Remove NewQualifiedOperators
[ghc-hetmet.git] / docs / users_guide / glasgow_exts.xml
index f8cd504..e57b294 100644 (file)
@@ -3,8 +3,9 @@
 <indexterm><primary>language, GHC</primary></indexterm>
 <indexterm><primary>extensions, GHC</primary></indexterm>
 As with all known Haskell systems, GHC implements some extensions to
-the language.  They are all enabled by options; by default GHC
-understands only plain Haskell 98.
+the language.  They can all be enabled or disabled by commandline flags
+or language pragmas. By default GHC understands the most recent Haskell
+version it supports, plus a handful of extensions.
 </para>
 
 <para>
@@ -39,8 +40,7 @@ documentation</ulink> describes all the libraries that come with GHC.
     </indexterm>
 
     <para>The language option flags control what variation of the language are
-    permitted.  Leaving out all of them gives you standard Haskell
-    98.</para>
+    permitted.</para>
 
     <para>Language options can be controlled in two ways:
     <itemizedlist>
@@ -56,38 +56,7 @@ documentation</ulink> describes all the libraries that come with GHC.
     <para>The flag <option>-fglasgow-exts</option>
           <indexterm><primary><option>-fglasgow-exts</option></primary></indexterm>
          is equivalent to enabling the following extensions: 
-          <option>-XPrintExplicitForalls</option>,
-          <option>-XForeignFunctionInterface</option>,
-          <option>-XUnliftedFFITypes</option>,
-          <option>-XGADTs</option>,
-          <option>-XImplicitParams</option>,
-          <option>-XScopedTypeVariables</option>,
-          <option>-XUnboxedTuples</option>,
-          <option>-XTypeSynonymInstances</option>,
-          <option>-XStandaloneDeriving</option>,
-          <option>-XDeriveDataTypeable</option>,
-          <option>-XFlexibleContexts</option>,
-          <option>-XFlexibleInstances</option>,
-          <option>-XConstrainedClassMethods</option>,
-          <option>-XMultiParamTypeClasses</option>,
-          <option>-XFunctionalDependencies</option>,
-          <option>-XMagicHash</option>,
-          <option>-XPolymorphicComponents</option>,
-          <option>-XExistentialQuantification</option>,
-          <option>-XUnicodeSyntax</option>,
-          <option>-XPostfixOperators</option>,
-          <option>-XPatternGuards</option>,
-          <option>-XLiberalTypeSynonyms</option>,
-          <option>-XExplicitForAll</option>,
-          <option>-XRankNTypes</option>,
-          <option>-XImpredicativeTypes</option>,
-          <option>-XTypeOperators</option>,
-          <option>-XDoRec</option>,
-          <option>-XParallelListComp</option>,
-          <option>-XEmptyDataDecls</option>,
-          <option>-XKindSignatures</option>,
-          <option>-XGeneralizedNewtypeDeriving</option>,
-          <option>-XTypeFamilies</option>.
+          &what_glasgow_exts_does;
            Enabling these options is the <emphasis>only</emphasis> 
            effect of <option>-fglasgow-exts</option>.
           We are trying to move away from this portmanteau flag, 
@@ -470,10 +439,10 @@ Indeed, the bindings can even be recursive.
          <listitem><para> <literal>'x'&num;</literal> has type <literal>Char&num;</literal></para> </listitem>
          <listitem><para> <literal>&quot;foo&quot;&num;</literal> has type <literal>Addr&num;</literal></para> </listitem>
          <listitem><para> <literal>3&num;</literal> has type <literal>Int&num;</literal>. In general,
-         any Haskell 98 integer lexeme followed by a <literal>&num;</literal> is an <literal>Int&num;</literal> literal, e.g.
+         any Haskell integer lexeme followed by a <literal>&num;</literal> is an <literal>Int&num;</literal> literal, e.g.
             <literal>-0x3A&num;</literal> as well as <literal>32&num;</literal></para>.</listitem>
          <listitem><para> <literal>3&num;&num;</literal> has type <literal>Word&num;</literal>. In general,
-         any non-negative Haskell 98 integer lexeme followed by <literal>&num;&num;</literal> 
+         any non-negative Haskell integer lexeme followed by <literal>&num;&num;</literal>
              is a <literal>Word&num;</literal>. </para> </listitem>
          <listitem><para> <literal>3.2&num;</literal> has type <literal>Float&num;</literal>.</para> </listitem>
          <listitem><para> <literal>3.2&num;&num;</literal> has type <literal>Double&num;</literal></para> </listitem>
@@ -481,43 +450,6 @@ Indeed, the bindings can even be recursive.
       </para>
    </sect2>
 
-    <sect2 id="new-qualified-operators">
-      <title>New qualified operator syntax</title>
-
-      <para>A new syntax for referencing qualified operators is
-        planned to be introduced by Haskell', and is enabled in GHC
-        with
-        the <option>-XNewQualifiedOperators</option><indexterm><primary><option>-XNewQualifiedOperators</option></primary></indexterm>
-        option.  In the new syntax, the prefix form of a qualified
-        operator is
-        written <literal><replaceable>module</replaceable>.(<replaceable>symbol</replaceable>)</literal>
-        (in Haskell 98 this would
-        be <literal>(<replaceable>module</replaceable>.<replaceable>symbol</replaceable>)</literal>),
-        and the infix form is
-        written <literal>`<replaceable>module</replaceable>.(<replaceable>symbol</replaceable>)`</literal>
-        (in Haskell 98 this would
-        be <literal>`<replaceable>module</replaceable>.<replaceable>symbol</replaceable>`</literal>.
-        For example:
-<programlisting>
-  add x y = Prelude.(+) x y
-  subtract y = (`Prelude.(-)` y)
-</programlisting>
-        The new form of qualified operators is intended to regularise
-        the syntax by eliminating odd cases
-        like <literal>Prelude..</literal>.  For example,
-        when <literal>NewQualifiedOperators</literal> is on, it is possible to
-        write the enumerated sequence <literal>[Monday..]</literal>
-        without spaces, whereas in Haskell 98 this would be a
-        reference to the operator &lsquo;<literal>.</literal>&lsquo;
-        from module <literal>Monday</literal>.</para>
-
-      <para>When <option>-XNewQualifiedOperators</option> is on, the old Haskell
-        98 syntax for qualified operators is not accepted, so this
-        option may cause existing Haskell 98 code to break.</para>
-
-    </sect2>
-        
-
     <!-- ====================== HIERARCHICAL MODULES =======================  -->
 
 
@@ -1289,8 +1221,8 @@ output = [ x
             hierarchy.  It completely defeats that purpose if the
             literal "1" means "<literal>Prelude.fromInteger
             1</literal>", which is what the Haskell Report specifies.
-            So the <option>-XNoImplicitPrelude</option> 
-             flag <emphasis>also</emphasis> causes
+            So the <option>-XRebindableSyntax</option> 
+             flag causes
             the following pieces of built-in syntax to refer to
             <emphasis>whatever is in scope</emphasis>, not the Prelude
             versions:
@@ -1322,6 +1254,11 @@ output = [ x
              </para></listitem>
 
              <listitem>
+               <para>Conditionals (e.g. "<literal>if</literal> e1 <literal>then</literal> e2 <literal>else</literal> e3")
+               means "<literal>ifThenElse</literal> e1 e2 e3".  However <literal>case</literal> expressions are unaffected.
+             </para></listitem>
+
+             <listitem>
          <para>"Do" notation is translated using whatever
              functions <literal>(>>=)</literal>,
              <literal>(>>)</literal>, and <literal>fail</literal>,
@@ -1341,6 +1278,9 @@ output = [ x
                to use this, ask!
              </para></listitem>
            </itemizedlist>
+<option>-XRebindableSyntax</option> implies <option>-XNoImplicitPrelude</option>.
+</para>
+<para>
 In all cases (apart from arrow notation), the static semantics should be that of the desugared form,
 even if that is a little unexpected. For example, the 
 static semantics of the literal <literal>368</literal>
@@ -1894,6 +1834,26 @@ not <literal>*</literal> then an explicit kind annotation must be used
 Nevertheless, they can be useful when defining "phantom types".</para>
 </sect2>
 
+<sect2 id="datatype-contexts">
+<title>Data type contexts</title>
+
+<para>Haskell allows datatypes to be given contexts, e.g.</para>
+
+<programlisting>
+data Eq a => Set a = NilSet | ConsSet a (Set a)
+</programlisting>
+
+<para>give constructors with types:</para>
+
+<programlisting>
+NilSet :: Set a
+ConsSet :: Eq a => a -> Set a -> Set a
+</programlisting>
+
+<para>In GHC this feature is an extension called
+<literal>DatatypeContexts</literal>, and on by default.</para>
+</sect2>
+
 <sect2 id="infix-tycons">
 <title>Infix type constructors, classes, and type variables</title>
 
@@ -7203,16 +7163,23 @@ forces evaluation anyway does nothing.
 There is one (apparent) exception to this general rule that a bang only
 makes a difference when it precedes a variable or wild-card: a bang at the
 top level of a <literal>let</literal> or <literal>where</literal>
-binding makes the binding strict, regardless of the pattern. For example:
+binding makes the binding strict, regardless of the pattern.
+(We say "apparent" exception because the Right Way to think of it is that the bang
+at the top of a binding is not part of the <emphasis>pattern</emphasis>; rather it
+is part of the syntax of the <emphasis>binding</emphasis>,
+creating a "bang-pattern binding".)
+For example:
 <programlisting>
 let ![x,y] = e in b
 </programlisting>
-is a strict binding: operationally, it evaluates <literal>e</literal>, matches
-it against the pattern <literal>[x,y]</literal>, and then evaluates <literal>b</literal>.
-(We say "apparent" exception because the Right Way to think of it is that the bang
-at the top of a binding is not part of the <emphasis>pattern</emphasis>; rather it
-is part of the syntax of the <emphasis>binding</emphasis>.)
-Nested bangs in a pattern binding behave uniformly with all other forms of 
+is a bang-pattern binding. Operationally, it behaves just like a case expression:
+<programlisting>
+case e of [x,y] -> b
+</programlisting>
+Like a case expression, a bang-pattern binding must be non-recursive, and
+is monomorphic.
+
+However, <emphasis>nested</emphasis> bangs in a pattern binding behave uniformly with all other forms of
 pattern matching.  For example
 <programlisting>
 let (!x,[y]) = e in b
@@ -7475,7 +7442,7 @@ Assertion failures can be caught, see the documentation for the
       </para>
 
       <para>A list of all supported language extensions can be obtained by invoking
-       <literal>ghc --supported-languages</literal> (see <xref linkend="modes"/>).</para>
+       <literal>ghc --supported-extensions</literal> (see <xref linkend="modes"/>).</para>
 
       <para>Any extension from the <literal>Extension</literal> type defined in
        <ulink
@@ -7605,21 +7572,68 @@ key_function :: Int -> String -> (Bool, Double)
        function "<literal>f</literal>" has a number of other effects:
 <itemizedlist>
 <listitem><para>
-No functions are inlined into <literal>f</literal>.  Otherwise
-GHC might inline a big function into <literal>f</literal>'s right hand side, 
-making <literal>f</literal> big; and then inline <literal>f</literal> blindly.
+While GHC is keen to inline the function, it does not do so
+blindly.  For example, if you write
+<programlisting>
+map key_function xs
+</programlisting>
+there really isn't any point in inlining <literal>key_function</literal> to get
+<programlisting>
+map (\x -> <replaceable>body</replaceable>) xs
+</programlisting>
+In general, GHC only inlines the function if there is some reason (no matter
+how slight) to supose that it is useful to do so.
 </para></listitem>
+
 <listitem><para>
-The float-in, float-out, and common-sub-expression transformations are not 
-applied to the body of <literal>f</literal>.  
+Moreover, GHC will only inline the function if it is <emphasis>fully applied</emphasis>, 
+where "fully applied"
+means applied to as many arguments as appear (syntactically) 
+on the LHS of the function
+definition.  For example:
+<programlisting>
+comp1 :: (b -> c) -> (a -> b) -> a -> c
+{-# INLINE comp1 #-}
+comp1 f g = \x -> f (g x)
+
+comp2 :: (b -> c) -> (a -> b) -> a -> c
+{-# INLINE comp2 #-}
+comp2 f g x = f (g x)
+</programlisting>
+The two functions <literal>comp1</literal> and <literal>comp2</literal> have the 
+same semantics, but <literal>comp1</literal> will be inlined when applied
+to <emphasis>two</emphasis> arguments, while <literal>comp2</literal> requires
+<emphasis>three</emphasis>.  This might make a big difference if you say
+<programlisting>
+map (not `comp1` not) xs
+</programlisting>
+which will optimise better than the corresponding use of `comp2`.
+</para></listitem>
+
+<listitem><para> 
+It is useful for GHC to optimise the definition of an
+INLINE function <literal>f</literal> just like any other non-INLINE function, 
+in case the non-inlined version of <literal>f</literal> is
+ultimately called.  But we don't want to inline 
+the <emphasis>optimised</emphasis> version
+of <literal>f</literal>;
+a major reason for INLINE pragmas is to expose functions 
+in <literal>f</literal>'s RHS that have
+rewrite rules, and it's no good if those functions have been optimised
+away.
+</para>
+<para>
+So <emphasis>GHC guarantees to inline precisely the code that you wrote</emphasis>, no more
+and no less.  It does this by capturing a copy of the definition of the function to use
+for inlining (we call this the "inline-RHS"), which it leaves untouched,
+while optimising the ordinarly RHS as usual.  For externally-visible functions
+the inline-RHS (not the optimised RHS) is recorded in the interface file.
 </para></listitem>
 <listitem><para>
 An INLINE function is not worker/wrappered by strictness analysis.
 It's going to be inlined wholesale instead.
 </para></listitem>
 </itemizedlist>
-All of these effects are aimed at ensuring that what gets inlined is
-exactly what you asked for, no more and no less.
 </para>
 <para>GHC ensures that inlining cannot go on forever: every mutually-recursive
 group is cut by one or more <emphasis>loop breakers</emphasis> that is never inlined
@@ -7647,8 +7661,9 @@ itself, so an INLINE pragma is always ignored.</para>
 {-# INLINE returnUs #-}
 </programlisting>
 
-       <para>See also the <literal>NOINLINE</literal> pragma (<xref
-        linkend="noinline-pragma"/>).</para>
+       <para>See also the <literal>NOINLINE</literal> (<xref linkend="inlinable-pragma"/>) 
+        and <literal>INLINABLE</literal> (<xref linkend="noinline-pragma"/>) 
+        pragmas.</para>
 
        <para>Note: the HBC compiler doesn't like <literal>INLINE</literal> pragmas,
          so if you want your code to be HBC-compatible you'll have to surround
@@ -7657,6 +7672,57 @@ itself, so an INLINE pragma is always ignored.</para>
 
       </sect3>
 
+      <sect3 id="inlinable-pragma">
+       <title>INLINABLE pragma</title>
+
+<para>An <literal>{-# INLINABLE f #-}</literal> pragma on a
+function <literal>f</literal> has the following behaviour:
+<itemizedlist>
+<listitem><para>
+While <literal>INLINE</literal> says "please inline me", the <literal>INLINABLE</literal>
+says "feel free to inline me; use your
+discretion".  In other words the choice is left to GHC, which uses the same
+rules as for pragma-free functions.  Unlike <literal>INLINE</literal>, that decision is made at
+the <emphasis>call site</emphasis>, and
+will therefore be affected by the inlining threshold, optimisation level etc.
+</para></listitem>
+<listitem><para>
+Like <literal>INLINE</literal>, the <literal>INLINABLE</literal> pragma retains a
+copy of the original RHS for
+inlining purposes, and persists it in the interface file, regardless of
+the size of the RHS.
+</para></listitem>
+
+<listitem><para>
+One way to use <literal>INLINABLE</literal> is in conjunction with
+the special function <literal>inline</literal> (<xref linkend="special-ids"/>).
+The call <literal>inline f</literal> tries very hard to inline <literal>f</literal>.
+To make sure that <literal>f</literal> can be inlined,
+it is a good idea to mark the definition
+of <literal>f</literal> as <literal>INLINABLE</literal>,
+so that GHC guarantees to expose an unfolding regardless of how big it is.
+Moreover, by annotating <literal>f</literal> as <literal>INLINABLE</literal>,
+you ensure that <literal>f</literal>'s original RHS is inlined, rather than
+whatever random optimised version of <literal>f</literal> GHC's optimiser
+has produced.
+</para></listitem>
+
+<listitem><para>
+The <literal>INLINABLE</literal> pragma also works with <literal>SPECIALISE</literal>:
+if you mark function <literal>f</literal> as <literal>INLINABLE</literal>, then
+you can subsequently <literal>SPECIALISE</literal> in another module
+(see <xref linkend="specialize-pragma"/>).</para></listitem>
+
+<listitem><para>
+Unlike <literal>INLINE</literal>, it is OK to use
+an <literal>INLINABLE</literal> pragma on a recursive function.
+The principal reason do to so to allow later use of <literal>SPECIALISE</literal>
+</para></listitem>
+</itemizedlist>
+</para>
+
+      </sect3>
+
       <sect3 id="noinline-pragma">
        <title>NOINLINE pragma</title>
        
@@ -7913,6 +7979,9 @@ RULE with a somewhat-complex left-hand side (try it yourself), so it might not f
 well.  If you use this kind of specialisation, let us know how well it works.
 </para>
 
+    <sect3 id="specialize-inline">
+      <title>SPECIALIZE INLINE</title>
+
 <para>A <literal>SPECIALIZE</literal> pragma can optionally be followed with a
 <literal>INLINE</literal> or <literal>NOINLINE</literal> pragma, optionally 
 followed by a phase, as described in <xref linkend="inline-noinline-pragma"/>.
@@ -7941,6 +8010,66 @@ specialisation, whose body is also inlined.  The result is a type-based
 unrolling of the indexing function.</para>
 <para>Warning: you can make GHC diverge by using <literal>SPECIALISE INLINE</literal>
 on an ordinarily-recursive function.</para>
+</sect3>
+
+<sect3><title>SPECIALIZE for imported functions</title>
+
+<para>
+Generally, you can only give a <literal>SPECIALIZE</literal> pragma
+for a function defined in the same module.
+However if a function <literal>f</literal> is given an <literal>INLINABLE</literal>
+pragma at its definition site, then it can subequently be specialised by
+importing modules (see <xref linkend="inlinable-pragma"/>).
+For example
+<programlisting>
+module Map( lookup, blah blah ) where
+  lookup :: Ord key => [(key,a)] -> key -> Maybe a
+  lookup = ...
+  {-# INLINABLE lookup #-}
+
+module Client where
+  import Map( lookup )
+
+  data T = T1 | T2 deriving( Eq, Ord )
+  {-# SPECIALISE lookup :: [(T,a)] -> T -> Maybe a
+</programlisting>
+Here, <literal>lookup</literal> is declared <literal>INLINABLE</literal>, but
+it cannot be specialised for type <literal>T</literal> at its definition site,
+because that type does not exist yet.  Instead a client module can define <literal>T</literal>
+and then specialise <literal>lookup</literal> at that type.
+</para>
+<para>
+Moreover, every module that imports <literal>Client</literal> (or imports a module
+that imports <literal>Client</literal>, transitively) will "see", and make use of,
+the specialised version of <literal>lookup</literal>.  You don't need to put
+a <literal>SPECIALIZE</literal> pragma in every module.
+</para>
+<para>
+Moreover you often don't even need the <literal>SPECIALIZE</literal> pragma in the
+first place. When compiling a module M,
+GHC's optimiser (with -O) automatically considers each top-level
+overloaded function declared in M, and specialises it
+for the different types at which it is called in M.  The optimiser
+<emphasis>also</emphasis> considers each <emphasis>imported</emphasis>
+<literal>INLINABLE</literal> overloaded function, and specialises it
+for the different types at which it is called in M.
+So in our example, it would be enough for <literal>lookup</literal> to
+be called at type <literal>T</literal>:
+<programlisting>
+module Client where
+  import Map( lookup )
+
+  data T = T1 | T2 deriving( Eq, Ord )
+
+  findT1 :: [(T,a)] -> Maybe a
+  findT1 m = lookup m T1   -- A call of lookup at type T
+</programlisting>
+However, sometimes there are no such calls, in which case the
+pragma can be useful.
+</para>
+</sect3>
+
+<sect3><title>Obselete SPECIALIZE syntax</title>
 
       <para>Note: In earlier versions of GHC, it was possible to provide your own
       specialised function for a given type:
@@ -7951,6 +8080,7 @@ on an ordinarily-recursive function.</para>
 
       This feature has been removed, as it is now subsumed by the
       <literal>RULES</literal> pragma (see <xref linkend="rule-spec"/>).</para>
+</sect3>
 
     </sect2>
 
@@ -8035,10 +8165,6 @@ data S = S {-# UNPACK #-} !Int {-# UNPACK #-} !Int
       directly in the <function>T</function> constructor.  The
       unpacker can see through newtypes, too.</para>
 
-      <para>If a field cannot be unpacked, you will not get a warning,
-      so it might be an idea to check the generated code with
-      <option>-ddump-simpl</option>.</para>
-
       <para>See also the <option>-funbox-strict-fields</option> flag,
       which essentially has the effect of adding
       <literal>{-#&nbsp;UNPACK&nbsp;#-}</literal> to every strict
@@ -8079,7 +8205,7 @@ Here is an example:
 <para>
 Use the debug flag <option>-ddump-simpl-stats</option> to see what rules fired.
 If you need more information, then <option>-ddump-rule-firings</option> shows you
-each individual rule firing in detail.
+each individual rule firing and <option>-ddump-rule-rewrites</option> also shows what the code looks like before and after the rewrite.
 </para>
 
 <sect2>
@@ -8664,7 +8790,8 @@ If you add <option>-dppr-debug</option> you get a more detailed listing.
 
 <listitem>
 <para>
- Use <option>-ddump-rule-firings</option> to see in great detail what rules are being fired.
+ Use <option>-ddump-rule-firings</option> or <option>-ddump-rule-rewrites</option>
+to see in great detail what rules are being fired.
 If you add <option>-dppr-debug</option> you get a still more detailed listing.
 </para>
 </listitem>
@@ -8771,7 +8898,23 @@ r) ->
 <para>GHC has a few built-in functions with special behaviour.  These
 are now described in the module <ulink
 url="&libraryGhcPrimLocation;/GHC-Prim.html"><literal>GHC.Prim</literal></ulink>
-in the library documentation.</para>
+in the library documentation.
+In particular:
+<itemizedlist>
+<listitem><para>
+<ulink url="&libraryGhcPrimLocation;/GHC-Prim.html#v%3Ainline"><literal>inline</literal></ulink>
+allows control over inlining on a per-call-site basis.
+</para></listitem>
+<listitem><para>
+<ulink url="&libraryGhcPrimLocation;/GHC-Prim.html#v%3Alazy"><literal>lazy</literal></ulink>
+restrains the strictness analyser.
+</para></listitem>
+<listitem><para>
+<ulink url="&libraryGhcPrimLocation;/GHC-Prim.html#v%3AunsafeCoerce%23"><literal>lazy</literal></ulink> 
+allows you to fool the type checker.
+</para></listitem>
+</itemizedlist>
+</para>
 </sect1>
 
 
@@ -9077,7 +9220,6 @@ standard behaviour.
 
 <!-- Emacs stuff:
      ;;; Local Variables: ***
-     ;;; mode: xml ***
      ;;; sgml-parent-document: ("users_guide.xml" "book" "chapter" "sect1") ***
      ;;; ispell-local-dictionary: "british" ***
      ;;; End: ***