Reorganisation of the source tree
[ghc-hetmet.git] / compiler / javaGen / JavaGen.lhs
diff --git a/compiler/javaGen/JavaGen.lhs b/compiler/javaGen/JavaGen.lhs
new file mode 100644 (file)
index 0000000..a3925b1
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,1166 @@
+%
+% (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1993-2000
+%
+\section{Generate Java}
+
+Name mangling for Java.
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+
+Haskell has a number of namespaces. The Java translator uses
+the standard Haskell mangles (see OccName.lhs), and some extra
+mangles.
+
+All names are hidden inside packages.
+
+module name:
+  - becomes a first level java package.
+  - can not clash with java, because haskell modules are upper case,
+     java default packages are lower case.
+
+function names: 
+  - these turn into classes
+  - java keywords (eg. private) have the suffix "zdk" ($k) added.
+
+data *types*
+  - These have a base class, so need to appear in the 
+    same name space as other object. for example data Foo = Foo
+  - We add a postfix to types: "zdc" ($c)
+  - Types are upper case, so never clash with keywords
+
+data constructors
+  - There are tWO classes for each Constructor
+   (1) - Class with the payload extends the relevent datatype baseclass.
+       - This class has the prefix zdw ($w)
+   (2) - Constructor *wrapper* just use their own name.
+    - Constructors are upper case, so never clash with keywords
+    - So Foo would become 2 classes.
+       * Foo           -- the constructor wrapper
+       * zdwFoo        -- the worker, with the payload
+
+
+$i  for instances.
+$k  for keyword nameclash avoidance.
+
+\begin{code}
+module JavaGen( javaGen ) where
+
+import Java
+
+import Literal ( Literal(..) )
+import Id      ( Id, isDataConWorkId_maybe, isId, idName, isDeadBinder, idPrimRep
+               , isPrimOpId_maybe )
+import Name    ( NamedThing(..), getOccString, isExternalName, isInternalName
+               , nameModule )
+import PrimRep  ( PrimRep(..) )
+import DataCon ( DataCon, dataConRepArity, dataConRepArgTys, dataConWorkId )
+import qualified Type
+import qualified CoreSyn
+import CoreSyn ( CoreBind, CoreExpr, CoreAlt, CoreBndr,
+                 Bind(..), AltCon(..), collectBinders, isValArg
+               )
+import TysWiredIn      ( boolTy, trueDataCon, falseDataCon )
+import qualified CoreUtils
+import Module  ( Module, moduleString )
+import TyCon   ( TyCon, isDataTyCon, tyConDataCons )
+import Outputable
+
+import Maybe
+import PrimOp
+import Util     ( lengthIs, notNull )
+
+#include "HsVersions.h"
+
+\end{code}
+
+
+\begin{code}
+javaGen :: Module -> [Module] -> [TyCon] -> [CoreBind] -> CompilationUnit
+
+javaGen mod import_mods tycons binds
+  = liftCompilationUnit package
+  where
+    decls = [Import "haskell.runtime.*"] ++
+           [Import (moduleString mod) | mod <- import_mods] ++
+           concat (map javaTyCon (filter isDataTyCon tycons)) ++ 
+           concat (map javaTopBind binds)
+    package = Package (moduleString mod) decls
+\end{code}
+
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Type declarations}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+\begin{code}
+javaTyCon :: TyCon -> [Decl]
+--     public class List {}
+--
+--     public class $wCons extends List {
+--             Object f1; Object f2
+--     }
+--     public class $wNil extends List {}
+
+javaTyCon tycon 
+  = tycon_jclass : concat (map constr_class constrs)
+  where
+    constrs = tyConDataCons tycon
+    tycon_jclass_jname =  javaTyConTypeName tycon ++ "zdc"
+    tycon_jclass = Class [Public] (shortName tycon_jclass_jname) [] [] []
+
+    constr_class data_con
+       = [ Class [Public] constr_jname [tycon_jclass_jname] []
+                               (field_decls ++ [cons_meth,debug_meth])
+         ]
+       where
+         constr_jname = shortName (javaConstrWkrName data_con)
+
+         field_names  = constrToFields data_con
+         field_decls  = [ Field [Public] n Nothing 
+                        | n <- field_names
+                        ]
+
+         cons_meth    = mkCons constr_jname field_names
+
+         debug_meth   = Method [Public] (Name "toString" stringType)
+                                        []
+                                        []
+                      (  [ Declaration (Field [] txt Nothing) ]
+                      ++ [ ExprStatement
+                               (Assign (Var txt)
+                                           (mkStr
+                                               ("( " ++ 
+                                                 getOccString data_con ++ 
+                                                 " ")
+                                            )
+                               )
+                         ]
+                      ++ [ ExprStatement
+                               (Assign (Var txt)
+                                  (Op (Var txt)
+                                       "+" 
+                                      (Op (Var n) "+" litSp)
+                                  )
+                               )
+                         | n <- field_names
+                         ]
+                      ++ [ Return (Op (Var txt)
+                                       "+" 
+                                     (mkStr ")")
+                                  )
+                         ]
+                      )
+
+         litSp    = mkStr " "
+         txt      = Name "__txt" stringType
+        
+
+-- This checks to see the type is reasonable to call new with.
+-- primitives might use a static method later.
+mkNew :: Type -> [Expr] -> Expr
+mkNew t@(PrimType primType) _  = error "new primitive -- fix it???"
+mkNew t@(Type _)            es = New t es Nothing
+mkNew _                     _  = error "new with strange arguments"
+
+constrToFields :: DataCon -> [Name]
+constrToFields cons = 
+       [ fieldName i t 
+       | (i,t) <- zip [1..] (map primRepToType
+                                 (map Type.typePrimRep
+                                      (dataConRepArgTys cons)
+                                 )
+                            )
+       ]
+
+mkCons :: TypeName -> [Name] -> Decl
+mkCons name args = Constructor [Public] name
+       [ Parameter [] n | n <- args ]
+       [ ExprStatement (Assign 
+                          (Access this n)
+                          (Var n)
+                        )
+                   | n <- args ]
+
+mkStr :: String -> Expr
+mkStr str = Literal (StringLit str)
+\end{code}
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Bindings}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+\begin{code}
+javaTopBind :: CoreBind -> [Decl]
+javaTopBind (NonRec bndr rhs) = [java_top_bind bndr rhs]
+javaTopBind (Rec prs)        = [java_top_bind bndr rhs | (bndr,rhs) <- prs]
+
+java_top_bind :: Id -> CoreExpr -> Decl
+--     public class f implements Code {
+--       public Object ENTER() { ...translation of rhs... }
+--     }
+java_top_bind bndr rhs
+  = Class [Public] (shortName (javaIdTypeName bndr))
+               [] [codeName] [enter_meth]
+  where
+    enter_meth = Method [Public]
+                       enterName
+                       [vmArg]
+                       [excName]
+                       (javaExpr vmRETURN rhs)
+\end{code}
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Expressions}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+\begin{code}
+javaVar :: Id -> Expr
+javaVar v | isExternalName (idName v) = mkNew (javaIdType v) []
+         | otherwise               =   Var (javaName v)
+
+javaLit :: Literal.Literal -> Expr
+javaLit (MachInt i)  = Literal (IntLit (fromInteger i))
+javaLit (MachChar c) = Literal (CharLit c)
+javaLit (MachStr fs) = Literal (StringLit str)
+   where
+       str = concatMap renderString (unpackFS fs) ++ "\\000"
+       -- This should really handle all the chars 0..31.
+       renderString '\NUL' = "\\000"
+       renderString other  = [other]
+
+javaLit other       = pprPanic "javaLit" (ppr other)
+
+-- Pass in the 'shape' of the result.
+javaExpr :: (Expr -> Statement) -> CoreExpr -> [Statement]
+-- Generate code to apply the value of 
+-- the expression to the arguments aleady on the stack
+javaExpr r (CoreSyn.Var v)   = [r (javaVar v)]
+javaExpr r (CoreSyn.Lit l)   = [r (javaLit l)]
+javaExpr r (CoreSyn.App f a) = javaApp r f [a]
+javaExpr r e@(CoreSyn.Lam _ _) = javaLam r (collectBinders e)
+javaExpr r (CoreSyn.Case e x alts) = javaCase r e x alts
+javaExpr r (CoreSyn.Let bind body) = javaBind bind ++ javaExpr r body
+javaExpr r (CoreSyn.Note _ e)   = javaExpr r e
+
+javaCase :: (Expr -> Statement) -> CoreExpr -> Id -> [CoreAlt] -> [Statement]
+--     case e of x { Nil      -> r1
+--                   Cons p q -> r2 }
+-- ==>
+--     final Object x = VM.WHNF(...code for e...)
+--     else if x instance_of Nil {
+--             ...translation of r1...
+--     } else if x instance_of Cons {
+--             final Object p = ((Cons) x).f1
+--             final Object q = ((Cons) x).f2
+--             ...translation of r2...
+--     } else throw java.lang.Exception
+
+-- This first special case happens a lot, typically
+-- during dictionary deconstruction.
+-- We need to access at least *one* field, to check to see
+-- if we have correct constructor.
+-- If we've got the wrong one, this is _|_, and the
+-- casting will catch this with an exception.
+
+javaCase r e x [(DataAlt d,bs,rhs)] | notNull bs
+  = java_expr PushExpr e ++
+    [ var [Final] (javaName x)
+                 (whnf primRep (vmPOP (primRepToType primRep))) ] ++
+    bind_args d bs ++
+    javaExpr r rhs
+   where      
+     primRep = idPrimRep x
+     whnf PtrRep = vmWHNF      -- needs evaluation
+     whnf _      = id          -- anything else does notg
+
+     bind_args d bs = [var [Final] (javaName b) 
+                          (Access (Cast (javaConstrWkrType d) (javaVar x)
+                                  ) f
+                          )
+                     | (b,f) <- filter isId bs `zip` (constrToFields d)
+                     , not (isDeadBinder b)
+                     ]
+   
+javaCase r e x alts
+  | isIfThenElse && isPrimCmp
+  = javaIfThenElse r (fromJust maybePrim) tExpr fExpr
+  | otherwise
+  = java_expr PushExpr e ++
+       [ var [Final] (javaName x)
+                          (whnf primRep (vmPOP (primRepToType primRep)))
+       , IfThenElse (map mk_alt con_alts) (Just default_code)
+       ]
+  where
+     isIfThenElse = CoreUtils.exprType e `Type.eqType` boolTy
+                   -- also need to check that x is not free in
+                   -- any of the branches.
+     maybePrim    = findCmpPrim e []
+     isPrimCmp    = isJust maybePrim
+     (_,_,tExpr)  = CoreUtils.findAlt (DataAlt trueDataCon) alts 
+     (_,_,fExpr)  = CoreUtils.findAlt (DataAlt falseDataCon) alts 
+
+     primRep = idPrimRep x
+     whnf PtrRep = vmWHNF      -- needs evaluation
+     whnf _      = id
+
+     (con_alts, maybe_default) = CoreUtils.findDefault alts
+     default_code = case maybe_default of
+                       Nothing  -> ExprStatement (Raise excName [Literal (StringLit "case failure")])
+                       Just rhs -> Block (javaExpr r rhs)
+
+     mk_alt (DataAlt d,  bs, rhs) = (instanceOf x d, Block (bind_args d bs ++ javaExpr r rhs))
+     mk_alt (LitAlt lit, bs, rhs) = (eqLit lit     , Block (javaExpr r rhs))
+
+
+     eqLit (MachInt n) = Op (Literal (IntLit n))
+
+                           "=="
+                           (Var (javaName x))
+     eqLit (MachChar n) = Op (Literal (CharLit n))
+                           "=="
+                           (Var (javaName x))
+     eqLit other       = pprPanic "eqLit" (ppr other)
+
+     bind_args d bs = [var [Final] (javaName b) 
+                          (Access (Cast (javaConstrWkrType d) (javaVar x)
+                                  ) f
+                          )
+                     | (b,f) <- filter isId bs `zip` (constrToFields d)
+                     , not (isDeadBinder b)
+                     ]
+
+javaIfThenElse r cmp tExpr fExpr 
+{-
+ - Now what we need to do is generate code for the if/then/else.
+ - [all arguments are already check for simpleness (Var or Lit).]
+ - 
+ - if (<prim> arg1 arg2 arg3 ...) {
+ -     trueCode
+ -  } else {
+ -     falseCode
+ - }
+ -}
+ = [IfThenElse [(cmp,j_tExpr)] (Just j_fExpr)]
+ where
+   j_tExpr, j_fExpr :: Statement
+   j_tExpr = Block (javaExpr r tExpr)
+   j_fExpr = Block (javaExpr r fExpr)
+
+javaBind (NonRec x rhs)
+{-
+       x = ...rhs_x...
+  ==>
+       final Object x = new Thunk( new Code() { ...code for rhs_x... } )
+-}
+
+  = java_expr (SetVar name) rhs
+  where
+    name = case coreTypeToType rhs of
+           ty@(PrimType _) -> javaName x `withType` ty
+           _               -> javaName x `withType` codeType
+
+javaBind (Rec prs)
+{-     rec { x = ...rhs_x...; y = ...rhs_y... }
+  ==>
+       class x implements Code {
+         Code x, y;
+         public Object ENTER() { ...code for rhs_x...}
+       }
+       ...ditto for y...
+
+       final x x_inst = new x();
+       ...ditto for y...
+
+       final Thunk x = new Thunk( x_inst );
+       ...ditto for y...
+
+       x_inst.x = x;
+       x_inst.y = y;
+       ...ditto for y...
+-}
+  = (map mk_class prs) ++ (map mk_inst prs) ++ 
+    (map mk_thunk prs) ++ concat (map mk_knot prs)
+  where
+    mk_class (b,r) = Declaration (Class [] class_name [] [codeName] stmts)
+                  where
+                    class_name = javaIdTypeName b
+                    stmts = [Field [] (javaName b `withType` codeType) Nothing | (b,_) <- prs] ++
+                            [Method [Public] enterName [vmArg] [excName] (javaExpr vmRETURN r)]        
+
+    mk_inst (b,r) = var [Final] name (mkNew ty [])
+       where
+          name@(Name _ ty)  = javaInstName b
+
+    mk_thunk (b,r) = var [Final] (javaName b `withType` codeType)
+                        (mkNew thunkType [Var (javaInstName b)])
+
+    mk_knot (b,_) = [ ExprStatement (Assign lhs rhs) 
+                   | (b',_) <- prs,
+                     let lhs = Access (Var (javaInstName b)) (javaName b'),
+                     let rhs = Var (javaName b')
+                   ]
+
+javaLam :: (Expr -> Statement) -> ([CoreBndr], CoreExpr) -> [Statement]
+javaLam r (bndrs, body)
+  | null val_bndrs = javaExpr r body
+  | otherwise
+  =  vmCOLLECT (length val_bndrs) this
+  ++ [var [Final] n (vmPOP t) | n@(Name _ t) <- val_bndrs]
+  ++ javaExpr r body
+  where
+    val_bndrs = map javaName (filter isId bndrs)
+
+javaApp :: (Expr -> Statement) -> CoreExpr -> [CoreExpr] -> [Statement]
+javaApp r (CoreSyn.App f a) as 
+       | isValArg a = javaApp r f (a:as)
+       | otherwise  = javaApp r f as
+javaApp r (CoreSyn.Var f) as 
+  = case isDataConWorkId_maybe f of {
+       Just dc | as `lengthIs` dataConRepArity dc
+        -- NOTE: Saturated constructors never returning a primitive at this point
+        --
+        -- We push the arguments backwards, because we are using
+        -- the (ugly) semantics of the order of evaluation of arguments,
+        -- to avoid making up local names. Oh to have a namesupply...
+        --
+               -> javaArgs (reverse as) ++
+                  [r (New (javaIdType f)
+                          (javaPops as)
+                          Nothing
+                      )
+                  ]
+               | otherwise ->
+                  --  build a local 
+                  let stmts = 
+                         vmCOLLECT (dataConRepArity dc) this ++
+                       [ vmRETURN
+                          (New (javaIdType f)
+                               [ vmPOP ty | (Name _ ty) <- constrToFields dc ]
+                               Nothing
+                           )
+                       ]
+                  in javaArgs (reverse as) ++ [r (newCode stmts)]
+    ; other -> java_apply r (CoreSyn.Var f) as
+    }
+       
+javaApp r f as = java_apply r f as
+
+-- This means, given a expression an a list of arguments,
+-- generate code for "pushing the arguments on the stack,
+--  and the executing the expression."
+
+java_apply :: (Expr -> Statement) -> CoreExpr -> [CoreExpr] -> [Statement]
+java_apply r f as = javaArgs as ++ javaExpr r f
+
+-- This generates statements that have the net effect
+-- of pushing values (perhaps thunks) onto the stack.
+
+javaArgs :: [CoreExpr] -> [Statement]
+javaArgs args = concat [ java_expr PushExpr a | a <- args, isValArg a]
+
+javaPops :: [CoreExpr] -> [Expr]
+javaPops args = [ vmPOP (primRepToType (Type.typePrimRep (CoreUtils.exprType a)))
+               | a <- args 
+               , isValArg a
+               ]
+
+
+-- The result is a list of statments that have the effect of
+-- pushing onto the stack (via one of the VM.PUSH* commands)
+-- the argument, (or returning, or setting a variable)
+-- perhaps thunked.
+
+{- This is mixing two things.
+ (1) Optimizations for things like primitives, whnf calls, etc.
+ (2) If something needs a thunk constructor round it.
+ - Seperate them at some point!
+ -}
+data ExprRetStyle = SetVar Name | PushExpr | ReturnExpr
+
+java_expr :: ExprRetStyle -> CoreExpr -> [Statement]
+java_expr _ (CoreSyn.Type t) = pprPanic "java_expr" (ppr t)
+java_expr ret e
+   | isPrimCall = [push (fromJust maybePrim)]
+       -- This is a shortcut, 
+       -- basic names and literals do not need a code block
+       -- to compute the value.
+   | isPrim primty && CoreUtils.exprIsTrivial e = javaExpr push e
+   | isPrim primty =
+         let expr  = javaExpr vmRETURN e
+             code  = access (vmWHNF (newCode expr)) (primRepToType primty)
+         in [push code]
+   | otherwise =
+         let expr  = javaExpr vmRETURN e
+             code  = newCode expr
+             code' = if CoreUtils.exprIsValue e 
+                     || CoreUtils.exprIsTrivial e 
+                     || isPrim primty
+                     then code
+                     else newThunk code
+         in [push code']
+   where
+       maybePrim  = findFnPrim e []
+       isPrimCall = isJust maybePrim
+
+       push e = case ret of
+                 SetVar name -> var [Final] name e
+                 PushExpr -> vmPUSH e
+                 ReturnExpr -> vmRETURN e
+       corety = CoreUtils.exprType e
+       primty = Type.typePrimRep corety
+       isPrim PtrRep  = False  -- only this needs updated
+       isPrim _       = True
+
+coreTypeToType = primRepToType . Type.typePrimRep . CoreUtils.exprType
+
+renameForKeywords :: (NamedThing name) => name -> String
+renameForKeywords name 
+  | str `elem` keywords = "zdk" ++ str
+  | otherwise            = str
+  where
+       str = getOccString name
+
+keywords :: [String]
+keywords =
+       [ "return"
+       , "if"
+       , "then"
+       , "else"
+       , "class"
+       , "instance"
+       , "import"
+       , "throw"
+       , "try"
+       ]
+
+\end{code}
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Helper functions}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+\begin{code}
+true, this,javaNull :: Expr
+this = Var thisName 
+true = Var (Name "true" (PrimType PrimBoolean))
+javaNull = Var (Name "null" objectType)
+
+vmCOLLECT :: Int -> Expr -> [Statement]
+vmCOLLECT 0 e = []
+vmCOLLECT n e = [ExprStatement 
+                   (Call varVM collectName
+                       [ Literal (IntLit (toInteger n))
+                       , e
+                       ]
+                   )
+               ]
+
+vmPOP :: Type -> Expr 
+vmPOP ty = Call varVM (Name ("POP" ++ suffix ty) ty) []
+
+vmPUSH :: Expr -> Statement
+vmPUSH e = ExprStatement 
+            (Call varVM (Name ("PUSH" ++ suffix (exprType e)) void) [e])
+
+vmRETURN :: Expr -> Statement
+vmRETURN e = Return (
+     case ty of
+       PrimType _ -> Call varVM (Name ("RETURN" ++ suffix ty)
+                                      valueType
+                                ) [e]
+       _ -> e)
+  where
+       ty = exprType e
+
+var :: [Modifier] -> Name -> Expr -> Statement
+var ms field_name@(Name _ ty) value 
+   | exprType value == ty = Declaration (Field ms field_name (Just value))
+   | otherwise            = var ms field_name (Cast ty value)
+
+vmWHNF :: Expr -> Expr
+vmWHNF e = Call varVM whnfName [e]
+
+suffix :: Type -> String
+suffix (PrimType t) = primName t
+suffix _            = ""
+
+primName :: PrimType -> String
+primName PrimInt       = "int"
+primName PrimChar      = "char"
+primName PrimByte      = "byte"
+primName PrimBoolean   = "boolean"
+primName _             = error "unsupported primitive"
+
+varVM :: Expr
+varVM = Var vmName 
+
+instanceOf :: Id -> DataCon -> Expr
+instanceOf x data_con
+  = InstanceOf (Var (javaName x)) (javaConstrWkrType data_con)
+
+newCode :: [Statement] -> Expr
+newCode [Return e] = e
+newCode stmts     = New codeType [] (Just [Method [Public] enterName [vmArg] [excName] stmts])
+
+newThunk :: Expr -> Expr
+newThunk e = New thunkType [e] Nothing
+
+vmArg :: Parameter
+vmArg = Parameter [Final] vmName
+
+-- This is called with boolean compares, checking 
+-- to see if we can do an obvious shortcut.
+-- If there is, we return a (GOO) expression for doing this,
+
+-- So if, we have case (#< x y) of { True -> e1; False -> e2 },
+-- we will call findCmpFn with (#< x y), this return Just (Op x "<" y)
+
+findCmpPrim :: CoreExpr -> [Expr] -> Maybe Expr
+findCmpPrim (CoreSyn.App f a) as =
+     case a of
+       CoreSyn.Var v -> findCmpPrim f (javaVar v:as)
+       CoreSyn.Lit l -> findCmpPrim f (javaLit l:as)
+       _ -> Nothing
+findCmpPrim (CoreSyn.Var p)   as = 
+       case isPrimOpId_maybe p of
+         Just prim -> find_cmp_prim prim as
+         Nothing   -> Nothing
+findCmpPrim _                 as = Nothing
+
+find_cmp_prim cmpPrim args@[a,b] = 
+   case cmpPrim of
+     IntGtOp -> fn ">"
+     IntGeOp -> fn ">="
+     IntEqOp -> fn "=="
+     IntNeOp -> fn "/="
+     IntLtOp -> fn "<"
+     IntLeOp -> fn "<="
+     _ -> Nothing
+  where
+       fn op = Just (Op a op b)
+find_cmp_prim _ _ = Nothing
+
+findFnPrim :: CoreExpr -> [Expr] -> Maybe Expr
+findFnPrim (CoreSyn.App f a) as =
+     case a of
+       CoreSyn.Var v -> findFnPrim f (javaVar v:as)
+       CoreSyn.Lit l -> findFnPrim f (javaLit l:as)
+       _ -> Nothing
+findFnPrim (CoreSyn.Var p)   as = 
+       case isPrimOpId_maybe p of
+         Just prim -> find_fn_prim prim as
+         Nothing   -> Nothing
+findFnPrim _                 as = Nothing
+
+find_fn_prim cmpPrim args@[a,b] = 
+   case cmpPrim of
+     IntAddOp -> fn "+"
+     IntSubOp -> fn "-"
+     IntMulOp -> fn "*"
+     _ -> Nothing
+  where
+       fn op = Just (Op a op b)
+find_fn_prim _ _ = Nothing
+\end{code}
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Haskell to Java Types}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+\begin{code}
+exprType (Var (Name _ t)) = t
+exprType (Literal lit)    = litType lit
+exprType (Cast t _)       = t
+exprType (New t _ _)      = t
+exprType (Call _ (Name _ t) _) = t
+exprType (Access _ (Name _ t)) = t
+exprType (Raise t _)           = error "do not know the type of raise!"
+exprType (Op _ op _) | op `elem` ["==","/=","<","<=","=>",">"]
+                    = PrimType PrimBoolean
+exprType (Op x op _) | op `elem` ["+","-","*"]
+                    = exprType x
+exprType expr = error ("can't figure out an expression type: " ++ show expr)
+
+litType (IntLit i)    = PrimType PrimInt
+litType (CharLit i)   = PrimType PrimChar
+litType (StringLit i) = stringType     -- later, might use char array?
+\end{code}
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Name mangling}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+\begin{code}
+codeName, excName, thunkName :: TypeName
+codeName  = "haskell.runtime.Code"
+thunkName = "haskell.runtime.Thunk"
+excName   = "java.lang.Exception"
+
+enterName, vmName,thisName,collectName, whnfName :: Name
+enterName   = Name "ENTER"   objectType
+vmName      = Name "VM"      vmType
+thisName    = Name "this"    (Type "<this>")
+collectName = Name "COLLECT" void
+whnfName    = Name "WHNF"    objectType
+
+fieldName :: Int -> Type -> Name       -- Names for fields of a constructor
+fieldName n ty = Name ("f" ++ show n) ty
+
+withType :: Name -> Type -> Name
+withType (Name n _) t = Name n t
+
+-- This maps (local only) names Ids to Names, 
+-- using the same string as the Id.
+javaName :: Id -> Name
+javaName n 
+  | isExternalName (idName n) = error "useing javaName on global"
+  | otherwise = Name (getOccString n)
+                    (primRepToType (idPrimRep n))
+
+-- TypeName's are almost always global. This would typically return something
+-- like Test.foo or Test.Foozdc or PrelBase.foldr.
+-- Local might use locally bound types, (which do not have '.' in them).
+
+javaIdTypeName :: Id -> TypeName
+javaIdTypeName n
+    | isInternalName n' = renameForKeywords n'
+    | otherwise      = moduleString (nameModule n') ++ "." ++ renameForKeywords n'
+  where
+            n' = getName n
+
+-- There is no such thing as a local type constructor.
+
+javaTyConTypeName :: TyCon -> TypeName
+javaTyConTypeName n = (moduleString (nameModule n') ++ "." ++ renameForKeywords n')
+  where
+            n' = getName n
+
+-- this is used for getting the name of a class when defining it.
+shortName :: TypeName -> TypeName
+shortName = reverse . takeWhile (/= '.') . reverse
+
+-- The function that makes the constructor name
+-- The constructor "Foo ..." in module Test,
+-- would return the name "Test.Foo".
+
+javaConstrWkrName :: DataCon -> TypeName
+javaConstrWkrName = javaIdTypeName . dataConWorkId
+
+-- Makes x_inst for Rec decls
+-- They are *never* is primitive
+-- and always have local (type) names.
+javaInstName :: Id -> Name
+javaInstName n = Name (renameForKeywords n ++ "zdi_inst")
+                     (Type (renameForKeywords n))
+\end{code}
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Types and type mangling}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+\begin{code}
+-- Haskell RTS types
+codeType, thunkType, valueType :: Type
+codeType   = Type codeName
+thunkType  = Type thunkName
+valueType  = Type "haskell.runtime.Value"
+vmType     = Type "haskell.runtime.VMEngine"
+
+-- Basic Java types
+objectType, stringType :: Type
+objectType = Type "java.lang.Object"
+stringType = Type "java.lang.String"
+
+void :: Type
+void = PrimType PrimVoid
+
+inttype :: Type
+inttype = PrimType PrimInt
+
+chartype :: Type
+chartype = PrimType PrimChar
+
+bytetype :: Type
+bytetype = PrimType PrimByte
+
+-- This lets you get inside a possible "Value" type,
+-- to access the internal unboxed object.
+access :: Expr -> Type -> Expr
+access expr (PrimType prim) = accessPrim (Cast valueType expr) prim
+access expr other           = expr
+
+accessPrim expr PrimInt  = Call expr (Name "intValue" inttype) []
+accessPrim expr PrimChar = Call expr (Name "charValue" chartype) []
+accessPrim expr PrimByte = Call expr (Name "byteValue" bytetype) []
+accessPrim expr other    = pprPanic "accessPrim" (text (show other))
+
+-- This is where we map from typename to types,
+-- allowing to match possible primitive types.
+mkType :: TypeName -> Type
+mkType "PrelGHC.Intzh"  = inttype
+mkType "PrelGHC.Charzh" = chartype
+mkType other            = Type other
+
+-- Turns a (global) Id into a Type (fully qualified name).
+javaIdType :: Id -> Type
+javaIdType = mkType . javaIdTypeName
+
+javaLocalIdType :: Id -> Type
+javaLocalIdType = primRepToType . idPrimRep
+
+primRepToType ::PrimRep -> Type
+primRepToType PtrRep  = objectType
+primRepToType IntRep  = inttype
+primRepToType CharRep = chartype
+primRepToType Int8Rep = bytetype
+primRepToType AddrRep = objectType
+primRepToType other   = pprPanic "primRepToType" (ppr other)
+
+-- The function that makes the constructor name
+javaConstrWkrType :: DataCon -> Type
+javaConstrWkrType con = Type (javaConstrWkrName con)
+\end{code}
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Class Lifting}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+This is a very simple class lifter. It works by carrying inwards a
+list of bound variables (things that might need to be passed to a
+lifted inner class). 
+ * Any variable references is check with this list, and if it is
+   bound, then it is not top level, external reference. 
+ * This means that for the purposes of lifting, it might be free
+   inside a lifted inner class.
+ * We remember these "free inside the inner class" values, and 
+   use this list (which is passed, via the monad, outwards)
+   when lifting.
+
+\begin{code}
+type Bound = [Name]
+type Frees = [Name]
+
+combine :: [Name] -> [Name] -> [Name]
+combine []           names          = names
+combine names        []             = names
+combine (name:names) (name':names') 
+       | name < name' = name  : combine names (name':names')
+       | name > name' = name' : combine (name:names) names'
+       | name == name = name  : combine names names'
+       | otherwise    = error "names are not a total order"
+
+both :: [Name] -> [Name] -> [Name]
+both []           names          = []
+both names        []             = []
+both (name:names) (name':names') 
+       | name < name' = both names (name':names')
+       | name > name' = both (name:names) names'
+       | name == name = name  : both names names'
+       | otherwise    = error "names are not a total order"
+
+combineEnv :: Env -> [Name] -> Env
+combineEnv (Env bound env) new = Env (bound `combine` new) env
+
+addTypeMapping :: TypeName -> TypeName -> [Name] -> Env -> Env
+addTypeMapping origName newName frees (Env bound env)
+       = Env bound ((origName,(newName,frees)) : env)
+
+-- This a list of bound vars (with types)
+-- and a mapping from old class name 
+--     to inner class name (with a list of frees that need passed
+--                         to the inner class.)
+
+data Env = Env Bound [(TypeName,(TypeName,[Name]))]
+
+newtype LifterM a = 
+       LifterM { unLifterM ::
+                    TypeName ->                -- this class name
+                    Int ->                     -- uniq supply
+                         ( a                   --  *
+                           , Frees             -- frees
+                           , [Decl]            -- lifted classes
+                           , Int               -- The uniqs
+                           )
+               }
+
+instance Monad LifterM where
+       return a = LifterM (\ n s -> (a,[],[],s))
+       (LifterM m) >>= fn = LifterM (\ n s ->
+         case m n s of
+           (a,frees,lifted,s) 
+                -> case unLifterM (fn a) n s of
+                    (a,frees2,lifted2,s) -> ( a
+                                            , combine frees frees2
+                                            , lifted ++ lifted2
+                                            , s)
+         )
+
+liftAccess :: Env -> Name -> LifterM ()
+liftAccess env@(Env bound _) name 
+       | name `elem` bound = LifterM (\ n s -> ((),[name],[],s))
+       | otherwise         = return ()
+
+scopedName :: TypeName -> LifterM a -> LifterM a
+scopedName name (LifterM m) =
+   LifterM (\ _ s -> 
+      case m name 1 of
+       (a,frees,lifted,_) -> (a,frees,lifted,s)
+      )
+
+genAnonInnerClassName :: LifterM TypeName
+genAnonInnerClassName = LifterM (\ n s ->
+       ( n ++ "$" ++ show s
+       , []
+       , []
+       , s + 1
+       )
+    )
+
+genInnerClassName :: TypeName -> LifterM TypeName
+genInnerClassName name = LifterM (\ n s ->
+       ( n ++ "$" ++ name 
+       , []
+       , []
+       , s
+       )
+    )
+
+getFrees  :: LifterM a -> LifterM (a,Frees)
+getFrees (LifterM m) = LifterM (\ n s ->
+       case m n s of
+         (a,frees,lifted,n) -> ((a,frees),frees,lifted,n)
+    )
+
+rememberClass :: Decl -> LifterM ()
+rememberClass decl = LifterM (\ n s -> ((),[],[decl],s))
+
+
+liftCompilationUnit :: CompilationUnit -> CompilationUnit
+liftCompilationUnit (Package name ds) = 
+    Package name (concatMap liftCompilationUnit' ds)
+
+liftCompilationUnit' :: Decl -> [Decl]
+liftCompilationUnit' decl = 
+    case unLifterM (liftDecls True (Env [] []) [decl]) [] 1 of
+      (ds,_,ds',_) -> ds ++ ds'
+
+
+-- The bound vars for the current class have
+-- already be captured before calling liftDecl,
+-- because they are in scope everywhere inside the class.
+
+liftDecl :: Bool -> Env -> Decl -> LifterM Decl
+liftDecl = \ top env decl ->
+  case decl of
+    { Import n -> return (Import n)
+    ; Field mfs n e -> 
+      do { e <- liftMaybeExpr env e
+        ; return (Field mfs (liftName env n) e)
+        }
+    ; Constructor mfs n as ss -> 
+      do { let newBound = getBoundAtParameters as
+        ; (ss,_) <- liftStatements (combineEnv env newBound) ss
+        ; return (Constructor mfs n (liftParameters env as) ss)
+        }
+    ; Method mfs n as ts ss -> 
+      do { let newBound = getBoundAtParameters as
+        ; (ss,_) <- liftStatements (combineEnv env newBound) ss
+        ; return (Method mfs (liftName env n) (liftParameters env as) ts ss)
+        }
+    ; Comment s -> return (Comment s)
+    ; Interface mfs n is ms -> error "interfaces not supported"
+    ; Class mfs n x is ms -> 
+      do { let newBound = getBoundAtDecls ms
+        ; ms <- scopedName n
+                   (liftDecls False (combineEnv env newBound) ms)
+        ; return (Class mfs n x is ms)
+        }
+    }
+
+liftDecls :: Bool -> Env -> [Decl] -> LifterM [Decl]
+liftDecls top env = mapM (liftDecl top env)
+
+getBoundAtDecls :: [Decl] -> Bound
+getBoundAtDecls = foldr combine [] . map getBoundAtDecl
+
+getBoundAtDecl :: Decl -> Bound
+getBoundAtDecl (Field _ n _) = [n]
+getBoundAtDecl _             = []
+
+getBoundAtParameters :: [Parameter] -> Bound
+getBoundAtParameters = foldr combine [] . map getBoundAtParameter
+
+-- TODO
+getBoundAtParameter :: Parameter -> Bound
+getBoundAtParameter (Parameter _ n) = [n]
+
+
+liftStatement :: Env -> Statement -> LifterM (Statement,Env)
+liftStatement = \ env stmt ->
+  case stmt of 
+    { Skip -> return (stmt,env)
+    ; Return e -> do { e <- liftExpr env e
+                    ; return (Return e,env)
+                    } 
+    ; Block ss -> do { (ss,env) <- liftStatements env ss
+                    ; return (Block ss,env)
+                    }
+    ; ExprStatement e -> do { e <- liftExpr env e
+                           ; return (ExprStatement e,env)
+                           }
+    ; Declaration decl@(Field mfs n e) ->
+      do { e <- liftMaybeExpr env e
+        ; return ( Declaration (Field mfs (liftName env n) e)
+                 , env `combineEnv` getBoundAtDecl decl
+                 )
+        }
+    ; Declaration decl@(Class mfs n x is ms) ->
+      do { innerName <- genInnerClassName n
+        ; frees <- liftClass env innerName ms x is
+        ; return ( Declaration (Comment ["lifted " ++  n])
+                 , addTypeMapping n innerName frees env
+                 )
+        }
+    ; Declaration d -> error "general Decl not supported"
+    ; IfThenElse ecs s -> ifthenelse env ecs s
+    ; Switch e as d -> error "switch not supported"
+    } 
+
+ifthenelse :: Env 
+          -> [(Expr,Statement)] 
+          -> (Maybe Statement) 
+          -> LifterM (Statement,Env)
+ifthenelse env pairs may_stmt =
+  do { let (exprs,stmts) = unzip pairs
+     ; exprs <- liftExprs env exprs
+     ; (stmts,_) <- liftStatements env stmts
+     ; may_stmt <- case may_stmt of
+                     Just stmt -> do { (stmt,_) <- liftStatement env stmt
+                                     ; return (Just stmt)
+                                     }
+                     Nothing -> return Nothing
+     ; return (IfThenElse (zip exprs stmts) may_stmt,env)
+     }
+
+liftStatements :: Env -> [Statement] -> LifterM ([Statement],Env)
+liftStatements env []     = return ([],env)
+liftStatements env (s:ss) = 
+       do { (s,env) <- liftStatement env s
+          ; (ss,env) <- liftStatements env ss
+          ; return (s:ss,env) 
+          }
+
+liftExpr :: Env -> Expr -> LifterM Expr
+liftExpr = \ env expr ->
+ case expr of
+   { Var n -> do { liftAccess env n 
+                ; return (Var (liftName env n))
+                }
+   ; Literal l -> return expr
+   ; Cast t e -> do { e <- liftExpr env e
+                   ; return (Cast (liftType env t) e) 
+                   }
+   ; Access e n -> do { e <- liftExpr env e 
+                       -- do not consider n as an access, because
+                       -- this is a indirection via a reference
+                     ; return (Access e n) 
+                     }
+   ; Assign l r -> do { l <- liftExpr env l
+                     ; r <- liftExpr env r
+                     ; return (Assign l r)
+                     } 
+   ; InstanceOf e t -> do { e <- liftExpr env e
+                         ; return (InstanceOf e (liftType env t))
+                         }         
+   ; Raise n es -> do { es <- liftExprs env es
+                     ; return (Raise n es)
+                     }
+   ; Call e n es -> do { e <- liftExpr env e
+                      ; es <- mapM (liftExpr env) es
+                      ; return (Call e n es) 
+                      }
+   ; Op e1 o e2 -> do { e1 <- liftExpr env e1
+                     ; e2 <- liftExpr env e2
+                     ; return (Op e1 o e2)
+                     }
+   ; New n es ds -> new env n es ds
+   }
+
+liftParameter env (Parameter ms n) = Parameter ms (liftName env n)
+liftParameters env = map (liftParameter env)
+
+liftName env (Name n t) = Name n (liftType env t)
+
+liftExprs :: Env -> [Expr] -> LifterM [Expr]
+liftExprs = mapM . liftExpr
+
+
+liftMaybeExpr :: Env -> (Maybe Expr) -> LifterM (Maybe Expr)
+liftMaybeExpr env Nothing     = return Nothing
+liftMaybeExpr env (Just stmt) = do { stmt <- liftExpr env stmt
+                                    ; return (Just stmt)
+                                    }
+
+
+
+new :: Env -> Type -> [Expr] -> Maybe [Decl] -> LifterM Expr
+new env@(Env _ pairs) typ args Nothing =
+  do { args <- liftExprs env args
+     ; return (liftNew env typ args)
+     }
+new env typ [] (Just inner) =
+  -- anon. inner class
+  do { innerName <- genAnonInnerClassName 
+     ; frees <- liftClass env innerName inner [] [unType typ]
+     ; return (New (Type (innerName)) 
+                  (map Var frees) 
+                   Nothing)
+     }
+  where unType (Type name) = name
+       unType _             = error "incorrect type style"
+new env typ _ (Just inner) = error "cant handle inner class with args"
+
+
+liftClass :: Env -> TypeName -> [Decl] -> [TypeName] -> [TypeName] -> LifterM [ Name ]
+liftClass env@(Env bound _) innerName inner xs is =
+  do { let newBound = getBoundAtDecls inner
+     ; (inner,frees) <- 
+          getFrees (liftDecls False (env `combineEnv` newBound) inner)
+     ; let trueFrees = filter (\ (Name xs _) -> xs /= "VM") (both frees bound)
+     ; let freeDefs = [ Field [Final] n Nothing | n <- trueFrees ]
+     ; let cons = mkCons innerName trueFrees
+     ; let innerClass = Class [] innerName xs is (freeDefs ++ [cons] ++ inner)
+     ; rememberClass innerClass
+     ; return trueFrees
+     }
+
+liftType :: Env -> Type -> Type
+liftType (Env _ env) typ@(Type name) 
+   = case lookup name env of
+       Nothing     -> typ
+       Just (nm,_) -> Type nm
+liftType _           typ = typ
+
+liftNew :: Env -> Type -> [Expr] -> Expr
+liftNew (Env _ env) typ@(Type name) exprs
+   = case lookup name env of
+       Nothing                     -> New typ exprs Nothing
+       Just (nm,args) | null exprs 
+               -> New (Type nm) (map Var args) Nothing
+       _ -> error "pre-lifted constructor with arguments"
+\end{code}