Reorganisation of the source tree
[ghc-hetmet.git] / compiler / utils / Encoding.hs
diff --git a/compiler/utils/Encoding.hs b/compiler/utils/Encoding.hs
new file mode 100644 (file)
index 0000000..152bf3c
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,373 @@
+-- -----------------------------------------------------------------------------
+--
+-- (c) The University of Glasgow, 1997-2006
+--
+-- Character encodings 
+--
+-- -----------------------------------------------------------------------------
+
+module Encoding ( 
+       -- * UTF-8
+       utf8DecodeChar#,
+       utf8PrevChar,
+       utf8CharStart,
+       utf8DecodeChar,
+       utf8DecodeString,
+       utf8EncodeChar,
+       utf8EncodeString,
+       utf8EncodedLength,
+       countUTF8Chars,
+
+       -- * Z-encoding
+       zEncodeString,
+       zDecodeString
+  ) where
+
+#define COMPILING_FAST_STRING
+#include "HsVersions.h"
+import Foreign
+import Data.Char       ( ord, chr, isDigit, digitToInt, isHexDigit )
+import Numeric         ( showHex )
+
+import Data.Bits
+import GHC.Ptr         ( Ptr(..) )
+import GHC.Base
+
+-- -----------------------------------------------------------------------------
+-- UTF-8
+
+-- We can't write the decoder as efficiently as we'd like without
+-- resorting to unboxed extensions, unfortunately.  I tried to write
+-- an IO version of this function, but GHC can't eliminate boxed
+-- results from an IO-returning function.
+--
+-- We assume we can ignore overflow when parsing a multibyte character here.
+-- To make this safe, we add extra sentinel bytes to unparsed UTF-8 sequences
+-- before decoding them (see StringBuffer.hs).
+
+{-# INLINE utf8DecodeChar# #-}
+utf8DecodeChar# :: Addr# -> (# Char#, Addr# #)
+utf8DecodeChar# a# =
+  let ch0 = word2Int# (indexWord8OffAddr# a# 0#) in
+  case () of 
+    _ | ch0 <=# 0x7F# -> (# chr# ch0, a# `plusAddr#` 1# #)
+
+      | ch0 >=# 0xC0# && ch0 <=# 0xDF# ->
+       let ch1 = word2Int# (indexWord8OffAddr# a# 1#) in
+       if ch1 <# 0x80# || ch1 >=# 0xC0# then fail 1# else
+       (# chr# (((ch0 -# 0xC0#) `uncheckedIShiftL#` 6#) +#
+                 (ch1 -# 0x80#)),
+          a# `plusAddr#` 2# #)
+
+      | ch0 >=# 0xE0# && ch0 <=# 0xEF# ->
+       let ch1 = word2Int# (indexWord8OffAddr# a# 1#) in
+       if ch1 <# 0x80# || ch1 >=# 0xC0# then fail 1# else
+       let ch2 = word2Int# (indexWord8OffAddr# a# 2#) in
+       if ch2 <# 0x80# || ch2 >=# 0xC0# then fail 2# else
+       (# chr# (((ch0 -# 0xE0#) `uncheckedIShiftL#` 12#) +#
+                ((ch1 -# 0x80#) `uncheckedIShiftL#` 6#)  +#
+                 (ch2 -# 0x80#)),
+          a# `plusAddr#` 3# #)
+
+     | ch0 >=# 0xF0# && ch0 <=# 0xF8# ->
+       let ch1 = word2Int# (indexWord8OffAddr# a# 1#) in
+       if ch1 <# 0x80# || ch1 >=# 0xC0# then fail 1# else
+       let ch2 = word2Int# (indexWord8OffAddr# a# 2#) in
+       if ch2 <# 0x80# || ch2 >=# 0xC0# then fail 2# else
+       let ch3 = word2Int# (indexWord8OffAddr# a# 3#) in
+       if ch3 <# 0x80# || ch3 >=# 0xC0# then fail 3# else
+       (# chr# (((ch0 -# 0xF0#) `uncheckedIShiftL#` 18#) +#
+                ((ch1 -# 0x80#) `uncheckedIShiftL#` 12#) +#
+                ((ch2 -# 0x80#) `uncheckedIShiftL#` 6#)  +#
+                 (ch3 -# 0x80#)),
+          a# `plusAddr#` 4# #)
+
+      | otherwise -> fail 1#
+  where
+       -- all invalid sequences end up here:
+       fail n = (# '\0'#, a# `plusAddr#` n #)
+       -- '\xFFFD' would be the usual replacement character, but
+       -- that's a valid symbol in Haskell, so will result in a
+       -- confusing parse error later on.  Instead we use '\0' which
+       -- will signal a lexer error immediately.
+
+utf8DecodeChar :: Ptr Word8 -> (Char, Ptr Word8)
+utf8DecodeChar (Ptr a#) = 
+  case utf8DecodeChar# a# of (# c#, b# #) -> ( C# c#, Ptr b# )
+
+-- UTF-8 is cleverly designed so that we can always figure out where
+-- the start of the current character is, given any position in a
+-- stream.  This function finds the start of the previous character,
+-- assuming there *is* a previous character.
+utf8PrevChar :: Ptr Word8 -> IO (Ptr Word8)
+utf8PrevChar p = utf8CharStart (p `plusPtr` (-1))
+
+utf8CharStart :: Ptr Word8 -> IO (Ptr Word8)
+utf8CharStart p = go p
+ where go p = do w <- peek p
+                if w >= 0x80 && w < 0xC0
+                       then go (p `plusPtr` (-1))
+                       else return p
+
+utf8DecodeString :: Ptr Word8 -> Int -> IO [Char]
+STRICT2(utf8DecodeString)
+utf8DecodeString (Ptr a#) (I# len#)
+  = unpack a#
+  where
+    end# = addr2Int# (a# `plusAddr#` len#)
+
+    unpack p#
+       | addr2Int# p# >=# end# = return []
+       | otherwise  =
+       case utf8DecodeChar# p# of
+          (# c#, q# #) -> do
+               chs <- unpack q#
+               return (C# c# : chs)
+
+countUTF8Chars :: Ptr Word8 -> Int -> IO Int
+countUTF8Chars ptr bytes = go ptr 0
+  where
+       end = ptr `plusPtr` bytes
+
+       STRICT2(go)
+       go ptr n 
+          | ptr >= end = return n
+          | otherwise  = do
+               case utf8DecodeChar# (unPtr ptr) of
+                 (# c, a #) -> go (Ptr a) (n+1)
+
+unPtr (Ptr a) = a
+
+utf8EncodeChar c ptr =
+  let x = ord c in
+  case () of
+    _ | x > 0 && x <= 0x007f -> do
+         poke ptr (fromIntegral x)
+         return (ptr `plusPtr` 1)
+       -- NB. '\0' is encoded as '\xC0\x80', not '\0'.  This is so that we
+       -- can have 0-terminated UTF-8 strings (see GHC.Base.unpackCStringUtf8).
+      | x <= 0x07ff -> do
+         poke ptr (fromIntegral (0xC0 .|. ((x `shiftR` 6) .&. 0x1F)))
+         pokeElemOff ptr 1 (fromIntegral (0x80 .|. (x .&. 0x3F)))
+         return (ptr `plusPtr` 2)
+      | x <= 0xffff -> do
+         poke ptr (fromIntegral (0xE0 .|. (x `shiftR` 12) .&. 0x0F))
+         pokeElemOff ptr 1 (fromIntegral (0x80 .|. (x `shiftR` 6) .&. 0x3F))
+         pokeElemOff ptr 2 (fromIntegral (0x80 .|. (x .&. 0x3F)))
+         return (ptr `plusPtr` 3)
+      | otherwise -> do
+         poke ptr (fromIntegral (0xF0 .|. (x `shiftR` 18)))
+         pokeElemOff ptr 1 (fromIntegral (0x80 .|. ((x `shiftR` 12) .&. 0x3F)))
+         pokeElemOff ptr 2 (fromIntegral (0x80 .|. ((x `shiftR` 6) .&. 0x3F)))
+         pokeElemOff ptr 3 (fromIntegral (0x80 .|. (x .&. 0x3F)))
+         return (ptr `plusPtr` 4)
+
+utf8EncodeString :: Ptr Word8 -> String -> IO ()
+utf8EncodeString ptr str = go ptr str
+  where STRICT2(go)
+       go ptr [] = return ()
+       go ptr (c:cs) = do
+         ptr' <- utf8EncodeChar c ptr
+         go ptr' cs
+
+utf8EncodedLength :: String -> Int
+utf8EncodedLength str = go 0 str
+  where STRICT2(go)
+       go n [] = n
+        go n (c:cs)
+         | ord c > 0 && ord c <= 0x007f = go (n+1) cs
+         | ord c <= 0x07ff = go (n+2) cs
+         | ord c <= 0xffff = go (n+3) cs       
+         | otherwise       = go (n+4) cs       
+
+-- -----------------------------------------------------------------------------
+-- The Z-encoding
+
+{-
+This is the main name-encoding and decoding function.  It encodes any
+string into a string that is acceptable as a C name.  This is done
+right before we emit a symbol name into the compiled C or asm code.
+Z-encoding of strings is cached in the FastString interface, so we
+never encode the same string more than once.
+
+The basic encoding scheme is this.  
+
+* Tuples (,,,) are coded as Z3T
+
+* Alphabetic characters (upper and lower) and digits
+       all translate to themselves; 
+       except 'Z', which translates to 'ZZ'
+       and    'z', which translates to 'zz'
+  We need both so that we can preserve the variable/tycon distinction
+
+* Most other printable characters translate to 'zx' or 'Zx' for some
+       alphabetic character x
+
+* The others translate as 'znnnU' where 'nnn' is the decimal number
+        of the character
+
+       Before          After
+       --------------------------
+       Trak            Trak
+       foo_wib         foozuwib
+       >               zg
+       >1              zg1
+       foo#            foozh
+       foo##           foozhzh
+       foo##1          foozhzh1
+       fooZ            fooZZ   
+       :+              ZCzp
+       ()              Z0T     0-tuple
+       (,,,,)          Z5T     5-tuple  
+       (# #)           Z1H     unboxed 1-tuple (note the space)
+       (#,,,,#)        Z5H     unboxed 5-tuple
+               (NB: There is no Z1T nor Z0H.)
+-}
+
+type UserString = String       -- As the user typed it
+type EncodedString = String    -- Encoded form
+
+
+zEncodeString :: UserString -> EncodedString
+zEncodeString cs = case maybe_tuple cs of
+               Just n  -> n            -- Tuples go to Z2T etc
+               Nothing -> go cs
+         where
+               go []     = []
+               go (c:cs) = encode_ch c ++ go cs
+
+unencodedChar :: Char -> Bool  -- True for chars that don't need encoding
+unencodedChar 'Z' = False
+unencodedChar 'z' = False
+unencodedChar c   =  c >= 'a' && c <= 'z'
+                 || c >= 'A' && c <= 'Z'
+                 || c >= '0' && c <= '9'
+
+encode_ch :: Char -> EncodedString
+encode_ch c | unencodedChar c = [c]    -- Common case first
+
+-- Constructors
+encode_ch '('  = "ZL"  -- Needed for things like (,), and (->)
+encode_ch ')'  = "ZR"  -- For symmetry with (
+encode_ch '['  = "ZM"
+encode_ch ']'  = "ZN"
+encode_ch ':'  = "ZC"
+encode_ch 'Z'  = "ZZ"
+
+-- Variables
+encode_ch 'z'  = "zz"
+encode_ch '&'  = "za"
+encode_ch '|'  = "zb"
+encode_ch '^'  = "zc"
+encode_ch '$'  = "zd"
+encode_ch '='  = "ze"
+encode_ch '>'  = "zg"
+encode_ch '#'  = "zh"
+encode_ch '.'  = "zi"
+encode_ch '<'  = "zl"
+encode_ch '-'  = "zm"
+encode_ch '!'  = "zn"
+encode_ch '+'  = "zp"
+encode_ch '\'' = "zq"
+encode_ch '\\' = "zr"
+encode_ch '/'  = "zs"
+encode_ch '*'  = "zt"
+encode_ch '_'  = "zu"
+encode_ch '%'  = "zv"
+encode_ch c    = 'z' : if isDigit (head hex_str) then hex_str
+                                                else '0':hex_str
+  where hex_str = showHex (ord c) "U"
+  -- ToDo: we could improve the encoding here in various ways.
+  -- eg. strings of unicode characters come out as 'z1234Uz5678U', we
+  -- could remove the 'U' in the middle (the 'z' works as a separator).
+
+zDecodeString :: EncodedString -> UserString
+zDecodeString [] = []
+zDecodeString ('Z' : d : rest) 
+  | isDigit d = decode_tuple   d rest
+  | otherwise = decode_upper   d : zDecodeString rest
+zDecodeString ('z' : d : rest)
+  | isDigit d = decode_num_esc d rest
+  | otherwise = decode_lower   d : zDecodeString rest
+zDecodeString (c   : rest) = c : zDecodeString rest
+
+decode_upper, decode_lower :: Char -> Char
+
+decode_upper 'L' = '('
+decode_upper 'R' = ')'
+decode_upper 'M' = '['
+decode_upper 'N' = ']'
+decode_upper 'C' = ':'
+decode_upper 'Z' = 'Z'
+decode_upper ch  = {-pprTrace "decode_upper" (char ch)-} ch
+               
+decode_lower 'z' = 'z'
+decode_lower 'a' = '&'
+decode_lower 'b' = '|'
+decode_lower 'c' = '^'
+decode_lower 'd' = '$'
+decode_lower 'e' = '='
+decode_lower 'g' = '>'
+decode_lower 'h' = '#'
+decode_lower 'i' = '.'
+decode_lower 'l' = '<'
+decode_lower 'm' = '-'
+decode_lower 'n' = '!'
+decode_lower 'p' = '+'
+decode_lower 'q' = '\''
+decode_lower 'r' = '\\'
+decode_lower 's' = '/'
+decode_lower 't' = '*'
+decode_lower 'u' = '_'
+decode_lower 'v' = '%'
+decode_lower ch  = {-pprTrace "decode_lower" (char ch)-} ch
+
+-- Characters not having a specific code are coded as z224U (in hex)
+decode_num_esc d rest
+  = go (digitToInt d) rest
+  where
+    go n (c : rest) | isHexDigit c = go (16*n + digitToInt c) rest
+    go n ('U' : rest)           = chr n : zDecodeString rest
+    go n other = error ("decode_num_esc: " ++ show n ++  ' ':other)
+
+decode_tuple :: Char -> EncodedString -> UserString
+decode_tuple d rest
+  = go (digitToInt d) rest
+  where
+       -- NB. recurse back to zDecodeString after decoding the tuple, because
+       -- the tuple might be embedded in a longer name.
+    go n (c : rest) | isDigit c = go (10*n + digitToInt c) rest
+    go 0 ('T':rest)    = "()" ++ zDecodeString rest
+    go n ('T':rest)    = '(' : replicate (n-1) ',' ++ ")" ++ zDecodeString rest
+    go 1 ('H':rest)    = "(# #)" ++ zDecodeString rest
+    go n ('H':rest)    = '(' : '#' : replicate (n-1) ',' ++ "#)" ++ zDecodeString rest
+    go n other = error ("decode_tuple: " ++ show n ++ ' ':other)
+
+{-
+Tuples are encoded as
+       Z3T or Z3H
+for 3-tuples or unboxed 3-tuples respectively.  No other encoding starts 
+       Z<digit>
+
+* "(# #)" is the tycon for an unboxed 1-tuple (not 0-tuple)
+  There are no unboxed 0-tuples.  
+
+* "()" is the tycon for a boxed 0-tuple.
+  There are no boxed 1-tuples.
+-}
+
+maybe_tuple :: UserString -> Maybe EncodedString
+
+maybe_tuple "(# #)" = Just("Z1H")
+maybe_tuple ('(' : '#' : cs) = case count_commas (0::Int) cs of
+                                (n, '#' : ')' : cs) -> Just ('Z' : shows (n+1) "H")
+                                other               -> Nothing
+maybe_tuple "()" = Just("Z0T")
+maybe_tuple ('(' : cs)       = case count_commas (0::Int) cs of
+                                (n, ')' : cs) -> Just ('Z' : shows (n+1) "T")
+                                other         -> Nothing
+maybe_tuple other           = Nothing
+
+count_commas :: Int -> String -> (Int, String)
+count_commas n (',' : cs) = count_commas (n+1) cs
+count_commas n cs        = (n,cs)