Cleanup HTools.Types/BasicTypes imports
[ganeti-local] / htools / Ganeti / THH.hs
index 6e539a4..9bdde6f 100644 (file)
@@ -1,6 +1,6 @@
-{-# LANGUAGE TemplateHaskell, QuasiQuotes #-}
+{-# LANGUAGE TemplateHaskell #-}
 
-{-| TemplateHaskell helper for HTools.
+{-| TemplateHaskell helper for Ganeti Haskell code.
 
 As TemplateHaskell require that splices be defined in a separate
 module, we combine all the TemplateHaskell functionality that HTools
@@ -10,7 +10,7 @@ needs in this module (except the one for unittests).
 
 {-
 
-Copyright (C) 2011 Google Inc.
+Copyright (C) 2011, 2012 Google Inc.
 
 This program is free software; you can redistribute it and/or modify
 it under the terms of the GNU General Public License as published by
@@ -30,72 +30,245 @@ Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
 -}
 
 module Ganeti.THH ( declareSADT
+                  , declareIADT
                   , makeJSONInstance
+                  , genOpID
+                  , genAllOpIDs
+                  , genOpCode
+                  , genStrOfOp
+                  , genStrOfKey
+                  , genLuxiOp
+                  , Field
+                  , simpleField
+                  , defaultField
+                  , optionalField
+                  , renameField
+                  , customField
+                  , timeStampFields
+                  , uuidFields
+                  , serialFields
+                  , tagsFields
+                  , TagSet
+                  , buildObject
+                  , buildObjectSerialisation
+                  , buildParam
+                  , DictObject(..)
                   ) where
 
+import Control.Monad (liftM)
 import Data.Char
+import Data.List
+import Data.Maybe (fromMaybe)
+import qualified Data.Set as Set
 import Language.Haskell.TH
 
 import qualified Text.JSON as JSON
 
+-- * Exported types
+
+-- | Class of objects that can be converted to 'JSObject'
+-- lists-format.
+class DictObject a where
+  toDict :: a -> [(String, JSON.JSValue)]
+
+-- | Serialised field data type.
+data Field = Field { fieldName        :: String
+                   , fieldType        :: Q Type
+                   , fieldRead        :: Maybe (Q Exp)
+                   , fieldShow        :: Maybe (Q Exp)
+                   , fieldDefault     :: Maybe (Q Exp)
+                   , fieldConstr      :: Maybe String
+                   , fieldIsOptional  :: Bool
+                   }
+
+-- | Generates a simple field.
+simpleField :: String -> Q Type -> Field
+simpleField fname ftype =
+  Field { fieldName        = fname
+        , fieldType        = ftype
+        , fieldRead        = Nothing
+        , fieldShow        = Nothing
+        , fieldDefault     = Nothing
+        , fieldConstr      = Nothing
+        , fieldIsOptional  = False
+        }
+
+-- | Sets the renamed constructor field.
+renameField :: String -> Field -> Field
+renameField constrName field = field { fieldConstr = Just constrName }
+
+-- | Sets the default value on a field (makes it optional with a
+-- default value).
+defaultField :: Q Exp -> Field -> Field
+defaultField defval field = field { fieldDefault = Just defval }
+
+-- | Marks a field optional (turning its base type into a Maybe).
+optionalField :: Field -> Field
+optionalField field = field { fieldIsOptional = True }
+
+-- | Sets custom functions on a field.
+customField :: Name    -- ^ The name of the read function
+            -> Name    -- ^ The name of the show function
+            -> Field   -- ^ The original field
+            -> Field   -- ^ Updated field
+customField readfn showfn field =
+  field { fieldRead = Just (varE readfn), fieldShow = Just (varE showfn) }
+
+-- | Computes the record name for a given field, based on either the
+-- string value in the JSON serialisation or the custom named if any
+-- exists.
+fieldRecordName :: Field -> String
+fieldRecordName (Field { fieldName = name, fieldConstr = alias }) =
+  fromMaybe (camelCase name) alias
+
+-- | Computes the preferred variable name to use for the value of this
+-- field. If the field has a specific constructor name, then we use a
+-- first-letter-lowercased version of that; otherwise, we simply use
+-- the field name. See also 'fieldRecordName'.
+fieldVariable :: Field -> String
+fieldVariable f =
+  case (fieldConstr f) of
+    Just name -> ensureLower name
+    _ -> map (\c -> if c == '-' then '_' else c) $ fieldName f
+
+actualFieldType :: Field -> Q Type
+actualFieldType f | fieldIsOptional f  = [t| Maybe $t     |]
+                  | otherwise = t
+                  where t = fieldType f
+
+checkNonOptDef :: (Monad m) => Field -> m ()
+checkNonOptDef (Field { fieldIsOptional = True, fieldName = name }) =
+  fail $ "Optional field " ++ name ++ " used in parameter declaration"
+checkNonOptDef (Field { fieldDefault = (Just _), fieldName = name }) =
+  fail $ "Default field " ++ name ++ " used in parameter declaration"
+checkNonOptDef _ = return ()
+
+-- | Produces the expression that will de-serialise a given
+-- field. Since some custom parsing functions might need to use the
+-- entire object, we do take and pass the object to any custom read
+-- functions.
+loadFn :: Field   -- ^ The field definition
+       -> Q Exp   -- ^ The value of the field as existing in the JSON message
+       -> Q Exp   -- ^ The entire object in JSON object format
+       -> Q Exp   -- ^ Resulting expression
+loadFn (Field { fieldRead = Just readfn }) expr o = [| $expr >>= $readfn $o |]
+loadFn _ expr _ = expr
+
+-- * Common field declarations
+
+-- | Timestamp fields description.
+timeStampFields :: [Field]
+timeStampFields =
+    [ defaultField [| 0::Double |] $ simpleField "ctime" [t| Double |]
+    , defaultField [| 0::Double |] $ simpleField "mtime" [t| Double |]
+    ]
+
+-- | Serial number fields description.
+serialFields :: [Field]
+serialFields =
+    [ renameField  "Serial" $ simpleField "serial_no" [t| Int |] ]
+
+-- | UUID fields description.
+uuidFields :: [Field]
+uuidFields = [ simpleField "uuid" [t| String |] ]
+
+-- | Tag set type alias.
+type TagSet = Set.Set String
+
+-- | Tag field description.
+tagsFields :: [Field]
+tagsFields = [ defaultField [| Set.empty |] $
+               simpleField "tags" [t| TagSet |] ]
+
+-- * Helper functions
+
 -- | Ensure first letter is lowercase.
 --
 -- Used to convert type name to function prefix, e.g. in @data Aa ->
--- aaToString@.
+-- aaToRaw@.
 ensureLower :: String -> String
 ensureLower [] = []
 ensureLower (x:xs) = toLower x:xs
 
--- | ToString function name.
-toStrName :: String -> Name
-toStrName = mkName . (++ "ToString") . ensureLower
+-- | Ensure first letter is uppercase.
+--
+-- Used to convert constructor name to component
+ensureUpper :: String -> String
+ensureUpper [] = []
+ensureUpper (x:xs) = toUpper x:xs
+
+-- | Helper for quoted expressions.
+varNameE :: String -> Q Exp
+varNameE = varE . mkName
+
+-- | showJSON as an expression, for reuse.
+showJSONE :: Q Exp
+showJSONE = varNameE "showJSON"
+
+-- | ToRaw function name.
+toRawName :: String -> Name
+toRawName = mkName . (++ "ToRaw") . ensureLower
+
+-- | FromRaw function name.
+fromRawName :: String -> Name
+fromRawName = mkName . (++ "FromRaw") . ensureLower
+
+-- | Converts a name to it's varE\/litE representations.
+reprE :: Either String Name -> Q Exp
+reprE = either stringE varE
+
+-- | Smarter function application.
+--
+-- This does simply f x, except that if is 'id', it will skip it, in
+-- order to generate more readable code when using -ddump-splices.
+appFn :: Exp -> Exp -> Exp
+appFn f x | f == VarE 'id = x
+          | otherwise = AppE f x
 
--- | FromString function name.
-fromStrName :: String -> Name
-fromStrName = mkName . (++ "FromString") . ensureLower
+-- * Template code for simple raw type-equivalent ADTs
 
 -- | Generates a data type declaration.
 --
 -- The type will have a fixed list of instances.
 strADTDecl :: Name -> [String] -> Dec
 strADTDecl name constructors =
-    DataD [] name []
-              (map (flip NormalC [] . mkName) constructors)
-              [''Show, ''Read, ''Eq, ''Enum, ''Bounded, ''Ord]
+  DataD [] name []
+          (map (flip NormalC [] . mkName) constructors)
+          [''Show, ''Read, ''Eq, ''Enum, ''Bounded, ''Ord]
 
--- | Generates a toString function.
+-- | Generates a toRaw function.
 --
 -- This generates a simple function of the form:
 --
 -- @
--- nameToString :: Name -> String
--- nameToString Cons1 = var1
--- nameToString Cons2 = \"value2\"
+-- nameToRaw :: Name -> /traw/
+-- nameToRaw Cons1 = var1
+-- nameToRaw Cons2 = \"value2\"
 -- @
-genToString :: Name -> Name -> [(String, Name)] -> Q [Dec]
-genToString fname tname constructors = do
-  sigt <- [t| $(conT tname) -> String |]
+genToRaw :: Name -> Name -> Name -> [(String, Either String Name)] -> Q [Dec]
+genToRaw traw fname tname constructors = do
+  let sigt = AppT (AppT ArrowT (ConT tname)) (ConT traw)
   -- the body clauses, matching on the constructor and returning the
-  -- string value
+  -- raw value
   clauses <- mapM  (\(c, v) -> clause [recP (mkName c) []]
-                             (normalB (varE  v)) []) constructors
+                             (normalB (reprE v)) []) constructors
   return [SigD fname sigt, FunD fname clauses]
 
--- | Generates a fromString function.
+-- | Generates a fromRaw function.
 --
 -- The function generated is monadic and can fail parsing the
--- string. It is of the form:
+-- raw value. It is of the form:
 --
 -- @
--- nameFromString :: (Monad m) => String -> m Name
--- nameFromString s | s == var1       = Cons1
---                  | s == \"value2\" = Cons2
---                  | otherwise = fail /.../
+-- nameFromRaw :: (Monad m) => /traw/ -> m Name
+-- nameFromRaw s | s == var1       = Cons1
+--               | s == \"value2\" = Cons2
+--               | otherwise = fail /.../
 -- @
-genFromString :: Name -> Name -> [(String, Name)] -> Q [Dec]
-genFromString fname tname constructors = do
+genFromRaw :: Name -> Name -> Name -> [(String, Name)] -> Q [Dec]
+genFromRaw traw fname tname constructors = do
   -- signature of form (Monad m) => String -> m $name
-  sigt <- [t| (Monad m) => String -> m $(conT tname) |]
+  sigt <- [t| (Monad m) => $(conT traw) -> m $(conT tname) |]
   -- clauses for a guarded pattern
   let varp = mkName "s"
       varpe = varE varp
@@ -109,13 +282,13 @@ genFromString fname tname constructors = do
   oth_clause <- do
     g <- normalG [| otherwise |]
     r <- [|fail ("Invalid string value for type " ++
-                 $(litE (stringL (nameBase tname))) ++ ": " ++ $varpe) |]
+                 $(litE (stringL (nameBase tname))) ++ ": " ++ show $varpe) |]
     return (g, r)
   let fun = FunD fname [Clause [VarP varp]
                         (GuardedB (clauses++[oth_clause])) []]
   return [SigD fname sigt, fun]
 
--- | Generates a data type from a given string format.
+-- | Generates a data type from a given raw format.
 --
 -- The format is expected to multiline. The first line contains the
 -- type name, and the rest of the lines must contain two words: the
@@ -125,32 +298,41 @@ genFromString fname tname constructors = do
 -- The function will generate the data type declaration, and then two
 -- functions:
 --
--- * /name/ToString, which converts the type to a string
+-- * /name/ToRaw, which converts the type to a raw type
 --
--- * /name/FromString, which (monadically) converts from a string to the type
+-- * /name/FromRaw, which (monadically) converts from a raw type to the type
 --
--- Note that this is basically just a custom show/read instance,
+-- Note that this is basically just a custom show\/read instance,
 -- nothing else.
-declareSADT :: String -> [(String, Name)] -> Q [Dec]
-declareSADT sname cons = do
+declareADT :: Name -> String -> [(String, Name)] -> Q [Dec]
+declareADT traw sname cons = do
   let name = mkName sname
       ddecl = strADTDecl name (map fst cons)
-  tostr <- genToString (toStrName sname) name cons
-  fromstr <- genFromString (fromStrName sname) name cons
-  return $ ddecl:tostr ++ fromstr
+      -- process cons in the format expected by genToRaw
+      cons' = map (\(a, b) -> (a, Right b)) cons
+  toraw <- genToRaw traw (toRawName sname) name cons'
+  fromraw <- genFromRaw traw (fromRawName sname) name cons
+  return $ ddecl:toraw ++ fromraw
+
+declareIADT :: String -> [(String, Name)] -> Q [Dec]
+declareIADT = declareADT ''Int
 
+declareSADT :: String -> [(String, Name)] -> Q [Dec]
+declareSADT = declareADT ''String
 
 -- | Creates the showJSON member of a JSON instance declaration.
 --
 -- This will create what is the equivalent of:
 --
 -- @
--- showJSON = showJSON . /name/ToString
+-- showJSON = showJSON . /name/ToRaw
 -- @
 --
 -- in an instance JSON /name/ declaration
-genShowJSON :: String -> Q [Dec]
-genShowJSON name = [d| showJSON = JSON.showJSON . $(varE (toStrName name)) |]
+genShowJSON :: String -> Q Dec
+genShowJSON name = do
+  body <- [| JSON.showJSON . $(varE (toRawName name)) |]
+  return $ FunD (mkName "showJSON") [Clause [] (NormalB body) []]
 
 -- | Creates the readJSON member of a JSON instance declaration.
 --
@@ -158,7 +340,7 @@ genShowJSON name = [d| showJSON = JSON.showJSON . $(varE (toStrName name)) |]
 --
 -- @
 -- readJSON s = case readJSON s of
---                Ok s' -> /name/FromString s'
+--                Ok s' -> /name/FromRaw s'
 --                Error e -> Error /description/
 -- @
 --
@@ -167,20 +349,513 @@ genReadJSON :: String -> Q Dec
 genReadJSON name = do
   let s = mkName "s"
   body <- [| case JSON.readJSON $(varE s) of
-               JSON.Ok s' -> $(varE (fromStrName name)) s'
+               JSON.Ok s' -> $(varE (fromRawName name)) s'
                JSON.Error e ->
-                   JSON.Error $ "Can't parse string value for type " ++
-                           $(litE (StringL name)) ++ ": " ++ e
+                   JSON.Error $ "Can't parse raw value for type " ++
+                           $(stringE name) ++ ": " ++ e ++ " from " ++
+                           show $(varE s)
            |]
   return $ FunD (mkName "readJSON") [Clause [VarP s] (NormalB body) []]
 
 -- | Generates a JSON instance for a given type.
 --
--- This assumes that the /name/ToString and /name/FromString functions
+-- This assumes that the /name/ToRaw and /name/FromRaw functions
 -- have been defined as by the 'declareSADT' function.
 makeJSONInstance :: Name -> Q [Dec]
 makeJSONInstance name = do
   let base = nameBase name
   showJ <- genShowJSON base
   readJ <- genReadJSON base
-  return [InstanceD [] (AppT (ConT ''JSON.JSON) (ConT name)) (readJ:showJ)]
+  return [InstanceD [] (AppT (ConT ''JSON.JSON) (ConT name)) [readJ,showJ]]
+
+-- * Template code for opcodes
+
+-- | Transforms a CamelCase string into an_underscore_based_one.
+deCamelCase :: String -> String
+deCamelCase =
+    intercalate "_" . map (map toUpper) . groupBy (\_ b -> not $ isUpper b)
+
+-- | Transform an underscore_name into a CamelCase one.
+camelCase :: String -> String
+camelCase = concatMap (ensureUpper . drop 1) .
+            groupBy (\_ b -> b /= '_' && b /= '-') . ('_':)
+
+-- | Computes the name of a given constructor.
+constructorName :: Con -> Q Name
+constructorName (NormalC name _) = return name
+constructorName (RecC name _)    = return name
+constructorName x                = fail $ "Unhandled constructor " ++ show x
+
+-- | Extract all constructor names from a given type.
+reifyConsNames :: Name -> Q [String]
+reifyConsNames name = do
+  reify_result <- reify name
+  case reify_result of
+    TyConI (DataD _ _ _ cons _) -> mapM (liftM nameBase . constructorName) cons
+    o -> fail $ "Unhandled name passed to reifyConsNames, expected\
+                \ type constructor but got '" ++ show o ++ "'"
+
+-- | Builds the generic constructor-to-string function.
+--
+-- This generates a simple function of the following form:
+--
+-- @
+-- fname (ConStructorOne {}) = trans_fun("ConStructorOne")
+-- fname (ConStructorTwo {}) = trans_fun("ConStructorTwo")
+-- @
+--
+-- This builds a custom list of name\/string pairs and then uses
+-- 'genToRaw' to actually generate the function.
+genConstrToStr :: (String -> String) -> Name -> String -> Q [Dec]
+genConstrToStr trans_fun name fname = do
+  cnames <- reifyConsNames name
+  let svalues = map (Left . trans_fun) cnames
+  genToRaw ''String (mkName fname) name $ zip cnames svalues
+
+-- | Constructor-to-string for OpCode.
+genOpID :: Name -> String -> Q [Dec]
+genOpID = genConstrToStr deCamelCase
+
+-- | Builds a list with all defined constructor names for a type.
+--
+-- @
+-- vstr :: String
+-- vstr = [...]
+-- @
+--
+-- Where the actual values of the string are the constructor names
+-- mapped via @trans_fun@.
+genAllConstr :: (String -> String) -> Name -> String -> Q [Dec]
+genAllConstr trans_fun name vstr = do
+  cnames <- reifyConsNames name
+  let svalues = sort $ map trans_fun cnames
+      vname = mkName vstr
+      sig = SigD vname (AppT ListT (ConT ''String))
+      body = NormalB (ListE (map (LitE . StringL) svalues))
+  return $ [sig, ValD (VarP vname) body []]
+
+-- | Generates a list of all defined opcode IDs.
+genAllOpIDs :: Name -> String -> Q [Dec]
+genAllOpIDs = genAllConstr deCamelCase
+
+-- | OpCode parameter (field) type.
+type OpParam = (String, Q Type, Q Exp)
+
+-- | Generates the OpCode data type.
+--
+-- This takes an opcode logical definition, and builds both the
+-- datatype and the JSON serialisation out of it. We can't use a
+-- generic serialisation since we need to be compatible with Ganeti's
+-- own, so we have a few quirks to work around.
+genOpCode :: String                -- ^ Type name to use
+          -> [(String, [Field])]   -- ^ Constructor name and parameters
+          -> Q [Dec]
+genOpCode name cons = do
+  decl_d <- mapM (\(cname, fields) -> do
+                    -- we only need the type of the field, without Q
+                    fields' <- mapM actualFieldType fields
+                    let fields'' = zip (repeat NotStrict) fields'
+                    return $ NormalC (mkName cname) fields'')
+            cons
+  let declD = DataD [] (mkName name) [] decl_d [''Show, ''Read, ''Eq]
+
+  (savesig, savefn) <- genSaveOpCode cons
+  (loadsig, loadfn) <- genLoadOpCode cons
+  return [declD, loadsig, loadfn, savesig, savefn]
+
+-- | Checks whether a given parameter is options.
+--
+-- This requires that it's a 'Maybe'.
+isOptional :: Type -> Bool
+isOptional (AppT (ConT dt) _) | dt == ''Maybe = True
+isOptional _ = False
+
+-- | Generates the \"save\" clause for an entire opcode constructor.
+--
+-- This matches the opcode with variables named the same as the
+-- constructor fields (just so that the spliced in code looks nicer),
+-- and passes those name plus the parameter definition to 'saveObjectField'.
+saveConstructor :: String    -- ^ The constructor name
+                -> [Field]   -- ^ The parameter definitions for this
+                             -- constructor
+                -> Q Clause  -- ^ Resulting clause
+saveConstructor sname fields = do
+  let cname = mkName sname
+  fnames <- mapM (newName . fieldVariable) fields
+  let pat = conP cname (map varP fnames)
+  let felems = map (uncurry saveObjectField) (zip fnames fields)
+      -- now build the OP_ID serialisation
+      opid = [| [( $(stringE "OP_ID"),
+                   JSON.showJSON $(stringE . deCamelCase $ sname) )] |]
+      flist = listE (opid:felems)
+      -- and finally convert all this to a json object
+      flist' = [| $(varNameE "makeObj") (concat $flist) |]
+  clause [pat] (normalB flist') []
+
+-- | Generates the main save opcode function.
+--
+-- This builds a per-constructor match clause that contains the
+-- respective constructor-serialisation code.
+genSaveOpCode :: [(String, [Field])] -> Q (Dec, Dec)
+genSaveOpCode opdefs = do
+  cclauses <- mapM (uncurry saveConstructor) opdefs
+  let fname = mkName "saveOpCode"
+  sigt <- [t| $(conT (mkName "OpCode")) -> JSON.JSValue |]
+  return $ (SigD fname sigt, FunD fname cclauses)
+
+-- | Generates load code for a single constructor of the opcode data type.
+loadConstructor :: String -> [Field] -> Q Exp
+loadConstructor sname fields = do
+  let name = mkName sname
+  fbinds <- mapM loadObjectField fields
+  let (fnames, fstmts) = unzip fbinds
+  let cval = foldl (\accu fn -> AppE accu (VarE fn)) (ConE name) fnames
+      fstmts' = fstmts ++ [NoBindS (AppE (VarE 'return) cval)]
+  return $ DoE fstmts'
+
+-- | Generates the loadOpCode function.
+genLoadOpCode :: [(String, [Field])] -> Q (Dec, Dec)
+genLoadOpCode opdefs = do
+  let fname = mkName "loadOpCode"
+      arg1 = mkName "v"
+      objname = mkName "o"
+      opid = mkName "op_id"
+  st1 <- bindS (varP objname) [| liftM JSON.fromJSObject
+                                 (JSON.readJSON $(varE arg1)) |]
+  st2 <- bindS (varP opid) [| $(varNameE "fromObj")
+                              $(varE objname) $(stringE "OP_ID") |]
+  -- the match results (per-constructor blocks)
+  mexps <- mapM (uncurry loadConstructor) opdefs
+  fails <- [| fail $ "Unknown opcode " ++ $(varE opid) |]
+  let mpats = map (\(me, c) ->
+                       let mp = LitP . StringL . deCamelCase . fst $ c
+                       in Match mp (NormalB me) []
+                  ) $ zip mexps opdefs
+      defmatch = Match WildP (NormalB fails) []
+      cst = NoBindS $ CaseE (VarE opid) $ mpats++[defmatch]
+      body = DoE [st1, st2, cst]
+  sigt <- [t| JSON.JSValue -> JSON.Result $(conT (mkName "OpCode")) |]
+  return $ (SigD fname sigt, FunD fname [Clause [VarP arg1] (NormalB body) []])
+
+-- * Template code for luxi
+
+-- | Constructor-to-string for LuxiOp.
+genStrOfOp :: Name -> String -> Q [Dec]
+genStrOfOp = genConstrToStr id
+
+-- | Constructor-to-string for MsgKeys.
+genStrOfKey :: Name -> String -> Q [Dec]
+genStrOfKey = genConstrToStr ensureLower
+
+-- | LuxiOp parameter type.
+type LuxiParam = (String, Q Type)
+
+-- | Generates the LuxiOp data type.
+--
+-- This takes a Luxi operation definition and builds both the
+-- datatype and the function trnasforming the arguments to JSON.
+-- We can't use anything less generic, because the way different
+-- operations are serialized differs on both parameter- and top-level.
+--
+-- There are two things to be defined for each parameter:
+--
+-- * name
+--
+-- * type
+--
+genLuxiOp :: String -> [(String, [LuxiParam])] -> Q [Dec]
+genLuxiOp name cons = do
+  decl_d <- mapM (\(cname, fields) -> do
+                    fields' <- mapM (\(_, qt) ->
+                                         qt >>= \t -> return (NotStrict, t))
+                               fields
+                    return $ NormalC (mkName cname) fields')
+            cons
+  let declD = DataD [] (mkName name) [] decl_d [''Show, ''Read, ''Eq]
+  (savesig, savefn) <- genSaveLuxiOp cons
+  req_defs <- declareSADT "LuxiReq" .
+              map (\(str, _) -> ("Req" ++ str, mkName ("luxiReq" ++ str))) $
+                  cons
+  return $ [declD, savesig, savefn] ++ req_defs
+
+-- | Generates the \"save\" expression for a single luxi parameter.
+saveLuxiField :: Name -> LuxiParam -> Q Exp
+saveLuxiField fvar (_, qt) =
+    [| JSON.showJSON $(varE fvar) |]
+
+-- | Generates the \"save\" clause for entire LuxiOp constructor.
+saveLuxiConstructor :: (String, [LuxiParam]) -> Q Clause
+saveLuxiConstructor (sname, fields) = do
+  let cname = mkName sname
+      fnames = map (mkName . fst) fields
+      pat = conP cname (map varP fnames)
+      flist = map (uncurry saveLuxiField) (zip fnames fields)
+      finval = if null flist
+               then [| JSON.showJSON ()    |]
+               else [| JSON.showJSON $(listE flist) |]
+  clause [pat] (normalB finval) []
+
+-- | Generates the main save LuxiOp function.
+genSaveLuxiOp :: [(String, [LuxiParam])]-> Q (Dec, Dec)
+genSaveLuxiOp opdefs = do
+  sigt <- [t| $(conT (mkName "LuxiOp")) -> JSON.JSValue |]
+  let fname = mkName "opToArgs"
+  cclauses <- mapM saveLuxiConstructor opdefs
+  return $ (SigD fname sigt, FunD fname cclauses)
+
+-- * "Objects" functionality
+
+-- | Extract the field's declaration from a Field structure.
+fieldTypeInfo :: String -> Field -> Q (Name, Strict, Type)
+fieldTypeInfo field_pfx fd = do
+  t <- actualFieldType fd
+  let n = mkName . (field_pfx ++) . fieldRecordName $ fd
+  return (n, NotStrict, t)
+
+-- | Build an object declaration.
+buildObject :: String -> String -> [Field] -> Q [Dec]
+buildObject sname field_pfx fields = do
+  let name = mkName sname
+  fields_d <- mapM (fieldTypeInfo field_pfx) fields
+  let decl_d = RecC name fields_d
+  let declD = DataD [] name [] [decl_d] [''Show, ''Read, ''Eq]
+  ser_decls <- buildObjectSerialisation sname fields
+  return $ declD:ser_decls
+
+-- | Generates an object definition: data type and its JSON instance.
+buildObjectSerialisation :: String -> [Field] -> Q [Dec]
+buildObjectSerialisation sname fields = do
+  let name = mkName sname
+  savedecls <- genSaveObject saveObjectField sname fields
+  (loadsig, loadfn) <- genLoadObject loadObjectField sname fields
+  shjson <- objectShowJSON sname
+  rdjson <- objectReadJSON sname
+  let instdecl = InstanceD [] (AppT (ConT ''JSON.JSON) (ConT name))
+                 [rdjson, shjson]
+  return $ savedecls ++ [loadsig, loadfn, instdecl]
+
+-- | The toDict function name for a given type.
+toDictName :: String -> Name
+toDictName sname = mkName ("toDict" ++ sname)
+
+-- | Generates the save object functionality.
+genSaveObject :: (Name -> Field -> Q Exp)
+              -> String -> [Field] -> Q [Dec]
+genSaveObject save_fn sname fields = do
+  let name = mkName sname
+  fnames <- mapM (newName . fieldVariable) fields
+  let pat = conP name (map varP fnames)
+  let tdname = toDictName sname
+  tdsigt <- [t| $(conT name) -> [(String, JSON.JSValue)] |]
+
+  let felems = map (uncurry save_fn) (zip fnames fields)
+      flist = listE felems
+      -- and finally convert all this to a json object
+      tdlist = [| concat $flist |]
+      iname = mkName "i"
+  tclause <- clause [pat] (normalB tdlist) []
+  cclause <- [| $(varNameE "makeObj") . $(varE tdname) |]
+  let fname = mkName ("save" ++ sname)
+  sigt <- [t| $(conT name) -> JSON.JSValue |]
+  return [SigD tdname tdsigt, FunD tdname [tclause],
+          SigD fname sigt, ValD (VarP fname) (NormalB cclause) []]
+
+-- | Generates the code for saving an object's field, handling the
+-- various types of fields that we have.
+saveObjectField :: Name -> Field -> Q Exp
+saveObjectField fvar field
+  | fisOptional = [| case $(varE fvar) of
+                      Nothing -> []
+                      Just v -> [( $nameE, JSON.showJSON v)]
+                  |]
+  | otherwise = case fieldShow field of
+      Nothing -> [| [( $nameE, JSON.showJSON $fvarE)] |]
+      Just fn -> [| let (actual, extra) = $fn $fvarE
+                    in extra ++ [( $nameE, JSON.showJSON actual)]
+                  |]
+  where fisOptional  = fieldIsOptional field
+        nameE = stringE (fieldName field)
+        fvarE = varE fvar
+
+-- | Generates the showJSON clause for a given object name.
+objectShowJSON :: String -> Q Dec
+objectShowJSON name = do
+  body <- [| JSON.showJSON . $(varE . mkName $ "save" ++ name) |]
+  return $ FunD (mkName "showJSON") [Clause [] (NormalB body) []]
+
+-- | Generates the load object functionality.
+genLoadObject :: (Field -> Q (Name, Stmt))
+              -> String -> [Field] -> Q (Dec, Dec)
+genLoadObject load_fn sname fields = do
+  let name = mkName sname
+      funname = mkName $ "load" ++ sname
+      arg1 = mkName "v"
+      objname = mkName "o"
+      opid = mkName "op_id"
+  st1 <- bindS (varP objname) [| liftM JSON.fromJSObject
+                                 (JSON.readJSON $(varE arg1)) |]
+  fbinds <- mapM load_fn fields
+  let (fnames, fstmts) = unzip fbinds
+  let cval = foldl (\accu fn -> AppE accu (VarE fn)) (ConE name) fnames
+      fstmts' = st1:fstmts ++ [NoBindS (AppE (VarE 'return) cval)]
+  sigt <- [t| JSON.JSValue -> JSON.Result $(conT name) |]
+  return $ (SigD funname sigt,
+            FunD funname [Clause [VarP arg1] (NormalB (DoE fstmts')) []])
+
+-- | Generates code for loading an object's field.
+loadObjectField :: Field -> Q (Name, Stmt)
+loadObjectField field = do
+  let name = fieldVariable field
+  fvar <- newName name
+  -- these are used in all patterns below
+  let objvar = varNameE "o"
+      objfield = stringE (fieldName field)
+      loadexp =
+        if fieldIsOptional field
+          then [| $(varNameE "maybeFromObj") $objvar $objfield |]
+          else case fieldDefault field of
+                 Just defv ->
+                   [| $(varNameE "fromObjWithDefault") $objvar
+                      $objfield $defv |]
+                 Nothing -> [| $(varNameE "fromObj") $objvar $objfield |]
+  bexp <- loadFn field loadexp objvar
+
+  return (fvar, BindS (VarP fvar) bexp)
+
+-- | Builds the readJSON instance for a given object name.
+objectReadJSON :: String -> Q Dec
+objectReadJSON name = do
+  let s = mkName "s"
+  body <- [| case JSON.readJSON $(varE s) of
+               JSON.Ok s' -> $(varE .mkName $ "load" ++ name) s'
+               JSON.Error e ->
+                 JSON.Error $ "Can't parse value for type " ++
+                       $(stringE name) ++ ": " ++ e
+           |]
+  return $ FunD (mkName "readJSON") [Clause [VarP s] (NormalB body) []]
+
+-- * Inheritable parameter tables implementation
+
+-- | Compute parameter type names.
+paramTypeNames :: String -> (String, String)
+paramTypeNames root = ("Filled"  ++ root ++ "Params",
+                       "Partial" ++ root ++ "Params")
+
+-- | Compute information about the type of a parameter field.
+paramFieldTypeInfo :: String -> Field -> Q (Name, Strict, Type)
+paramFieldTypeInfo field_pfx fd = do
+  t <- actualFieldType fd
+  let n = mkName . (++ "P") . (field_pfx ++) .
+          fieldRecordName $ fd
+  return (n, NotStrict, AppT (ConT ''Maybe) t)
+
+-- | Build a parameter declaration.
+--
+-- This function builds two different data structures: a /filled/ one,
+-- in which all fields are required, and a /partial/ one, in which all
+-- fields are optional. Due to the current record syntax issues, the
+-- fields need to be named differrently for the two structures, so the
+-- partial ones get a /P/ suffix.
+buildParam :: String -> String -> [Field] -> Q [Dec]
+buildParam sname field_pfx fields = do
+  let (sname_f, sname_p) = paramTypeNames sname
+      name_f = mkName sname_f
+      name_p = mkName sname_p
+  fields_f <- mapM (fieldTypeInfo field_pfx) fields
+  fields_p <- mapM (paramFieldTypeInfo field_pfx) fields
+  let decl_f = RecC name_f fields_f
+      decl_p = RecC name_p fields_p
+  let declF = DataD [] name_f [] [decl_f] [''Show, ''Read, ''Eq]
+      declP = DataD [] name_p [] [decl_p] [''Show, ''Read, ''Eq]
+  ser_decls_f <- buildObjectSerialisation sname_f fields
+  ser_decls_p <- buildPParamSerialisation sname_p fields
+  fill_decls <- fillParam sname field_pfx fields
+  return $ [declF, declP] ++ ser_decls_f ++ ser_decls_p ++ fill_decls ++
+           buildParamAllFields sname fields ++
+           buildDictObjectInst name_f sname_f
+
+-- | Builds a list of all fields of a parameter.
+buildParamAllFields :: String -> [Field] -> [Dec]
+buildParamAllFields sname fields =
+  let vname = mkName ("all" ++ sname ++ "ParamFields")
+      sig = SigD vname (AppT ListT (ConT ''String))
+      val = ListE $ map (LitE . StringL . fieldName) fields
+  in [sig, ValD (VarP vname) (NormalB val) []]
+
+-- | Builds the 'DictObject' instance for a filled parameter.
+buildDictObjectInst :: Name -> String -> [Dec]
+buildDictObjectInst name sname =
+  [InstanceD [] (AppT (ConT ''DictObject) (ConT name))
+   [ValD (VarP 'toDict) (NormalB (VarE (toDictName sname))) []]]
+
+-- | Generates the serialisation for a partial parameter.
+buildPParamSerialisation :: String -> [Field] -> Q [Dec]
+buildPParamSerialisation sname fields = do
+  let name = mkName sname
+  savedecls <- genSaveObject savePParamField sname fields
+  (loadsig, loadfn) <- genLoadObject loadPParamField sname fields
+  shjson <- objectShowJSON sname
+  rdjson <- objectReadJSON sname
+  let instdecl = InstanceD [] (AppT (ConT ''JSON.JSON) (ConT name))
+                 [rdjson, shjson]
+  return $ savedecls ++ [loadsig, loadfn, instdecl]
+
+-- | Generates code to save an optional parameter field.
+savePParamField :: Name -> Field -> Q Exp
+savePParamField fvar field = do
+  checkNonOptDef field
+  let actualVal = mkName "v"
+  normalexpr <- saveObjectField actualVal field
+  -- we have to construct the block here manually, because we can't
+  -- splice-in-splice
+  return $ CaseE (VarE fvar) [ Match (ConP 'Nothing [])
+                                       (NormalB (ConE '[])) []
+                             , Match (ConP 'Just [VarP actualVal])
+                                       (NormalB normalexpr) []
+                             ]
+
+-- | Generates code to load an optional parameter field.
+loadPParamField :: Field -> Q (Name, Stmt)
+loadPParamField field = do
+  checkNonOptDef field
+  let name = fieldName field
+  fvar <- newName name
+  -- these are used in all patterns below
+  let objvar = varNameE "o"
+      objfield = stringE name
+      loadexp = [| $(varNameE "maybeFromObj") $objvar $objfield |]
+  bexp <- loadFn field loadexp objvar
+  return (fvar, BindS (VarP fvar) bexp)
+
+-- | Builds a simple declaration of type @n_x = fromMaybe f_x p_x@.
+buildFromMaybe :: String -> Q Dec
+buildFromMaybe fname =
+  valD (varP (mkName $ "n_" ++ fname))
+         (normalB [| $(varNameE "fromMaybe")
+                        $(varNameE $ "f_" ++ fname)
+                        $(varNameE $ "p_" ++ fname) |]) []
+
+-- | Builds a function that executes the filling of partial parameter
+-- from a full copy (similar to Python's fillDict).
+fillParam :: String -> String -> [Field] -> Q [Dec]
+fillParam sname field_pfx fields = do
+  let fnames = map (\fd -> field_pfx ++ fieldRecordName fd) fields
+      (sname_f, sname_p) = paramTypeNames sname
+      oname_f = "fobj"
+      oname_p = "pobj"
+      name_f = mkName sname_f
+      name_p = mkName sname_p
+      fun_name = mkName $ "fill" ++ sname ++ "Params"
+      le_full = ValD (ConP name_f (map (VarP . mkName . ("f_" ++)) fnames))
+                (NormalB . VarE . mkName $ oname_f) []
+      le_part = ValD (ConP name_p (map (VarP . mkName . ("p_" ++)) fnames))
+                (NormalB . VarE . mkName $ oname_p) []
+      obj_new = foldl (\accu vname -> AppE accu (VarE vname)) (ConE name_f)
+                $ map (mkName . ("n_" ++)) fnames
+  le_new <- mapM buildFromMaybe fnames
+  funt <- [t| $(conT name_f) -> $(conT name_p) -> $(conT name_f) |]
+  let sig = SigD fun_name funt
+      fclause = Clause [VarP (mkName oname_f), VarP (mkName oname_p)]
+                (NormalB $ LetE (le_full:le_part:le_new) obj_new) []
+      fun = FunD fun_name [fclause]
+  return [sig, fun]