EVEN if the binding
--- ends up being trivial (v = w) -- the simplifier would usually just 
--- substitute w for v throughout, but we don't apply the substitution to
--- the rules (maybe we should?), so this substitution would make the rule
--- bogus.
-
--- You might wonder why exported Ids aren't already marked as such;
--- it's just because the type checker is rather busy already and
--- I didn't want to pass in yet another mapping.
-
-addExportFlags :: HscTarget -> NameSet -> NameSet -> [(Id, t)] -> [CoreRule]
-               -> [(Id, t)]
-addExportFlags target exports keep_alive prs rules
-  = [(add_export bndr, rhs) | (bndr,rhs) <- prs]
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+%*             Add rules and export flags to binders
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+\begin{code}
+addExportFlagsAndRules 
+    :: HscTarget -> NameSet -> NameSet -> [CoreRule]
+    -> [(Id, t)] -> [(Id, t)]
+addExportFlagsAndRules target exports keep_alive rules prs
+  = mapFst add_one prs
   where
-    add_export bndr
-       | dont_discard bndr = setIdExported bndr
+    add_one bndr = add_rules name (add_export name bndr)
+       where
+         name = idName bndr
+
+    ---------- Rules --------
+       -- See Note [Attach rules to local ids]
+       -- NB: the binder might have some existing rules,
+       -- arising from specialisation pragmas
+    add_rules name bndr
+       | Just rules <- lookupNameEnv rule_base name
+       = bndr `addIdSpecialisations` rules
+       | otherwise
+       = bndr
+    rule_base = extendRuleBaseList emptyRuleBase rules
+
+    ---------- Export flag --------
+    -- See Note [Adding export flags]
+    add_export name bndr
+       | dont_discard name = setIdExported bndr
        | otherwise         = bndr
 
-    orph_rhs_fvs = unionVarSets [ ruleRhsFreeVars rule
-                               | rule <- rules, 
-                                 not (isLocalRule rule) ]
-       -- A non-local rule keeps alive the free vars of its right-hand side. 
-       -- (A "non-local" is one whose head function is not locally defined.)
-       -- Local rules are (later, after gentle simplification) 
-       -- attached to the Id, and that keeps the rhs free vars alive.
-
-    dont_discard bndr = is_exported name
+    dont_discard :: Name -> Bool
+    dont_discard name = is_exported name
                     || name `elemNameSet` keep_alive
-                    || bndr `elemVarSet` orph_rhs_fvs 
-                    where
-                       name = idName bndr
 
        -- In interactive mode, we don't want to discard any top-level
        -- entities at all (eg. do not inline them away during
@@ -235,15 +309,44 @@ addExportFlags target exports keep_alive prs rules
     is_exported :: Name -> Bool
     is_exported | target == HscInterpreted = isExternalName
                | otherwise                = (`elemNameSet` exports)
-
-ppr_ds_rules :: [CoreRule] -> SDoc
-ppr_ds_rules [] = empty
-ppr_ds_rules rules
-  = text "" $$ text "-------------- DESUGARED RULES -----------------" $$
-    pprRules rules
 \end{code}
 
 
+Note [Adding export flags]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+Set the no-discard flag if either 
+       a) the Id is exported
+       b) it's mentioned in the RHS of an orphan rule
+       c) it's in the keep-alive set
+
+It means that the binding won't be discarded EVEN if the binding
+ends up being trivial (v = w) -- the simplifier would usually just 
+substitute w for v throughout, but we don't apply the substitution to
+the rules (maybe we should?), so this substitution would make the rule
+bogus.
+
+You might wonder why exported Ids aren't already marked as such;
+it's just because the type checker is rather busy already and
+I didn't want to pass in yet another mapping.
+
+Note [Attach rules to local ids]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+Find the rules for locally-defined Ids; then we can attach them
+to the binders in the top-level bindings
+
+Reason
+  - It makes the rules easier to look up
+  - It means that transformation rules and specialisations for
+    locally defined Ids are handled uniformly
+  - It keeps alive things that are referred to only from a rule
+    (the occurrence analyser knows about rules attached to Ids)
+  - It makes sure that, when we apply a rule, the free vars
+    of the RHS are more likely to be in scope
+  - The imported rules are carried in the in-scope set
+    which is extended on each iteration by the new wave of
+    local binders; any rules which aren't on the binding will
+    thereby get dropped
+
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
@@ -255,29 +358,42 @@ ppr_ds_rules rules
 dsRule :: LRuleDecl Id -> DsM (Maybe CoreRule)
 dsRule (L loc (HsRule name act vars lhs _tv_lhs rhs _fv_rhs))
   = putSrcSpanDs loc $ 
-    do { let bndrs = [var | RuleBndr (L _ var) <- vars]
-       ; lhs'  <- dsLExpr lhs
-       ; rhs'  <- dsLExpr rhs
+    do { let bndrs' = [var | RuleBndr (L _ var) <- vars]
+
+        ; lhs' <- unsetOptM Opt_EnableRewriteRules $
+                  unsetOptM Opt_WarnIdentities $
+                  dsLExpr lhs   -- Note [Desugaring RULE left hand sides]
+
+       ; rhs' <- dsLExpr rhs
 
-       ; case decomposeRuleLhs (occurAnalyseExpr lhs') of {
-               Nothing -> do { warnDs msg; return Nothing } ;
-               Just (fn_id, args) -> do
-       
        -- Substitute the dict bindings eagerly,
        -- and take the body apart into a (f args) form
-       { let local_rule = isLocalId fn_id
+       ; case decomposeRuleLhs bndrs' lhs' of {
+               Left msg -> do { warnDs msg; return Nothing } ;
+               Right (final_bndrs, fn_id, args) -> do
+       
+       { let is_local = isLocalId fn_id
                -- NB: isLocalId is False of implicit Ids.  This is good becuase
                -- we don't want to attach rules to the bindings of implicit Ids, 
                -- because they don't show up in the bindings until just before code gen
              fn_name   = idName fn_id
-
-             rule = Rule { ru_name = name, ru_fn = fn_name, ru_act = act,
-                           ru_bndrs = bndrs, ru_args = args, ru_rhs = rhs', 
-                           ru_rough = roughTopNames args, 
-                           ru_local = local_rule }
+             final_rhs = simpleOptExpr rhs'    -- De-crap it
+             rule      = mkRule False {- Not auto -} is_local 
+                                 name act fn_name final_bndrs args final_rhs
        ; return (Just rule)
        } } }
-  where
-    msg = hang (ptext (sLit "RULE left-hand side too complicated to desugar; ignored"))
-            2 (ppr lhs)
 \end{code}
+
+Note [Desugaring RULE left hand sides]
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+For the LHS of a RULE we do *not* want to desugar
+    [x]   to    build (\cn. x `c` n)
+We want to leave explicit lists simply as chains
+of cons's. We can achieve that slightly indirectly by
+switching off EnableRewriteRules.  See DsExpr.dsExplicitList.
+
+That keeps the desugaring of list comprehensions simple too.
+
+Nor do we want to warn of conversion identities on the LHS;
+the rule is precisly to optimise them:
+  {-# RULES "fromRational/id" fromRational = id :: Rational -> Rational #-}