如何將Haskell編譯成無類型的lambda演算（或GHC核心）？

Question

我正在尋找如何將簡單的Haskell程序（沒有導入的庫，只是數據類型和純函數）轉換為無類型lambda演算的術語。 一種有希望的方法似乎是使用GHC API將程序編譯成GHC核心 ，然后可以將其轉換為無類型的lambda演算。

如何使用GHC API加載Haskell程序並將其編譯為Core？

Answer 1

從ghc文檔中的GHC模塊文檔 ：

compileToCoreModule :: GhcMonad m => FilePath -> m CoreModule

這是訪問與模塊對應的Core綁定的方法。 compileToCore解析，類型檢查和desugars模塊，然后返回生成的Core模塊（包括模塊名稱，類型聲明和函數聲明），如果成功的話。

compileToCoreSimplified :: GhcMonad m => FilePath -> m CoreModule

像compileToCoreModule一樣，但是調用簡化器，以便返回簡化和整理的Core。

我通過查看GHC模塊列表，注意Desugar模塊，注意ModGuts結果中的deSugar ，下載所有文檔以及搜索ModGuts文本來ModGuts 。

最小的例子

我們的示例將編譯一個簡單的模塊，以便我們可以看到核心的樣子。 它使用ghc-paths來提供ghc libs目錄的位置。 核心將由包含CoreBind列表的CoreModule在內存中表示。 我們不能直接轉儲AST，因為CoreSyn中沒有描述AST的Show實例，但是CoreModule的Outputable實例將完全打印核心，因此我們可以看到我們編譯為核心。

import GHC
import DynFlags
import Outputable (Outputable, showPpr)
import qualified GHC.Paths as Paths

import Data.Functor

runGhc'負責編譯核心模塊所需的所有設置，沒有import和沒有TemplateHaskell 。 我們用NoLink完全關閉了鏈接器並告訴編譯器什么都不生成HscNothing 。

runGhc' :: Ghc a -> IO a
runGhc' ga = do
    runGhc (Just Paths.libdir) $ do
        dflags <- getDynFlags
        let dflags2 = dflags { ghcLink   = NoLink
                             , hscTarget = HscNothing
                             }
        setSessionDynFlags dflags2
        ga

編譯模塊到核心包括設置目標用的guessTarget和addTarget ，任選加載與依賴load ，與構建模塊圖表depanel ， find荷蘭國際集團的正確ModSummary在模塊圖形，解析與所述模塊parseModule ，類型與檢查它typecheckModule ，使用desugarModule對其進行desugarModule ，使用來自DesugaredMod實例的DesugaredMod將其轉換為ModGuts以coreModule DesugaredMod的結果，並從ModGuts提取核心。 所有這些都由compileToCoreModule包裝在一個很好的包中。

compileExample :: Ghc CoreModule
compileExample = compileToCoreModule "prettyPrint2dList.hs"

我們的整個示例程序將使用showPpr輸出核心。

showPpr' :: (Functor m, Outputable a, HasDynFlags m) => a -> m String
showPpr' a = (flip showPpr) a <$> getDynFlags

main = runGhc' (compileExample >>= showPpr') >>= putStrLn

編譯上面的示例需要-package ghc標志來公開通常隱藏的ghc api包。

我們將編譯為核心的示例模塊"prettyPrint2dList.hs"包含一個數據類型和一些使用前奏函數的代碼。

data X = Y | Z
         deriving (Eq, Show)

type R = [X]
type W = [R]

example = map (\x -> take x (cycle [Y, Z])) [0..]

main = undefined

這產生了大量漂亮的印刷核心。

%module main:Main (Safe-Inferred) [01D :-> Identifier `:Main.main',
                                   a1f2 :-> Identifier `$c==', a1f5 :-> Identifier `$c/=',
                                   a1fb :-> Identifier `$cshowsPrec', a1fh :-> Identifier `$cshow',
                                   a1fk :-> Identifier `$cshowList',
                                   r0 :-> Identifier `Main.$fShowX', r1 :-> Identifier `Main.$fEqX',
                                   r2 :-> Type constructor `Main.R',
                                   r3 :-> Type constructor `Main.X', r4 :-> Identifier `Main.main',
                                   rqS :-> Type constructor `Main.W',
                                   rrS :-> Data constructor `Main.Y', rrV :-> Identifier `Main.Y',
                                   rrW :-> Data constructor `Main.Z', rrX :-> Identifier `Main.Z',
                                   rL2 :-> Identifier `Main.example']
Main.example :: [[Main.X]]
[LclIdX, Str=DmdType]
Main.example =
  GHC.Base.map
    @ GHC.Types.Int
    @ [Main.X]
    (\ (x :: GHC.Types.Int) ->
       GHC.List.take
         @ Main.X
         x
         (GHC.List.cycle
            @ Main.X
            (GHC.Types.:
               @ Main.X
               Main.Y
               (GHC.Types.: @ Main.X Main.Z (GHC.Types.[] @ Main.X)))))
    (GHC.Enum.enumFrom
       @ GHC.Types.Int GHC.Enum.$fEnumInt (GHC.Types.I# 0))
Main.main :: forall t. t
[LclIdX, Str=DmdType]
Main.main = GHC.Err.undefined
$cshowsPrec :: GHC.Types.Int -> Main.X -> GHC.Show.ShowS
[LclId, Str=DmdType]
$cshowsPrec =
  \ _ [Occ=Dead] (ds_d1gG :: Main.X) ->
    case ds_d1gG of _ [Occ=Dead] {
      Main.Y ->
        GHC.Show.showString
          (GHC.Types.:
             @ GHC.Types.Char
             (GHC.Types.C# 'Y')
             (GHC.Types.[] @ GHC.Types.Char));
      Main.Z ->
        GHC.Show.showString
          (GHC.Types.:
             @ GHC.Types.Char
             (GHC.Types.C# 'Z')
             (GHC.Types.[] @ GHC.Types.Char))
    }
Main.$fShowX [InlPrag=[ALWAYS] CONLIKE] :: GHC.Show.Show Main.X
[LclIdX[DFunId],
 Str=DmdType,
 Unf=DFun: \ ->
       GHC.Show.D:Show TYPE Main.X $cshowsPrec $cshow $cshowList]
Main.$fShowX =
  GHC.Show.D:Show @ Main.X $cshowsPrec $cshow $cshowList;
$cshowList [Occ=LoopBreaker] :: [Main.X] -> GHC.Show.ShowS
[LclId, Str=DmdType]
$cshowList =
  GHC.Show.showList__
    @ Main.X
    (GHC.Show.showsPrec @ Main.X Main.$fShowX (GHC.Types.I# 0));
$cshow [Occ=LoopBreaker] :: Main.X -> GHC.Base.String
[LclId, Str=DmdType]
$cshow = GHC.Show.$dmshow @ Main.X Main.$fShowX;
$c== :: Main.X -> Main.X -> GHC.Types.Bool
[LclId, Str=DmdType]
$c== =
  \ (ds_d1gB :: Main.X) (ds_d1gC :: Main.X) ->
    let {
      fail_d1gD :: GHC.Prim.Void# -> GHC.Types.Bool
      [LclId, Str=DmdType]
      fail_d1gD = \ _ [Occ=Dead, OS=OneShot] -> GHC.Types.False } in
    case ds_d1gB of _ [Occ=Dead] {
      Main.Y ->
        case ds_d1gC of _ [Occ=Dead] {
          __DEFAULT -> fail_d1gD GHC.Prim.void#;
          Main.Y -> GHC.Types.True
        };
      Main.Z ->
        case ds_d1gC of _ [Occ=Dead] {
          __DEFAULT -> fail_d1gD GHC.Prim.void#;
          Main.Z -> GHC.Types.True
        }
    }
Main.$fEqX [InlPrag=[ALWAYS] CONLIKE] :: GHC.Classes.Eq Main.X
[LclIdX[DFunId],
 Str=DmdType,
 Unf=DFun: \ -> GHC.Classes.D:Eq TYPE Main.X $c== $c/=]
Main.$fEqX = GHC.Classes.D:Eq @ Main.X $c== $c/=;
$c/= [Occ=LoopBreaker] :: Main.X -> Main.X -> GHC.Types.Bool
[LclId, Str=DmdType]
$c/= =
  \ (a :: Main.X) (b :: Main.X) ->
    GHC.Classes.not (GHC.Classes.== @ Main.X Main.$fEqX a b);
:Main.main :: GHC.Types.IO GHC.Prim.Any
[LclIdX, Str=DmdType]
:Main.main =
  GHC.TopHandler.runMainIO
    @ GHC.Prim.Any (Main.main @ (GHC.Types.IO GHC.Prim.Any))