[project @ 2003-07-24 14:41:48 by simonpj]
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / hsSyn / HsExpr.lhs
index ba980ee..5eff473 100644 (file)
@@ -9,21 +9,26 @@ module HsExpr where
 #include "HsVersions.h"
 
 -- friends:
-import {-# SOURCE #-} HsMatches ( pprMatches, pprMatch, Match )
-
-import HsBinds         ( HsBinds(..) )
-import HsBasic         ( HsLit )
-import BasicTypes      ( Fixity(..), FixityDirection(..) )
-import HsTypes         ( HsType )
+import HsDecls         ( HsGroup )
+import HsBinds         ( HsBinds(..), nullBinds )
+import HsPat           ( Pat )
+import HsLit           ( HsLit, HsOverLit )
+import HsTypes         ( HsType, PostTcType, SyntaxName )
+import HsImpExp                ( isOperator, pprHsVar )
 
 -- others:
-import Name            ( Name, isLexId ) 
-import Outputable      
-import PprType         ( pprType, pprParendType )
+import ForeignCall     ( Safety )
+import PprType         ( pprParendType )
 import Type            ( Type )
 import Var             ( TyVar, Id )
+import Name            ( Name )
+import NameSet         ( FreeVars )
 import DataCon         ( DataCon )
+import CStrings                ( CLabelString, pprCLabelString )
+import BasicTypes      ( IPName, Boxity, tupleParens, Fixity(..) )
 import SrcLoc          ( SrcLoc )
+import Outputable      
+import FastString
 \end{code}
 
 %************************************************************************
@@ -33,16 +38,15 @@ import SrcLoc               ( SrcLoc )
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-data HsExpr id pat
-  = HsVar      id                              -- variable
-  | HsIPVar    id                              -- implicit parameter
-  | HsLit      HsLit                           -- literal
-  | HsLitOut   HsLit                           -- TRANSLATION
-               Type            -- (with its type)
+data HsExpr id
+  = HsVar      id              -- variable
+  | HsIPVar    (IPName id)     -- implicit parameter
+  | HsOverLit  HsOverLit       -- Overloaded literals; eliminated by type checker
+  | HsLit      HsLit           -- Simple (non-overloaded) literals
 
-  | HsLam      (Match  id pat) -- lambda
-  | HsApp      (HsExpr id pat) -- application
-               (HsExpr id pat)
+  | HsLam      (Match  id)     -- lambda
+  | HsApp      (HsExpr id)     -- application
+               (HsExpr id)
 
   -- Operator applications:
   -- NB Bracketed ops such as (+) come out as Vars.
@@ -50,113 +54,159 @@ data HsExpr id pat
   -- NB We need an expr for the operator in an OpApp/Section since
   -- the typechecker may need to apply the operator to a few types.
 
-  | OpApp      (HsExpr id pat) -- left operand
-               (HsExpr id pat) -- operator
-               Fixity                          -- Renamer adds fixity; bottom until then
-               (HsExpr id pat) -- right operand
+  | OpApp      (HsExpr id)     -- left operand
+               (HsExpr id)     -- operator
+               Fixity          -- Renamer adds fixity; bottom until then
+               (HsExpr id)     -- right operand
 
   -- We preserve prefix negation and parenthesis for the precedence parser.
   -- They are eventually removed by the type checker.
 
-  | NegApp     (HsExpr id pat) -- negated expr
-               (HsExpr id pat) -- the negate id (in a HsVar)
+  | NegApp     (HsExpr id)     -- negated expr
+               SyntaxName      -- Name of 'negate' (see RnEnv.lookupSyntaxName)
 
-  | HsPar      (HsExpr id pat) -- parenthesised expr
+  | HsPar      (HsExpr id)     -- parenthesised expr
 
-  | SectionL   (HsExpr id pat) -- operand
-               (HsExpr id pat) -- operator
-  | SectionR   (HsExpr id pat) -- operator
-               (HsExpr id pat) -- operand
+  | SectionL   (HsExpr id)     -- operand
+               (HsExpr id)     -- operator
+  | SectionR   (HsExpr id)     -- operator
+               (HsExpr id)     -- operand
                                
-  | HsCase     (HsExpr id pat)
-               [Match id pat]
+  | HsCase     (HsExpr id)
+               [Match id]
                SrcLoc
 
-  | HsIf       (HsExpr id pat) --  predicate
-               (HsExpr id pat) --  then part
-               (HsExpr id pat) --  else part
+  | HsIf       (HsExpr id)     --  predicate
+               (HsExpr id)     --  then part
+               (HsExpr id)     --  else part
                SrcLoc
 
-  | HsLet      (HsBinds id pat)        -- let(rec)
-               (HsExpr  id pat)
+  | HsLet      (HsBinds id)    -- let(rec)
+               (HsExpr  id)
 
-  | HsWith     (HsExpr id pat) -- implicit parameter binding
-               [(id, HsExpr id pat)]
-
-  | HsDo       StmtCtxt
-               [Stmt id pat]   -- "do":one or more stmts
-               SrcLoc
-
-  | HsDoOut    StmtCtxt
-               [Stmt id pat]   -- "do":one or more stmts
-               id              -- id for return
-               id              -- id for >>=
-               id                              -- id for zero
-               Type            -- Type of the whole expression
+  | HsDo       (HsStmtContext Name)    -- The parameterisation is unimportant
+                                       -- because in this context we never use
+                                       -- the PatGuard or ParStmt variant
+               [Stmt id]               -- "do":one or more stmts
+               (ReboundNames id)       -- Ids for [return,fail,>>=,>>]
+                       PostTcType      -- Type of the whole expression
                SrcLoc
 
   | ExplicitList               -- syntactic list
-               [HsExpr id pat]
-  | ExplicitListOut            -- TRANSLATION
-               Type    -- Gives type of components of list
-               [HsExpr id pat]
+               PostTcType      -- Gives type of components of list
+               [HsExpr id]
+
+  | ExplicitPArr               -- syntactic parallel array: [:e1, ..., en:]
+               PostTcType      -- type of elements of the parallel array
+               [HsExpr id]
 
   | ExplicitTuple              -- tuple
-               [HsExpr id pat]
+               [HsExpr id]
                                -- NB: Unit is ExplicitTuple []
                                -- for tuples, we can get the types
                                -- direct from the components
-               Bool            -- boxed?
+               Boxity
 
-  | HsCon DataCon              -- TRANSLATION; a saturated constructor application
-         [Type]
-         [HsExpr id pat]
 
        -- Record construction
   | RecordCon  id                              -- The constructor
-               (HsRecordBinds id pat)
+               (HsRecordBinds id)
 
   | RecordConOut DataCon
-               (HsExpr id pat)         -- Data con Id applied to type args
-               (HsRecordBinds id pat)
+               (HsExpr id)             -- Data con Id applied to type args
+               (HsRecordBinds id)
 
 
        -- Record update
-  | RecordUpd  (HsExpr id pat)
-               (HsRecordBinds id pat)
+  | RecordUpd  (HsExpr id)
+               (HsRecordBinds id)
 
-  | RecordUpdOut (HsExpr id pat)       -- TRANSLATION
-                Type           -- Type of *result* record (may differ from
-                                               -- type of input record)
-                [id]                           -- Dicts needed for construction
-                (HsRecordBinds id pat)
+  | RecordUpdOut (HsExpr id)   -- TRANSLATION
+                Type                   -- Type of *input* record
+                Type                   -- Type of *result* record (may differ from
+                                       --      type of input record)
+                (HsRecordBinds id)
 
   | ExprWithTySig                      -- signature binding
-               (HsExpr id pat)
+               (HsExpr id)
                (HsType id)
   | ArithSeqIn                         -- arithmetic sequence
-               (ArithSeqInfo id pat)
+               (ArithSeqInfo id)
   | ArithSeqOut
-               (HsExpr id pat)         -- (typechecked, of course)
-               (ArithSeqInfo id pat)
-
-  | CCall      FAST_STRING     -- call into the C world; string is
-               [HsExpr id pat] -- the C function; exprs are the
+               (HsExpr id)             -- (typechecked, of course)
+               (ArithSeqInfo id)
+  | PArrSeqIn                          -- arith. sequence for parallel array
+               (ArithSeqInfo id)       -- [:e1..e2:] or [:e1, e2..e3:]
+  | PArrSeqOut
+               (HsExpr id)             -- (typechecked, of course)
+               (ArithSeqInfo id)
+
+  | HsCCall    CLabelString    -- call into the C world; string is
+               [HsExpr id]     -- the C function; exprs are the
                                -- arguments to pass.
-               Bool            -- True <=> might cause Haskell
+               Safety          -- True <=> might cause Haskell
                                -- garbage-collection (must generate
                                -- more paranoid code)
                Bool            -- True <=> it's really a "casm"
                                -- NOTE: this CCall is the *boxed*
                                -- version; the desugarer will convert
                                -- it into the unboxed "ccall#".
-               Type    -- The result type; will be *bottom*
+               PostTcType      -- The result type; will be *bottom*
                                -- until the typechecker gets ahold of it
 
-  | HsSCC      FAST_STRING     -- "set cost centre" (_scc_) annotation
-               (HsExpr id pat) -- expr whose cost is to be measured
+  | HsSCC      FastString      -- "set cost centre" (_scc_) annotation
+               (HsExpr id)     -- expr whose cost is to be measured
+
+  | HsCoreAnn   FastString      -- hdaume: core annotation
+                (HsExpr id)
+               
+  -----------------------------------------------------------
+  -- MetaHaskell Extensions
+  | HsBracket    (HsBracket id) SrcLoc
+
+  | HsBracketOut (HsBracket Name)      -- Output of the type checker is the *original*
+                [PendingSplice]        -- renamed expression, plus *typechecked* splices
+                                       -- to be pasted back in by the desugarer
+
+  | HsSplice id (HsExpr id) SrcLoc     -- $z  or $(f 4)
+                                       -- The id is just a unique name to 
+                                       -- identify this splice point
+
+  | HsReify (HsReify id)               -- reifyType t, reifyDecl i, reifyFixity
+
+  -----------------------------------------------------------
+  -- Arrow notation extension
+
+  | HsProc     (Pat id)                -- arrow abstraction, proc
+               (HsCmdTop id)           -- body of the abstraction
+                                       -- always has an empty stack
+               SrcLoc
+
+  ---------------------------------------
+  -- The following are commands, not expressions proper
+
+  | HsArrApp   -- Arrow tail, or arrow application (f -< arg)
+       (HsExpr id)     -- arrow expression, f
+       (HsExpr id)     -- input expression, arg
+       PostTcType      -- type of the arrow expressions f,
+                       -- of the form a t t', where arg :: t
+       HsArrAppType    -- higher-order (-<<) or first-order (-<)
+       Bool            -- True => right-to-left (f -< arg)
+                       -- False => left-to-right (arg >- f)
+       SrcLoc
+
+  | HsArrForm  -- Command formation,  (| e cmd1 .. cmdn |)
+       (HsExpr id)     -- the operator
+                       -- after type-checking, a type abstraction to be
+                       -- applied to the type of the local environment tuple
+       (Maybe Fixity)  -- fixity (filled in by the renamer), for forms that
+                       -- were converted from OpApp's by the renamer
+       [HsCmdTop id]   -- argument commands
+       SrcLoc
+
 \end{code}
 
+
 These constructors only appear temporarily in the parser.
 The renamer translates them into the Right Thing.
 
@@ -164,9 +214,11 @@ The renamer translates them into the Right Thing.
   | EWildPat                   -- wildcard
 
   | EAsPat     id              -- as pattern
-               (HsExpr id pat)
+               (HsExpr id)
+
+  | ELazyPat   (HsExpr id) -- ~ pattern
 
-  | ELazyPat   (HsExpr id pat) -- ~ pattern
+  | HsType      (HsType id)     -- Explicit type argument; e.g  f {| Int |} x y
 \end{code}
 
 Everything from here on appears only in typechecker output.
@@ -174,23 +226,38 @@ Everything from here on appears only in typechecker output.
 \begin{code}
   | TyLam                      -- TRANSLATION
                [TyVar]
-               (HsExpr id pat)
+               (HsExpr id)
   | TyApp                      -- TRANSLATION
-               (HsExpr id pat) -- generated by Spec
+               (HsExpr id) -- generated by Spec
                [Type]
 
   -- DictLam and DictApp are "inverses"
   |  DictLam
                [id]
-               (HsExpr id pat)
+               (HsExpr id)
   |  DictApp
-               (HsExpr id pat)
+               (HsExpr id)
                [id]
 
-type HsRecordBinds id pat
-  = [(id, HsExpr id pat, Bool)]
-       -- True <=> source code used "punning",
-       -- i.e. {op1, op2} rather than {op1=e1, op2=e2}
+type PendingSplice = (Name, HsExpr Id) -- Typechecked splices, waiting to be 
+                                       -- pasted back in by the desugarer
+\end{code}
+
+Table of bindings of names used in rebindable syntax.
+This gets filled in by the renamer.
+
+\begin{code}
+type ReboundNames id = [(Name, HsExpr id)]
+-- * Before the renamer, this list is empty
+--
+-- * After the renamer, it takes the form [(std_name, HsVar actual_name)]
+--   For example, for the 'return' op of a monad
+--     normal case:            (GHC.Base.return, HsVar GHC.Base.return)
+--     with rebindable syntax: (GHC.Base.return, return_22)
+--             where return_22 is whatever "return" is in scope
+--
+-- * After the type checker, it takes the form [(std_name, <expression>)]
+--     where <expression> is the evidence for the method
 \end{code}
 
 A @Dictionary@, unless of length 0 or 1, becomes a tuple.  A
@@ -200,30 +267,26 @@ A @Dictionary@, unless of length 0 or 1, becomes a tuple.  A
 \end{verbatim}
 
 \begin{code}
-instance (Outputable id, Outputable pat) =>
-               Outputable (HsExpr id pat) where
+instance OutputableBndr id => Outputable (HsExpr id) where
     ppr expr = pprExpr expr
 \end{code}
 
 \begin{code}
-pprExpr :: (Outputable id, Outputable pat)
-        => HsExpr id pat -> SDoc
+pprExpr :: OutputableBndr id => HsExpr id -> SDoc
 
-pprExpr e = pprDeeper (ppr_expr e)
+pprExpr  e = pprDeeper (ppr_expr e)
 pprBinds b = pprDeeper (ppr b)
 
-ppr_expr (HsVar v) = ppr v
-ppr_expr (HsIPVar v) = {- char '?' <> -} ppr v
+ppr_expr (HsVar v)      = pprHsVar v
+ppr_expr (HsIPVar v)     = ppr v
+ppr_expr (HsLit lit)     = ppr lit
+ppr_expr (HsOverLit lit) = ppr lit
 
-ppr_expr (HsLit    lit)   = ppr lit
-ppr_expr (HsLitOut lit _) = ppr lit
-
-ppr_expr (HsLam match)
-  = hsep [char '\\', nest 2 (pprMatch (True,empty) match)]
+ppr_expr (HsLam match) = pprMatch LambdaExpr match
 
 ppr_expr expr@(HsApp e1 e2)
   = let (fun, args) = collect_args expr [] in
-    (ppr_expr fun) <+> (sep (map ppr_expr args))
+    (ppr_expr fun) <+> (sep (map pprParendExpr args))
   where
     collect_args (HsApp fun arg) args = collect_args fun (arg:args)
     collect_args fun            args = (fun, args)
@@ -240,18 +303,9 @@ ppr_expr (OpApp e1 op fixity e2)
       = hang (pprExpr op) 4 (sep [pp_e1, pp_e2])
 
     pp_infixly v
-      = sep [pp_e1, hsep [pp_v_op, pp_e2]]
-      where
-       pp_v = ppr v
-        pp_v_op | isLexId (_PK_ (showSDoc pp_v)) = char '`' <> pp_v <> char '`'
-               | otherwise                      = pp_v 
-       -- Put it in backquotes if it's not an operator already
-       -- We use (showSDoc pp_v), rather than isSymOcc (getOccName v) simply so
-       -- that we don't need NamedThing in the context of all these funcions.
-       -- Gruesome, but simple.
-
-ppr_expr (NegApp e _)
-  = char '-' <+> pprParendExpr e
+      = sep [pp_e1, hsep [pprInfix v, pp_e2]]
+
+ppr_expr (NegApp e _) = char '-' <+> pprParendExpr e
 
 ppr_expr (HsPar e) = parens (ppr_expr e)
 
@@ -280,7 +334,7 @@ ppr_expr (SectionR op expr)
 
 ppr_expr (HsCase expr matches _)
   = sep [ sep [ptext SLIT("case"), nest 4 (pprExpr expr), ptext SLIT("of")],
-           nest 2 (pprMatches (True, empty) matches) ]
+           nest 2 (pprMatches CaseAlt matches) ]
 
 ppr_expr (HsIf e1 e2 e3 _)
   = sep [hsep [ptext SLIT("if"), nest 2 (pprExpr e1), ptext SLIT("then")],
@@ -297,27 +351,16 @@ ppr_expr (HsLet binds expr)
   = sep [hang (ptext SLIT("let")) 2 (pprBinds binds),
         hang (ptext SLIT("in"))  2 (ppr expr)]
 
-ppr_expr (HsWith expr binds)
-  = hsep [ppr expr, ptext SLIT("with"), ppr binds]
+ppr_expr (HsDo do_or_list_comp stmts _ _ _) = pprDo do_or_list_comp stmts
 
-ppr_expr (HsDo do_or_list_comp stmts _)            = pprDo do_or_list_comp stmts
-ppr_expr (HsDoOut do_or_list_comp stmts _ _ _ _ _) = pprDo do_or_list_comp stmts
-
-ppr_expr (ExplicitList exprs)
+ppr_expr (ExplicitList _ exprs)
   = brackets (fsep (punctuate comma (map ppr_expr exprs)))
-ppr_expr (ExplicitListOut ty exprs)
-  = hcat [ brackets (fsep (punctuate comma (map ppr_expr exprs))),
-          ifNotPprForUser ((<>) space (parens (pprType ty))) ]
-
-ppr_expr (ExplicitTuple exprs True)
-  = parens (sep (punctuate comma (map ppr_expr exprs)))
 
-ppr_expr (ExplicitTuple exprs False)
-  = ptext SLIT("(#") <> sep (punctuate comma (map ppr_expr exprs)) <> ptext SLIT("#)")
+ppr_expr (ExplicitPArr _ exprs)
+  = pa_brackets (fsep (punctuate comma (map ppr_expr exprs)))
 
-ppr_expr (HsCon con_id tys args)
-  = ppr con_id <+> sep (map pprParendType tys ++
-                       map pprParendExpr args)
+ppr_expr (ExplicitTuple exprs boxity)
+  = tupleParens boxity (sep (punctuate comma (map ppr_expr exprs)))
 
 ppr_expr (RecordCon con_id rbinds)
   = pp_rbinds (ppr con_id) rbinds
@@ -338,21 +381,28 @@ ppr_expr (ArithSeqIn info)
 ppr_expr (ArithSeqOut expr info)
   = brackets (ppr info)
 
+ppr_expr (PArrSeqIn info)
+  = pa_brackets (ppr info)
+ppr_expr (PArrSeqOut expr info)
+  = pa_brackets (ppr info)
+
 ppr_expr EWildPat = char '_'
 ppr_expr (ELazyPat e) = char '~' <> pprParendExpr e
 ppr_expr (EAsPat v e) = ppr v <> char '@' <> pprParendExpr e
 
-ppr_expr (CCall fun args _ is_asm result_ty)
+ppr_expr (HsCCall fun args _ is_asm result_ty)
   = hang (if is_asm
-         then ptext SLIT("_casm_ ``") <> ptext fun <> ptext SLIT("''")
-         else ptext SLIT("_ccall_") <+> ptext fun)
+         then ptext SLIT("_casm_ ``") <> pprCLabelString fun <> ptext SLIT("''")
+         else ptext SLIT("_ccall_") <+> pprCLabelString fun)
        4 (sep (map pprParendExpr args))
 
 ppr_expr (HsSCC lbl expr)
-  = sep [ ptext SLIT("_scc_") <+> doubleQuotes (ptext lbl), pprParendExpr expr ]
+  = sep [ ptext SLIT("_scc_") <+> doubleQuotes (ftext lbl), pprParendExpr expr ]
 
 ppr_expr (TyLam tyvars expr)
-  = hang (hsep [ptext SLIT("/\\"), interppSP tyvars, ptext SLIT("->")])
+  = hang (hsep [ptext SLIT("/\\"), 
+               hsep (map (pprBndr LambdaBind) tyvars), 
+               ptext SLIT("->")])
         4 (ppr_expr expr)
 
 ppr_expr (TyApp expr [ty])
@@ -363,7 +413,9 @@ ppr_expr (TyApp expr tys)
         4 (brackets (interpp'SP tys))
 
 ppr_expr (DictLam dictvars expr)
-  = hang (hsep [ptext SLIT("\\{-dict-}"), interppSP dictvars, ptext SLIT("->")])
+  = hang (hsep [ptext SLIT("\\{-dict-}"), 
+               hsep (map (pprBndr LambdaBind) dictvars), 
+               ptext SLIT("->")])
         4 (ppr_expr expr)
 
 ppr_expr (DictApp expr [dname])
@@ -373,12 +425,51 @@ ppr_expr (DictApp expr dnames)
   = hang (ppr_expr expr)
         4 (brackets (interpp'SP dnames))
 
+ppr_expr (HsType id) = ppr id
+
+ppr_expr (HsSplice n e _)    = char '$' <> brackets (ppr n) <> pprParendExpr e
+ppr_expr (HsBracket b _)     = pprHsBracket b
+ppr_expr (HsBracketOut e ps) = ppr e $$ ptext SLIT("where") <+> ppr ps
+ppr_expr (HsReify r)        = ppr r
+
+ppr_expr (HsProc pat (HsCmdTop cmd _ _ _) _)
+  = hsep [ptext SLIT("proc"), ppr pat, ptext SLIT("->"), pprExpr cmd]
+
+ppr_expr (HsArrApp arrow arg _ HsFirstOrderApp True _)
+  = hsep [pprExpr arrow, ptext SLIT("-<"), pprExpr arg]
+ppr_expr (HsArrApp arrow arg _ HsFirstOrderApp False _)
+  = hsep [pprExpr arg, ptext SLIT(">-"), pprExpr arrow]
+ppr_expr (HsArrApp arrow arg _ HsHigherOrderApp True _)
+  = hsep [pprExpr arrow, ptext SLIT("-<<"), pprExpr arg]
+ppr_expr (HsArrApp arrow arg _ HsHigherOrderApp False _)
+  = hsep [pprExpr arg, ptext SLIT(">>-"), pprExpr arrow]
+
+ppr_expr (HsArrForm (HsVar v) (Just _) [arg1, arg2] _)
+  = sep [pprCmdArg arg1, hsep [pprInfix v, pprCmdArg arg2]]
+ppr_expr (HsArrForm op _ args _)
+  = hang (ptext SLIT("(|") <> pprExpr op)
+        4 (sep (map pprCmdArg args) <> ptext SLIT("|)"))
+
+pprCmdArg :: OutputableBndr id => HsCmdTop id -> SDoc
+pprCmdArg (HsCmdTop cmd@(HsArrForm _ Nothing [] _) _ _ _) = pprExpr cmd
+pprCmdArg (HsCmdTop cmd _ _ _) = parens (pprExpr cmd)
+
+-- Put a var in backquotes if it's not an operator already
+pprInfix :: Outputable name => name -> SDoc
+pprInfix v | isOperator ppr_v = ppr_v
+          | otherwise        = char '`' <> ppr_v <> char '`'
+          where
+            ppr_v = ppr v
+
+-- add parallel array brackets around a document
+--
+pa_brackets :: SDoc -> SDoc
+pa_brackets p = ptext SLIT("[:") <> p <> ptext SLIT(":]")    
 \end{code}
 
 Parenthesize unless very simple:
 \begin{code}
-pprParendExpr :: (Outputable id, Outputable pat)
-             => HsExpr id pat -> SDoc
+pprParendExpr :: OutputableBndr id => HsExpr id -> SDoc
 
 pprParendExpr expr
   = let
@@ -386,12 +477,12 @@ pprParendExpr expr
     in
     case expr of
       HsLit l              -> ppr l
-      HsLitOut l _         -> ppr l
+      HsOverLit l          -> ppr l
 
       HsVar _              -> pp_as_was
       HsIPVar _                    -> pp_as_was
-      ExplicitList _       -> pp_as_was
-      ExplicitListOut _ _   -> pp_as_was
+      ExplicitList _ _      -> pp_as_was
+      ExplicitPArr _ _      -> pp_as_was
       ExplicitTuple _ _            -> pp_as_was
       HsPar _              -> pp_as_was
 
@@ -400,89 +491,356 @@ pprParendExpr expr
 
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
+\subsection{Commands (in arrow abstractions)}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+We re-use HsExpr to represent these.
+
+\begin{code}
+type HsCmd id = HsExpr id
+
+data HsArrAppType = HsHigherOrderApp | HsFirstOrderApp
+\end{code}
+
+The legal constructors for commands are:
+
+  = HsArrApp ...               -- as above
+
+  | HsArrForm ...              -- as above
+
+  | HsApp      (HsCmd id)
+               (HsExpr id)
+
+  | HsLam      (Match  id)     -- kappa
+
+  -- the renamer turns this one into HsArrForm
+  | OpApp      (HsExpr id)     -- left operand
+               (HsCmd id)      -- operator
+               Fixity          -- Renamer adds fixity; bottom until then
+               (HsCmd id)      -- right operand
+
+  | HsPar      (HsCmd id)      -- parenthesised command
+
+  | HsCase     (HsExpr id)
+               [Match id]      -- bodies are HsCmd's
+               SrcLoc
+
+  | HsIf       (HsExpr id)     --  predicate
+               (HsCmd id)      --  then part
+               (HsCmd id)      --  else part
+               SrcLoc
+
+  | HsLet      (HsBinds id)    -- let(rec)
+               (HsCmd  id)
+
+  | HsDo       (HsStmtContext Name)    -- The parameterisation is unimportant
+                                       -- because in this context we never use
+                                       -- the PatGuard or ParStmt variant
+               [Stmt id]       -- HsExpr's are really HsCmd's
+               (ReboundNames id)
+               PostTcType      -- Type of the whole expression
+               SrcLoc
+
+Top-level command, introducing a new arrow.
+This may occur inside a proc (where the stack is empty) or as an
+argument of a command-forming operator.
+
+\begin{code}
+data HsCmdTop id
+  = HsCmdTop   (HsCmd id)
+               [PostTcType]    -- types of inputs on the command's stack
+               PostTcType      -- return type of the command
+               (ReboundNames id)
+                               -- after type checking:
+                               -- names used in the command's desugaring
+\end{code}
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
 \subsection{Record binds}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-pp_rbinds :: (Outputable id, Outputable pat)
-             => SDoc 
-             -> HsRecordBinds id pat -> SDoc
+type HsRecordBinds id = [(id, HsExpr id)]
+
+recBindFields :: HsRecordBinds id -> [id]
+recBindFields rbinds = [field | (field,_) <- rbinds]
+
+pp_rbinds :: OutputableBndr id => SDoc -> HsRecordBinds id -> SDoc
 
 pp_rbinds thing rbinds
   = hang thing 
-        4 (braces (hsep (punctuate comma (map (pp_rbind) rbinds))))
+        4 (braces (sep (punctuate comma (map (pp_rbind) rbinds))))
   where
-    pp_rbind (v, e, pun_flag) 
-      = getPprStyle $ \ sty ->
-        if pun_flag && userStyle sty then
-          ppr v
-       else
-          hsep [ppr v, char '=', ppr e]
+    pp_rbind (v, e) = hsep [pprBndr LetBind v, char '=', ppr e]
 \end{code}
 
+
+
 %************************************************************************
 %*                                                                     *
-\subsection{Do stmts and list comprehensions}
+\subsection{@Match@, @GRHSs@, and @GRHS@ datatypes}
 %*                                                                     *
 %************************************************************************
 
+@Match@es are sets of pattern bindings and right hand sides for
+functions, patterns or case branches. For example, if a function @g@
+is defined as:
+\begin{verbatim}
+g (x,y) = y
+g ((x:ys),y) = y+1,
+\end{verbatim}
+then \tr{g} has two @Match@es: @(x,y) = y@ and @((x:ys),y) = y+1@.
+
+It is always the case that each element of an @[Match]@ list has the
+same number of @pats@s inside it.  This corresponds to saying that
+a function defined by pattern matching must have the same number of
+patterns in each equation.
+
 \begin{code}
-data StmtCtxt  -- Context of a Stmt
-  = DoStmt             -- Do Statment
-  | ListComp           -- List comprehension
-  | CaseAlt            -- Guard on a case alternative
-  | PatBindRhs         -- Guard on a pattern binding
-  | FunRhs Name                -- Guard on a function defn for f
-  | LambdaBody         -- Body of a lambda abstraction
-               
-pprDo DoStmt stmts
-  = hang (ptext SLIT("do")) 2 (vcat (map ppr stmts))
-pprDo ListComp stmts
-  = brackets $
-    hang (pprExpr expr <+> char '|')
-       4 (interpp'SP quals)
-  where
-    ReturnStmt expr = last stmts       -- Last stmt should be a ReturnStmt for list comps
-    quals          = init stmts
+data Match id
+  = Match
+       [Pat id]                -- The patterns
+       (Maybe (HsType id))     -- A type signature for the result of the match
+                               --      Nothing after typechecking
+
+       (GRHSs id)
+
+-- GRHSs are used both for pattern bindings and for Matches
+data GRHSs id  
+  = GRHSs [GRHS id]            -- Guarded RHSs
+         (HsBinds id)          -- The where clause
+         PostTcType            -- Type of RHS (after type checking)
+
+data GRHS id
+  = GRHS  [Stmt id]            -- The RHS is the final ResultStmt
+         SrcLoc
+
+mkSimpleMatch :: [Pat id] -> HsExpr id -> Type -> SrcLoc -> Match id
+mkSimpleMatch pats rhs rhs_ty locn
+  = Match pats Nothing (GRHSs (unguardedRHS rhs locn) EmptyBinds rhs_ty)
+
+unguardedRHS :: HsExpr id -> SrcLoc -> [GRHS id]
+unguardedRHS rhs loc = [GRHS [ResultStmt rhs loc] loc]
+
+glueBindsOnGRHSs :: HsBinds id -> GRHSs id -> GRHSs id
+glueBindsOnGRHSs EmptyBinds grhss = grhss
+glueBindsOnGRHSs binds1 (GRHSs grhss binds2 ty)
+  = GRHSs grhss (binds1 `ThenBinds` binds2) ty
 \end{code}
 
+@getMatchLoc@ takes a @Match@ and returns the
+source-location gotten from the GRHS inside.
+THis is something of a nuisance, but no more.
+
 \begin{code}
-data Stmt id pat
-  = BindStmt   pat
-               (HsExpr id pat)
-               SrcLoc
+getMatchLoc :: Match id -> SrcLoc
+getMatchLoc (Match _ _ (GRHSs (GRHS _ loc : _) _ _)) = loc
+\end{code}
 
-  | LetStmt    (HsBinds id pat)
+We know the list must have at least one @Match@ in it.
 
-  | GuardStmt  (HsExpr id pat)         -- List comps only
-               SrcLoc
+\begin{code}
+pprMatches :: (OutputableBndr id) => HsMatchContext id -> [Match id] -> SDoc
+pprMatches ctxt matches = vcat (map (pprMatch ctxt) matches)
 
-  | ExprStmt   (HsExpr id pat)         -- Do stmts; and guarded things at the end
-               SrcLoc
+-- Exported to HsBinds, which can't see the defn of HsMatchContext
+pprFunBind :: (OutputableBndr id) => id -> [Match id] -> SDoc
+pprFunBind fun matches = pprMatches (FunRhs fun) matches
+
+-- Exported to HsBinds, which can't see the defn of HsMatchContext
+pprPatBind :: (OutputableBndr id)
+          => Pat id -> GRHSs id -> SDoc
+pprPatBind pat grhss = sep [ppr pat, nest 4 (pprGRHSs PatBindRhs grhss)]
+
+
+pprMatch :: OutputableBndr id => HsMatchContext id -> Match id -> SDoc
+pprMatch ctxt (Match pats maybe_ty grhss)
+  = pp_name ctxt <+> sep [sep (map ppr pats), 
+                    ppr_maybe_ty,
+                    nest 2 (pprGRHSs ctxt grhss)]
+  where
+    pp_name (FunRhs fun) = ppr fun     -- Not pprBndr; the AbsBinds will
+                                       -- have printed the signature
+    pp_name LambdaExpr   = char '\\'
+    pp_name other       = empty
+
+    ppr_maybe_ty = case maybe_ty of
+                       Just ty -> dcolon <+> ppr ty
+                       Nothing -> empty
+
+
+pprGRHSs :: OutputableBndr id => HsMatchContext id -> GRHSs id -> SDoc
+pprGRHSs ctxt (GRHSs grhss binds ty)
+  = vcat (map (pprGRHS ctxt) grhss)
+    $$
+    (if nullBinds binds then empty
+     else text "where" $$ nest 4 (pprDeeper (ppr binds)))
+
+
+pprGRHS :: OutputableBndr id => HsMatchContext id -> GRHS id -> SDoc
+
+pprGRHS ctxt (GRHS [ResultStmt expr _] locn)
+ =  pp_rhs ctxt expr
 
-  | ReturnStmt (HsExpr id pat)         -- List comps only, at the end
+pprGRHS ctxt (GRHS guarded locn)
+ = sep [char '|' <+> interpp'SP guards, pp_rhs ctxt expr]
+ where
+    ResultStmt expr _ = last guarded   -- Last stmt should be a ResultStmt for guards
+    guards           = init guarded
 
-consLetStmt :: HsBinds id pat -> [Stmt id pat] -> [Stmt id pat]
+pp_rhs ctxt rhs = matchSeparator ctxt <+> pprDeeper (ppr rhs)
+\end{code}
+
+
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{Do stmts and list comprehensions}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+\begin{code}
+data Stmt id
+  = BindStmt   (Pat id) (HsExpr id) SrcLoc
+  | LetStmt    (HsBinds id)
+  | ResultStmt (HsExpr id)     SrcLoc                  -- See notes that follow
+  | ExprStmt   (HsExpr id)     PostTcType SrcLoc       -- See notes that follow
+       -- The type is the *element type* of the expression
+
+       -- ParStmts only occur in a list comprehension
+  | ParStmt    [([Stmt id], [id])]     -- After remaing, the ids are the binders
+                                       -- bound by the stmts and used subsequently
+
+       -- Recursive statement
+  | RecStmt  [Stmt id] 
+               --- The next two fields are only valid after renaming
+            [id]       -- The ids are a subset of the variables bound by the stmts
+                       -- that are used in stmts that follow the RecStmt
+
+            [id]       -- Ditto, but these variables are the "recursive" ones, that 
+                       -- are used before they are bound in the stmts of the RecStmt
+                       -- From a type-checking point of view, these ones have to be monomorphic
+
+               --- This field is only valid after typechecking
+            [HsExpr id]        -- These expressions correspond
+                               -- 1-to-1 with the "recursive" [id], and are the expresions that 
+                               -- should be returned by the recursion.  They may not quite be the
+                               -- Ids themselves, because the Id may be *polymorphic*, but
+                               -- the returned thing has to be *monomorphic*.
+\end{code}
+
+ExprStmts and ResultStmts are a bit tricky, because what they mean
+depends on the context.  Consider the following contexts:
+
+       A do expression of type (m res_ty)
+       ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+       * ExprStmt E any_ty:   do { ....; E; ... }
+               E :: m any_ty
+         Translation: E >> ...
+       
+       * ResultStmt E:   do { ....; E }
+               E :: m res_ty
+         Translation: E
+       
+       A list comprehensions of type [elt_ty]
+       ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+       * ExprStmt E Bool:   [ .. | .... E ]
+                       [ .. | ..., E, ... ]
+                       [ .. | .... | ..., E | ... ]
+               E :: Bool
+         Translation: if E then fail else ...
+
+       * ResultStmt E:   [ E | ... ]
+               E :: elt_ty
+         Translation: return E
+       
+       A guard list, guarding a RHS of type rhs_ty
+       ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+       * ExprStmt E Bool:   f x | ..., E, ... = ...rhs...
+               E :: Bool
+         Translation: if E then fail else ...
+       
+       * ResultStmt E:   f x | ...guards... = E
+               E :: rhs_ty
+         Translation: E
+
+Array comprehensions are handled like list comprehensions -=chak
+
+\begin{code}
+consLetStmt :: HsBinds id -> [Stmt id] -> [Stmt id]
 consLetStmt EmptyBinds stmts = stmts
 consLetStmt binds      stmts = LetStmt binds : stmts
 \end{code}
 
 \begin{code}
-instance (Outputable id, Outputable pat) =>
-               Outputable (Stmt id pat) where
+instance OutputableBndr id => Outputable (Stmt id) where
     ppr stmt = pprStmt stmt
 
-pprStmt (BindStmt pat expr _)
- = hsep [ppr pat, ptext SLIT("<-"), ppr expr]
-pprStmt (LetStmt binds)
- = hsep [ptext SLIT("let"), pprBinds binds]
-pprStmt (ExprStmt expr _)
- = ppr expr
-pprStmt (GuardStmt expr _)
- = ppr expr
-pprStmt (ReturnStmt expr)
- = hsep [ptext SLIT("return"), ppr expr]    
+pprStmt (BindStmt pat expr _)  = hsep [ppr pat, ptext SLIT("<-"), ppr expr]
+pprStmt (LetStmt binds)        = hsep [ptext SLIT("let"), pprBinds binds]
+pprStmt (ExprStmt expr _ _)    = ppr expr
+pprStmt (ResultStmt expr _)    = ppr expr
+pprStmt (ParStmt stmtss)        = hsep (map (\stmts -> ptext SLIT("| ") <> ppr stmts) stmtss)
+pprStmt (RecStmt segment _ _ _) = ptext SLIT("rec") <+> braces (vcat (map ppr segment))
+
+pprDo :: OutputableBndr id => HsStmtContext any -> [Stmt id] -> SDoc
+pprDo DoExpr stmts   = hang (ptext SLIT("do")) 2 (vcat (map ppr stmts))
+pprDo MDoExpr stmts  = hang (ptext SLIT("mdo")) 3 (vcat (map ppr stmts))
+pprDo ListComp stmts = pprComp brackets   stmts
+pprDo PArrComp stmts = pprComp pa_brackets stmts
+
+pprComp :: OutputableBndr id => (SDoc -> SDoc) -> [Stmt id] -> SDoc
+pprComp brack stmts = brack $
+                     hang (pprExpr expr <+> char '|')
+                        4 (interpp'SP quals)
+                   where
+                     ResultStmt expr _ = last stmts  -- Last stmt should
+                     quals             = init stmts  -- be an ResultStmt
+\end{code}
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+               Template Haskell quotation brackets
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+\begin{code}
+data HsBracket id = ExpBr (HsExpr id)
+                 | PatBr (Pat id)
+                 | DecBr (HsGroup id)
+                 | TypBr (HsType id)
+
+instance OutputableBndr id => Outputable (HsBracket id) where
+  ppr = pprHsBracket
+
+
+pprHsBracket (ExpBr e) = thBrackets empty (ppr e)
+pprHsBracket (PatBr p) = thBrackets (char 'p') (ppr p)
+pprHsBracket (DecBr d) = thBrackets (char 'd') (ppr d)
+pprHsBracket (TypBr t) = thBrackets (char 't') (ppr t)
+
+
+thBrackets pp_kind pp_body = char '[' <> pp_kind <> char '|' <+> 
+                            pp_body <+> ptext SLIT("|]")
+
+data HsReify id = Reify    ReifyFlavour id     -- Pre typechecking
+               | ReifyOut ReifyFlavour Name    -- Post typechecking
+                                               -- The Name could be the name of
+                                               -- an Id, TyCon, or Class
+
+data ReifyFlavour = ReifyDecl | ReifyType | ReifyFixity
+
+instance Outputable id => Outputable (HsReify id) where
+   ppr (Reify flavour id) = ppr flavour <+> ppr id
+   ppr (ReifyOut flavour thing) = ppr flavour <+> ppr thing
+
+instance Outputable ReifyFlavour where
+   ppr ReifyDecl   = ptext SLIT("reifyDecl")
+   ppr ReifyType   = ptext SLIT("reifyType")
+   ppr ReifyFixity = ptext SLIT("reifyFixity")
 \end{code}
 
 %************************************************************************
@@ -492,20 +850,19 @@ pprStmt (ReturnStmt expr)
 %************************************************************************
 
 \begin{code}
-data ArithSeqInfo id pat
-  = From           (HsExpr id pat)
-  | FromThen       (HsExpr id pat)
-                   (HsExpr id pat)
-  | FromTo         (HsExpr id pat)
-                   (HsExpr id pat)
-  | FromThenTo     (HsExpr id pat)
-                   (HsExpr id pat)
-                   (HsExpr id pat)
+data ArithSeqInfo id
+  = From           (HsExpr id)
+  | FromThen       (HsExpr id)
+                   (HsExpr id)
+  | FromTo         (HsExpr id)
+                   (HsExpr id)
+  | FromThenTo     (HsExpr id)
+                   (HsExpr id)
+                   (HsExpr id)
 \end{code}
 
 \begin{code}
-instance (Outputable id, Outputable pat) =>
-               Outputable (ArithSeqInfo id pat) where
+instance OutputableBndr id => Outputable (ArithSeqInfo id) where
     ppr (From e1)              = hcat [ppr e1, pp_dotdot]
     ppr (FromThen e1 e2)       = hcat [ppr e1, comma, space, ppr e2, pp_dotdot]
     ppr (FromTo e1 e3) = hcat [ppr e1, pp_dotdot, ppr e3]
@@ -514,3 +871,93 @@ instance (Outputable id, Outputable pat) =>
 
 pp_dotdot = ptext SLIT(" .. ")
 \end{code}
+
+
+%************************************************************************
+%*                                                                     *
+\subsection{HsMatchCtxt}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+\begin{code}
+data HsMatchContext id -- Context of a Match
+  = FunRhs id                  -- Function binding for f
+  | CaseAlt                    -- Guard on a case alternative
+  | LambdaExpr                 -- Pattern of a lambda
+  | ProcExpr                   -- Pattern of a proc
+  | PatBindRhs                 -- Pattern binding
+  | RecUpd                     -- Record update [used only in DsExpr to tell matchWrapper
+                               --      what sort of runtime error message to generate]
+  | StmtCtxt (HsStmtContext id)        -- Pattern of a do-stmt or list comprehension
+  deriving ()
+
+data HsStmtContext id
+  = ListComp 
+  | DoExpr 
+  | MDoExpr                            -- Recursive do-expression
+  | PArrComp                           -- Parallel array comprehension
+  | PatGuard (HsMatchContext id)       -- Pattern guard for specified thing
+  | ParStmtCtxt (HsStmtContext id)     -- A branch of a parallel stmt 
+\end{code}
+
+\begin{code}
+isDoExpr :: HsStmtContext id -> Bool
+isDoExpr DoExpr  = True
+isDoExpr MDoExpr = True
+isDoExpr other   = False
+\end{code}
+
+\begin{code}
+matchSeparator (FunRhs _)   = ptext SLIT("=")
+matchSeparator CaseAlt      = ptext SLIT("->") 
+matchSeparator LambdaExpr   = ptext SLIT("->") 
+matchSeparator ProcExpr     = ptext SLIT("->") 
+matchSeparator PatBindRhs   = ptext SLIT("=") 
+matchSeparator (StmtCtxt _) = ptext SLIT("<-")  
+matchSeparator RecUpd       = panic "unused"
+\end{code}
+
+\begin{code}
+pprMatchContext (FunRhs fun)     = ptext SLIT("the definition of") <+> quotes (ppr fun)
+pprMatchContext CaseAlt                  = ptext SLIT("a case alternative")
+pprMatchContext RecUpd           = ptext SLIT("a record-update construct")
+pprMatchContext PatBindRhs       = ptext SLIT("a pattern binding")
+pprMatchContext LambdaExpr       = ptext SLIT("a lambda abstraction")
+pprMatchContext ProcExpr         = ptext SLIT("an arrow abstraction")
+pprMatchContext (StmtCtxt ctxt)   = ptext SLIT("a pattern binding in") $$ pprStmtContext ctxt
+
+pprMatchRhsContext (FunRhs fun) = ptext SLIT("a right-hand side of function") <+> quotes (ppr fun)
+pprMatchRhsContext CaseAlt     = ptext SLIT("the body of a case alternative")
+pprMatchRhsContext PatBindRhs  = ptext SLIT("the right-hand side of a pattern binding")
+pprMatchRhsContext LambdaExpr  = ptext SLIT("the body of a lambda")
+pprMatchRhsContext ProcExpr    = ptext SLIT("the body of a proc")
+pprMatchRhsContext RecUpd      = panic "pprMatchRhsContext"
+
+pprStmtContext (ParStmtCtxt c) = sep [ptext SLIT("a parallel branch of"), pprStmtContext c]
+pprStmtContext (PatGuard ctxt) = ptext SLIT("a pattern guard for") $$ pprMatchContext ctxt
+pprStmtContext DoExpr          = ptext SLIT("a 'do' expression")
+pprStmtContext MDoExpr         = ptext SLIT("an 'mdo' expression")
+pprStmtContext ListComp        = ptext SLIT("a list comprehension")
+pprStmtContext PArrComp        = ptext SLIT("an array comprehension")
+
+-- Used for the result statement of comprehension
+-- e.g. the 'e' in     [ e | ... ]
+--     or the 'r' in   f x = r
+pprStmtResultContext (PatGuard ctxt) = pprMatchRhsContext ctxt
+pprStmtResultContext other          = ptext SLIT("the result of") <+> pprStmtContext other
+
+
+-- Used to generate the string for a *runtime* error message
+matchContextErrString (FunRhs fun)              = "function " ++ showSDoc (ppr fun)
+matchContextErrString CaseAlt                   = "case"
+matchContextErrString PatBindRhs                = "pattern binding"
+matchContextErrString RecUpd                    = "record update"
+matchContextErrString LambdaExpr                = "lambda"
+matchContextErrString ProcExpr                  = "proc"
+matchContextErrString (StmtCtxt (ParStmtCtxt c)) = matchContextErrString (StmtCtxt c)
+matchContextErrString (StmtCtxt (PatGuard _))   = "pattern guard"
+matchContextErrString (StmtCtxt DoExpr)         = "'do' expression"
+matchContextErrString (StmtCtxt MDoExpr)        = "'mdo' expression"
+matchContextErrString (StmtCtxt ListComp)       = "list comprehension"
+matchContextErrString (StmtCtxt PArrComp)       = "array comprehension"
+\end{code}