primop-docs
[ghc-hetmet.git] / ghc / utils / genprimopcode / Main.hs
index aaff9c1..f08b7d5 100644 (file)
@@ -1,11 +1,16 @@
-
+{-# OPTIONS -cpp #-}
 ------------------------------------------------------------------
 -- A primop-table mangling program                              --
 ------------------------------------------------------------------
 
 module Main where
 
+#if __GLASGOW_HASKELL__ >= 504
+import Text.ParserCombinators.Parsec
+#else
 import Parsec
+#endif
+
 import Monad
 import Char
 import List
@@ -22,8 +27,7 @@ main = getArgs >>= \args ->
        do s <- getContents
           let pres = parse pTop "" s
           case pres of
-             Left err -> do putStr "parse error at "
-                            print err
+             Left err -> error ("parse error at " ++ (show err))
              Right p_o_specs
                 -> myseq (sanityTop p_o_specs) (
                    case head args of
@@ -75,9 +79,14 @@ main = getArgs >>= \args ->
                       "--primop-list" 
                          -> putStr (gen_primop_list p_o_specs)
 
-                      "--c-bytecode-enum" 
-                         -> putStr (gen_enum_decl p_o_specs)
+                      "--make-haskell-wrappers" 
+                         -> putStr (gen_wrappers p_o_specs)
+                       
+                      "--make-haskell-source" 
+                         -> putStr (gen_hs_source p_o_specs)
 
+                     "--make-latex-doc"
+                        -> putStr (gen_latex_doc p_o_specs)
                    )
 
 
@@ -93,43 +102,264 @@ known_args
        "--primop-primop-info",
        "--primop-tag",
        "--primop-list",
-
-       "--c-bytecode-enum"
+       "--make-haskell-wrappers",
+       "--make-haskell-source",
+       "--make-latex-doc"
      ]
 
 ------------------------------------------------------------------
 -- Code generators -----------------------------------------------
 ------------------------------------------------------------------
 
-gen_primop_list (Info defaults pos)
+gen_hs_source (Info defaults entries)
+   = "module GHC.Prim (\n"
+           ++ unlines (map (("\t" ++) . hdr) entries)
+            ++ ") where\n\n{-\n"
+           ++ unlines (map opt defaults) ++ "-}\n"
+            ++ unlines (map ent entries) ++ "\n\n\n"
+     where opt (OptionFalse n) = n ++ " = False"
+           opt (OptionTrue n) = n ++ " = True"
+          opt (OptionString n v) = n ++ " = { " ++ v ++ "}"
+
+          hdr s@(Section {}) = sec s
+          hdr o@(PrimOpSpec {}) = wrap (name o) ++ ","
+
+          ent s@(Section {}) = ""
+          ent o@(PrimOpSpec {}) = spec o
+
+          sec s = "\n-- * " ++ escape (title s) ++ "\n"
+                       ++ (unlines $ map ("-- " ++ ) $ lines $ unlatex $ escape $ "|" ++ desc s) ++ "\n"
+
+          spec o = comm ++ decl
+            where decl = wrap (name o) ++ " :: " ++ pty (ty o)
+                  comm = case (desc o) of
+                       [] -> ""
+                       d -> "\n" ++ (unlines $ map ("-- " ++ ) $ lines $ unlatex $ escape $ "|" ++ d)
+
+                  pty (TyF t1 t2) = pbty t1 ++ " -> " ++ pty t2
+                  pty t = pbty t
+
+                  pbty (TyApp tc ts) = tc ++ (concat (map (' ':) (map paty ts)))
+                  pbty (TyUTup ts) = "(# " ++ (concat (intersperse "," (map pty ts))) ++ " #)"
+                  pbty t = paty t
+
+                  paty (TyVar tv) = tv
+                  paty t = "(" ++ pty t ++ ")"
+
+          wrap nm | isLower (head nm) = nm
+                  | otherwise = "(" ++ nm ++ ")"
+          unlatex s = case s of
+               '\\':'t':'e':'x':'t':'t':'t':'{':cs -> markup "@" "@" cs
+               '{':'\\':'t':'t':cs -> markup "@" "@" cs
+               c : cs -> c : unlatex cs
+               [] -> []
+          markup s t cs = s ++ mk (dropWhile isSpace cs)
+               where mk "" = t
+                     mk ('\n':cs) = ' ' : mk cs
+                     mk ('}':cs) = t ++ unlatex cs
+                     mk (c:cs) = c : mk cs
+          escape = concatMap (\c -> if c `elem` special then '\\':c:[] else c:[])
+               where special = "/'`\"@<"
+
+gen_latex_doc (Info defaults entries)
+   = "\\primopdefaults{" 
+        ++ mk_options defaults
+        ++ "}\n"
+     ++ (concat (map mk_entry entries))
+     where mk_entry (PrimOpSpec {cons=cons,name=name,ty=ty,cat=cat,desc=desc,opts=opts}) =
+                "\\primopdesc{" 
+                ++ latex_encode cons ++ "}{"
+                ++ latex_encode name ++ "}{"
+                ++ latex_encode (zencode name) ++ "}{"
+                ++ latex_encode (show cat) ++ "}{"
+                ++ latex_encode (mk_source_ty ty) ++ "}{"
+                ++ latex_encode (mk_core_ty ty) ++ "}{"
+                ++ desc ++ "}{"
+                ++ mk_options opts
+                ++ "}\n"
+           mk_entry (Section {title=title,desc=desc}) =
+                "\\primopsection{" 
+                ++ latex_encode title ++ "}{" 
+                ++ desc ++ "}\n"
+          mk_source_ty t = pty t
+            where pty (TyF t1 t2) = pbty t1 ++ " -> " ++ pty t2
+                  pty t = pbty t
+                  pbty (TyApp tc ts) = tc ++ (concat (map (' ':) (map paty ts)))
+                  pbty (TyUTup ts) = "(# " ++ (concat (intersperse "," (map pty ts))) ++ " #)"
+                  pbty t = paty t
+                  paty (TyVar tv) = tv
+                  paty t = "(" ++ pty t ++ ")"
+          
+          mk_core_ty t = foralls ++ (pty t)
+            where pty (TyF t1 t2) = pbty t1 ++ " -> " ++ pty t2
+                  pty t = pbty t
+                  pbty (TyApp tc ts) = (zencode tc) ++ (concat (map (' ':) (map paty ts)))
+                  pbty (TyUTup ts) = (zencode (utuplenm (length ts))) ++ (concat ((map (' ':) (map paty ts))))
+                  pbty t = paty t
+                  paty (TyVar tv) = zencode tv
+                  paty (TyApp tc []) = zencode tc
+                  paty t = "(" ++ pty t ++ ")"
+                  utuplenm 1 = "(# #)"
+                  utuplenm n = "(#" ++ (replicate (n-1) ',') ++ "#)"
+                  foralls = if tvars == [] then "" else "%forall " ++ (tbinds tvars)
+                  tvars = tvars_of t
+                  tbinds [] = ". " 
+                  tbinds ("o":tbs) = "(o::?) " ++ (tbinds tbs)
+                  tbinds (tv:tbs) = tv ++ " " ++ (tbinds tbs)
+          tvars_of (TyF t1 t2) = tvars_of t1 `union` tvars_of t2
+          tvars_of (TyApp tc ts) = foldl union [] (map tvars_of ts)
+          tvars_of (TyUTup ts) = foldr union [] (map tvars_of ts)
+          tvars_of (TyVar tv) = [tv]
+          
+           mk_options opts = 
+            "\\primoptions{"
+             ++ mk_has_side_effects opts ++ "}{"
+             ++ mk_out_of_line opts ++ "}{"
+             ++ mk_commutable opts ++ "}{"
+             ++ mk_needs_wrapper opts ++ "}{"
+             ++ mk_can_fail opts ++ "}{"
+             ++ latex_encode (mk_strictness opts) ++ "}{"
+             ++ latex_encode (mk_usage opts)
+             ++ "}"
+
+          mk_has_side_effects opts = mk_bool_opt opts "has_side_effects" "Has side effects." "Has no side effects."
+          mk_out_of_line opts = mk_bool_opt opts "out_of_line" "Implemented out of line." "Implemented in line."
+          mk_commutable opts = mk_bool_opt opts "commutable" "Commutable." "Not commutable."
+          mk_needs_wrapper opts = mk_bool_opt opts "needs_wrapper" "Needs wrapper." "Needs no wrapper."
+          mk_can_fail opts = mk_bool_opt opts "can_fail" "Can fail." "Cannot fail."
+
+          mk_bool_opt opts opt_name if_true if_false =
+            case lookup_attrib opt_name opts of
+              Just (OptionTrue _) -> if_true
+              Just (OptionFalse _) -> if_false
+              Nothing -> ""
+          
+          mk_strictness opts = 
+            case lookup_attrib "strictness" opts of
+              Just (OptionString _ s) -> s  -- for now
+              Nothing -> "" 
+
+          mk_usage opts = 
+            case lookup_attrib "usage" opts of
+              Just (OptionString _ s) -> s  -- for now
+              Nothing -> "" 
+
+          zencode cs = 
+            case maybe_tuple cs of
+               Just n  -> n            -- Tuples go to Z2T etc
+               Nothing -> concat (map encode_ch cs)
+            where
+              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)
+              
+              unencodedChar :: Char -> Bool    -- True for chars that don't need encoding
+              unencodedChar 'Z' = False
+              unencodedChar 'z' = False
+              unencodedChar c   = isAlphaNum c
+              
+              encode_ch :: Char -> String
+              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 '$'  = "zd"
+              encode_ch '='  = "ze"
+              encode_ch '>'  = "zg"
+              encode_ch '#'  = "zh"
+              encode_ch '.'  = "zi"
+              encode_ch '<'  = "zl"
+              encode_ch '-'  = "zm"
+              encode_ch '!'  = "zn"
+              encode_ch '+'  = "zp"
+              encode_ch '\'' = "zq"
+              encode_ch '\\' = "zr"
+              encode_ch '/'  = "zs"
+              encode_ch '*'  = "zt"
+              encode_ch '_'  = "zu"
+              encode_ch '%'  = "zv"
+              encode_ch c    = 'z' : shows (ord c) "U"
+                      
+          latex_encode [] = []
+          latex_encode (c:cs) | c `elem` "#$%&_^{}" = "\\" ++ c:(latex_encode cs)
+          latex_encode ('~':cs) = "\\verb!~!" ++ (latex_encode cs)
+          latex_encode ('\\':cs) = "$\\backslash$" ++ (latex_encode cs)
+          latex_encode (c:cs) = c:(latex_encode cs)
+
+gen_wrappers (Info defaults entries)
+   = "{-# OPTIONS -fno-implicit-prelude #-}\n" 
+       -- Dependencies on Prelude must be explicit in libraries/base, but we
+       -- don't need the Prelude here so we add -fno-implicit-prelude.
+     ++ "module GHC.PrimopWrappers where\n" 
+     ++ "import qualified GHC.Prim\n" 
+     ++ unlines (map f (filter (not.dodgy) (filter is_primop entries)))
+     where
+        f spec = let args = map (\n -> "a" ++ show n) [1 .. arity (ty spec)]
+                     src_name = wrap (name spec)
+                 in "{-# NOINLINE " ++ src_name ++ " #-}\n" ++ 
+                    src_name ++ " " ++ unwords args 
+                     ++ " = (GHC.Prim." ++ name spec ++ ") " ++ unwords args
+        wrap nm | isLower (head nm) = nm
+                | otherwise = "(" ++ nm ++ ")"
+
+        dodgy spec
+           = name spec `elem` 
+             [-- C code generator can't handle these
+              "seq#", 
+              "tagToEnum#",
+              -- not interested in parallel support
+              "par#", "parGlobal#", "parLocal#", "parAt#", 
+              "parAtAbs#", "parAtRel#", "parAtForNow#" 
+             ]
+
+
+gen_primop_list (Info defaults entries)
    = unlines (
-        [      "   [" ++ cons (head pos)       ]
+        [      "   [" ++ cons first       ]
         ++
-        map (\pi -> "   , " ++ cons pi) (tail pos)
+        map (\pi -> "   , " ++ cons pi) rest
         ++ 
         [     "   ]"     ]
-     )
+     ) where (first:rest) = filter is_primop entries
 
-gen_primop_tag (Info defaults pos)
-   = unlines (zipWith f pos [1..])
+gen_primop_tag (Info defaults entries)
+   = unlines (max_def : zipWith f primop_entries [1..])
      where
+       primop_entries = filter is_primop entries
         f i n = "tagOf_PrimOp " ++ cons i 
                 ++ " = _ILIT(" ++ show n ++ ") :: FastInt"
+       max_def = "maxPrimOpTag = " ++ show (length primop_entries) ++ " :: Int"
 
-gen_enum_decl (Info defaults pos)
-   = let conss = map cons pos
-     in  "enum PrimOp {\n     " ++ head conss ++ "\n"
-         ++ unlines (map ("     , "++) (tail conss)) ++ "};\n"
-
-gen_data_decl (Info defaults pos)
-   = let conss = map cons pos
+gen_data_decl (Info defaults entries)
+   = let conss = map cons (filter is_primop entries)
      in  "data PrimOp\n   = " ++ head conss ++ "\n"
          ++ unlines (map ("   | "++) (tail conss))
 
 gen_switch_from_attribs :: String -> String -> Info -> String
-gen_switch_from_attribs attrib_name fn_name (Info defaults pos)
+gen_switch_from_attribs attrib_name fn_name (Info defaults entries)
    = let defv = lookup_attrib attrib_name defaults
-         alts = catMaybes (map mkAlt pos)
+         alts = catMaybes (map mkAlt (filter is_primop entries))
 
          getAltRhs (OptionFalse _)    = "False"
          getAltRhs (OptionTrue _)     = "True"
@@ -140,9 +370,6 @@ gen_switch_from_attribs attrib_name fn_name (Info defaults pos)
                  Nothing -> Nothing
                  Just xx -> Just (fn_name ++ " " ++ cons po ++ " = " ++ getAltRhs xx)
 
-         lookup_attrib nm [] = Nothing
-         lookup_attrib nm (a:as) 
-            = if get_attrib_name a == nm then Just a else lookup_attrib nm as
      in
          case defv of
             Nothing -> error ("gen_switch_from: " ++ attrib_name)
@@ -155,8 +382,8 @@ gen_switch_from_attribs attrib_name fn_name (Info defaults pos)
 ------------------------------------------------------------------
 
 
-gen_primop_info (Info defaults pos)
-   = unlines (map mkPOItext pos)
+gen_primop_info (Info defaults entries)
+   = unlines (map mkPOItext (filter is_primop entries))
 
 mkPOItext i = mkPOI_LHS_text i ++ mkPOI_RHS_text i
 
@@ -186,7 +413,7 @@ mkPOI_RHS_text i
                       ++ listify (map ppType argTys) ++ " "
                       ++ "(" ++ ppType resTy ++ ")"
             
-sl_name i = "SLIT(\"" ++ name i ++ "\") "
+sl_name i = "FSLIT(\"" ++ name i ++ "\") "
 
 ppTyVar "a" = "alphaTyVar"
 ppTyVar "b" = "betaTyVar"
@@ -198,9 +425,11 @@ ppTyVar "o" = "openAlphaTyVar"
 ppType (TyApp "Bool"        []) = "boolTy"
 
 ppType (TyApp "Int#"        []) = "intPrimTy"
+ppType (TyApp "Int32#"      []) = "int32PrimTy"
 ppType (TyApp "Int64#"      []) = "int64PrimTy"
 ppType (TyApp "Char#"       []) = "charPrimTy"
 ppType (TyApp "Word#"       []) = "wordPrimTy"
+ppType (TyApp "Word32#"     []) = "word32PrimTy"
 ppType (TyApp "Word64#"     []) = "word64PrimTy"
 ppType (TyApp "Addr#"       []) = "addrPrimTy"
 ppType (TyApp "Float#"      []) = "floatPrimTy"
@@ -210,7 +439,7 @@ ppType (TyApp "RealWorld"   []) = "realWorldTy"
 ppType (TyApp "ThreadId#"   []) = "threadIdPrimTy"
 ppType (TyApp "ForeignObj#" []) = "foreignObjPrimTy"
 ppType (TyApp "BCO#"        []) = "bcoPrimTy"
-ppType (TyApp "Unit"        []) = "unitTy"   -- dodgy
+ppType (TyApp "()"          []) = "unitTy"     -- unitTy is TysWiredIn's name for ()
 
 
 ppType (TyVar "a")               = "alphaTy"
@@ -236,6 +465,8 @@ ppType (TyApp "StableName#"  [x])      = "mkStableNamePrimTy " ++ ppType x
 
 ppType (TyApp "MVar#" [x,y])     = "mkMVarPrimTy " ++ ppType x 
                                    ++ " " ++ ppType y
+ppType (TyApp "TVar#" [x,y])     = "mkTVarPrimTy " ++ ppType x 
+                                   ++ " " ++ ppType y
 ppType (TyUTup ts)               = "(mkTupleTy Unboxed " ++ show (length ts)
                                    ++ " "
                                    ++ listify (map ppType ts) ++ ")"
@@ -256,25 +487,33 @@ tvsIn (TyApp tc tys) = concatMap tvsIn tys
 tvsIn (TyVar tv)     = [tv]
 tvsIn (TyUTup tys)   = concatMap tvsIn tys
 
+arity = length . fst . flatTys
+
 
 ------------------------------------------------------------------
 -- Abstract syntax -----------------------------------------------
 ------------------------------------------------------------------
 
--- info for all primops; the totality of the info in primops.txt
+-- info for all primops; the totality of the info in primops.txt(.pp)
 data Info
-   = Info [Option] [PrimOpSpec]   -- defaults, primops
+   = Info [Option] [Entry]   -- defaults, primops
      deriving Show
 
 -- info for one primop
-data PrimOpSpec
+data Entry
     = PrimOpSpec { cons  :: String,      -- PrimOp name
                    name  :: String,      -- name in prog text
                    ty    :: Ty,          -- type
                    cat   :: Category,    -- category
+                  desc  :: String,      -- description
                    opts  :: [Option] }   -- default overrides
+    | Section { title :: String,        -- section title
+               desc  :: String }        -- description
     deriving Show
 
+is_primop (PrimOpSpec _ _ _ _ _ _) = True
+is_primop _ = False
+
 -- a binding of property to value
 data Option
    = OptionFalse  String          -- name = False
@@ -319,8 +558,9 @@ myseqAll (():ys) x = myseqAll ys x
 myseqAll []      x = x
 
 sanityTop :: Info -> ()
-sanityTop (Info defs primops)
+sanityTop (Info defs entries)
    = let opt_names = map get_attrib_name defs
+        primops = filter is_primop entries
      in  
      if   length opt_names /= length (nub opt_names)
      then error ("non-unique default attribute names: " ++ show opt_names ++ "\n")
@@ -357,6 +597,10 @@ get_attrib_name (OptionFalse nm) = nm
 get_attrib_name (OptionTrue nm)  = nm
 get_attrib_name (OptionString nm _) = nm
 
+lookup_attrib nm [] = Nothing
+lookup_attrib nm (a:as) 
+    = if get_attrib_name a == nm then Just a else lookup_attrib nm as
+
 ------------------------------------------------------------------
 -- The parser ----------------------------------------------------
 ------------------------------------------------------------------
@@ -364,10 +608,18 @@ get_attrib_name (OptionString nm _) = nm
 -- Due to lack of proper lexing facilities, a hack to zap any
 -- leading comments
 pTop :: Parser Info
-pTop = then4 (\_ ds ss _ -> Info ds ss) 
-             pCommentAndWhitespace pDefaults (many pPrimOpSpec)
+pTop = then4 (\_ ds es _ -> Info ds es) 
+             pCommentAndWhitespace pDefaults (many pEntry)
              (lit "thats_all_folks")
 
+pEntry :: Parser Entry
+pEntry 
+  = alts [pPrimOpSpec, pSection]
+
+pSection :: Parser Entry
+pSection = then3 (\_ n d -> Section {title = n, desc = d}) 
+                (lit "section") stringLiteral pDesc
+
 pDefaults :: Parser [Option]
 pDefaults = then2 sel22 (lit "defaults") (many pOption)
 
@@ -380,12 +632,12 @@ pOption
               pName (lit "=") pStuffBetweenBraces
      ]
 
-pPrimOpSpec :: Parser PrimOpSpec
+pPrimOpSpec :: Parser Entry
 pPrimOpSpec
-   = then6 (\_ c n k t o -> PrimOpSpec { cons = c, name = n, ty = t, 
-                                         cat = k, opts = o } )
+   = then7 (\_ c n k t d o -> PrimOpSpec { cons = c, name = n, ty = t, 
+                                           cat = k, desc = d, opts = o } )
            (lit "primop") pConstructor stringLiteral 
-           pCategory pType pOptions
+           pCategory pType pDesc pOptions
 
 pOptions :: Parser [Option]
 pOptions = optdef [] (then2 sel22 (lit "with") (many pOption))
@@ -399,10 +651,28 @@ pCategory
         apply (const GenPrimOp) (lit "GenPrimOp")
      ]
 
+pDesc :: Parser String
+pDesc = optdef "" pStuffBetweenBraces
+
+pStuffBetweenBraces :: Parser String
 pStuffBetweenBraces
-    = lexeme (then3 sel23 
-                    (char '{') (many (satisfy (not . (== '}')))) 
-                    (char '}'))
+    = lexeme (
+       do char '{'
+          ass <- many pInsides
+          char '}'
+           return (concat ass) )
+
+pInsides :: Parser String
+pInsides 
+    = (do char '{' 
+         stuff <- many pInsides
+          char '}'
+          return ("{" ++ (concat stuff) ++ "}"))
+      <|> 
+      (do c <- satisfy (/= '}')
+          return [c])
+
+
 
 -------------------
 -- Parsing types --
@@ -434,8 +704,8 @@ ppT = alts [apply TyVar pTyvar,
             apply (\tc -> TyApp tc []) pTycon
            ]
 
-pTyvar       = sat (`notElem` ["primop","with"]) pName
-pTycon       = pConstructor
+pTyvar       = sat (`notElem` ["section","primop","with"]) pName
+pTycon       = alts [pConstructor, lexeme (string "()")]
 pName        = lexeme (then2 (:) lower (many isIdChar))
 pConstructor = lexeme (then2 (:) upper (many isIdChar))
 
@@ -467,6 +737,9 @@ then5 f p1 p2 p3 p4 p5
 then6 f p1 p2 p3 p4 p5 p6
    = do x1 <- p1 ; x2 <- p2 ; x3 <- p3 ; x4 <- p4 ; x5 <- p5 ; x6 <- p6
         return (f x1 x2 x3 x4 x5 x6)
+then7 f p1 p2 p3 p4 p5 p6 p7
+   = do x1 <- p1 ; x2 <- p2 ; x3 <- p3 ; x4 <- p4 ; x5 <- p5 ; x6 <- p6 ; x7 <- p7
+        return (f x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7)
 opt p
    = (do x <- p; return (Just x)) <|> return Nothing
 optdef d p
@@ -475,7 +748,7 @@ optdef d p
 sel12 a b = a
 sel22 a b = b
 sel23 a b c = b
-apply = liftM
+apply f p = liftM f p
 
 -- Hacks for zapping whitespace and comments, unfortunately needed
 -- because Daan won't let us have a lexer before the parser :-(