如何将Haskell编译成非类型化的lambda演算（或GHC核）？

Answer 1

来自ghc文档中的ghc模块文档：

CompileTocoRemodule::GhcMonad m=>FilePath->m CoRemodule

这是访问与模块相对应的核心绑定的方法。CompileToCore对模块进行解析、typechecks和desugars，如果成功，则返回结果核心模块（包括模块名称、类型声明和函数声明）。

我们的示例将编译一个简单的模块，这样我们就可以看到核心是什么样子的。它使用ghc-paths提供ghc libs目录的位置。内核将在内存中由corremodule表示，该coreRemodule包含coreRebind的列表。我们不能直接转储AST，因为没有coresyn中描述的AST的show实例，但是corremodule的outputable实例将漂亮地打印内核，这样我们就可以看到编译为内核了。

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

import Data.Functor

runghc'负责编译一个没有import和没有templatehaskell的模块所需的所有设置。我们使用nolink完全关闭链接器，并告诉编译器使用hscnothing生成任何内容。

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

将模块编译为核心包括使用guesstarget和addtarget设置目标，使用load可选地加载依赖项，使用depanel构建模块图，使用depanel查找在模块图中找到正确的modsummary解析模块，使用parsemodule类型检查模块，使用typecheckmoduledesugarmodule解析环，并从modguts中提取核心。所有这些都由CompileTocoRemodule封装在一个很好的包中。

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

我们的整个示例程序将使用showppr输出内核。

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

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

编译上面的示例需要-package ghc标志来公开通常隐藏的ghc api包。

我们将编译为核心的示例模块“prettyprint2dlist.hs”包含一个数据类型和一些使用前奏中函数的代码。

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

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

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

main = undefined

%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))