Documentation for changes to Template Haskell and quasi-quotation
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index 6910a59..f794c4d 100644 (file)
@@ -351,6 +351,15 @@ Indeed, the bindings can even be recursive.
              <entry>Name</entry>
            </row>
          </thead>
+
+<!--
+               to find the DocBook entities for these characters, find
+               the Unicode code point (e.g. 0x2237), and grep for it in
+               /usr/share/sgml/docbook/xml-dtd-*/ent/* (or equivalent on
+               your system.  Some of these Unicode code points don't have
+               equivalent DocBook entities.
+            -->
+
          <tbody>
            <row>
              <entry><literal>::</literal></entry>
@@ -399,6 +408,52 @@ Indeed, the bindings can even be recursive.
              <entry>MIDLINE HORIZONTAL ELLIPSIS</entry>
            </row>
           </tbody>
+
+         <tbody>
+           <row>
+             <entry>-&lt;</entry>
+             <entry>&larrtl;</entry>
+             <entry>0x2919</entry>
+             <entry>LEFTWARDS ARROW-TAIL</entry>
+           </row>
+          </tbody>
+
+         <tbody>
+           <row>
+             <entry>&gt;-</entry>
+             <entry>&rarrtl;</entry>
+             <entry>0x291A</entry>
+             <entry>RIGHTWARDS ARROW-TAIL</entry>
+           </row>
+          </tbody>
+
+         <tbody>
+           <row>
+             <entry>-&lt;&lt;</entry>
+             <entry></entry>
+             <entry>0x291B</entry>
+             <entry>LEFTWARDS DOUBLE ARROW-TAIL</entry>
+           </row>
+          </tbody>
+
+         <tbody>
+           <row>
+             <entry>&gt;&gt;-</entry>
+             <entry></entry>
+             <entry>0x291C</entry>
+             <entry>RIGHTWARDS DOUBLE ARROW-TAIL</entry>
+           </row>
+          </tbody>
+
+         <tbody>
+           <row>
+             <entry>*</entry>
+             <entry>&starf;</entry>
+             <entry>0x2605</entry>
+             <entry>BLACK STAR</entry>
+           </row>
+          </tbody>
+
         </tgroup>
       </informaltable>
     </sect2>
@@ -994,7 +1049,7 @@ It supports rebindable syntax (see <xref linkend="rebindable-syntax"/>).
 
 <sect3> <title> Mdo-notation (deprecated) </title>
 
-<para> GHC used to support the flag <option>-XREecursiveDo</option>,
+<para> GHC used to support the flag <option>-XRecursiveDo</option>,
 which enabled the keyword <literal>mdo</literal>, precisely as described in
 <ulink url="http://sites.google.com/site/leventerkok/">A recursive do for Haskell</ulink>,
 but this is now deprecated.  Instead of <literal>mdo { Q; e }</literal>, write
@@ -3950,6 +4005,51 @@ of the instance declaration, thus:
 (You need <link linkend="instance-rules"><option>-XFlexibleInstances</option></link> to do this.)
 </para>
 <para>
+Warning: overlapping instances must be used with care.  They 
+can give rise to incoherence (ie different instance choices are made
+in different parts of the program) even without <option>-XIncoherentInstances</option>. Consider:
+<programlisting>
+{-# LANGUAGE OverlappingInstances #-}
+module Help where
+
+    class MyShow a where
+      myshow :: a -> String
+
+    instance MyShow a => MyShow [a] where
+      myshow xs = concatMap myshow xs
+
+    showHelp :: MyShow a => [a] -> String
+    showHelp xs = myshow xs
+
+{-# LANGUAGE FlexibleInstances, OverlappingInstances #-}
+module Main where
+    import Help
+
+    data T = MkT
+
+    instance MyShow T where
+      myshow x = "Used generic instance"
+
+    instance MyShow [T] where
+      myshow xs = "Used more specific instance"
+
+    main = do { print (myshow [MkT]); print (showHelp [MkT]) }
+</programlisting>
+In function <literal>showHelp</literal> GHC sees no overlapping
+instances, and so uses the <literal>MyShow [a]</literal> instance
+without complaint.  In the call to <literal>myshow</literal> in <literal>main</literal>,
+GHC resolves the <literal>MyShow [T]</literal> constraint using the overlapping
+instance declaration in module <literal>Main</literal>. As a result, 
+the program prints
+<programlisting>
+  "Used more specific instance"
+  "Used generic instance"
+</programlisting>
+(An alternative possible behaviour, not currently implemented, 
+would be to reject module <literal>Help</literal>
+on the grounds that a later instance declaration might overlap the local one.)
+</para>
+<para>
 The willingness to be overlapped or incoherent is a property of 
 the <emphasis>instance declaration</emphasis> itself, controlled by the
 presence or otherwise of the <option>-XOverlappingInstances</option> 
@@ -6149,25 +6249,29 @@ Wiki page</ulink>.
                    <listitem><para> a list of top-level declarations; the spliced expression 
                     must have type <literal>Q [Dec]</literal></para></listitem>
                    </itemizedlist>
+            Note that pattern splices are not supported.
            Inside a splice you can can only call functions defined in imported modules,
-       not functions defined elsewhere in the same module.</para></listitem>
+           not functions defined elsewhere in the same module.</para></listitem>
 
              <listitem><para>
                  A expression quotation is written in Oxford brackets, thus:
                  <itemizedlist>
-                   <listitem><para> <literal>[| ... |]</literal>, where the "..." is an expression; 
+                   <listitem><para> <literal>[| ... |]</literal>, or <literal>[e| ... |]</literal>, 
+                             where the "..." is an expression; 
                              the quotation has type <literal>Q Exp</literal>.</para></listitem>
                    <listitem><para> <literal>[d| ... |]</literal>, where the "..." is a list of top-level declarations;
                              the quotation has type <literal>Q [Dec]</literal>.</para></listitem>
                    <listitem><para> <literal>[t| ... |]</literal>, where the "..." is a type;
-                             the quotation has type <literal>Q Typ</literal>.</para></listitem>
+                             the quotation has type <literal>Q Type</literal>.</para></listitem>
+                   <listitem><para> <literal>[p| ... |]</literal>, where the "..." is a pattern;
+                             the quotation has type <literal>Q Pat</literal>.</para></listitem>
                  </itemizedlist></para></listitem>
 
              <listitem><para>
                  A quasi-quotation can appear in either a pattern context or an
                  expression context and is also written in Oxford brackets:
                  <itemizedlist>
-                   <listitem><para> <literal>[$<replaceable>varid</replaceable>| ... |]</literal>,
+                   <listitem><para> <literal>[<replaceable>varid</replaceable>| ... |]</literal>,
                         where the "..." is an arbitrary string; a full description of the
                        quasi-quotation facility is given in <xref linkend="th-quasiquotation"/>.</para></listitem>
                  </itemizedlist></para></listitem>
@@ -6373,19 +6477,67 @@ several examples are documented in
 Nice to be Quoted: Quasiquoting for Haskell</ulink>" (Proc Haskell Workshop
 2007). The example below shows how to write a quasiquoter for a simple
 expression language.</para>
-
 <para>
-In the example, the quasiquoter <literal>expr</literal> is bound to a value of
-type <literal>Language.Haskell.TH.Quote.QuasiQuoter</literal> which contains two
-functions for quoting expressions and patterns, respectively. The first argument
-to each quoter is the (arbitrary) string enclosed in the Oxford brackets. The
-context of the quasi-quotation statement determines which of the two parsers is
-called: if the quasi-quotation occurs in an expression context, the expression
-parser is called, and if it occurs in a pattern context, the pattern parser is
-called.</para>
+Here are the salient features
+<itemizedlist>
+<listitem><para>
+A quasi-quote has the form
+<literal>[<replaceable>quoter</replaceable>| <replaceable>string</replaceable> |]</literal>.
+<itemizedlist>
+<listitem><para>
+The <replaceable>quoter</replaceable> must be the (unqualified) name of an imported 
+quoter; it cannot be an arbitrary expression.  
+</para></listitem>
+<listitem><para>
+The <replaceable>quoter</replaceable> cannot be "<literal>e</literal>", 
+"<literal>t</literal>", "<literal>d</literal>", or "<literal>p</literal>", since
+those overlap with Template Haskell quotations.
+</para></listitem>
+<listitem><para>
+There must be no spaces in the token
+<literal>[<replaceable>quoter</replaceable>|</literal>.
+</para></listitem>
+<listitem><para>
+The quoted <replaceable>string</replaceable> 
+can be arbitrary, and may contain newlines.
+</para></listitem>
+</itemizedlist>
+</para></listitem>
+
+<listitem><para>
+A quasiquote may appear in place of
+<itemizedlist>
+<listitem><para>An expression</para></listitem>
+<listitem><para>A pattern</para></listitem>
+<listitem><para>A type</para></listitem>
+<listitem><para>A top-level declaration</para></listitem>
+</itemizedlist>
+(Only the first two are described in the paper.)
+</para></listitem>
 
+<listitem><para>
+A quoter is a value of type <literal>Language.Haskell.TH.Quote.QuasiQuoter</literal>, 
+which is defined thus:
+<programlisting>
+data QuasiQuoter = QuasiQuoter { quoteExp  :: String -> Q Exp,
+                                 quotePat  :: String -> Q Pat,
+                                 quoteType :: String -> Q Type,
+                                 quoteDec  :: String -> Q [Dec] }
+</programlisting>
+That is, a quoter is a tuple of four parsers, one for each of the contexts
+in which a quasi-quote can occur.
+</para></listitem>
+<listitem><para>
+A quasi-quote is expanded by applying the appropriate parser to the string
+enclosed by the Oxford brackets.  The context of the quasi-quote (expression, pattern,
+type, declaration) determines which of the parsers is called.
+</para></listitem>
+</itemizedlist>
+</para>
 <para>
-Note that in the example we make use of an antiquoted
+The example below shows quasi-quotation in action.  The quoter <literal>expr</literal>
+is bound to a value of type <literal>QuasiQuoter</literal> defined in module <literal>Expr</literal>.
+The example makes use of an antiquoted
 variable <literal>n</literal>, indicated by the syntax <literal>'int:n</literal>
 (this syntax for anti-quotation was defined by the parser's
 author, <emphasis>not</emphasis> by GHC). This binds <literal>n</literal> to the
@@ -6397,12 +6549,6 @@ an expression parser that returns a value of type <literal>Q Exp</literal> and a
 pattern parser that returns a value of type <literal>Q Pat</literal>.
 </para>
 
-<para>In general, a quasi-quote has the form
-<literal>[$<replaceable>quoter</replaceable>| <replaceable>string</replaceable> |]</literal>.
-The <replaceable>quoter</replaceable> must be the name of an imported quoter; it
-cannot be an arbitrary expression.  The quoted <replaceable>string</replaceable> 
-can be arbitrary, and may contain newlines.
-</para>
 <para>
 Quasiquoters must obey the same stage restrictions as Template Haskell, e.g., in
 the example, <literal>expr</literal> cannot be defined
@@ -6410,22 +6556,21 @@ in <literal>Main.hs</literal> where it is used, but must be imported.
 </para>
 
 <programlisting>
-
-{- Main.hs -}
+{- ------------- file Main.hs --------------- -}
 module Main where
 
 import Expr
 
 main :: IO ()
-main = do { print $ eval [$expr|1 + 2|]
+main = do { print $ eval [expr|1 + 2|]
           ; case IntExpr 1 of
-              { [$expr|'int:n|] -> print n
+              { [expr|'int:n|] -> print n
               ;  _              -> return ()
               }
           }
 
 
-{- Expr.hs -}
+{- ------------- file Expr.hs --------------- -}
 module Expr where
 
 import qualified Language.Haskell.TH as TH
@@ -6452,7 +6597,7 @@ eval (BinopExpr op x y) = (opToFun op) (eval x) (eval y)
     opToFun MulOp = (*)
     opToFun DivOp = div
 
-expr = QuasiQuoter parseExprExp parseExprPat
+expr = QuasiQuoter { quoteExp = parseExprExp, quotePat =  parseExprPat }
 
 -- Parse an Expr, returning its representation as
 -- either a Q Exp or a Q Pat. See the referenced paper
@@ -6468,19 +6613,18 @@ parseExprPat ...
 </programlisting>
 
 <para>Now run the compiler:
-</para>
 <programlisting>
 $ ghc --make -XQuasiQuotes Main.hs -o main
 </programlisting>
+</para>
 
-<para>Run "main" and here is your output:</para>
-
+<para>Run "main" and here is your output:
 <programlisting>
 $ ./main
 3
 1
 </programlisting>
-
+</para>
 </sect2>
 
 </sect1>
@@ -7541,6 +7685,14 @@ itself, so an INLINE pragma is always ignored.</para>
         portable).</para>
       </sect3>
 
+      <sect3 id="conlike-pragma">
+       <title>CONLIKE modifier</title>
+       <indexterm><primary>CONLIKE</primary></indexterm>
+        <para>An INLINE or NOINLINE pragma may have a CONLIKE modifier, 
+        which affects matching in RULEs (only).  See <xref linkend="conlike"/>.
+        </para>
+      </sect3>
+
       <sect3 id="phase-control">
        <title>Phase control</title>
 
@@ -8176,18 +8328,24 @@ not be substituted, and the rule would not fire.
 
 </para>
 </listitem>
-<listitem>
+</itemizedlist>
+
+</para>
+
+</sect2>
+
+<sect2 id="conlike">
+<title>How rules interact with INLINE/NOINLINE and CONLIKE pragmas</title>
 
 <para>
 Ordinary inlining happens at the same time as rule rewriting, which may lead to unexpected
 results.  Consider this (artificial) example
 <programlisting>
 f x = x
-{-# RULES "f" f True = False #-}
-
 g y = f y
-
 h z = g True
+
+{-# RULES "f" f True = False #-}
 </programlisting>
 Since <literal>f</literal>'s right-hand side is small, it is inlined into <literal>g</literal>,
 to give
@@ -8201,14 +8359,37 @@ would have been a better chance that <literal>f</literal>'s RULE might fire.
 </para>
 <para>
 The way to get predictable behaviour is to use a NOINLINE 
-pragma on <literal>f</literal>, to ensure
+pragma, or an INLINE[<replaceable>phase</replaceable>] pragma, on <literal>f</literal>, to ensure
 that it is not inlined until its RULEs have had a chance to fire.
 </para>
-</listitem>
-</itemizedlist>
-
+<para>
+GHC is very cautious about duplicating work.  For example, consider
+<programlisting>
+f k z xs = let xs = build g
+           in ...(foldr k z xs)...sum xs...
+{-# RULES "foldr/build" forall k z g. foldr k z (build g) = g k z #-}
+</programlisting>
+Since <literal>xs</literal> is used twice, GHC does not fire the foldr/build rule.  Rightly
+so, because it might take a lot of work to compute <literal>xs</literal>, which would be
+duplicated if the rule fired.
+</para>
+<para>
+Sometimes, however, this approach is over-cautious, and we <emphasis>do</emphasis> want the
+rule to fire, even though doing so would duplicate redex.  There is no way that GHC can work out
+when this is a good idea, so we provide the CONLIKE pragma to declare it, thus:
+<programlisting>
+{-# INLINE[1] CONLIKE f #-}
+f x = <replaceable>blah</replaceable>
+</programlisting>
+CONLIKE is a modifier to an INLINE or NOINLINE pragam.  It specifies that an application
+of f to one argument (in general, the number of arguments to the left of the '=' sign)
+should be considered cheap enough to duplicate, if such a duplication would make rule
+fire.  (The name "CONLIKE" is short for "constructor-like", because constructors certainly
+have such a property.)
+The CONLIKE pragam is a modifier to INLINE/NOINLINE because it really only makes sense to match 
+<literal>f</literal> on the LHS of a rule if you are sure that <literal>f</literal> is
+not going to be inlined before the rule has a chance to fire.
 </para>
-
 </sect2>
 
 <sect2>
@@ -8468,8 +8649,8 @@ comparison.
 
 </sect2>
 
-<sect2>
-<title>Controlling what's going on</title>
+<sect2 id="controlling-rules">
+<title>Controlling what's going on in rewrite rules</title>
 
 <para>
 
@@ -8477,18 +8658,28 @@ comparison.
 <listitem>
 
 <para>
- Use <option>-ddump-rules</option> to see what transformation rules GHC is using.
+Use <option>-ddump-rules</option> to see the rules that are defined
+<emphasis>in this module</emphasis>.
+This includes rules generated by the specialisation pass, but excludes
+rules imported from other modules. 
 </para>
 </listitem>
-<listitem>
 
+<listitem>
 <para>
  Use <option>-ddump-simpl-stats</option> to see what rules are being fired.
 If you add <option>-dppr-debug</option> you get a more detailed listing.
 </para>
 </listitem>
+
 <listitem>
+<para>
+ Use <option>-ddump-rule-firings</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>
 
+<listitem>
 <para>
  The definition of (say) <function>build</function> in <filename>GHC/Base.lhs</filename> looks like this: